Vachik

В своих очередных дневниках разработчики продемонстрировали видеоролик под названием «Руководство игрока по управлению зенитной установкой на шасси грузовика ГАЗ-ММ» (на английском языке):

 

Прежде чем прокомментировать эту работу, кратко опишу, что из себя представляет зенитный прицел для малокалиберной зенитной артиллерии и как им пользоваться.

 

Основная задача зенитной артиллерии – уничтожение самолетов противника, летящих на малых и средних высотах, причем малокалиберная зенитная артиллерия (калибром от 20 до 70 мм) является основным средством противовоздушной обороны для борьбы с штурмовиками и пикирующими бомбардировщиками противника. Объясняется это уникальными возможностями, присущими именно МЗА: значительная скорострельность, возможность быстрого открытия огня (например, время перехода из походного положения в боевое для основного орудия МЗА СССР - 37-мм автоматической пушки образца 39-го года: 25 секунд), высокая мобильность установок МЗА, позволяющая сопровождать ими войска на марше и даже вести огонь с хода, быстрый переход от одного способа ведения огня к другому, высокая начальная скорость снаряда и наличие на каждом орудии автоматического прицела, решающего задачу стрельбы практически мгновенно по гипотезе прямолинейного равномерного полета цели в любой плоскости. Это дает возможность орудиям МЗА действовать независимо от других орудий в батарее и вести огонь не только побатарейно, но и поорудийно.

 

Как уже говорилось выше, для того чтобы попасть в самолет, необходимо стрелять не по той точке, где в момент выстрела находится цель, а по той, где самолет, по расчетам стреляющего, будет находиться через время, равное времени полета снаряда до этой точки. Уже в самом этом определении содержится некий замкнутый круг – как узнать, где будет находиться самолет через время, равное времени полета снаряда, если время полета снаряда можно рассчитать только зная до какой точки он должен долететь, а долететь он должен до той точки, где будет находиться самолет?

 

Эту задачу можно представить графически, для этого необходимо построить в пространстве треугольник, образованный тремя вершинами:

 

О – точка стояния орудия

Ав – точка выстрела, где в момент выстрела находится цель

Ау – точка, где по расчетам стреляющего должна произойти встреча снаряда с целью (упрежденная точка).

 

Стороны треугольника:

 

Дв – дистанция от точки стояния орудия до точки выстрела (текущая наклонная дальность)

Ду – дистанция от точки стояния орудия до упрежденной точки (упрежденная дальность)

Vц*tп - длина третьей стороны равна произведению скорости цели на время полета снаряда от точки стояния орудия до упрежденной точки.

 

Направление отрезка ОДв называется линией цели, сторона АуАв лежит в направлении полета цели (показывает курс цели).

Этот треугольник получил название «упредительного»:

--------------------------------------------------------------

 

Для того, чтобы получить положение упрежденной точки в пространстве, необходимо «решить треугольник», т. е. найти длины всех сторон и углы между ними.

 

В МЗА координаты всех точек в пространстве указываются в сферической системе координат с параметрами: азимут, угол места цели, наклонная дальность. Координаты точки О: начало координат. Координаты точки Ав найти проще всего: смотрим на цель через визирное устройство и измеряем угол между горизонтом орудия и линией цели (угол места) и угол между каким-либо предварительно выбранным направлением (основным направлением) и направлением на цель (азимут). Наклонную дальность замеряем дальномером или определяем на глаз:

-------------------------------------------------------------

 

Наибольшие проблемы возникают при расчете координат упрежденной точки Ау. Для этого необходимо предсказать место расположения цели через некоторый промежуток времени. Кроме того, необходимо знать время полета снаряда на различные дистанции. Со снарядом все относительно просто: время полета снаряда на различные дистанции получают путем измерения его баллистического коэффициента и составления баллистических таблиц с заранее рассчитанными значениями параметров его полета. Не следует думать, что снаряд так в точности и летит, как это описано в таблице – это всего лишь аппроксимация его полета некоторым законом движения, позволяющая получить параметры его траектории с допустимой для практического применения точностью. Но как получить координаты цели в определенный момент будущего, которое еще не наступило? Для этого необходимо принять какое-либо предположение (гипотезу) о законе изменения параметров цели. В автоматических зенитных прицелах времен Второй мировой войны обычно использовалось предположение о том, что за время, необходимое для замера скорости и направления полета цели (наблюдательное время) и за время, которое потребуется для преодоления снарядом расстояния от точки вылета до точки встречи с целью (упредительное время), цель сохранит скорость и направление своего полета по прямой (гипотеза прямолинейного полета цели).

 

В результате получается так:

 

Точка А1 – положение цели в момент наблюдения за ней и определения дальности Д1 дальномером, на участке пути вблизи этой же точки определяется скорость цели и направление ее полета, т. е. направление прямой А1Ав.

Точка Ав – положение цели в момент выстрела

Точка Ау – расчетное положение цели в момент ее встречи со снарядом, определяемое по гипотезе прямолинейного полета цели.

-------------------------------------------------

 

Таким образом, для того, чтобы попасть в упрежденную точку Ау, ствол орудия должен быть повернут на угол АвОАу относительно направления визирования на цель – угол упреждения. Этот угол можно найти без трудоемких вычислений, если построить в прицеле треугольник, подобный пространственному упредительному треугольнику ОАвАу, но уменьшенного масштаба, назовем его Оауав:

--------------------------------------

 

(Продолжение следует)

Для удобства масштабирования, одна из сторон пространственного треугольника принимается за единицу измерения и обозначается как L. Тогда длины всех сторон упредительного треугольника, строящегося в прицеле, будут равны соответствующим сторонам пространственного упредительного треугольника, уменьшенным в L раз; эти отрезки получили название «линейки»:

 

Оав = Дв / L – прицельная линейка

Оау = Ду / L – орудийная линейка

авау = V*tп / L – курсовая линейка

 

Практически, эти линейки в прицеле – не какие-то конкретные детали, а расстояния между определенными точками прицела.

 

Если за L принять дистанцию до упрежденной точки Ду, то длина орудийной линейки будет равна Ду / L = L / L = 1, то есть конструктивно ее можно выполнить неизменной, что существенно упрощает решение задачи. Теперь для построения в прицеле уменьшенной копии пространственного упредительного треугольника достаточно знать лишь направление прицельной линейки и длину и направление курсовой. Направление прицельной линейки устанавливается просто визированием через нее на цель, а направление курсовой – на глаз, так, чтобы она располагалась параллельно курсу цели. Осталось лишь определить ее длину: ауав = V*tп / L. Скорость V известна по результатам наблюдения за целью. Как найти tп / L?

 

Вот мы и подошли к вопросу «как найти время полета снаряда до цели, если для этого нужно знать расстояние до точки встречи снаряда с целью, а расстояние до точки встречи снаряда с целью можно узнать лишь зная время полета снаряда до цели».

 

«Маленький Хроноп искал ключ от двери на улицу. Ключ он искал в тумбочке, тумбочку – в комнате, комнату – в доме, дом – на улице. Тут-то он и зашел в тупик – какая может быть улица, когда нет ключа от двери на улицу?» (с)

 

В автоматических зенитных прицелах и приборах управления зенитным огнем эта задача успешно решается методом последовательных приближений.

 

Для примера рассмотрим, как это реализовано в прицеле 37-мм зенитного орудия - основного орудия малокалиберной артиллерии.

 

Зададимся некоторыми значениями наклонной дистанции Дв, например, 500 м, 1000 м., 1500 и т. д. и отношениями Дв / L, например, 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1 и т. д. и для каждого значения Дв / L найдем L. А теперь, для каждого значения дальности L из баллистических таблиц можно найти время полета снаряда на эту дистанцию, т. е. tп. Теперь для каждой заданной дистанции Дв можно построить графики зависимостей tп / L от Дв / L:

------------------------------------------------------------------

 

 

Этот график можно наклеить на барабан, угол поворота которого которого будет задавать величину t/L. Отношение Дв/L – это ни что иное, как длина прицельной линейки, которую можно считать с деталей прицела каким-либо образом и передать на барабан с помощью вертикальной стрелки, перемещающейся вдоль горизонтальной оси графика в соответствии с изменением длины прицельной линейки. Останется только поставить специально обученного человека – прицельного, который будет совмещать вращением барабана график, соответствующий текущей дальности до цели с верхним концом стрелки и вырабатывать тем самым необходимое значение параметра t/L. Единственная проблема – для умножения величин V и t/L требуется довольно сложный механизм, поэтому умножение целесообразно заменить сложением логарифмов соответствующих величин. Т. е. вместо скорости вводить в прицел значения, пропорциональные логарифму скорости, а графики на барабане построить относительно логарифма t/L. Сложение легко можно осуществить с помощью дифференциального механизма, наподобие дифференциала заднего моста автомобиля – если повернуть одну полуось на один угол, а другую – на другой, то сателлитная коробка повернется на угол, пропорциональный сумме поворотов полуосей.

 

В результате получилось вот такое вот хитроумное устройство:

----------------------------------------------------------------------

 

(Продолжение следует)