Авиационное вооружение

Типовая АБ состоит из корпуса, снаряжения, подвесной системы, стабилизатора, баллистического кольца и двух взрывателей.

Корпус бомбы состоит из трёх частей: головной, средней и хвостовой. Головная часть профилированная — в форме оживала, полусферы или сочетания двух усечённых конусов. От головной формы сильно зависит аэродинамика бомбы и её пробивная способность. Средняя часть бомбы имеет цилиндрическую форму, а хвостовая — коническую. Корпус изготавливают из стали или литьём, или ковкой из бесшовных стальных труб. Изнутри корпус бомбы покрывают лаком для защиты металла от коррозии в агрессивной среде снаряжения бомбы. Снаружи корпус АБ окрашивают: боевые бомбы — серым цветом, учебные бомбы — чёрным цветом.

Снаряжение бомбы зависит от её назначения. Обычно используют бризантные ВВ или зажигательные составы, для отдельных типов бомб используют пиротехнические смеси. Со стороны головной и хвостовой части корпуса бомбы привариваются или присоединяются на резьбе один или несколько запальных стаканов для установки дополнительных детонаторов и взрывателей. Детонатор применяется для усиления действия взрывателя и выполнен в виде нескольких тротиловых шашек. В некоторых типах АБ в запальные стаканы устанавливают вышибные заряды.

Взрыватели. Бомбы калибром до ста кг обычно имеют один взрыватель, остальные АБ имеют не менее двух взрывателей. Взрыватель вворачивается в запальный стакан. Резьбовое отверстие под взрыватель называется очком бомбы. Применение нескольких взрывателей повышает надёжность и безопасность бомбы. Бомба хранится и подвешивается на носитель без взрывателей. Очко бомбы при хранении и транспортировке закрывается заглушкой, а в запальные стаканы устанавливаются специальные бумажные вкладыши, предохраняющие от перемещения шашки детонатора.

Стабилизатор бомбы увеличивает сопротивление воздушному потоку хвостовой части бомбы, в результате чего центр давления смещается в точку, лежащую позади центра масс, при этом получается момент, стремящийся к уменьшению угла атаки. В бомбах применяют перистые, перисто-цилиндрические или коробчатые стабилизаторы. В зависимости от размаха перьев, стабилизаторы подразделяются на калиберные и надкалиберные (размах больше диаметра корпуса АБ). Строго говоря, бомба при падении всегда совершает некоторые колебательные движения и не стабилизируется полностью.

Баллистическое кольцо применяют на некоторых типах АБ. Это кольцо просто приваривают к головной части бомбы. Кольцо несколько улучшает условия обтекания бомбы воздушным потоком на околозвуковых скоростях.

Подвесная система бомбы — это ушки для крепления бомбы на носителе. Обычно применяют два ушка. На носителе для крепления бомбы установлен замок, в который подвешивается бомба. После подвески бомба дополнительно фиксируется ухватами с аутригерами.

Для исключения поражения ЛА от взрыва собственных бомб вводится ограничение по минимальной высоте сброса, в упрощённой форме на каждые 100 кг веса бомбы добавляется 100 метров высоты. То есть безопасное применение бомбы ФАБ-100 возможно с высоты не менее 100 метров, а бомбы ФАБ-500 не менее 500 метров (в реальности считают немного по другому).

Но если всё-таки необходимо произвести сброс с малой высоты, то для этого применяют два способа: тормозные устройства и взрыватели с замедлением.

Штурмовой замедлитель взрывателя устанавливают на время 10...30 сек. За это время бомба успевает ударится о поверхность земли (воды) и несколько раз срикошетировать. Самолёт за это время успевает удалится на безопасное расстояние. Однако за счёт рикошета точность бомбометания оказывается невысокой, и даже ввод поправки на дополнительный относ бомбы не приносит заметного результата, так как величина относа зависит от множества случайных факторов (это как раз относится к так называемому топмачтовому бомбометанию). Кроме того, при взрыве бомбы в горизонтальном или близком к этому положению резко снижается площадь поражения (она становится равной сектору разлёта осколков). Поэтому гораздо чаще применяют тормозные устройства в виде тормозных парашютов или пороховых двигателей.

Парашютное тормозное устройство по конструкции может быть встроенное или приставное. В любом случае оно состоит из металлического контейнера, в котором уложен небольшой парашют с механизмом ввода его в действие через 1-2 сек после отцепки бомбы от носителя. Стропы парашюта присоединяются к хвостовому взрывателю бомбы — это необходимо для снятия блокировки взрывателя при нормальном срабатывании тормозного парашюта. Если парашют по какой-либо причине не вышел, то взрыватель остаётся заблокированным и бомба не сработает при ударе о землю.

(см. статью: Взрыватель)

Большинство известных взрывателей АБ являются самостоятельными конструкциями. Как правило, взрыватель устанавливается в бомбу при окончательной подготовке к боевому применению. Иногда конструкция взрывателя частью входит в конструкцию бомбы, такие взрыватели принято называть взрывными устройствами.

В зависимости от принципа действия, взрыватели АБ делят на контактные, неконтактные и дистанционные. В основных типах АБ применяют в основном контактные взрыватели, которые срабатывают при ударе о преграду.

Контактные взрыватели АБ бывают двух типов — механические и электрические. В механическом взрывателе взрывной (огневой) импульс создаётся в результате накола жалом капсюля. В электровзрывателе при ударе подаётся ток на электровоспламенитель. Источником тока служит индукционная катушка с постоянным магнитом. Также в электровзрывателях нашли применение искровые электродетонаторы с пьезоэлементом.

Основными узлами ударного взрывателя бомбы являются: ударный механизм, огневая цепь, предохранительные устройства и механизм дальнего взведения (МДВ).

Огневая цепь взрывателя представляет собой совокупность предметов воспламенения и детонирования: капсюли, передаточные заряды, пороховые усилители, пиротехнические замедлители и т.п.

В зависимости от времени срабатывания все бомбовые взрыватели делят на:

• мгновенного действия (время срабатывания не более 0,001 сек)
• замедленного действия (время срабатывания от долей секунды до нескольких минут), применяются для поражения укрытых объектов или при бомбометании с малых высот
• длительного действия (от нескольких минут до нескольких суток), применяются для минирования объектов

Все взрыватели имеют несколько цепей предохранения, обеспечивая безопасность применения АБ. Процесс взведения взрывателя начинается только с момента отделения бомбы от носителя, причём все авиабомбы также предусматривают сброс без взведения взрывателя — это называется «сброс на невзрыв» (ранее назывался «сброс на пассив»).

Механизм дальнего взведения состоит из трёх устройств: пускового, замедлительного и исполнительного. По конструкции МДВ может быть механический или электрический.

Механический МДВ связан стальным прутком блокировки с замком держателя. Это достаточно старая конструкция и в настоящее время применяется весьма ограниченно и в основном для внутренней подвески бомб, так как при больших скоростях полёта возможно самопроизвольное взведение взрывателя бомбы из-за прогибания прутка от набегающего потока.

Электрический МДВ соединяется с бортовой сетью самолёта через специальный электроразъём на замке подвески. При сбросе бомбы на взрыватель подаётся кратковременный импульс тока, который поджигает пиротехнический состав либо активирует часовой механизм.

Неконтактные взрыватели, применяемые в авиации, срабатывают под воздействием энергии, излучаемой целью или отражённой от цели энергией. Существует большое разнообразие неконтактных взрывателей: электростатические, магнитные, оптические, радиолокационные, акустические и др. Из радиолокационных взрывателей широко применяются автодинные доплеровские РВ, отличающиеся простотой устройства и малыми габаритами.

Задачи прицеливания при бомбометании.

Под бомбометанием понимают прицельное сбрасывание средств поражения типа авиационных бомб, мин, торпед, а также иных грузов.

При сбросе неуправляемой авиабомбы в условиях стандартной атмосферы и известных баллистических параметрах боеприпаса траектория падения бомбы определяется начальными условиями её сброса: высотой полёта носителя и его скоростью. Поэтому сущность прицеливания при бомбометании сводится к созданию таких параметров пространственного движения ЛА, при которых бомба попадёт в заданную точку. Положение точки падения боеприпаса относительно точки сброса определяют с помощью вектора дальности точки падения. Вектор дальности вычисляется средствами и системами прицеливания с помощью имеющихся на борту вычислительных средств.

Определение координат цели.

Бомбометание как процесс тесно связан непосредственно с самолётовождением (навигацией).

Для определения координат цели применяют два основных способа — визирный способ и метод счисления пути.

В первом случае место цели определяется видимостью цели оптическими, телевизионными, оптико-электронными или радиолокационными бортовыми средствами. Этот способ наиболее точен, однако подвержен влиянию как естественных, так и искусственных помех: облачность, туман, технические средства противодействия.

Во втором случае применяется математический расчет места цели по известному значению скорости ЛА относительно земной поверхности и времени полёта. Этот способ не подвержен влиянию помех, но накапливает ошибку с увеличением полётного времени.

Для повышения точности бомбометания эти два способа по возможности используют комплексно.

Баллистические характеристики неуправляемых средств поражения

Движение сбрасываемого с самолёта груза практически всегда происходит по баллистической траектории, которая предварительно рассчитывается с помощью известных из школьного курса законов физики. В общем смысле решается уравнение движения тела (второй закон Ньютона) в переменной воздушной среде (без учёта вращения Земли) в проекциях на оси стартовой системы координат ОХсYc.

Все типы сбрасываемых боеприпасов имеют различные баллистические характеристики, поэтому для расчетов на борту самолёта имеются баллистические таблицы, в более продвинутых прицелах все варианты загрузки самолёта заложены программно в баллистический вычислитель.

Способы выполнения бомбометания.

В зависимости от выбора участка боевой траектории, различают следующие способы бомбометания:

• с горизонтального полёта
• с постоянным углом пикирования
• на выводе из пикирования
• с кабрирования

Наиболее высокая точность поражения целей достигается при бомбометании с пикирования.

Для выполнения процесса прицеливания при бомбометании необходимо измерить параметры движения собственного ЛА, определить параметры атмосферы, определить координаты и параметры движения цели, рассчитать траекторию движения боеприпаса (груза) и организовать управление летательным аппаратом и его оружием. Эти задачи и решаются с помощью прицельной системы.

Бомбовая прицельная система состоит из группы датчиков информации, вычислительных устройств и средств индикации. В качестве вычислительной части бомбовых прицелов ранее широко применялись механические аналоговые вычислители, в дальнейшем стали использоваться электронные системы с применением БЦВМ. Алгоритмы обработки информации и их содержание целиком зависит от способа бомбометания и типа применяемого груза.

В авиации для бомбометания применяются два типа прицелов (либо их варианты): векторный прицел и синхронный прицел. Оптический бомбовый прицел по сути представляет собой угломерный прибор для измерения углов в горизонтальной и вертикальной плоскости. В качестве примера приводятся характеристики и комплектация бомбового прицела самолёта Ту-16:

Оптический бомбовый прицел ОПБ-11р предназначен для прицельного бомбометания во всём рабочем диапазоне высот и скоростей самолёта носителя. Прицел автоматически вырабатывает углы прицеливая, бокового смещения и сноса; обеспечивает боковую наводку на цель самолёта векторным способом и способом кратного угла; выдаёт в РБП-4 наклонную дальность до цели и углы поперечной и азимутальной стабилизации, обеспечивая во время бомбометания совмещения перекрестия на экране РЛС РБП-4; сигнализирует о приближении момента сброса бомб и выдаёт сигналы на открытие створок бомбоотсека и в электросбрасыватель.

В состав прицела входит непосредственно сам прицел и его комплект оборудования:

• блок электронных реле
• решающий прибор
• преобразователь тока УФ-1с (для питания гиромоторов прицела напряжением 36 вольт 400 гц)
• датчик высоты ДВ-15
• датчик скорости ДС-1200
• высотный блок
• коробка управления

Питание прицела осуществлялось от бортовой сети постоянного тока 27 вольт и от сети переменного тока 115 вольт. Потребляемая мощность по постоянному току 550 вт, по переменному току 150 ва.

К стрелково-пушечному вооружению ЛА относят бортовое ствольное оружие: пулемёты, авиапушки и гранатомёты.

Основные характеристики ствольного оружия, определяющие его боевые свойства: калибр в мм, темп стрельбы в выстр./мин, начальная скорость снаряда, масса снаряда, масса оружия, максимальная сила отдачи, живучесть оружия, наибольшая длина непрерывной очереди.

Классификация производится по числу стволов и патронников и по типу двигателя, обеспечивающего работу механизмов оружия. По числу стволов различают одноствольные, двуствольные и многоствольные системы. По количеству патронников различают обычные и барабанные системы. По типу двигателя — с внешним приводом и с внутренним газопороховым двигателем. Последний может быть газоотводным или откатным.

Основным критерием различия между авиационным пулемётом и авиационной пушкой является калибр оружия: до 20 мм условно считают пулемётами, 20 мм и более классифицируют как автоматические пушки.

Боеприпасы к стрелково-пушечному вооружению — это, как правило, унитарные патроны, снаряженные в ленты (или в магазины). Пули и снаряды отличаются большим разнообразием: разрывные (осколочно-фугасные), бронебойно-разрывные, бронебойно-зажигательные и целый ряд других типов. Типовой взрыватель ОФЗ снаряда авиационной пушки — контактный, срабатывает при встрече с преградой. Он взводится за счёт центробежной силы вращения при выстреле (2.5...5 метров от дульного среза ствола). Кроме того, снаряды имеют систему самоликвидации и взрываются по истечении некоторого времени полёта.

(см статью: Авиационная артиллерийская установка)

Практически всё стрелково-пушечное вооружение на борту ЛА не применяется самостоятельно, а входит в состав различных артиллерийских (пушечных) установок, стационарных или подвесных, часто с дистанционным управлением.

Типовая ААУ включает: лафет для крепления оружия, узел поворота (на подвижных ААУ), систему питания патронами, агрегаты перезарядки оружия.

Система управления ААУ включает: систему управления наводкой оружия, систему управления огнём, систему перезарядки.

Наводка оружия заключается в согласовании оси канала ствола с визирной линией прицела. Система управления наводкой оружия конструктивно представляет собой следящий привод, состоящий из силового привода установки и устройства измерения рассогласования. Силовой привод обычно выполняется на двух мощных электромоторах (вертикальная и горизонтальная наводка), реже используют гидропривод (гидромоторы). В качестве датчиков угла часто применяют сельсины. Для непосредственно процесса прицеливания распространение получили оптические коллиматорные прицелы на подвижном основании (прицельные станции, ПС) и радиолокационные прицелы с управлением ААУ от рукоятки управления.

Под воздушной стрельбой принято понимать применение ствольного оружия по воздушным, наземным или надводным целям с борта ЛА, а также стрельба неуправляемыми реактивными снарядами (НАР).

Для применения стрелкового оружия требуется определить совокупность условий выполнения стрельбы, при которых обеспечивается поражение цели и безопасность ЛА. Решение этой задачи сводят к определению некоторой зоны в районе расположения цели, которую называют зоной разрешённых дальностей (ЗРД) и её границ.

Алгоритм решения задачи прицеливания при воздушной стрельбе представляет собой совокупность математических и логических операций, выполняемых в определённой последовательности лётчиком (оператором).

В технической реализации способы прицеливания делят на ручные (глазомерные) и автоматические (полуавтоматические) с применением различных бортовых вычислительных средств. Для научного обоснования была выработана математическая теория воздушной стрельбы, которая здесь не рассматривается (на эту тему нужна отдельная статья).