Базовые маневры истребителя ( БМ ) — тактические движения, выполняемые истребителями во время маневрирования в воздухе (БМВБ, также называемого собачьим боем ), для получения позиционного преимущества над противником. БМБ сочетает в себе основы аэродинамического полета и геометрии преследования с физикой управления отношением энергии к массе самолета, называемым его удельной энергией .
Маневры используются для получения лучшей угловой позиции по отношению к противнику. Они могут быть наступательными, чтобы помочь нападающему получить преимущество над противником; или оборонительными, чтобы помочь защитнику уклониться от оружия нападающего. Они также могут быть нейтральными, когда оба противника стремятся к наступательной позиции или маневрам отхода, чтобы помочь сбежать.
Классические маневры включают в себя отставание в преследовании или йо-йо, которое увеличивает расстояние, когда нападающий может пролететь мимо цели из-за более высокой скорости полета, низкое йо-йо, которое делает противоположное, когда нападающий летит слишком медленно, ножницы, которые пытаются провести нападающего перед защитником, и оборонительную спираль, которая позволяет защитнику оторваться от нападающего.
Ситуационную осведомленность часто преподают как лучшую тактическую защиту, исключающую возможность того, что атакующий окажется позади пилота или останется позади него; даже на большой скорости истребитель открыт для атаки сзади.
Базовые маневры истребителя (БМ) — это действия, которые истребитель совершает во время маневрирования в воздушном бою , исторически известного как воздушный бой . Развитие БМ началось с первого истребителя во время Первой мировой войны , а затем продолжалось с каждой последующей войной , адаптируясь к меняющемуся оружию и технологиям.
Базовые маневры истребителя состоят из множества различных тактических поворотов, переворотов и других действий, чтобы оказаться позади или выше противника, прежде чем противник сможет сделать то же самое. BFM, как правило, являются универсальными маневрами, которые могут быть выполнены практически на любом истребителе, и обычно считаются учебными маневрами. Обучение обычно начинается с того, что пилоты летают на одном типе самолета, сопоставляя только свои навыки друг с другом. В ходе продвинутой подготовки пилоты учатся летать против противников на разных типах самолетов, поэтому пилоты должны научиться справляться с различными технологическими преимуществами, что больше похоже на реальный бой. В реальном маневрировании в воздушном бою могут потребоваться вариации этих базовых маневров в зависимости от различных типов участвующих самолетов, систем вооружения, используемых каждой стороной, и количества участвующих самолетов. [1]
BFM используются в трехмерной арене воздушного боя, где маневры не ограничиваются простыми двумерными поворотами, например, во время автомобильной погони. BFM опирается не только на характеристики поворота самолета, но и на способность пилота находить компромиссы между воздушной скоростью ( кинетической энергией ) и высотой ( потенциальной энергией ), чтобы поддерживать уровень энергии, который позволит истребителю продолжать эффективно маневрировать. BFM также опирается на понимание пилотом геометрии преследования в трехмерной арене, где различные углы подхода могут вызывать различные скорости сближения. Летчик-истребитель использует эти углы не только для того, чтобы попасть в зону, где можно использовать оружие, но и для того, чтобы избежать перелета , который заключается либо в вылете перед противником, что называется «перелетом за линию крыла», либо в пересечении траектории полета противника, что называется «перелетом за траекторию полета».
Пилот истребителя с наиболее выгодной позицией обычно находится выше или позади противника и обычно называется атакующим. Наоборот, пилот в невыгодной позиции обычно находится ниже или впереди противника и называется обороняющимся. Большинство маневров являются наступательными, например, « атака бочкообразной перекладиной », «высокий Йо-Йо», «низкий Йо-Йо» и «перекат с отставанием». Оборонительные маневры чаще всего состоят из очень агрессивного поворота, чтобы избежать орудий атакующего, с маневрами, такими как «брейк» и «защита высоким Йо-Йо»; иногда затягивая поворот, иногда ослабляя его, а иногда изменяя поворот. Защитник обычно будет маневрировать, чтобы заставить пролететь мимо или расширить диапазон достаточно, чтобы нырнуть и уйти. Однако другие маневры «последней отчаянной попытки» используются защитником, когда атакующий достигает решения для стрельбы или энергия защитника истощается, так что максимальная производительность поворота не может быть сохранена, например, «защита пушками» или «оборонительная спираль».
Развитие основных маневров истребителей началось во время Первой мировой войны с таких маневров, как « Иммельман », названный в честь немецкого летчика Макса Иммельмана , «брейк» и « бочка ». Современный «Иммельман» отличается от оригинальной версии, которая теперь называется поворотом сваливания или «поворотом молота». Поворот «Иммельман» был эффективным маневром в начале войны, но по мере развития авиационной техники и повышения мощности двигателей истребителей он стал опасным маневром, поскольку противник мог подняться и обстрелять немецкие истребители, когда они были почти неподвижны в верхней точке поворота. [2]
Билли Бишоп , лучший канадский ас Первой мировой войны, так описал прорыв:
Внимательно оглядываясь через плечо и оценивая момент, когда он откроет огонь, вы быстро поворачиваете свою машину так, чтобы лететь под прямым углом к нему. Его пули, как правило, будут проходить позади вас во время маневра. [3]
Во время Первой мировой войны из-за малой мощности ранних самолетов вертикальные движения были затруднены, а длительное маневрирование приводило к потере энергии. Бой имел тенденцию вырождаться в отдельные атаки, классические «воздушные бои». Одним из конкретных маневров, который действительно появился, был оборонительный Lufbery , в котором несколько союзных самолетов летали по кругу так, что любые нападающие, пытающиеся занять позицию против одного из самолетов, летели прямо перед самолетом позади них. [4] По мере того, как двигатели становились более мощными, трехмерная тактика стала доступной для противодействия тупиковой ситуации Lufbery, и ко Второй мировой войне она уже не была эффективной. [5]
Развитие продолжалось в каждой войне, поскольку самолеты и системы вооружения становились все более совершенными. Маневры, такие как «боевой разворот», были впервые изобретены пилотами, такими как Вернер Мёльдерс, во время гражданской войны в Испании . [6] Простая, не поворотная форма низкого Йо-Йо изображена в описании Джона Т. Годфри его первого поражения, когда он летел на Republic P-47 Thunderbolt над Европой во время Второй мировой войны;
Затаив дыхание, я наблюдал за 109-м между разрывами облаков, пока я нырял. На высоте 12 000 футов я выровнялся и увидел его впереди. В пикировании я набрал скорость и теперь достиг 550 миль в час. Я был примерно в 500 футах ниже него и быстро приближался. Теперь быстро, у меня есть время. Я проверил все вокруг, сзади и выше меня, чтобы убедиться, что никто другой [немец] не делает то же самое со мной. Моя скорость теперь ослабевала, но у меня все еще было достаточно, чтобы набрать дополнительные 500 футов и занять позицию в 200 ярдах прямо за кормой. 109-й летел прямо, как стрела, без колебаний. Когда его самолет закрыл мой прицел, я нажал [на курок]. [7]
Многие из современных методов управления энергией, которые используются в маневрах, таких как «Йо-Йо», были научно описаны только после того, как Джон Р. Бойд разработал свою теорию энергетической маневренности во время войны во Вьетнаме . [6] Тем не менее, как цитирует Командование по подготовке ВМС США, «1) Основы ACM не изменились с первых дней авиации, и 2) Летчик-истребитель должен поддерживать постоянную агрессивность для достижения успеха. Как сказал бы [Красный] Барон , «Все остальное — ерунда». [8]
Базовые маневры истребителя (BFM) используются летчиками-истребителями во время воздушного боя для получения позиционного преимущества над противником. Пилоты должны иметь глубокие знания не только о характеристиках своего самолета, но и противника, используя свои собственные сильные стороны и эксплуатируя слабости противника. Пилотам необходимо хорошее зрение, понимание ситуации и способность маневрировать против противника в трех измерениях. BFM обычно группируются в две категории:
Первичные маневры — это те, которые выполняются без учета позиции противника. Это часто простые маневры, такие как набор высоты, повороты, крен элеронов , медленные крен и крен руля направления . Относительные маневры выполняются относительно движения другого самолета. Они часто более сложны, включая маневры экономии энергии, такие как высокие и низкие йо-йо, и маневры изменения положения, такие как крен смещения. [9] Легко попасть в ловушку, считая BFM серией заданных маневров, обеспечивающих надежный рецепт для доминирующей позиции. Реальность такова, что BFM — это серия текучих и часто импровизированных упреждающих и реактивных действий, бесконечно варьирующихся в зависимости от дальности, высоты, скорости, типа самолета, типа системы вооружения и любого из огромного диапазона других факторов. Чрезвычайно успешная тактика в один прекрасный день может привести к неудачным результатам, если повторить ее на следующий день, и пилоты часто считают удачу основным фактором. [10]
BFM обычно считаются индивидуальными маневрами, где ACM применяется к тактике, стоящей за воздушным боем в целом. [11] В военной подготовке BFM часто проводятся против противника на том же типе самолета. Это позволяет пилоту летать против машины с известными значениями характеристик и позволяет экипажу развивать свои знания о важных концепциях, таких как изображение прицела, скорость сближения и скорость линии визирования, которые являются сигналами для достижения успеха на визуальной арене. Это также позволяет пилотам развивать свои навыки BFM против друг друга, без какого-либо определенного технологического преимущества.
Обучение ведению неодинакового воздушного боя (DACT) состоит из сложных маневров, выполняемых самолетами двух отдельных типов (например, F-16 против F/A-18). Это обучение ценно тем, что оба пилота не так хорошо осведомлены о возможностях и характеристиках другого самолета и, следовательно, должны полагаться на фундаментальные принципы BFM и навыки оценки/принятия решений, чтобы маневрировать в выгодную позицию по сравнению с противником. В этом типе обучения преимущества одного типа истребителя могут значительно отличаться от преимуществ другого, поэтому пилоты учатся совершенствовать свои навыки BFM, чтобы использовать слабости противника. Используя BFM в качестве строительных блоков для нескольких маневров самолета, таких как « finger four» , «loose deuce» и «thach weave» , пилоты учатся маневрировать в ситуациях, когда один против одного, один против двух, двое против двух, двое против многих или даже один против многих. Этот тип обучения, введенный на последних этапах летной школы, больше похож на реальный бой и является наиболее полезным для летного состава после освоения основных навыков BFM.
Энергия является основным фактором управления и маневрирования самолета. Если у нападающего слишком много энергии, может быть легко попасть в зону поражения, но трудно предотвратить выход за ее пределы. Если энергии слишком мало, нападающий может вообще не попасть в зону поражения. Если у защитника больше энергии, чем у нападающего, побег возможен, но слишком мало энергии, и защитник потеряет маневренность.
В авиации термин «энергия» не относится ни к топливу, ни к тяге, которую оно производит. Вместо этого тяга называется «мощностью». Энергия — это состояние массы истребителя в любой момент времени, и является результатом мощности. Энергия бывает двух видов: кинетическая и потенциальная. Кинетическая энергия является функцией массы и скорости истребителя, в то время как потенциальная энергия является функцией его массы, гравитации и высоты. Объединенная потенциальная и кинетическая энергия называется полной энергией. Поскольку энергетический пакет представляет собой комбинацию массы, скорости и высоты, истребитель, летящий на низкой высоте, но с высокой скоростью, может иметь такую же полную энергию, как и истребитель равной массы, но летящий на низкой скорости и большой высоте.
Одним из входных данных в формулу для полной энергии является масса объекта, в данном случае самолета. Это означает, что два самолета, летящих в одинаковых условиях скорости и высоты, будут иметь разную энергию; более тяжелый самолет будет иметь большую энергию. Однако это не означает, что более тяжелый самолет будет более маневренным, так как эта масса потребует больше энергии для ускорения. По этой причине более полезной мерой является удельная энергия , энергия на единицу веса. Более легкие самолеты, как правило, имеют более высокую удельную энергию для любых заданных условий эксплуатации. [12]
Состояние энергии можно изменить с помощью приложения мощности. Более тяжелым самолетам потребуется больше мощности для изменения своего состояния энергии, поэтому два самолета с одинаковой энергией не будут иметь одинаковую маневренность. Это приводит к концепции «удельной мощности» таким же образом, как и удельной энергии. Для любого заданного рабочего состояния, например, выбранной скорости и высоты, любому данному самолету потребуется определенное количество мощности просто для поддержания этих условий, в основном из-за эффектов сопротивления. Это приводит к концепции «удельной избыточной мощности», количества дополнительной мощности, доступной самолету сверх мощности, необходимой для поддержания этих условий полета. [12]
Удельная избыточная мощность обычно выражается для самолета, летящего прямо и ровно. Поворот требует расхода энергии, как для изменения энергетического состояния самолета, так и из-за дополнительного индуцированного сопротивления , которое естественным образом создается как побочный эффект создания подъемной силы, необходимой для изменения направления. [13] Это означает, что самолет с более высокой удельной избыточной мощностью имеет более высокие устойчивые маневренные характеристики. Эта общая концепция известна как «энергетическая маневренность». [12]
Маневренность — это не только фактор энергии или удельной мощности, многие другие факторы, такие как эффективность платформы крыла при создании подъемной силы или пределы нагрузки самолета, могут ограничивать маневренность способами, которые напрямую не связаны с весом и мощностью. Это дает разным самолетам очень разные типы производительности при различных маневрах. Например, самолет с высокой тягой для веса может иметь высокую удельную избыточную мощность, но тем не менее страдать от очень высокого индуктивного сопротивления во время поворотов — это было очень распространено, например, на самолетах с треугольным крылом [14] — в этом случае он будет пытаться избегать поворотов и вместо этого использовать подъемы и пикирования в своих интересах. Такие самолеты называются «энергетическими истребителями». Другие, как правило, с меньшей нагрузкой на крыло , могут иметь меньшую избыточную мощность, но тем не менее быть в состоянии выполнять повороты, не теряя так много энергии, и называются «угловыми истребителями» [15] или «собачьими истребителями».
Когда два самолета встречаются в бою, они могут иметь разные энергетические состояния и удержание энергии. Обычно боец с большей энергией и лучшим удержанием делает «энергетический ход», например, высокое йо-йо, чтобы сохранить энергетическое преимущество, в то время как боец с энергетическим недостатком (боец углов) делает «угловой ход», например, поворот с разворотом, пытаясь использовать энергию противника в своих интересах. [16] [17]
В бою пилот сталкивается с множеством ограничивающих факторов. Некоторые ограничения постоянны, например, гравитация , структурная целостность и тяговооруженность . Другие ограничения меняются в зависимости от скорости и высоты, например , радиус поворота , скорость поворота и удельная энергия самолета. Летчик-истребитель использует BFM, чтобы превратить эти ограничения в тактические преимущества. [18] Более быстрый и тяжелый самолет может не уклониться от более маневренного самолета в поворотном бою, но часто может выбрать выход из боя и уйти, пикируя или используя свою тягу, чтобы обеспечить преимущество в скорости. Более легкий и маневренный самолет обычно не может выбрать уход, но должен использовать свой меньший радиус поворота на более высоких скоростях, чтобы уклониться от орудий атакующего и попытаться обойти атакующего сзади. [19] [ нужна страница ]
BFM — это постоянная серия компромиссов между этими ограничениями для сохранения определенного энергетического состояния самолета. Даже если нет большой разницы между энергетическими состояниями сражающихся самолетов, она появится, как только атакующий ускорится, чтобы догнать обороняющегося. Однако потенциальную энергию можно легко обменять на кинетическую энергию, поэтому самолет с преимуществом высоты может легко превратить потенциальную энергию в скорость. Вместо применения тяги пилот может использовать гравитацию, чтобы обеспечить внезапное увеличение скорости, пикируя, за счет потенциальной энергии, которая была сохранена в форме высоты. Аналогично, набирая высоту, пилот может использовать гравитацию, чтобы обеспечить снижение скорости, сохраняя кинетическую энергию самолета, превращая ее в высоту. Это может помочь атакующему предотвратить перелет , сохраняя энергию на случай, если он произойдет. [20]
Скорость поворота (градусы в секунду) и радиус поворота (диаметр поворота) увеличиваются со скоростью, пока не будет достигнута « скорость поворота ». Скорость поворота определяется как минимальная скорость, при которой может быть создана максимальная устойчивая перегрузка (нагрузка, при которой мощность равна лобовому сопротивлению), и варьируется в зависимости от конструкции истребителя, характеристик нагрузки крыла , веса (включая дополнительный вес от ракет, подвесных баков и т. д.) и возможностей тяги. [20] Она часто попадает в область 250–400 узлов (290–460 миль в час ; 460–740 км/ч ). [19] Максимальная устойчивая нагрузка, которую может создать самолет, также варьируется, но обычно составляет от 3 до 5 g. На угловой скорости истребитель может достичь максимальной скорости поворота, управляя судном прямо на грани бафтинга (турбулентности, предшествующей сваливанию). Ниже этой скорости самолет будет ограничен полетом с более низкими g, что приведет к снижению скорости поворота. Если пилот попытается «вытянуть» больше g, самолет будет трястись и аэродинамически сваливаться . С другой стороны, если истребитель летит выше своей угловой скорости, он сможет тянуть более высокие g, но это приведет к потере воздушной скорости из-за избыточного сопротивления, создаваемого. Поворот с максимальной устойчивой нагрузкой на скоростях выше угловой скорости приведет к увеличению радиуса поворота, что, соответственно, приведет к снижению скорости поворота. [21]
«Мгновенная скорость поворота» описывает повороты, которые превышают максимальную устойчивую нагрузку. Эти повороты могут достигать 9 g, прежде чем пилот начнет терять сознание ( G-LOC ). Эти повороты могут иметь очень малый радиус поворота, но при этом приводят к потере энергии, либо в виде скорости, либо высоты. Поэтому эти повороты неустойчивы, заставляя истребитель терять огромное количество воздушной скорости, иногда достигая скорости сваливания всего за четверть оборота. Выше максимальной устойчивой скорости поворота аэродинамическое сопротивление превышает максимальную тягу двигателя (самолет имеет нулевую «избыточную мощность»), что означает, что удельная энергия самолета будет потеряна даже при использовании полной мощности двигателя. Только поворачивая самолет на его наилучшей «устойчивой скорости поворота», самолет может сохранить свою удельную энергию. Однако ситуации в бою могут потребовать изменения энергии, и энергия также может быть увеличена за счет тяги меньшей, чем максимальная устойчивая нагрузка перегрузки. [20]
Успешный BFM требует геометрии так же, как и мастерства и выносливости. [22] Пилоты должны знать угловую скорость своего самолета, а также оптимальные углы крена (AOB) и углы атаки (AOA), не думая об этом сознательно. Самое главное, пилот должен помнить об угле пересечения траектории (TCA), также иногда называемом углом отклонения, который является углом между траекториями полета, [23] [24] [25] и угле отклонения хвоста (AOT), также называемом углом обзора, который является углом между траекторией полета обороняющегося и линией между обороняющимся и атакующим. [26] [27] Высокий TCA вызывает высокую скорость сближения, но делает достижение подходящего решения для оружия практически невозможным. Получение низких AOT и TCA (попадание на хвост врага) обычно является основной целью до того, как произойдет пролет . Несотрудничающий защитник может попытаться воспользоваться высокой скоростью сближения, повернувшись, чтобы увеличить TCA, вызывая пролет. [22]
TCA определяется фактическим путем движения обоих самолетов, но часто оценивается с помощью угла пересечения курса (HCA), [28] определяемого направлением носа атакующего самолета по отношению к носу обороняющегося. TCA обычно группируются в три категории, называемые «кривыми преследования». «Опережающее преследование» происходит, когда нос атакующего указывает вперед обороняющегося, в то время как «чистое преследование» происходит, когда нос атакующего указывает прямо на обороняющегося. Если нос атакующего указывает позади обороняющегося, состояние известно как «запаздывающее преследование». [22]
Основная цель преследования лидера — обеспечить сближение, даже при преследовании более быстрого противника. Низкий TCA, представленный во время преследования лидера, позволяет атакующему быстро сократить переднее, боковое и вертикальное разделение между самолетами, просто пройдя более короткий путь. Однако преследование лидера приводит к быстрому увеличению AOT, если защитник обходит атакующего. Это также приводит к увеличению скорости сближения, и, в попытке предотвратить промах, атакующему придется делать все более крутой поворот при приближении к защитнику. [29]
Атакующий, преследующий лидера, находится в поле зрения защитника сзади. Если у защитника нет достаточного преимущества в скорости, чтобы уйти, ослабив поворот и перейдя в мелкое пике, защитник, скорее всего, резко повернет в попытке увеличить AOT, заставив атакующего повернуть еще сильнее, пролететь мимо или выполнить маневр из горизонтальной плоскости, чтобы компенсировать это. [30]
Преследование с упреждением используется во время артиллерийских атак, поскольку быстрое движение боя требует, чтобы пушки самолета были нацелены на точку в пространстве впереди обороняющегося, где противник будет находиться, когда прилетят пули. Это называется «преследование цели». Преследование с упреждением создает для атакующего трудности в поддержании видимости противника, поскольку нос атакующего самолета становится препятствием для обзора пилота. [31]
Как и преследование по цели, чистое преследование используется для обеспечения сближения. Однако сближение не такое быстрое, как и скорость увеличения AOT. Это не так эффективно против более быстрого противника, поэтому атакующему может потребоваться ускориться, чтобы поддерживать чистое преследование. Чистое преследование используется при захвате ракеты для ракет с ловушками самонаведения. Оно одновременно помещает атакующего дальше от обороняющегося и предоставляет обороняющемуся наименьшее количество поверхности для обзора. Это усложняет уклончивые действия, поскольку в поле зрения находится только передняя часть атакующего самолета. [29] [32]
Задержка преследования используется для остановки или изменения скорости сближения и для уменьшения угла обзора, позволяя атакующему поддерживать или увеличивать переднее разделение (также называемое разделением нос/хвост, или нос к хвосту). Следуя за радиусом поворота защитника, атакующий может поддерживать или увеличивать энергию, заставляя защитника поворачиваться со скоростью истощения энергии. [29]
Задержка «горячей стороны» происходит, когда между самолетами имеется большой передний отрыв, показывающий верхнюю сторону обороняющегося истребителя. Это помещает атакующего в задний обзор обороняющегося, и обычная защита заключается в том, чтобы сузить поворот. Задержка «холодной стороны» происходит, когда имеется небольшой отрыв носа к хвосту, оставляя живот обороняющегося истребителя в поле зрения. Это помещает атакующего в слепую зону обороняющегося, и обычная защита заключается в том, чтобы изменить поворот. Если обороняющийся не является заметно более маневренным, а боковое отрыв не является правильным, преследование с отставанием не может поддерживаться долго, заставляя AOT уменьшаться до тех пор, пока не будет представлено подходящее решение для стрельбы. [33]
Маневры редко выполняются в строго вертикальной или горизонтальной плоскостях. Большинство поворотов содержат некоторую степень «тангажа» или «среза». Во время поворота в косой плоскости поворот по тангажу происходит, когда нос самолета указывает выше горизонта, вызывая увеличение высоты. Поворот по срезу происходит, когда нос самолета указывает ниже горизонта, вызывая уменьшение высоты. Цель состоит не только в том, чтобы сделать самолет более сложным для отслеживания противником, но и в том, чтобы увеличить или уменьшить скорость, сохраняя энергию. [34]
Маневр вне плоскости усиливает этот эффект, отклоняя истребитель в новую плоскость движения. Увеличение тангажа или среза может быстро обеспечить изменение скорости, которое может так же быстро быть отменено возвращением в исходную плоскость движения. Маневры вне плоскости не только используются для обеспечения уменьшения радиуса поворота, но и заставляют истребитель лететь по более длинной траектории относительно направления движения. Такой маневр, как высокий Йо-Йо, используется для замедления сближения и перевода истребителя в режим преследования отстающего, в то время как низкий Йо-Йо используется для увеличения сближения и перевода истребителя в режим преследования ведущего. [35]
Во время маневра вне плоскости нос атакующего больше не указывает на обороняющегося. Вместо этого самолет катится до тех пор, пока его вектор подъемной силы (воображаемая линия, идущая вертикально от центра самолета перпендикулярно его крыльям) не выровняется либо впереди, либо прямо на, либо позади обороняющегося, используя скорость крена вместо скорости поворота, чтобы задать правильную кривую преследования. Вектор скорости самолета (воображаемая линия в направлении движения) будет тянуться в направлении вектора подъемной силы. [36]
Полезным типом внепланового маневра, используемым для уменьшения AOT, являются различные бочкообразные вращения , называемые смещениями, для смещения самолета вбок от его предполагаемой траектории полета на новую траекторию полета. Управляя скоростью вращения, пилот может контролировать степень смещения. [37] Атакующий, следующий за более маневренным противником, может застрять в преследовании с отставанием (вне радиуса поворота обороняющегося), не имея возможности достичь решения по стрельбе. При смещении поворота траектории полета двух самолетов в конечном итоге пересекутся. Затем AOT будет уменьшаться до тех пор, пока нос самолета атакующего не укажет на мгновение на обороняющегося, а затем впереди обороняющегося. [38] Смещение вращения является хорошей тактикой, когда требуется уменьшение радиуса поворота, но допускается уменьшение скорости поворота. [37]
Существуют три основные ситуации в маневрировании воздушного боя, требующие преобразования BFM в благоприятный результат: нейтральная, наступательная и оборонительная. Большинство относительных маневров можно сгруппировать в одну из этих трех категорий.
Нейтральные позиции обычно возникают, когда оба противника замечают друг друга одновременно. Ни пилот, ни противник не имеют преимущества неожиданности. Ни один из них не имеет возможности направить нос своего самолета на противника с достаточной дистанции, чтобы использовать боеприпасы для стрельбы вперед (ракеты/пушки) до того, как противник представит угрозу аналогичного характера. Каждый сосредоточен на переходе в наступательную ситуацию, заставляя противника перейти к обороне. [39]
Наступательная позиция обычно возникает, когда пилот первым замечает противника. Имея преимущество неожиданности, пилот может занять более выгодную позицию для атаки противника, что затрудняет противнику уклонение от атаки. [39] Распространенная тактика включает увеличение высоты и попытку разместить истребитель прямо между солнцем и противником. Это помогает пилоту занять доминирующую позицию, в первую очередь нацеленную на реализацию своего преимущества для убийства. Наступательная позиция обычно определяется как способность оказаться выше или позади противника. Пилот может создать энергетическое преимущество, предоставляя возможность спикировать на противника и обстреливать область пулями, используя скорость, чтобы подняться на безопасную высоту. Атакующий также имеет преимущество, связанное с ориентацией, имея возможность продолжать атаку, избегая при этом оружия противника. [40]
Оборонительная позиция обычно возникает, когда пилот поздно замечает нападающего. Обычно ниже или впереди противника, пилот находится в слабой позиции, в первую очередь озабоченный тем, чтобы не дать противнику выстрелить и перейти в нейтральную позицию. Вторичная цель — либо уйти, либо занять доминирующую позицию. Если нападающий находится в невыгодном энергетическом положении, защитник, скорее всего, воспользуется скоростью, чтобы оторваться, но, если нападающий движется намного быстрее, защитник обычно будет маневрировать, чтобы заставить опасного промахнуться. Опасный промах происходит, когда нападающий вылетает перед защитником, в результате чего их роли меняются местами. [39]
Как только нападающий оказывается позади защитника, необходимо решить три проблемы, чтобы осуществить убийство. Нападающий должен иметь возможность попасть в ту же геометрическую плоскость, что и защитник, попасть в зону поражения, не промахнувшись, и иметь возможность вести цель. Защитник обычно агрессивно поворачивается, чтобы испортить решение нападающего. [23]
Самолеты поворачиваются круговыми движениями, следуя окружности вокруг центральной точки. Окружность часто называют «пузырем», в то время как центральную точку часто называют «столбом». Любое изменение нагрузки перегрузки на самолет вызывает изменение размера пузыря, а также изменение радиуса поворота, перемещая столб относительно истребителя. Поскольку самолет, поворачивающийся с максимальной нагрузкой, не может поворачивать круче, любой самолет, находящийся между таким истребителем и его столбом, на мгновение оказывается в безопасности от атаки. Именно в этой области атакующий истребитель обычно пытается расположиться. [41]
Оказавшись внутри пузыря защитника, атакующий будет преследовать лидера и может иметь возможность для удачного «мгновенного» удара. Если атакующий сможет маневрировать на траекторию полета защитника до того, как произойдет перелет, атакующий сможет остановить или обратить вспять скорость сближения. Наиболее желательная позиция — следовать траектории полета защитника на расстоянии, равном одному радиусу поворота позади противника. Эта позиция, из которой атакующий сможет безопасно сохранять контроль над боем, называется «контрольной точкой». Контрольная точка находится в центре воображаемой конусообразной области, называемой «контрольной зоной», и именно в этой зоне у атакующего будет достаточно времени и дальности, чтобы отреагировать на контрмеры защитника. [42]
Во время воздушного боя термин «пролет» относится к ситуациям, в которых атакующий либо пересекает траекторию полета противника, либо обгоняет обороняющегося, оказываясь впереди.
Прохождение защитника называется «промахом по линии крыла». Также называется «промахом по линии 3-9» или «опасным промахом», это происходит, когда атакующий самолет приближается слишком быстро и случайно пересекает линию крыла защитника (воображаемую линию, проходящую через центр самолета в позициях 3 и 9 часов ). Промах по линии крыла обычно называется «вылетом вперед» и вызывает «перемену ролей», помещая атакующего в зону действия оружия защитника, и атакующий внезапно становится защитником. [43]
Когда атакующий пересекает траекторию полета защитника, ситуация называется «промахом траектории полета». Это происходит, когда атакующий не контролирует закрытие и пересекает траекторию полета защитника сзади. Хотя это не обязательно опасно, промах траектории полета может привести к тому, что атакующий вылетит перед защитником. Чаще всего, однако, это значительно снижает угловое преимущество атакующего над защитником. Промахи траектории полета делятся на две категории, называемые «промахами в зоне контроля» и «промахами в ближнем бою». [43]
«Промах за зону контроля» происходит, когда атакующий пересекает траекторию полета защитника из-за переднего края зоны контроля. После промаха за зону контроля защитник продолжит поворачиваться в том же направлении, чтобы сохранить полученное угловое преимущество, пытаясь помешать атакующему хорошо прицелиться. [43]
«Внезапный промах» происходит, когда атакующий пролетает мимо траектории полета защитника перед зоной контроля. Это дает защитнику возможность изменить поворот и, возможно, вызвать промах по линии крыла, что позволяет защитнику приблизиться к атакующему и поменяться ролями. [43] [44]
Самолеты могут поворачиваться либо к друг другу, либо от друг друга. То, как противник поворачивается по отношению друг к другу, определяет ход боя. Если два истребителя встречаются лоб в лоб, они обычно делают очень близкий, нейтральный проход, называемый «слиянием». После прохода оба истребителя могут повернуться, чтобы вступить в бой. Если два истребителя поворачиваются в одном направлении (то есть: оба поворачивают на север), они будут двигаться навстречу друг другу по одному и тому же кругу поворота. Этот тип боя известен как «поток по одному кругу». Если самолеты поворачиваются в противоположных направлениях (например: один поворачивает на север, а другой на юг), они будут удаляться друг от друга, пролетая вокруг, чтобы вступить в бой друг с другом на отдельных кругах поворота. Это называется «поток по двум кругам». [45]
Поток с одним кругом приведет к другому слиянию, если только не будет получено угловое преимущество. Во время потока с одним кругом преимущество будет у истребителя с меньшим радиусом поворота. Пилоты часто будут выходить из плоскости, увеличивая тягу, чтобы помочь минимизировать радиус поворота. Поскольку на самом деле не имеет значения, где два истребителя встречаются в круге, скорость поворота не имеет большого значения во время потока с одним кругом. Поэтому его часто называют боем по радиусу. Маневр вне плоскости, такой как смещение, является жизнеспособным вариантом для уменьшения радиуса поворота. [45]
Двухкруговой поток также приведет к еще одному слиянию. В двухкруговом потоке радиус поворота не имеет большого значения, поскольку важно то, какой истребитель первым вернется к месту слияния. Двухкруговой поток — это борьба за скорость поворота, и угловое преимущество обычно достается самолету с более высокой скоростью поворота на его угловой скорости. Пилоты часто будут делать срез поворота, чтобы максимизировать скорость поворота.
Третий вариант называется вертикальным потоком, в котором один или оба бойца поворачиваются к вертикальной плоскости. Если оба бойца идут вверх или вниз, бой становится однокруговым потоком. Если один боец идет вверх или вниз, а другой поворачивается горизонтально, это на самом деле модифицированная версия однокругового потока. Однако если один боец идет вверх, а другой идет вниз, это становится двухкруговым потоком. [46]
В обоих типах потока желательно как можно более близкое слияние, чтобы держать противника в угловом невыгодном положении. Хотя круговой поток часто описывается с использованием нейтральных слияний, эта концепция применима в любое время, когда два самолета маневрируют относительно друг друга и горизонта. Например, «плоские ножницы» являются примером однокругового потока, в то время как «катящиеся ножницы» являются примером двухкругового потока. [47] [48]
Боевой разворот — это самый базовый из маневров, используемых перед боем. Пара атакующих самолетов разделяется, часто на расстояние в одну милю по горизонтали и 1500 футов по вертикали. Истребитель с меньшей высотой становится обороняющимся, в то время как ведомый летит выше в позиции «насест». Затем обороняющийся пытается заманить своих противников в выгодную позицию для атаки ведомым. [49]
Пара истребителей, сталкивающихся с одним или двумя нападающими, часто использует оборонительное разделение. Маневр состоит в том, что оба защитника делают повороты в противоположных направлениях, заставляя нападающих следовать только за одним самолетом. Это позволяет другому защитнику кружить и маневрировать позади нападающих. [19]
Маневр сэндвича начинается с того, что два защитника летят в линию, обычно с боковым разделением около мили. Когда атакующий маневрирует на хвост одного самолета, защитник делает резкий поворот в сторону от ведомого. В то же время ведомый поворачивается в том же направлении, что и защитник. Когда оба истребителя поворачиваются на 90 градусов, они выстраиваются в одну колонну друг с другом, «зажимая» атакующего посередине. Поскольку атакующий отвлекается, преследуя защитника, это позволяет ведомому маневрировать на хвост атакующего для легкого выстрела. [19]
Заметив атакующего, приближающегося сзади, защитник обычно ломается. Маневр заключается в резком повороте поперек траектории полета атакующего, чтобы увеличить AOT (угол отклонения хвоста). Защитник подвергается воздействию орудий атакующего только на короткое мгновение (моментальный снимок). Маневр работает хорошо, потому что у более медленно движущегося защитника меньший радиус поворота и большая угловая скорость , а цель с высокой скоростью пересечения (где направление на цель быстро меняется) очень трудно поразить. Это также может помочь заставить атакующего пролететь мимо, что может быть не так, если бы поворот был сделан в сторону от траектории полета атакующего. [19]
Контр-удар брейку часто представляет собой смещающий кувырок, называемый атакой бочкообразной бочки. Бочка состоит из выполнения крена и петли, завершая оба одновременно. Результатом является спиральный кувырок по прямой траектории полета. Атака бочкообразной бочки использует гораздо более узкую петлю, чем кувырок, завершая полную петлю, выполняя только 3/4 крена. Результатом является виртуальный поворот на 90 градусов, использующий все три измерения, в направлении, противоположном кувырку. Откатываясь от кувырка защитника, атакующий завершает кувырок с носом самолета, направленным в направлении движения защитника. [19]
Если у атакующего есть значительное преимущество в высоте, пас с высоким бортом обычно благоразумен. Иногда его называют «свупом», «бум-н-зум», «хит-н-сплит», а также множеством других названий, он состоит из мощного пикирования в сторону задней четверти низко летящего противника. Стреляя из пушек в одном высокоскоростном пасе, атакующий использует избыточную кинетическую энергию, чтобы выйти из боя в зуме, подняться обратно на безопасную высоту, восстанавливая потенциальную энергию. Это позволяет атакующему организовать еще одну атаку и снова нырнуть. Внезапность часто является ключевым элементом в этом типе атаки, и атакующие часто будут прятаться на солнце или в облаках, преследуя своих противников, пока не представится хорошая возможность. Пас с высоким бортом — очень эффективная тактика против более маневренного противника, где поворотного боя в воздушном бою лучше избегать. [50]
Иммельманн меняет скорость полета на высоту во время изменения направления на 180 градусов. Самолет выполняет первую половину петли, и когда полностью переворачивается, перекатывается в вертикальное положение. Иммельманн — хороший наступательный маневр для установки прохода с высокой стороны против медленно движущегося противника, находящегося на меньшей высоте и движущегося в противоположном направлении. Однако иммельманн — плохой оборонительный маневр, превращающий защитника в медленно движущуюся цель. [51]
Противоположностью Иммельмана является расщепленный S. Этот маневр состоит из перевернутого вращения и оттягивания ручки назад, погружения самолета в полупетлю, которая меняет направление самолета на 180 градусов. расщепленный S редко является жизнеспособным вариантом в бою, так как он истощает кинетическую энергию при повороте и потенциальную энергию при пикировании. Чаще всего он используется для установки прохода с высокой стороны против более низкого, но быстро движущегося противника, который движется в противоположном направлении. Также расщепленный S иногда используется в качестве тактики отрыва. [51]
Pitchback, также называемый Chandelle, — это Immelmann, который выполняется в некоторой плоскости, отличной от вертикальной. По сути, это просто поворот по тангажу, боец будет находиться под некоторым углом крена перед выполнением полупетли и переворота. В отличие от Immelmann, pitchback истощает меньше кинетической энергии и его сложнее отслеживать противнику. [51]
Винговер — это маневр, используемый для обеспечения быстрого поворота на 180 градусов с очень малым радиусом поворота. Он состоит из четверти петли в вертикальном подъеме, позволяя скорости падать по мере увеличения высоты, а затем плоского поворота над вершиной, пикирования для завершения четверти петли на исходной высоте, но двигаясь в противоположном направлении. Винговер похож на поворот сваливания, но истребитель на самом деле не сваливается, что делает винговера более сложным для отслеживания противником. В отличие от иммельмана или сплит-с, винговер также управляет энергией, сохраняя как воздушную скорость, так и высоту. [52] [53]
Низкий Йо-Йо — один из самых полезных маневров, который жертвует высотой ради мгновенного увеличения скорости. Этот маневр выполняется путем вращения с низким носом в повороте и падения в более крутой срезающий поворот. Используя некоторую энергию, которая была сохранена в вертикальной плоскости, атакующий может быстро уменьшить дальность и улучшить угол атаки, буквально срезая угол на повороте противника. Затем пилот тянет ручку назад, поднимаясь обратно на высоту защитника. Это помогает замедлить самолет и предотвратить перелет, одновременно направляя энергию обратно на высоту. Защитник, заметивший этот маневр, может попытаться воспользоваться увеличением AOT, затянув поворот, чтобы вызвать перелет. [48] [51] За низким Йо-Йо часто следует высокий Йо-Йо, чтобы помочь предотвратить перелет, или вместо одного большого маневра можно использовать несколько небольших низких Йо-Йо. [54]
Высокий Йо-Йо — очень эффективный маневр, и ему очень трудно противостоять. Маневр используется для замедления приближения быстро движущегося атакующего, сохраняя при этом энергию воздушной скорости. Маневр выполняется путем уменьшения угла, под которым самолет наклоняется во время поворота, и оттягивания ручки назад, выводя истребитель в новую плоскость движения. Затем атакующий переходит в более крутой поворот, поднимаясь выше защитника. Компромисс между воздушной скоростью и высотой дает истребителю всплеск повышенной маневренности. Это позволяет атакующему сделать меньший поворот, исправляя перелет, и подтянуться позади защитника. Затем, возвращаясь в плоскость защитника, атакующий восстанавливает потерянную скорость, сохраняя энергию. [35] [51] [55]
Крен смещения лага, также называемый «крен лага», представляет собой маневр, используемый для уменьшения угла от хвоста, переводя атакующего из преследования ведущего в чистое или даже отстающее преследование. Маневр выполняется путем вращения вверх и в сторону от поворота, затем, когда вектор подъемной силы самолета совпадает с вектором защищающегося, оттягиванием ручки назад, возвращая истребитель обратно в поворот. Этот маневр помогает предотвратить перелет, вызванный высоким AOT преследования ведущего, а также может использоваться для увеличения расстояния между самолетами. [37] [51]
Чтобы предотвратить перелет, атакующему, преследующему лидера, может потребоваться скорректировать маневр вне плоскости. Если боковое разделение слишком велико, атакующий, вероятно, использует кувырок смещения. Однако, если боковое разделение достаточно мало, атакующий, вероятно, использует высокий Yo-Yo. Защита с высоким Yo-Yo может быть хорошей тактикой в таких ситуациях. Маневр выполняется, когда атакующий откатывается от поворота, чтобы начать коррекцию. Защищающийся начнет ослаблять поворот, ослабляя ручку, что называется «разгрузкой», что приводит к увеличению радиуса поворота и скорости, восстанавливая потерянную энергию бойца. Если защищающийся сохраняет тот же угол крена, атакующему будет очень трудно заметить тонкий маневр. Когда атакующий завершает маневр вне плоскости, защищающийся боец восстанавливает часть своей энергии. Это позволяет защищающемуся снова сильнее повернуть в атаку, восстанавливая угловое преимущество над атакующим с более высокой энергией. Если атакующий застигнут врасплох этим маневром, высокая защита Йо-Йо может даже вызвать перелет. [56] [57]
Незагруженное удлинение — это маневр отрыва (выход из зацепления), часто используемый пилотом, когда есть достаточно энергии и разделения. Маневр состоит из перехода в крутое, прямое пике и применения полной тяги. Удаление всей нагрузки перегрузки с самолета заставляет его ускоряться с очень высокой скоростью, что позволяет пилоту значительно увеличить дальность полета или «удлиниться» и, возможно, уйти.
Если защитник внезапно прорывается, заставляя атакующего промахнуться, защитник может развернуться и зайти за атакующего. Незаряженное расширение обычно является лучшим вариантом для атакующего, используя энергетическое преимущество, чтобы уйти от более медленно движущегося защитника. Незаряженное расширение обычно не рекомендуется против более энергичного противника. Однако во многих обстоятельствах, например, когда атакующий выполняет высокий Йо-Йо слишком круто, незаряженное расширение является жизнеспособным вариантом для защитника. [35] [58]
Ножницы — это серия поворотов в обратном направлении и перелетов, предназначенных для замедления относительного движения вперед (движения вниз по дальности) самолета в попытке либо вызвать опасный перелет со стороны обороняющегося, либо предотвратить опасный перелет со стороны атакующего. Цель обороняющегося — оставаться вне фазы с атакующим, пытаясь предотвратить решение с помощью оружия, в то время как атакующий пытается попасть в фазу с обороняющимся. Преимущество обычно достается более маневренному самолету. Существует два типа маневров ножниц, называемые плоскими ножницами и катящимися ножницами. [59]
Плоские ножницы, также называемые горизонтальными ножницами, обычно возникают после низкоскоростного перелета в горизонтальном направлении. Защитник меняет направление поворота, пытаясь заставить атакующего вылететь вперед и испортить прицеливание. Затем атакующий меняет направление, пытаясь остаться позади защитника, и два самолета начинают петляющий полет. [60]
Катящиеся ножницы, также называемые вертикальными ножницами, как правило, происходят после высокоскоростного промаха сверху. Защитник разворачивается в вертикальный подъем и в бочкообразный переворот через вершину, заставляя атакующего пытаться следовать за ним. Преимущество заключается в самолете, который может быстрее провести свой нос через верхнюю или нижнюю часть поворота. В боях с самолетами, у которых тяговооруженность меньше единицы, самолет быстро потеряет высоту, и врезание в землю становится возможным. [61] По словам автора Майка Спика, «Выход из вертикальных катящихся ножниц лучше всего осуществляется с помощью split-s и большой надежды». [62]
Маневрирование Guns defense, или «guns-D», является последним средством для защитника, который не может перехитрить нападающего. Guns-D — это серия случайных изменений траектории полета защитника, призванная испортить прицел нападающего, представляя постоянно меняющуюся цель, и, с большой долей вероятности, уйти от потока пуль (шланга). Он состоит из произвольных изменений скорости, рысканий , заносов , скольжений , подъемов и кренов и часто называется «уклонением». Поскольку нападающий должен целиться впереди противника, основная цель в guns-D — дезориентировать прицел нападающего, удерживая нос направленным в другом направлении, чем вектор скорости (направление движения), и очень эффективно для предотвращения нападающего от достижения подходящего решения guns. Однако маневрирование guns-D все еще оставляет защитника уязвимым для случайных пуль и попаданий «удачных выстрелов» и мало что делает для улучшения относительной позиционной ситуации. Таким образом, его используют только как последнюю отчаянную оборонительную меру, когда ничто другое не работает. [63]
High-g barrel roll — это комбинация loop и snap roll . High-g barrel roll — это последний оборонительный маневр, выполняемый, когда атакующий достиг подходящего решения для стрельбы, чтобы вызвать перелет. High-g barrel roll — это резкий маневр, который выполняется гораздо более агрессивно, чем обычный barrel roll. Радиус действия имеет решающее значение для успеха roll, и обороняющийся обычно поворачивается очень резко или использует другие меры, чтобы подтянуть противника очень близко перед выполнением roll. Roll выполняется путем приложения сильного давления на заднюю часть ручки управления, создания высоких перегрузок и добавления жесткого ввода руля направления для помощи элеронам в переворачивании истребителя. High-g barrel roll может быть выполнен «сверху» или «снизу», что достигается путем переворота вверх ногами и начала маневра из перевернутого положения. Бочка с высокой перегрузкой — это маневр, истощающий энергию, который редко заставляет атакующего вылететь вперед, но обычно приводит к выходу за пределы траектории полета, плоским ножницам или, по крайней мере, временно нарушает прицеливание атакующего. [64]
Защитник, которому не удается перехитрить нападающего, может быстро оказаться «вне скорости и идей». Защитная спираль — это маневр, используемый защитником, когда кинетическая энергия истощается, а другие отчаянные маневры не могут быть успешно реализованы. Маневр состоит из опускания носа вниз во время поворота и перехода в спиральное пикирование, используя гравитацию для подачи энергии, необходимой для продолжения уклонения. Защитная спираль становится вращающимися ножницами, выполняемыми прямо вниз. Цель защитника — оставаться в противофазе с нападающим, пока земля не окажется в опасной близости. Преимущество обычно достается самолету, который может замедлиться быстрее, и защитник часто отключает тягу и выпускает тормозные колодки, пытаясь заставить нападающего пролететь мимо. Если эта попытка не увенчается успехом, защитник обычно выходит из пикирования в последнюю возможную секунду, надеясь заставить нападающего врезаться в землю. [65]