Воздушная стрельба. Баллистика. Окончательное решение вопроса?

[SMERSH]

И снова здравствуйте.

Оценку действительного огня бортстрелков лучше всего начать с рассмотрения прицельных приспособлений, применявшихся для решения задачи наведения оружия бортсрелков в 30-40 гг. прошлого века. Непосредственно к теме баллистики прицельные приспособления имеют косвенное отношение, но для дальнейшей наглядной иллюстрации боевой работы бортстрелков неплохо, чтобы читающий имел представление о прицельных системах. Кроме того оценивать точность оружия будем как говориться наглядно - взглядом на противника через прицел

Начнем.

Перед бортстрелками стояла не простая задача решения уравнения встречи пули с целью (воздушной и наземной) при повороте оружия на разный угол по отношению к вектору скорости самолета. Одним из залогов успешного решения уравнения встречи пули и цели - знать дальность до цели. Не тривиальная задача определения фактической дальности решалась с помощью масштабных колец, в специально разработанных для этого кольцевых прицелах. Принцип относительно простой. Зная базовое расстояние (от глаза стрелка до кольца прицела), диаметр масштабного кольца прицела и угловую величину "проекции" на кольцо известного заранее размера цели, например размаха крыльев самолета-цели, можно вычислить расстояние до цели.

На примере немецкой, соответствующей конкретным прицельным приспособлениям, таблицы можно понять основной принцип. Обратите внимание, что такой алгоритм будет работать только при выполнении стрелком условия выдерживания базового расстояния от глаза до кольца прицела. Диаметр кольца прицела старались подбирать таким образом, чтобы базовый размер цели (как правило размах крыльев истребителя составлял размер около 10 метров), на ключевых дальностях, либо "ложился" в кольцо, либо был кратным без остатка его диаметру/радиусу.

И в Германии и в СССР задачу решали аналогичным образом. Немецкие кольцевые прицелы - ранний вариант Visierbild V22 и его модернизация Visierbild V65 имели одинаковый диаметр внешнего кольца = 60 мм, но вследстве установки их в разном месте на оружии, имели разное базовое расстояние (L) и соответственно, разную базу цели (S).

В CCCР, во второй половине 30-х годов, на оборонительных установках авиационных пулеметов ДА и ШКАС применался кольцевой прицел КП-5 с диаметром наружного кольца прицела 80 мм. Для того, чтобы стрелку выдержать необходимое до кольца прицела базовое расстояние (800 мм) приклад пулемета ШКАС был выполнен выдвижным. Для использования внутреннего кольца прицела (с диаметром 40 мм) с меньшей базой, приклад ШКАСа необходимо было задвинуть.

Первые версии прицелов для оборонительных турелей, немецкий Visierbild V22 и советский прицел КП-5 использовались совместно с флюгерными мушками. Практическая целесообразность флюгерных мушек при стрельбе типа самолет-самолет, лично у меня находится под большим сомнением, несмотря на научную базу того времени, под это подведенную, об этом поговорим немного позже. Но, при стрельбе типа самолет-земля флюгерная мушка имела неоспоримый плюс практического применения.

О флюгерных мушках немного позже, а пока обратите внимание на Иллюстрацию №62, как именно могли наблюдать советский и германский бортстрелки, через свои прицельные приспособления истребитель противника, атакующий бомбардировщик, на разной дальности. Если бортстрелок видел такую проекцию истребителя на дальности 100 метров, скорее всего, это было последнее из того, что он видел в жизни. Об этом тоже позже.

[SMERSH]

Флюгерная мушка.

Мне не удалось найти автора идеи поставить на пулемет бортстрелка флюгерную самоориентирующуюся мушку , но то, что данный девайс применялся еще в ПМВ - факт. Например на пулеметах Lewis Mk III устанавливался флюгерный прицел Нормана. В 30-х годах прошлого века иметь флюгерную мушку на турельных пулеметах уже считалось признаком технического совершенства системы прицеливания. Немецкие MG-15 оснащались флюгерной мушкой, отечественные оружейники шли в ногу со временем и так же снабжали турельные варианты Дегтяревых и ШКАСов комбинацией кольцевого прицела КП-5 и флюгерной мушкой МФ-5.

За исключением небольших конструктивных отличий флюгерные мушки были практически идентичны. Например немецкая флюгерная мушка была расчитана на работу в областях скоростей самолета носителя от 180 до 260 км/ч, при этом стрелок теоретически мог самостоятельно, в полете, "вводить" значение скорости полета в мушку покрутив отверткой регулировочный винт. Не думаю, что немецкие бортстрелки это делали в полете, но приятна сама техническая возможность. Советская же система КП-5 + МФ-5 работала в диопазоне скоростей носителя 135-270 км/ч, скорость полета необходимо было выставить заранее, перед полетом, в одно из четырех возможных фиксированных положений.

Так что же делала флюгерная мушка? В чем ее назначение?

Для ответа на этот вопрос надо вспомнить, что пуля после выстрела из турельного пулемета полетит не в направлении продолжения линии ствола (в земной системе координат!), а в направлении результирующего вектора скорости. Направление вектора начальной скорости пули V0 сложится с вектором воздушной скорости самолета V = V e в результате чего, пуля полетит по результирующему вектору V01 = V r. Флюгерная мушка устроена таким образом, что самоориентируясь в воздушном потоке разворачивается так, что позволяет бортстрелку, в случае наведения по ней, а не по неподвижной мушке, развернуть оружие с линии визирования цели на угол равный углу ветровой нагрузки, для компенсации скорости движения своего ЛА.

Стрелок наводясь по флюгерной мушке посылает пулю в цель, беря при этом автоматически упреждение на собственную скорость движения самолета-стрелка. Это однозначно важно, если стреляем по земле, или решаем полное уравнение встречи пули с воздушной целью.

Но. Насколько важно для стрелка знать направление абсолютного вектора скорости пули, если и он сами и его самолет-носитель, и воздушная цель находятся в относительной системе координат?

Давайте попробуем разобраться.

[SMERSH]

Возьмем относительно простой случай стрельбы из бортового оружия, в "горизонте", на среднем углом разворота оружия по отношению к строительной оси самолета.

Бомбардировщик и цель двигаются в одном направлении, с одинаковой скоростью (400 км/ч) и на одинаковой высоте (для примера - у земли). Истребитель находится сзади бомбардировщика, бортовой угол разворота оружия для наведения на истребитель = 150 градусов вправо. Оборонительный пулемет - ШКАС, турельного варианта исполнения, заряжен только массовой пулей "Л", весом 9.6 грамм. Пулемет снабжен кольцевым прицелом КП-5 и флюгерной мушкой МФ-5. Пристрелян на дальность 400 метров.

Начнем решать уравнение встречи пули с целью. Наведем оружие в цель и произведем одиночный выстрел.

Для начала сделаем расчет траектории полета по упрощенной баллистической методике (без учета влияния воздушной среды). На Схеме №1. показаны основные элементы расчета и проекция цели на КП-5. Стрелок бомбардировщика, находится в точке 1 и визирует цель в точке 2 на дистанции 400 метров. Начальная скорость пули Л по ТТХ пулемета V0 = 825 м/с, выпущенная назад по полету, влево под углом 30 градусов от борта она полетит с суммарной скоростью V01 = 731 м/с по результирующему вектору в направлении 1-4, энергия пули у дульного среза 2 567 Дж. Бортовой угол бросания при этом изменится на 4,36 градуса. Соответственно, линию пути истребителя в безвоздушном пространстве, пуля пересечет через t = 0,485 секунды, преодолев при этом путь, длинной немногим более 354 метра окажется в точке 4.

Так как начальная скорость пули со временем полета не изменяется, точно так же как и скорости носителя и истребителя, то через 0,485 секунды бомбардировщик и самолет-цель, преодолев по почти L=54 метра пути, окажутся на таком же расстоянии друг от друга как и в момент выстрела, бомбардировщик в точке 3, истребитель в точке 4. Бортстрелок находящийся теперь в точке 3 так же будет наблюдать цель сзади слева под углом 30 градусов, только уже в точке 4 . Направление оружия останется не изменным. Цель успешно получит пулю в точке 4. Суммарная энергия встречи пули и цели составит 2 616 Дж (2 567 Дж. сама пуля и цель "добавит" своим поступательным движением под углом 34,36 градуса к пуле еще 49 Дж.).

Вывод. Все необходимы поправки учитываются без вмешательства стрелка. Пуля летит по результирующему вектору, в относительной системе координат, после выхода из канала ствола продолжает движение в вертикальной плосткости ствола. При отстутствии разницы в скорости самолета стрелка и цели, цель - поражается.

Может быть флюгерная мушка будет нужна, когда появится воздух?

Дадим воздух.

[SMERSH]

Появление воздуха скажется прежде всего на появлении сопротивления поступательному движению пули. Смотрим Схему №2.


Пуля начнет движение в воздухе с торможением, характеризующимся начальным баллистическим коэффициентом BC01 = 0.375.

Время, за которое пуля теперь преодолеет расстояние от точки 1 до точки 5 (бывшая точка 4) составит 0,6 сек. Изменится соответственно и путь, пройденный за 0,6 сек бомбардировщиком и истребителем. Теперь истребитель будет находится в точке 4, пройдя, за время полета пули расстояние L = 67 метров. Точка 4 не совпадает теперь с точкой, в которой пуля пересечет траекторию движения цели (точка 5). Пуля и цель не встретятся.

Линейный промах (в тот момент, когда пуля поровняется с целью через 343 метра своего пути) составит 7,2 метра вправо и 0,5 метра ниже (т.к. начальная скорость пули V01=731 м/c меньше скорости пристрелки V0=825 м/c и пуля больше понизится при полете на равную дальность). Область рассеивания D50, как характеристика одиночной пули Л, на таком расстоянии составит 0,25 м.

Несмотря на то, что пуля, при таком расчете, не отклоняется в сторону с вертикальной плоскости понижения под влиянием поперечного потока, а двигается по прямой (при взгляде сверху - красная стрелка на Схеме №2), для глаз стрелка полет пули превращается в криволинейную траекторию. Это происходит потому, что бомбардировщик начинает "улетать" от тормозящей пули, после ее выстрела и стрелок начинает смотреть на пулю как бы под углом, сбоку, наблюдает торможение пули. Кибернетика однако

Перед Вами в "чистом виде" технология расчета баллистики серии игр Ил-2. Правильно, или нет расчитывается там BC01 мне не известно.

А что же флюгерная мушка? Флюгер есть флюгер - он самоориентировался по потоку и отклонил флюгерную мушку влево от точки прицеливания! Мало того, что пуля у нас и так уклонилась от цели вправо, так нам еще и флюгерная мушка "говорит" о том, что мы должны довернуть ствол еще больше вправо. Слава богу, что она (МФ-5) установлена на максимальную скорость 270 км/ч, поэтому у нее "плечо разворота" мушки не соответствует скорости в 400 км/ч, иначе она бы еще больше "охамела"

Если серьезно, то парадокс заключается в том, что чтобы целиться по флюгерной мушке необходимо, после прицеливания по ней учитывать и путь, который пройдет цель за время полета пули, разворачивая оружие на соответствующий угол поправки. Но самое печальное в этом то, что существуют и другие поправки, которые необходимо считать (снос под влиянием поперечного потока, бортовой эффект), а мы тратим время на расчет того, что и так получается само собой. Нет, ну я понимаю в кабинете считать можно красиво, но в кабине бортстрелку зачем такая "помошь" в прицеливании, тем более что пуля после вылета и так, сама знает какая у неё суммарная скорость и улетает от стрелка в "правильном", для него, направлении?

Вывод. С включением в расчет воздуха ситуация становится "веселее" даже без сноса пули поперечным потоком. При отстутствии разницы в скорости самолета стрелка и цели но корректном учете торможения пули, цель, без внесения дополнительных поправок в прицел, не поражается. Называть такую технологию расчета "...технически совершенной моделью баллистики для массовой пули" (с) по моему нельзя.

[SMERSH]

Включение в расчет данных баллистического калькулятора, о сносе пули под действием поперечного потока оживляет картинку. Смотрим Схему №3.

Почитывающие эту тему знают о том, что пулю можно расчитывать и как сферическое тело, которое будет сносить в сторону под влиянием боковой силы, наподобие силы бокового ветра. Это способны делать большинство современных "телефонных" баллистических калькуляторов. Теперь наш баллистический коэффициент BC01 = 0.375 начинает действовать на пулю под углом 4,36 градуса к вектору скорости и "тормозить" пулю еще и немного в сторону. Скорость "бокового ветра" в данном примере составит 56 м/с по направлению к полету пули слева-на-право.

Дуем

В точку 5 пуля теперь прилетает с еще большим линейным промахом, ее "сдуло" за 0,6 сек. дополнительно еще на 5,9 метра. Теперь ее траектория не совпадает с вертикальной плоскостью понижения, а искривлена в двух плоскостях.

Теперь линейный промах составит уже 13,1 метра вправо и 0,5 метра ниже. Область рассеивания D50, корректируем как характеристику ствола для одиночной пули Л, на таком расстоянии = 0,38 м.


Здесь самое время сказать, что если бы наведение было точным то пуля Л встретилась бы с целью имея сововкупную энергию около 1194 Дж (1144 Дж "донесла" бы пуля и цель присовокупила бы свои 50 Дж), на суммарной скорости около 580 м/с, не густо конечно, еще немного и можно будет от пуль отмахиваться пропеллером

Вот Вами в "полный рост" потенциал технологии расчета баллистики, заложенный в RoF. Реализованный?

Вывод. Чем больше уточняется расчет, тем меньше хочется смотреть на флюгерную мушку Есть ли резерв для совершенствования и без того не самой плохой технологии расчета?

[SMERSH]

Есть, резервы есть всегда!

Нужно ли? Смотрим Схему №4.

Во первых АПРЭТ откорректирует баллистический коэффициент, с учетом влияния угла ветровой нагрузки, он теперь BC01 = 0.350. Теперь, пуле понадобится на "дорогу" 0,61 с., мелочь, а приятно.
Во вторых, с учетом свойств пули как веретинообразного тела, имеющего определенную удельную нагрузку на площадь продольного сечения, обладающего конкретной гироскопической устойчивостью, добавит к линейному уклонению еще немного (погрешность баллистического калькуляьтора для пули Л в условиях примера не очень большая, всего 21%...), в общем линейное уклонение в сторону действия силы теперь = 7,7 метра.
В третьих, необходимо учесть и бортовой эффект, который составит для пули Л с коэффициентом гироскопической устойчивости в этих условиях Sg = 3,44... БЭ = 3,10 метра
В четвертых, АПРЭТ откорректирует область D50, которая с учетом угла ветровой нагрузки составит 0,55 метра.

Вуаля, суммарный промах по цели, при заданных условиях стрельбы E = 15,9 метра.

Энергия и скорость также изменятся (энергия удара пули в цель 1 130 Дж, суммарная скорость контакта 565 м/с)

В пример не вошли пули специального назначения, с ними будет интересно дальше. Сейчас просто скажу, что в условиях этого примера пуля Т-30 была бы расчитана обычным балл. калькулятором с погрешностью в линейном отклонении около 180%.

Итого. Флюгерная мушка - фигня, по сравнению с мировой революцией и кибернетикой однако может быть полезна как флюгер - устройство показывающее с какой именно стороны воздушный поток сдувает пулю

[SMERSH]

В завершение своей бессонной ночи, хочу изобразить точку прицеливания, для поражения таки цели одиночным выстрелом. Схема №5.

Конечно надо было бы при развороте оружия в упрежденную точку опять все пересчитать..., но нуегона в семь то утра

И в довесок про стрельбу очередями пулями с разной начальной скоростью.

Не производят одинаковых патронов, от партии к партии и в одной парти патронов начальная скорость V0 будет колебаться, следовательно и V01 также, будет изменяться, вместе со скоростью изменяется и угол вылета боеприпасов. Колебание начальной скорости пуль приводит к вытягиванию сердцевинной области сверху вниз, при наземной стрельбе. В случае авиационной стрельбы область D50 будет вытягиваться в плоскости приложения к пуле угла ветровой нагрузки. Разброс, вызванный тряской турели, при стрельбе очередями также не будет соответствовать наземному. Благодаря статье, выложенной Wad-ом, смело умножаю область D50 по диаметру на два и вытягиваю в сторону ДУВН, с учетом возможного трех процентного изменения начальной скорости пуль.

Схема №6.

Истребитель уничтожен!

На сегодня все. Спасибо за внимание!

Продолжение следует.

[Schlag]

Ветка РоФ- это прямо кладезь научной и научно-исторической информации. А какая работа проделана. Спасибо!

[Schlag]

Возник вопрос к автору.
Может быть не совсем по теме, прошу прощения если что.
Вернусь к стрельбе с самолета носителя.
Если во время атаки, атакуемый самолет выполнит скольжение, он сведет вероятность попадания к минимуму?
До сих пор рассматривались случаи когда скольжение выполнял атакующий.
При нынешнем моделировании скольжение в большинстве случаев не помогает. В мемуарах же зачастую этот маневр помогал минимизировать урон и спасал жизнь пилоту.
Полагаю что область поражения направленая в фюзеляж сместится в худшем случае на крыло, конечно это будет зависить от расстояния.

[SMERSH]

Возник вопрос к автору.

Скрытый текст:

Может быть не совсем по теме, прошу прощения если что.
Вернусь к стрельбе с самолета носителя.
Если во время атаки, атакуемый самолет выполнит скольжение, он сведет вероятность попадания к минимуму?
До сих пор рассматривались случаи когда скольжение выполнял атакующий.
При нынешнем моделировании скольжение в большинстве случаев не помогает. В мемуарах же зачастую этот маневр помогал минимизировать урон и спасал жизнь пилоту.
Полагаю что область поражения направленая в фюзеляж сместится в худшем случае на крыло, конечно это будет зависить от расстояния.

Ответ на этот вопрос может дать усовершенствованная модель баллистики
Это самый лучший способ узнать ответ на вопрос "А как оно было на самом деле?" (с) Loft

С точки зрения обычной теории ситуация примерно следующая. Скольжение само по себе, мгновенно не изменит траекторию самолета, поэтому те пули, которые в момент "начала дачи ноги" по цели уже выпустили, с правильным упреждением, в цель попадут.

На сколько быстро цель выйдет из под огня и попадет ли атакующий самолет по цели, которая летит со скольжением немного сложнее. Если стрелок определяет упреждение именно по направлению движения самолета-цели, а не по тому куда у нее нос направлен, то теоретически в цель он попасть может. Теоретически по тому, что в реальных условиях, определить скольжение цели может оказаться не простой задачей, может отсутствовать необходимая "привязка" для глаза в определении скольжения цели (земля например, или облачность в прицеле не видны), а упреждение необходимо брать именно в упрежденную точку, хотя проще отсчитывать упреждение как продолжение "строительной линии фюзеляжа". Это может поспособствовать неверному определению упреждения.

Еще один момент связан именно с маневром цели в прицеле, маневром как таковым, не только скольжением. При энергичном маневрировании цели "в прицеле", для его компенсации стрелком и "выносе" правильного упреждения, стрелку так же необходимо "водить носом", что в свою очередь приводит к изменению полетных углов атаки и скольжения без изменения общей траектории движения. К чему это приводит/может привести и есть цель исследования этой темы. Т.е. мало учесть новую упрежденную точку по "кинематике", необходимо понимать, что к кинематике прибавляется аэродинамика, а оружие в реальности било все таки кучно... Конечно дальность не последний аргумент в этом вопросе

Сейчас например готовлю анализ ситуации стрелок бомбера vs атакующий его истребитель. Очень интересно. Много нового опять для себя открыл и продолжаю открывать Информации "оцифровать" надо много и иллюстраций подготовить тоже, поэтому долго. Но, надеюсь по готовности, ситуация со стрелками бомбардировщиков станет понятней для многих

ЗЫ У немцев оказываются реально "злые"авиа пулеметы в калибре 8 мм., злее, чем у их противников и союзников...

[SMERSH]

К вопросу о промахе по цели, в случае применения целью скольжения и соответственно неверно взятого упреждения стрелком.

[vasmann]

Хотелось бы знать, о чем говорит иностранец. (с)
И в целом, огромное спасибо за тему. Очень позновательно и интересно.

[SMERSH]

Иностранец говорит о важности правильного определения направления движения цели. Если ты ошибся в упреждении, как показано на левой части рисунка, там где крестик (точка прицеливания) не совпадает с точечкой (правильная упрежденная точка), то твоя очередь будет там, где нарисовано на правой части рисунка.

Примечательна еще и величина упреждения, показанная при стрельбе по бомберу (300-400 метров) и истребителю (100 метров) под ракурсом 2/6 или 20 градусов. Примечательность в том, что упреждение показано в величину ОДНОГО радиуса, а в этом же пособии, раньше, написано, что при таком ракурсе упреждение надо брать в ПОЛТОРА радиуса кольца прицела

[vasmann]

Спасибо.

[SMERSH]

Учебно-патриотический фильм 1943 года о подготовке воздушных стрелков на Б-24. Фильм без перевода на английском языке. Хорошо показана методика подготовки.

[v0i]

Фильм с Рональдом Рейганом, действующим лейтенантом ВВС, по связям с общественностью? Прикольно

[SMERSH]

Ответ на пост из этой темы, которая теперь стала вот этой темой.

ШКАС
"Массовые пули" - это для наземного ШКАС-а. Читайте внимательно.
Д=200м : 2987 (патрон Б-32, вторая таблица, я так понял, там данные по авиацинному ШКАС.) Итого при 1800 выс/мин 0,5 сек = 44805 Дж. энергии на мишень.
MG-17
Д=200м : 3632 (S.m.K.L'Spur-v, вторая таблица, аналогично по авиацинному варианту) Итого при 1200 выс/мин 0,5 сек = 36320 Дж. на мишень.
В обоих случаях брал бр-зажигательные пули.
Так что не надо про гуманность. В мемуарах ШКАС-ами в приямом смысле у бомберов отпиливали крылья. Это еще просто ШКАС, а был еще и Ульта-ШКАС с 2800-3000 выстрелов в минуту.
Согласен что баллистика была не очень, но это другой разговор.

Виноват, исправлюсь.
SMERSH, глубокий респект за проведенную работу.

S.m.K.L'Spur - пуля трассирующая, бронебойно-зажигательная немецкая пуля называется P.m.K.

Количество энергии, которое выпустил во врага пулемет конечно имеет не маловажное значение. Но, не менее важно сколько энергии донесли до противника пули и какое качество "передачи" этой энергии, т. е. какое специальное действие, оказали на противника пули...
Поверхностным анализом того, сколько "выплюнул" пулемет энергии, на вопрос "насколько эффективен пулемет?", не ответить. Надо копать глубже)))

Давно хотел систематизировать прикладную информацию по ШКАСу и ответить на этот вопрос. Спасибо за предоставленную возможность.

Возможные варианты снаряжения лент боепитания к авиационному ШКАС сейчас, в современной литературе, часто описывают как "Т-46 – Б-32 – ПЗ – Б-32 – Т-46... " и "БЗТ-Б-32-ПЗ-Б-32-БЗТ..." вариант с пулей БЗТ не может быть "универсальным" для курсового и турельного оружия т.к. пуля БЗТ статически не стабильна и будет просто "срываться" с траектории, при стрельбе из турельного пулемета. Рассмотрим первый вариант снаряжения ленты, как наиболее подходящий для всех видов авиационной стрельбы, на четырех примерах:

1. Стрельба по самолету из курсового (крыльевого) ШКАС на догонных курсах, дальность до цели 200 метров, скорость носителя и цели 350 км/ч.
2. Стрельба по самолету из курсового (крыльевого) ШКАС на догонных курсах, дальность до цели 400 метров, скорость носителя и цели 350 км/ч.
3. Стрельба по наземной цели, дальность 500 метров, скорость носителя 350 км/ч.
4. Стрельба из турельного пулемета бомбардировщика по истребителю, при курсовом угле разворота оружия = 150 градусов, дальности до цели 400 метров, скорость бомбера 400 км/ч, истребителя атакующего бомбардировщик 500 км/ч.

Примем такое допущение, что во всех случаях, за исключением четвертого, стрельба призводится в условиях, когда фактор косого обдува пули = 0 (нет углов скольжения и дополнительных углов атаки у атакующего самолета, т.е летчик ведет огонь из курсового оружия примерно в ГП). Четвертый пример нужен для того, чтобы понять как боеприпасы к ШКАС реагируют на появление поперечной составляющей воздушного потока, поэтому, для четвертого примера, отдельно укажем отклонение пули с траектории под влиянием фактора стрельбы с поворотом оружия на бортовой угол.

Для сравнения поставим рядом со ШКАСом MG-17/15. Снаряжение ленты MG-17/15 возьмем как "S.m.K.L'Spur-v - S.m.K.-v - P.m.K.-v - B Patrone-v - S.m.K.L'Spur-v". Сравним результаты обоих пулеметов.

Секундный залп крыльевого/турельного ШКАС будет состоять из 30 пуль (12 х Т-46, 12 х Б-32, 6 х ПЗ), общим весом = 293,5 грамм.
Секундный залп МГ-17 будет состоять из 20 пуль (8 х S.m.K.L'Spur-v, 4 х S.m.K.-v, 4 х P.m.K.-v, 4 х B Patrone-v), общим весом = 209,8 грамм.

Преимущество в весе за ШКАСом на 28,5%. ШКАС однозначно в секунду "выплевывает" больше металла за счет своей более высокой скорострельности. Теперь посмотрим какое количество энергии улетает к противнику?

Энергия каждой пули при выстреле и "общая энергия секундного залпа" на срезе канала ствола = сумме энергии всех пуль:
----------------------------ШКАС------------------------------------------------------------------------------------MG-17/15
1 - 3 пример. Т-46 - 4 042 Дж, Б-32 - 4 133 Дж, ПЗ - 4 035 Дж (СУММА = 122 310 Дж)-----S.m.K.L'Spur-v - 5 025 Дж, S.m.K.-v - 5 239 Дж, P.m.K.-v - 4 872 Дж, B Patrone-v - 5 067 Дж (СУММА = 100 856 Дж)
Преимущество в энергии17 % заШКАСом. Не смотря на почти 30% превосходство ШКАСа в весе секундного залпа, в энергии, преимущество меньше за счет более высокой начальной скорости пуль у МГ.

4 пример. Т-46 - 2 485 Дж, Б-32 - 2 532 Дж, ПЗ - 2 500 Дж (СУММА = 75 204 Дж)---------S.m.K.L'Spur-v - 3 292 Дж, S.m.K.-v - 3 348 Дж, P.m.K.-v - 3 154 Дж, B Patrone-v - 3 255 Дж (СУММА = 65 364 Дж)
Преимущество в энергии 13,1% за ШКАСом. Превосходство ШКАСа еще больше уменьшилось, т.к. скорость полета носителя, направленная в сторону противоположную выстрелу оказывает большее влияние на менее скоростные пули ШКАС.

Как можно заметить, во время выстрела, секундная характеристика колличества выпущенной энергии - "средняя температура по больнице" остается за ШКАС-ом. Однако ,преимущество ШКАСа зависит от условий применения пулемета, например при стрельбе из турели оно (преимущество) может уменьшится, что и не удивительно, так как каждая отдельно взятая пуля ШКАС "слабее" немецкой, в плане начальной энергии. Отдельно взятый немецкий трассер S.m.K.L'Spur-v имеет более высокую энергию во время выстрела на 20 - 25% выше чем советский трассер Т-30/Т-46...

Сколько же "донесут" до противника энергии пулеметные пули?

При точном наведении и попадании в цель, секундный залп донесет энергию удара каждой пули (за вычетом скорости цели) и "общая энергия секундного залпа", которую получит цель составит = сумме энергии всех пуль, в скобках указан путь, который пройдет пуля до встречи с целью:
----------------------------ШКАС------------------------------------------------------------------------------------MG-17/15
1 пр.Т-46 - 2476 Дж (223м), Б-32 - 2 882 Дж (223м), ПЗ - 2 806 Дж (224м) (СУММА = 81 132 Дж)-------S.m.K.L'Spur-v - 3 660 Дж (221м), S.m.K.-v - 3 910 Дж (222м), P.m.K.-v - 3 533 Дж (221м), B Patrone-v - 3 715 Дж (222м). (СУММА = 73 912 Дж)
преимущество в энергии 9 % за ШКАСом.

2 пр. Т-46 - 1453 Дж (452м), Б-32 - 1 960 Дж (450м), ПЗ - 1 911 Дж (451м)(СУММА = 52 422 Дж)-------S.m.K.L'Spur-v - 2 567 Дж SIZE=1](446м)[/SIZE], S.m.K.-v - 2 889 Дж (447м), P.m.K.-v - 2 515 Дж (447м), B Patrone-v - 2 697 Дж (447м). (СУММА = 52 940 Дж)
преимущество в энергии 1 % за MG.

3 пр. Т-46 - 1342 Дж, Б-32 - 1 835 Дж, ПЗ - 1 794 Дж (СУММА = 48 888 Дж)--------------S.m.K.L'Spur-v - 2 397 Дж, S.m.K.-v - 2 735 Дж, P.m.K.-v - 2 356 Дж, B Patrone-v - 2 542 Дж (СУММА = 49 708 Дж)
преимущество в энергии 1,7 % заMG.

Что мы видим? Изначальное превосходство в энергии у пуль пулемета ШКАС потерялось чере 200 - 300 метров пути и свыше 400 метров дистанции уже больше енергии "секундного залпа" до цели доносят пули MG. Но и это еще не все. Специальное действие пуль у MG будет так же выше чем у ШКАС. Советская трассирующая пуля Т-30/Т-46 выполнена из мягкого металла, без стального сердечника, бронебойное действие единичной "мягкой" пули Т-30 обладающей энергией порядка 2 500 Дж на дистанции 200 метров будет несравнимо меньшим, чем у S.m.K.L'Spur-v со своими - 3 700 Дж энергии и оснащенной стальным сердечником. Из 20-ти выпущенных немецких пуль, 16 имеют бронебойный эффект, в то время как в очереди ШКАСа из 30-ти пуль только 12 (Б-32) будут бронебойными на уровне немецкого трассера и уступающие специализированной бронебойной немецкой пуле S.m.K.... Советский пулемет лидирует по количеству в секундном залпе зажигательных пуль, с заброневым зажигательным действием, но каждая из них обладает меньшей энергией чем однотипная немецкая...

Для того, чтобы нанести цели максимально возможный урон мало обладать энергией одной пули, необходимо, чтобы вся очередь из разнотипных боеприпасов легла "кучно". Самым большим дестабилизирующим фактором влияющим на пулю и вызывающим рассеивание очерди из разного типа пуль, служит поперечный воздушный поток (составляющая которого в большей, или меньшей степени присутствует при воздушной стрельбе практически всегда), на который по разному реагируют разные пули и разлетаются одна от другой. Поперечный поток есть практически всегда и при курсовой стрельбе, но он конечно меньше, чем при оборонительной, ппоэтому на четвертом примере посмотрим как пули немецкого и советского пулемета будут реагировать на "экстремальные" условия применения. Кстати, я выбрал не самый худший случай стрельбы под 90^о.)))

4 пример. ШКАС все пули пройдут расстояние примерно в 300 метров до встречи с целью:
Т-46 - 1 035 Дж (увод apr 16.9 м), Б-32 - 1 380 Дж (увод apr 10.7 м), ПЗ - 1 310 Дж (увод apr 14.7 м) (СУММА = 36 840 Дж)

4 пример. MG-17/15 все пули пройдут расстояние немного более 300 метров до встречи с целью:
S.m.K.L'Spur-v - 1 850 Дж (увод apr 4.5 м), S.m.K.-v - 2 080 Дж (увод apr 4.8 м), P.m.K.-v - 1 840 Дж (увод apr 5.5 м), B Patrone-v - 1 945 Дж (увод apr 6.4 м). (СУММА = 38 260 Дж)

преимущество в энергии 3,7 % за MG.

Кроме преимущества в кинетической энергии секундного залпа, который долетает до цели, у немецкого MG-17/15 разлет между сердцевинами пуль разных типов не превышает 1,9 метра, в то время как у ШКАСа такая характеристика в ТРИ раза выше = 6,2 метра.

Вывод.

Пулемет ШКАС за счет своей более высокой скорострельности обладает преимуществом перед немецким MG-17/15 в энергии "секундного залпа" на дальности до 200 метров. На большей дальности, до приблизительно 400 метров энергия "секундного залпа" у них одинакова. Свыше 400 метров в энергии "секундного залпа" лидирует MG-17/15.
За счет более высокой начальной скорости и лучше спроектированных боеприпасов MG-17/15 имеет преимущество в нанесении урона цели единичной пулей на любой дальности. Номенклатура боеприпасов MG-17/15 лучше адаптирована к авиационному применению, чем номенклатура боеприпасов пулемета ШКАС, что приводит к значительному превосходству MG-17/15 в характеристиках кучности, меньшему подлетному времени боеприпаса к цели, меньшему уводу пуль с линии прицеливания под влиянием специфических условий авиационного применения. В качестве оборонительной установки MG-17/15 с улучшенными боеприпасами превосходит ШКАС, по эффективности применения, на всех дальностях выше 100 метров.

ИТОГО. До 100 метров примерный паритет, выше 100 метров "рулит" МГ.

[Sancheas]

Спасибо, весьма интересно. Правда в формулы не вникал, надеюсь кто-то проверит все досконально).

Оффтопик:
А вот за это:

В качестве оборонительной установки MG-17/15 с улучшенными боеприпасами превосходит ШКАС, по эффективности применения, на всех дальностях выше 100 метров.

вас "патриоты" порвут

[[I.B.]-=Zulu=-]

4 пример. Т-46 - 2 485 Дж, Б-32 - 2 532 Дж, ПЗ - 2 500 Дж (СУММА = 75 204 Дж)---------S.m.K.L'Spur-v - 3 292 Дж, S.m.K.-v - 3 348 Дж, P.m.K.-v - 3 154 Дж, B Patrone-v - 3 255 Дж (СУММА = 65 364 Дж)
Преимущество в энергии 13,1% за ШКАСом. Превосходство ШКАСа еще больше уменьшилось, т.к. скорость полета носителя, направленная в сторону противоположную выстрелу оказывает большее влияние на менее скоростные пули ШКАС.

Даже на вскидку вызывает сомнение это утверждение, так как в предыдущих примерах (1-3) скорость цели и носителя одинаковы, а в 4-м примере (где у цели V=500 км\ч, а у носителя 400 км\ч) скорость пули в общей системе координат в момент попадания должна быть выше на 100 км/ч (цель идет навстречу пуле со скоростью Vпули +100 км/ч)
Вы не правильно учли знак вектора скорости, ИМХО.

Ошибка повторяется и во всех остальных расчетах по 4-му варианту.


Цитирую исходные условия
4. Стрельба из турельного пулемета бомбардировщика по истребителю, при курсовом угле разворота оружия = 150 градусов, дальности до цели 400 метров, скорость бомбера 400 км/ч, истребителя атакующего бомбардировщик 500 км/ч.

[SMERSH]

Даже на вскидку вызывает сомнение это утверждение, так как в предыдущих примерах (1-3) скорость цели и носителя одинаковы, а в 4-м примере (где у цели V=500 км\ч, а у носителя 400 км\ч) скорость пули в общей системе координат в момент попадания должна быть выше на 100 км/ч (цель идет навстречу пуле со скоростью Vпули +100 км/ч)
Вы не правильно учли знак вектора скорости, ИМХО.

Энергию при выстреле и ее падение во время полета учитываю немного сложнее,-чем простой кинематический расчет. Сначала рассчитываются стартовые условия с учетом бортового угла, это примерно минус 100 м/с к скорости пули, расчет баллистического коэффициента происходит с учетом фактора ДУВН. ВС в этих условиях однозначно хуже, чем без ДУВН, пуля активней теряет энергию и тем активней, чем хуже стартовый ВС, а он зависит и от формфактора. В момент встречи пули с целью к энергии пули добавляется энергия поступательного движения цели и это не 100 км/ч, это в данном случае + 140 м/с. Расчет правильный, просто вам он не привычен)))

[ValeryK]

SMERSH, объясните такой момент. Почему считаются дистанции стельбы 400м и 500м, когда это для ШКАС в силу рассеивания пуль дистанции не для огневого решения. В "Инструкции по воздушному бою в истребительной авиации" оптимальные дистанци для открытия огня даны 150-200 м.
И еще при расчете укладки ШКАС у Вас три б/п Т-46, Б-32, ПЗ. Пропущен еще повтор Б-32. Т.е. для корректного сравнивания надо 4 пули для ШКАС, как сделано для MG-17. Так ведь? Разница получается в 200 Дж. Для точности ради.
А так, да. При стрельбе на больших дистанциях все в молоко да и без толку. Только кто ж при угловом размере 20 тысячных (Bf109, FW190 на 500 м) смог бы стрелять прицельно? Только так, попугать.
P.S. В Ил-2 расчет резульата попаданий идет без накопления попаданий, если не ошибаюсь.
P.P.S. На нашел варианты применения MG-17 в качестве турельного оружия, только курсовое. Так что, наверное, логично будет сравнивать курсовые варианты ШКАС и так же при условиях атаки курсовым вооружением.

[SMERSH]

Рекомендации по ведению огня даются для "среднестатистического" летчика, конечно они даются в том числе и исходя из характеристик оружия, но 400 метров это еще должна быть вполне себе нормальная дистанция для ведения огня, во всяком случае у немцев это так. Оружие пристреливается на дальность 400 метров практически всегда, сведение у истребителей редко бывает меньше 300 метров... Бортстрелки с 400 метров уже должны открывать "беспокоящий" огонь (вероятность поражения при этом из ШКАС и ДА не более 0.05), так как с такого расстояния нормально подготовленный летчик истребитель уже убивает бортстрелка. Если атакующий истребитель, вооруженный МГ-17 с 400 метров способен кучно положить свою очередь по бортстрелку, то, хочешь не хочешь а необходимо стрелять в ответ.

Сейчас, например, делаю проработанный расчет такой ситуации, так вот, для советского бортстрелка ситуация не очень хорошая, если с "популярного" для атаки ракурса (сзади сверху 30+30), с 400 метров S.m.K.L'Spur-v бъет по бортстрелку с силой в 2 500 Дж, то Т-30 может к нему долететь всего с 900 дж энергии и это мягкая пуля, у которой всего одно достоинство - ее видно... Б-32 конечно намного опасней, но ее НЕ ВИДНО, а от видимой пули она будет настолько далеко, что корректировать наведение по трассеру - бессмысленно. Советская "номенклатурная" пуля БЗТ (ЗБ-46) комбинированного действия, вообще слабо пригодна для ствола ШКАСа, он ее не может "докрутить" до состояния статической устойчивости, при появлении внешнего возмущения она вообще плашмя полетит, о каком качестве боеприпаса это говорит?

Расчет боеукладки вроде правильный. 30 пуль в секунду (12 х трассеров, 12 х бр.заж, 6 х пристр.) больше ШКАС не дает.

А так, да. При стрельбе на больших дистанциях все в молоко да и без толку. Только кто ж при угловом размере 20 тысячных (Bf109, FW190 на 500 м) смог бы стрелять прицельно? Только так, попугать.

В калибре 8 мм могут прицельно стрелять немцы, у них эффективная дальность ограничивалась видимостью специального авиационного трассера (видимый со 100 до 600 метров, или меняющий цвет на 600 метрах). СССР, Великобритания, США и даже союзники Германии - Япония имели худшие в баллистическом отношении боеприпасы для этого калибра.

Ил-2 расчет резульата попаданий идет без накопления попаданий, если не ошибаюсь

А зачем оно нужно, накопление попаданий? Чтобы самолет тяжелее становился?))

На нашел варианты применения MG-17 в качестве турельного оружия, только курсовое. Так что, наверное, логично будет сравнивать курсовые варианты ШКАС и так же при условиях атаки курсовым вооружением

Стволы 15/17 были совершенно идентичные. Улучшенные боеприпасы действительно предназначались для курсовых вариантов МГ-17, но их с успехом можно заряжать и в МГ-15, без проблем подойдут.

Синхронный вариант ШКАС имеет более длинный ствол но и меньшую скорострельность. Удлиненный ствол дает всего около 25 м/с добавочной начальной скорости. Баш на баш

[ValeryK]

Рекомендации по ведению огня даются для "среднестатистического" летчика, конечно они даются в том числе и исходя из характеристик оружия, но 400 метров это еще должна быть вполне себе нормальная дистанция для ведения огня, во всяком случае у немцев это так.

Рекомендации, которые я привел по учебнику Высшей офицерской школы воздушного боя ВВС РККА. Там же указано, что дистанция <500 м является опасной. Полагаю, что на дистанциях 400-500 м могли вести только не прицельный заградительный огонь. 20 тысячных это всего 2 деления прицела ПБП-1б.

Расчет боеукладки вроде правильный. 30 пуль в секунду (12 х трассеров, 12 х бр.заж, 6 х пристр.) больше ШКАС не дает.

В расчете 3 пули. Повтор из 4 сделан. На это я и указал. К результату ШКАС-а + 200 Дж.

А зачем оно нужно, накопление попаданий? Чтобы самолет тяжелее становился?))

Ну тяжелее-не тяжелее, по IMHO залп P-47 в Ил-2 по этой причине выглядет кастратом.

Стволы 15/17 были совершенно идентичные. Улучшенные боеприпасы действительно предназначались для курсовых вариантов МГ-17, но их с успехом можно заряжать и в МГ-15, без проблем подойдут.

MG-15 имеет меньшую скорость боеприпаса при выходе из ствола 755-765 м/с тем не менее (по книжкам), что меньше чем MG-17 от 100 до 200 м/с, что на мой взгляд очень существенно для сравнений. Если б/п одинаковы и ствол одинаков, то несколько странно это.

[SMERSH]

Рекомендации, которые я привел по учебнику Высшей офицерской школы воздушного боя ВВС РККА. Там же указано, что дистанция <500 м является опасной. Полагаю, что на дистанциях 400-500 м могли вести только не прицельный заградительный огонь. 20 тысячных это всего 2 деления прицела ПБП-1б.

Характеристика точности оружия, рассеивание Д50 ствола ШКАС, пуль Л/Т-30/Б-32... позволяют вести прицельный огонь на дальности 500 метров по воздушной цели. Если условия применения, совершенство системы прицеливания, возможность удержать прицел в точке прицеливания "хромают" то это и может "обрезать" область применения. Поражающее действие пуль к ШКАС, на дальности 500 метров, тоже "обрезают" рекомендации по дальности.

Могу в пример привести немцев под конец войны. Обладая оружием, способным вести прицельную стрельбу на 600 метров и более, они тоже рекомендовали летчикам стрелять со 150 метров из-за низкого уровня подготовки летчиков...

В расчете 3 пули. Повтор из 4 сделан. На это я и указал. К результату ШКАС-а + 200 Дж.

Тридцать пуль это шесть раз по пять. Боеукладка из пяти пуль набирается из трех типов (2 х Т-46, 2 х Б-32, 1 х ПЗ) и она повторяется шесть раз 2 х 6 х Т-46 + 2 х 6 х Б-32 + 1 х 6 х ПЗ. Будте внимательны.

Это я еще взял "жирную" боеукладку. Из-за сильного разогрева ствола трассирующими пулями Т-46 и особенно БЗТ (ЗБ-46), для увеличения ресурса ствола применялась и боеукладка с пулей Л. Сейчас об этом стараются не вспоминать... как и англичане о типах своих прицелов до 40 года. Скелет в шкафу.

Ну тяжелее-не тяжелее, по IMHO залп P-47 в Ил-2 по этой причине выглядет кастратом.

Если более менее корректно считать повреждение от каждой пули никакой демедж накопитель не понадобится, тем более для .50 калибра у которого пуля имеет 10 000 Дж энергию "прилета". Для разрушения силовых конструкций из дюраля достаточно энергии в 1,5 - 2 тыс Дж...

MG-15 имеет меньшую скорость боеприпаса при выходе из ствола 755-765 м/с тем не менее (по книжкам), что меньше чем MG-17 от 100 до 200 м/с, что на мой взгляд очень существенно для сравнений. Если б/п одинаковы и ствол одинаков, то несколько странно это.

Verka давал уже ссылку. Наверное не внимательно смотрели? Вот в укрупненном виде:

Все подходит и заряжается, при необходимости. Отличий в стволах между 17/15 нет никаких, только у 81 ствол немного короче, но и в него можно засунуть улучшеный боеприпас. То, что изначально улучшенный боеприпас предназначался для "наступательного" МГ-17 не запрещает использовать патроны с увеличенной дозировкой пороха ни в 15, ни в 81 стволе.

[ValeryK]

Тридцать пуль это шесть раз по пять. Боеукладка из пяти пуль набирается из трех типов (2 х Т-46, 2 х Б-32, 1 х ПЗ) и она повторяется шесть раз 2 х 6 х Т-46 + 2 х 6 х Б-32 + 1 х 6 х ПЗ. Будте внимательны..

Эта раскладка?? "Т-46 – Б-32 – ПЗ – Б-32 – Т-46... "
Только, как мне кажется Вы ее не правильно прочитали. Со второго Т-46 идет повтор боеукладки. Ну чтобы не было разночтений
Т-46 - Б-32 - ПЗ - Б-32 - Т-46 и далее Б32-ПЗ-Б-32 и т.д. Ну отцы-командиры так учили. 27 лет прошло, мог и подзабыть.
Но мне кажется что я не ошибаюсь.

Все подходит и заряжается, при необходимости. Отличий в стволах между 17/15 нет никаких, только у 81 ствол немного короче, но и в него можно засунуть улучшеный боеприпас. То, что изначально улучшенный боеприпас предназначался для "наступательного" МГ-17 не запрещает использовать патроны с увеличенной дозировкой пороха ни в 15, ни в 81 стволе.

Тем не менее в таблице варианты патронов "-v" прописаны как штатные для MG-17. Для MG-15 - стандартные, с соответсвующим падением Vo.
И еще. В этой таблица мощность боеприпасов на срезе ствола (Pmax) отличается от приведенных Вами в баллистических таблицах.
Хорошо бы видеть тех.задание по данному отстрелу.