二战苏军轰炸机如何保证精确轰炸,飞行员很重要,瞄准具更关键

1944年苏军佩-2轰炸机群轰炸德军阵地

在第一次世界大战初,由于对轰炸原理一无所知,又没有瞄准具,所以炸弹命中目标是极其偶然的。俄国的Н.Е.茹科夫斯基开创了新的科学分支-空中弹道学,以他为首的一批先进科学家当时研究了轰炸瞄准问题。

茹科夫斯基和他的学生们进行炸弹空气动力学试验

1914年,茹科夫斯基在空气动力实验室对10枚航空炸弹(5-409公斤)的空气动力学特性进行了研究,发现坠落速度随着炸弹质量的增加而增加,409公斤炸弹下落速度达到了296米/秒;当从超过800米高度坠落时,重型炸弹的振动会停止。1915年9月他在莫斯科数学学会上做了《飞机轰炸理论К теории бомбометания с аэроплана》的报告。之后1916年,出版了著作《飞机投弹Бомбометание с аэроплана》。

1916又出版了博捷扎特教授(Г.А.Ботезат)和托尔马乔夫上尉(Толмачев)编写的最早的轰炸弹道表。晚些时候,又出版了由弗里德曼(А.А.Фридман)和А.Ф.加夫里洛夫两位教授编写的弹道表。而最早的轰炸瞄准具则由伊万诺夫和瑙莫夫(Наумов)两位为“伊利亚-穆罗梅茨”飞机而研制,其他飞机上则采用了托尔马乔夫、斯捷奇金和列别坚科(Н.Н.Лебеденко)等设计的瞄准具。А.А.茹拉夫琴科为发展轰炸理论和实际运用做了大量工作。他所研制的新颖“风速计算仪”可以测出飞机的战斗航向和地速,尔后根据第一枚炸弹弹着点再来校正。当时的俄国飞行员们就利用俄国的瞄准具、茹拉夫琴科的“风速计算仪”和弹道表,从而进行有效的轰炸。

伊万诺夫瞄准具,用于伊利亚-穆罗梅茨轰炸机

链接-弗里德曼

全名亚历山大-亚历山大洛维奇-弗里德曼(Александр Александрович Фридман),苏俄著名数学家、气象学家和宇宙学家 1888年6月4日(6月16日)出生,1910年毕业于圣彼得堡大学数学与物理系,毕业后学校任教。1913年进入圣彼得堡附近巴甫洛夫斯克航空天文台工作。一战爆发后志愿加入空军,参与多次军事任务,1916年开始在基辅军事航空学校任教。十月革命后1918年4月-1920年5月彼尔姆大学力学系教授,1920年8月-1923年彼得格勒理工学院物理与力学系理论力学教授。1923年出版《时空世界》一书,介绍相对论。1923年任《地球物理与气象学报》主编。1925年9月16日因伤寒去世。1931年被追授列宁奖金。

1916年8月的弗里德曼

国内战争初期,红军飞机上装的瞄准具极其简单,例如埃尔-1和埃尔-5飞机采用А.В.纳达什科维奇设计的АП-2机械瞄准具,而各型飞机主要使用的是ОПБ-1瞄准具。该型瞄准具使用时间很长,甚至在战后的直升机和运输机上还可以见到,主要用于这些飞机飞行导航任务和空投货物。

АП-2轰炸瞄准具

ОПБ-1瞄准具是一种望远镜式光学瞄准系统,放大倍数0.2倍,视界32度,可以测高低瞄准角和偏流角,可以在平飞中进行投弹、布雷和施放鱼雷瞄准。飞机侧向瞄准数据与投弹时机是根据预先编好的表和曲线计算确定的。借助这些瞄准具和秒表可以测出飞机偏流角和地速,从而算出风速和风向。

1926年建立的特别技术局的一个专业机构处投弹和施放鱼雷的瞄准具,但由于当时苏联工业技术水平落后还不能组织成批生产,直到30年代中期才具备这种生产能力。与此同时,培育瞄准具专家的工作也广泛开展起来,特别是在茹科夫斯基空军工程学院和莫斯科航空学院。这些院校的科学家们除了培养人才外,还完成了很多轰炸方面的重要研究,为瞄准具设计奠定了理论基础。

ОПБ-1轰炸瞄准具

30年代,从特别技术局分出若干独立设计局,由М.А.列祖诺夫、С.И.布亚诺维尔和И.Б.东德等人领导的设计局和研究院所研究出了几十种在结构上有一定特色的瞄准具,这些瞄准具对苏联瞄准具的发展影响很大。

随着航空技术装备的完善,投弹条件变得复杂,因此需要在地面条件下训练飞行员的专门设备。第一台轰炸模拟器由Б.М.卡尔塔诺夫在1925年设计。后来,在他领导下设计了一系列模拟风力和风向的飞行模拟器,使用这些地面训练设备大大节约了燃油和弹药。

使用ОПБ-1瞄准具投弹示意图

随着轰炸理论的不断完善,卡尔塔诺夫和М.Н.尼科利斯基研究出来轰炸理论的另一个新分支-连续轰炸和编队轰炸效率理论。这一理论为摧毁目标提供了最佳手段。А.И.阿尔布佐夫继续他们俩的研究工作,根据他编制的弹道表可以算出完成规定轰炸任务所必须采用的作战手段。1939年,出版了文策尔(Д.А.Вентцел)编制的俯冲轰炸和水平轰炸弹道表。1940年起又采用М.А.绍伊赫特编制的弹道表。这些弹道表在随后的卫国战争中被空军部队广泛使用。

俄国最初托尔马乔夫编写的弹道表

链接-文策尔

全名德米特里-亚历山大洛维奇-文策尔(Димитрий Александрович Вентцель)1898年10月1日(10月13日)出生,1917年2月毕业于康斯坦丁诺夫斯基炮兵学校,参加过一战。1919年3月加入红军,1922年毕业于红军炮兵学院。1922年11月-1926年4月红军特别炮兵试验委员会工作,1926年4月-1930年在季霍米罗夫的空气动力实验室工作,1930-1934年红军炮兵学院工作。1934年9月任茹科夫斯基空军工程学院航空弹道系主任,1935年12月13日晋升旅级工程师,1943年晋升炮兵工程少将。1946年成为炮兵科学院创始人之一,1950年获得三等斯大林奖金,1953年6月起担任空军工程学院火箭和弹道学系主任。1955年7月20日去世。先后获得列宁勋章、红旗勋章和一级卫国战争勋章等。

文策尔

30年代中期开始,新的轰炸条件迫使人们不断探索为高空告诉轰炸机研制更为完善瞄准具。轰炸瞄准具发展主要涉及以下几个方面:

-增大发现目标的距离,保证全天候工作能力的要求-缩短在战斗航向停留的时间,提高轰炸精度,改进瞄准方法和实现瞄准过程自动化

-研制用于新的作战方法(俯冲轰炸,上仰轰炸和超低空轰炸)的瞄准具

ОПБ-1瞄准具图像显示

链接-二战轰炸机主要轰炸方式

水平轰炸:飞机从超低空进入预订轰炸区域,实施瞄准,修正影响轰炸的主要因素(如风、雨、云、雾等),对准目标投下炸弹,之后立即跃升脱离轰炸区域

水平轰炸

俯冲轰炸:飞机一般在1000-2000米高度,以水平飞行姿态进行俯冲,投弹俯冲角15-60度,完成投弹后立即跃起,飞离投弹区,以避开敌方防空火力打击

俯冲轰炸

下滑轰炸:飞机在向下倾斜以直线等速飞行投下炸弹。通常在高度1000米左右,投弹后跃升脱离。

下滑轰炸

上仰轰炸:飞机按照预定航线以水平飞行姿态,在距离目标有一定距离时将水平飞行姿态改为上仰飞行,并在上仰时投弹。投弹角度40-180度,投弹后炸弹沿抛物线上升,到达预定点后转入下降,飞机完成投弹后迅速以反方向脱离。

上仰轰炸

研制这类瞄准具需要很长时间,所以最初只是研制解决部分问题的瞄准具。1933年,开始成批生产半自动平飞轰炸瞄准具ОПБ-2,这种瞄准具装载特勃-3和德勃-3轰炸机上。ОПБ-2与ОПБ-1的性能相似,装有机械计算器。这型瞄准具不需要算出风的参数。战斗航向上的瞄准数据可以通过预先算出炸弹下落时间和现有的弹道表去查得。

ОПБ-2轰炸瞄准具一部分

这一时期苏联研制出好几种半自动瞄准具,其中最让人感兴趣的是ПВБТ-1瞄准具、博齐亚诺夫斯基瞄准具和СПБ-21瞄准具。ПВБТ-1瞄准具是И.Б.东德和А.П.柳比莫夫根据矢量原理设计的,用来投弹和施放鱼雷。这种瞄准具按一定比例再现投弹的速度图,途中显示出飞机速度矢量、目标速度矢量、风速矢量和炸弹平均速度矢量。这种瞄准具精度高,但很笨重,而且还要求领航员舱加装大玻璃。博齐亚诺夫斯基的瞄准具是根据矢量-同步原理设计,领航员按照瞄准十字线与目标同步移动这一要求选定视线的偏差角和移动速度。偏差角和接近目标的速度值自动输入向量构成器。

左为ПВБТ-1瞄准具

СПБ-21瞄准具是由布亚诺维尔设计局研制,用于速度在200千米/小时条件下投弹和施放鱼雷。这型瞄准具是在同步瞄准具的基础上发展起来的,和博齐亚诺夫斯基瞄准具一样,视野也是用陀螺系统稳定,领航员这时应设法使飞机处于十字线与目标同步运动这一位置。所测得的接近速度输入计算器,于是就可以进行自动投弹。这型瞄准具在苏芬战争中曾在特勃-3轰炸机上进行试验。

СПБ-21瞄准具的改进型СПБ-22型

卫国战争爆发前,佩-8和叶尔-2轰炸机装备的都是ПС-1瞄准具(同步瞄准具),不过这款瞄准具在夜间性能不好,所以此后换装了К.А.罗泽涅尔1939年设计的НКПБ-3瞄准具(平行光管夜间轰炸瞄准具)。这种瞄准具有专门的计算器,最先采用平行光管。在此之前,平行光管已经在射击瞄准具上得到应用。当时,苏军特勃-3、别-6、里-2以及一些其他飞机都装有НКПБ-3瞄准具,它在卫国战争期间大量使用。

НКПБ-3瞄准具

1938-1939年,空军科学院和中央流体力学研究院在Б.И.米纳科夫和Ю.Л.卡尔波夫领导下,研究了一种中程轰炸机俯冲轰炸法。俯冲轰炸法与水平轰炸相比,轰炸精度提高不少。1939年,研究成功采用平行光管的简单俯冲轰炸瞄准具,这种瞄准具保留了使用机炮的能力。瞄准具型号有ПБП-1、ПБП-1А和ПБП-1Б,分别装在佩-2、伊尔-2和图-2飞机上。1938-1939年为德勃-3和德勃-3ф等海军航空兵飞机设计出低空施放鱼雷的ПТН-5瞄准具。

ПБП-1А瞄准具

卫国战争期间,新型轰炸瞄准具的研制工作也在一直进行。1943年,А.С.杰连科夫斯基研制出ОПБ-1Д平飞轰炸瞄准具,这种瞄准具具有最先可以自动计算高度和飞行速度参数的瞄准具,之后装到图-2轰炸机使用。1942年,按照М.К.茨维特科夫的建议短期内为伊尔-2强击机研制出ВМШ-2瞄准具。当目标被机头遮挡时,这种瞄准具可以平飞投弹。佩-2飞机上安装了专为俯冲轰炸研制的ПБП-4瞄准具。

油画-佩-2轰炸机对地面目标俯冲攻击

在战争期间,由于租借法案,苏联得到了英美的轰炸瞄准具实物和技术,不过由于和自身飞机不匹配,没有装备,依旧装备在盟军租借的A-20、B-25等轰炸机上。战争胜利后苏军从德国缴获了上千具德军轰炸机标配的卡尔蔡司公司生产的Lotfernrohr 7系列瞄准具。这一切对于它战后其轰炸机瞄准具的发展起了不小的作用。关于二战后的苏军轰炸机瞄准具发展,敬请期待后文。

德军Lotfe 7D轰炸瞄准具-装备Ar 234, Focke-Wulf Fw 200, Ju 88

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