Оружие авиации - [15]
Переходя к условиям воздушной стрельбы, можно сказать, что относительной скоростью самолета-цели будет скорость, с которой он движется относительно самолета, который производит стрельбу и который мы считаем неподвижным. Но так как наш самолет все же движется, то истинное значение относительной скорости будет равно ее абсолютной скорости минус скорость нашего самолета, если цель движется параллельно нам и в ту же сторону, и плюс эта скорость, если цель движется параллельно, но в противоположную сторону.
А как быть в том случае, если самолет движется не параллельно курсу стреляющего самолета? Правило остается прежним, однако вычисление относительной скорости будет сложнее. Следует отметить, что указанным выше способом относительную скорость определяют лишь при теоретических рассуждениях. Находить таким способом относительную скорость цели, а также угол упреждения неудобно при стрельбе в воздухе, поэтому на практике пользуются иными, более удобными методами.
При стрельбе с учетом относительной скорости движения упрежденная точка находится также путем построения упредительного треугольника, при этом стрелок считает, что он все время находится в точке О (рис. 19) и видит, как воздушная цель движется с какой-то относительной скоростью по стороне АоАу. Встреча цели со снарядом происходит в кажущейся относительной точке встречи Ау. Прицеливаясь, стрелок, чтобы попасть в цель, должен отклонить ствол оружия от начальной линии цели ОАо на угол, равный относительному углу упреждения АоОАу, в сторону относительного движения цели. Линия цели за время полета снаряда переместится на угол упреждения.
Чтобы узнать время полета снаряда, нужно определить дальность до относительной точки встречи Ау и разделить ее на среднюю скорость полета снаряда. Такая скорость для каждого типа оружия, установленного на самолете, может быть определена в зависимости от условий стрельбы.
Для вычисления угла упреждения нужно время полета снаряда умножить на угол поворота линии цели в единицу времени, например в секунду.
Но как узнать угол поворота линии цели в единицу времени? Для этого надо некоторое время удерживать цель в центре сетки прицела, тогда линия визирования, совпадающая с линией цели, будет поворачиваться с той же скоростью, что и линия цели. Угол, на который повернется прицел, следящий за целью, будет характеризовать не только поворот линии визирования и ее угловую скорость, но и угловое перемещение цели относительно стрелка, следящего за ней в прицел. Поэтому угол, на который поворачивается линия визирования на цель в единицу времени, называют угловой скоростью линии цели.
Измерив угловую скорость линии визирования, мы определим тем самым угловую скорость линии цели, а вместе с тем и один из элементов, необходимых для построения угла упреждения.
Угловая скорость цели относительно стрелка зависит от дальности до нее, скорости самолета, с которого ведется стрельба, от скорости полета цели и направления стрельбы. С увеличением дальности при прочих равных условиях относительная угловая скорость цели уменьшается.
Итак, для того чтобы построить угол упреждения, нужно иметь механизм, который мог бы определять угловую скорость цели, и механизм, вычисляющий время полета снаряда до цели в зависимости от условий стрельбы. Третий механизм должен перемножать полученные величины, определяя таким образом в каждом отдельном случае необходимый угол упреждения. Последняя задача не вызывает трудностей: в настоящее время имеются механизмы, которые могут очень быстро выполнять любые математические действия, в том числе и умножение. Первые же два действия выполняются особыми устройствами, входящими в состав полуавтоматического авиационного прицела.
Принцип действия системы, измеряющей угловую скорость цели, состоит в следующем. Представим себе, что стрелок, совместив центр сетки прицела с целью, будет удерживать прицел все время в таком положении. Это значит, что центр сетки прицела и весь прицел будут поворачиваться с определенной угловой скоростью, равной угловой скорости цели. Если при этом связать с прицелом какое-либо устройство, способное измерять угловую скорость (например, тахометр), то задача будет решена.
Однако такое решение задачи возможно лишь в том случае, если стрелковая установка подвижна и поворачивается относительно самолета, на котором она находится.
Если же прицел и оружие неподвижны, а на самолетах-истребителях они устанавливаются только неподвижно, то слежение за целью может производиться лишь путем непрерывного разворота самолета. При этом для измерения угловой скорости поворота самолета, которая будет равна угловой скорости цели, нужно иметь какое-нибудь тело, неподвижное относительно самолета. Таким телом может служить только гироскоп.
Гироскопом называется быстро вращающееся симметричное тело — массивный круглый диск, ось которого может поворачиваться в пространстве (рис. 20). Ось, на которой вращается диск, называется главной осью гироскопа. Гироскоп обладает замечательными свойствами. Если он приведен во вращение, то его главная ось, во-первых, стремится сохранить неизменным свое первоначальное положение в пространстве и, во-вторых, под действием внешней силы она перемещается в плоскости, перпендикулярной к плоскости, в которой лежит действующая сила. Подобное перемещение главной оси гироскопа под действием внешней силы называют прецессией, а скорость углового перемещения главной оси — угловой скоростью прецессии. Оба эти свойства гироскопа используются в стрелковом авиационном прицеле.
