Sisteme de ochire in aviatie (I)

Aparate de ochire pentru mitraliere si tunuri – GUNSIGHTS

Inca de la aparitia primelor avioane de vanatoare, una din problemele tehnice majore a constituit-o folosirea eficienta a armamentului de bord in luptele aeriene.

Obiectivul de baza este pozitionarea avionului intr-o pozitie tactic avantajoasa, pentru a ataca tinta cu sanse cat mai mari de a o distruge. Astfel de pozitii sunt intr-o continua schimbare in spatiu tridimensional, functie de manevrele atacatorului si ale tintei. Pentru a ajuta pilotul sa se pozitioneze si sa deschida focul la momentul optim, s-au dezvoltat aparate de ochire pentru mitralierele si tunurile  de bord.

La inceputul WWI, primele avioane foloseau un reticul fixat in cerc, care impreuna cu o catare ajutau pilotul sa stabileasca linia de tragere. Unul din marele dezavantaje este faptul ca pilotul trebuie sa isi mentina directia privirii pe aliniamentul reticulului si a catarii, lucru foarte dificil in timpul manevrelor de lupta. A fost utilizat impreuna cu mitraliere care trageau prin planul elicei, in general la viteze si distante mici fata de tinta.

Prima solutie pentru rezolvarea inconvenientelor a fost introducerea unei lunete. Pilotul manevra avionul si privind prin luneta, declansa focul in momentul suprapunerii tintei pe reticulul lunetei.

Deoarece nici aceasta solutie nu aducea o mare imbunatatire, a fost adoptat aparatul de ochire cu reflexie, al carui patent a fost depus inca din 1900 de irlandezul Howard Grubber, folosit initial si la arme terestre si navale.

Aparatul de ochire cu reflexie

Se realizeaza formarea imaginii reticulului pe o placa transparenta, prin care pilotul poate privi in exterior. Nu mai este necesara alinierea privirii cu reticulul, pilotul foloseste ambii ochi pentru tintire si isi poate misca liber capul.

Principiu de functionare

Este primul model de Head up display (pilotul tine capul sus) care afiseaza doar imaginea reticulului. Cele moderne afiseaza mult mai multe informatii.

Ochirea propriu-zisa se face tot pe baza de reticul, de data aceasta virtual.

Primele avioane dotate cu astfel de aparate au fost Albatros D  si triplanul folosit de Von Richthofen, Fokker Dr 1. in primavara lui 1918.

Incepand cu anii ’30, a fost folosit de aviatia franceza, dupa care de majoritatea fortelor aeriene.

Simultan cu cresterea vitezei avioanelor,  a crescut si puterea de foc , in general prin montarea mai multor mitraliere in aripa.

In aceste noi conditii de lupta, pozitionare optima ( la ora 6) in spatele tintei, cu un unghi mic si la mica distanta este din ce in ce mai dificila.

Pentru a mari sansele pilotului de a ochi eficace, au inceput sa se introduca diversi algoritmi de calcul cu ajutorul aparatului de ochire.

Una din problemele ce trebuie rezolvate este calcularea distantei la care se afla tinta.

Metoda pentru determinarea acesteia, este cea folosita in topometrie , cu denumirea de stadimetrie.

Daca se cunosc dimensiunile unui obiect, pe baza unghiului la care se vede acesta, este determinata distanta la care se afla.

In cazul aparatului de ochire, pilotul trebuie sa introduca manual anvergura avionului tinta, incercand sa sa il incadreze in reticul pentru a stabili distanta fata de acesta.

In practica s-a constatat deschiderea focului la distante mult mai mari decat cea optima.

Aceasta este armonizata prin asigurarea convergentei intre mitraliere si punctul de ochire al vizorului la o distanta prestabilita tinand cont si de calibrul munitiei.

In WWII, distanta optima era intre 100 si 300 m.

Un caz aparte il constituie tunurile pozitionate central – F 109 Emil, care trageau direct in tinta.

Datorita vitezelor mari ale avioanelor, este necesara corectia unghiului de tragere, ochirea fiind facuta in fata tintei, anticipand astfel pozitia acesteia in momentul de impact.

Una  din sarcinile importante ale pilotului , consta in stabilirea unghiului de corectie, dependent de unghiul fata de tinta (angle off) si de viteza tintei.

Angle off este unghiul format intre directia de zbor a tintei si directia de ochire

Pentru antrenamentul pilotilor, se foloseau tabele cu imagini ale avioanelor inamice la diverse unghiuri.

Stabilire distanta fata de tinta

In tutorialul de mai jos sunt prezentate principiile de functionare ala acestui tip de aaprat cu reflexie.

Aparatul de ochire Mk II Spitfire

De remarcat ca avionnul IAR 80, era dotat cu un aparat de ochire fabricat sub licenta de IOR,  tip Goerz M2 (Austria), care la randul sau era sub licenta Barr&Stroud GM2 (UK), cunoscut ca Reflector sight MKII. Acesta a fost folosit pe Hurricane, Spitfire si majoritatea avioanelor americane.

Aparat ochire IAR 80

Aparatul de ochire giroscopic

Incepand  cu 1943,  a fost introdusa o noua imbunatatire a aparatelor de ochire, respectiv giroscopul. Acestea au functia de a calcula automat unghiul de corectie in functie de viteza de giratie a propriului avion, masurata cu ajutorul unui giroscop.

Aparatele de acest gen folosesc un reticul fix, de obicei un punct care indica directia de tragere, un punct mobil care indica directia de tragere corectata si un inel mobil in care trebuie sa se incadreze anvergura avionului tintit.

Au fost folosite de englezi, americani si nemti doar spre sfarsitul razboiului.

Nu erau foarte fiabile si aveau multe deficiente, inclusiv o intarziere de circa jumatate secunda in aliniere.

Functionare

Aparatul de ochire K 14 (Mustang)

Aparatele de ochire de acest tip au fost folosite pe majoritatea avioanelor de vanatoare cu elice si pe avioanele cu reactie de prima generatie (F-86, MIG 15). Odata cu dezvoltarea sistemelor radar, s-a trecut la noile generatii de HUD.

Aparate de inregistrare a tragerii (Guncameras)

Pe parcursul WWII s-au folosit la majoritatea avioanelor aparate de inregistrare cu film de 16 mm si lentila de 35 mm. Erau montate de obicei in aripa si se actionau automat la deschiderea focului de catre pilot, dupa care se opreau automat la un interval de timp presetat.

Inainte de zbor, se regla timpul de expunere in functie de conditii. O parte din aceste filmari prezinta momente dramatice de lupta aeriana sau atacuri la sol.

Gun camera pe Spitfire

Americanii

Germanii

Abilitate de a folosi cu eficienta maxima aparatul de ochire, a facut de multe ori diferenta intre asi si pilotii normali, invingatori sau victime.

Grigore Leoveanu