¿Cómo se usa el radar para ayudar a apuntar un arma en los aviones de combate?

Sé que la ametralladora Gatling está montada fijamente en el fuselaje del avión, por lo que no se puede girar hacia la izquierda/derecha o hacia arriba/abajo. Sin embargo, al ver a los pilotos de DCS pelear con oponentes, a veces mencionan que su radar está roto, por lo que no tienen precisión en el objetivo del arma principal.

No entiendo cómo el radar puede ayudarlo a apuntar con el arma principal, ya que el único objetivo posible con el arma es apuntar la nariz del avión hacia el objetivo o el desplazamiento del objetivo. Sé que los aviones de combate tienen un túnel de armas que se muestra en un HUD y que depende de las capacidades del piloto usar esta función correctamente. Pero si entiendo el túnel del arma HUD, es solo el cálculo de la velocidad, la distancia y la fuerza G donde las balas realmente volarán.

La complejidad es que también te estás moviendo, y apuntar el arma afectará la trayectoria de tu propio avión y las balas. Las balas también viajarán con inercia desde tu propio avión, por lo que si estuvieras haciendo un ladeo pronunciado, las balas no viajarán en línea recta como en los videojuegos. En todo caso, no esperaría que un humano apunte correctamente dentro de una distancia razonable.
@Nelson ¿Por qué las balas en los videojuegos no siguen las mismas reglas (si son simuladas) de la física?
@Vladimir porque es una gran cantidad de trabajo, y a nadie realmente le importa, porque la mayoría de las personas ignoran los comportamientos reales de las armas de fuego.
@Nelson People se preocupa absolutamente e integrar los EOM de un solo cuerpo sólido no es tan difícil. La aerodinámica se simplificará pero puede estar lo suficientemente cerca.
@VladimirF Eres libre de agregar la simulación física como mod. Muchos videojuegos admiten mods.
Si es simulado. Pero casi invariablemente, no lo son, en el mejor de los casos se utiliza una forma muy simplificada, y solo cuando el rendimiento lo permite. Las plataformas de juego no tienen la sobrecarga para simular 100 rondas por segundo, además del rendimiento de un avión a reacción mucho más complicado.
@Erin, el radar no ayuda de ninguna manera al piloto a "apuntar" el arma. Todo lo que se usa es para determinar el rango y, por lo tanto, el Tine Of Flight (TOF), que posiciona el tiroteo a lo largo del flujo de balas calculado, en el rango correcto frente a la boca. La posición de esa corriente se calcula de forma completamente independiente del alcance del radar, en el movimiento medido del avión del tirador.
@CharlesBretana ¿comenté y eliminé o algo así? No veo dónde dije algo para obtener un ping
@Erin, ¿eliminaste un comentario? ¡Ya no veo a lo que me refería aquí! Espero no estar senil con mi vejez, pero podría haber jurado que había un comentario que decía que el radar se usa para "apuntar" el arma... En cualquier caso, según recuerdo, lo que hice ping fue el comentario, y ya no lo veo tampoco... donde esta?

Respuestas (5)

Ingeniero F-16 aquí.

Esto es de un gran artículo sobre el radar de control de fuego en aviones de combate:

Para muertes con armas de fuego, si la aeronave tiene un bloqueo de radar en un objetivo, puede medir con precisión el alcance al objetivo y proporcionar al piloto las correcciones adecuadas para la caída de plomo y gravedad, para obtener una muerte con armas precisa. Sin el radar, el piloto simplemente tiene que confiar en su propio juicio.

( migflug.com )

Sin bloqueo de radar, no obtendrá toda la información útil para obtener la mejor toma posible.

Como el objetivo de compensación en su HUD que menciona.

Puede compararlo con los sistemas de control de fuego en los cañones antiaéreos de los barcos. Es mucho más fácil dar en un blanco en movimiento lejano si conoces su dirección y velocidad, y mucho más rápido si dejas que una computadora haga todo el cálculo.

¡Bienvenidos a Av. SE!
¡Bienvenido a Aviation.stackexchange!
¿Quieres decir que las balas no viajan en línea recta a una velocidad infinita como en los videojuegos?
@RalphJ & DeltaLima ¡Gracias por la bienvenida!
@DKNguyen ¡Si subes la perilla de velocidad de bala, eventualmente se comportarán como en los videojuegos! ¡El único problema es que volarán tan rápido que el impacto no se registrará y luego se ignorará de inmediato! /s
@DKNguyen ¿Qué videojuego en particular tiene esas balas? No estoy enterada de nada. (Pero quédense en este siglo por favor, si no en esta década.)
@VladimirF, el término que está buscando es hitscan. Todavía se usa en Overwatch y CoD para mi investigación increíblemente limitada.
En corrección menor. En la artillería aire-aire, no hay "caída de gravedad". Lo que podríamos suponer es que la caída de la gravedad se ocupa automáticamente de lo que los ingenieros llaman Lead para la aceleración del objetivo . Si el objetivo está en cero "G", entonces el objetivo "cae" exactamente en la misma cantidad durante el tiempo de vuelo (TOF) de la bala que las balas, por lo que si el sistema corrige las G bajo las que se encuentra el objetivo, lo hará automáticamente. estar corrigiendo por caída de bala.
@foreverska OK, pensé que estábamos hablando de avioton y, por lo tanto, de simuladores de vuelo. Todo lo que recuerdo (y principalmente jugué juegos en la década de 1990), tenía balas que volaban visiblemente desde el avión que disparó, sin golpes instantáneos en absoluto. No me hago ilusiones de que entonces fueran demasiado precisos, pero hoy en día se comportan de forma muy realista en los simuladores de vuelo.
@VladimirF La mayoría de los juegos con armas usan completamente 'hitscan' como lo llaman los niños en estos días (por ejemplo, velocidad infinita, líneas rectas), o una combinación de armas hitscan con algunas armas basadas en la física (por ejemplo, calcular la trayectoria de vuelo de un proyectil y el tiempo de vuelo ). Algunos FPS están comenzando a enfocarse más en los basados ​​en la física a medida que las computadoras se vuelven más poderosas y en función de su diseño/atractivo (por ejemplo, ArmA, Battlefield), pero son una gran minoría en comparación con "todos los juegos con armas".
@TylerH Bueno, está bien, pero ¿qué tienen que ver los FPS con la aviación? Había balas trazadoras volando visibles en los simuladores de vuelo ya en la década de 1990. Seguramente con trayectorias simplificadas, pero ahora en 2020 deben ser mucho más precisos. Sé que escribí el nombre de un videojuego, pero creo que en este lugar el tema de la aviación se puede entender implícitamente.
@VladimirF Fuiste tú quien preguntó por los videojuegos...
@VladimirF Literalmente acabo de citar uno de tus comentarios de 2017 hace como media hora o_O y ahora te veo aquí también. ¡Muy genial!
@TylerH OK, I thought we were discussing aviation and hence flight simulators...Estoy de acuerdo en que FPS es un videojuego, pero no es un simulador de vuelo.
@ Skye-AT Parece un contexto extraño para asumir, ya que los juegos de simulación de vuelo generalmente no tienen balas ni combate en general ... tienen vuelo. Al menos los dos principales, Microsoft Flight Simulator y X-Plane, no lo hacen (aparte de las pequeñas modificaciones únicas).
@TylerH DCS mundo...

Hay tres componentes en una solución de pistola aire-aire, que los ingenieros que diseñan la mecánica de la mira deben tener en cuenta y que el piloto que utiliza el sistema debe entender bien.

  1. Cable para movimiento objetivo o cable de velocidad(Lm). Esto es lo mismo que utiliza un tirador al plato. Debes apuntar el cañón del arma donde estará el objetivo cuando lleguen las balas, no donde está ahora. No puedes simplemente apuntar el arma al objetivo. Debe apuntarlo en algún ángulo frente al objetivo en la dirección en que se mueve el objetivo en su campo de visión. Lm siempre se encuentra en el plano de movimiento del objetivo. Esto requiere que el sistema conozca el tiempo de vuelo (TOF) de las balas y la tasa de línea de visión (LOS) del objetivo (qué tan rápido se desplaza a través del fondo inercial en su campo de visión. Si el objetivo se mueve a 20 grados por segundo y, según el rango, el TOF es de 1,5 segundos, entonces debe apuntar 30 grados al frente del objetivo, a lo largo de su vector de velocidad proyectado.use un bloqueo de radar para determinar el rango y el TOF , y cuando no haya bloqueo de radar, las miras asumen un rango predeterminado (en el F-4 fue de 1000 pies). La LOS del objetivo está determinada por la mira, suponiendo que si el piloto está "seguindo" al objetivo, la velocidad de giro del avión que dispara debe ser idéntica a la LOS del objetivo. Cuando el piloto no está siguiendo el objetivo (como en un rango cercano altamente dinámico, tiro de ángulo alto (llamado snapdisparo), el piloto debe comprender este efecto para encender el arma con un ángulo de ataque adicional para compensar el movimiento relativo del objetivo en el parabrisas. Efectivamente, aprieta el gatillo cuando el objetivo, moviéndose hacia la referencia de puntería de la mira, parece estar a punto de cruzar esa referencia de puntería en uno o dos segundos en el futuro.

  2. Adelanto para aceleración objetivo o Adelanto de aceleración(La). Si el objetivo estuviera a cero Gs (en caída libre balística), no habría necesidad de La. Solo se requeriría Lead para el movimiento del objetivo y Drag shift. La se requiere cuando el objetivo se está alejando de la trayectoria balística que la mira estaría prediciendo sin La. La siempre se encuentra en el plano de aceleración del objetivo (el plano en el que acelera la aeronave objetivo (normalmente definido por donde el vector de sustentación o vertical) puntos estabilizadores). La mira asume que el plano de movimiento del objetivo es el mismo que el plano de movimiento del tirador, y que la carga G del objetivo es la misma que la carga G del tirador. La solución se basa en la suposición de que el el objetivo está acelerando o tirando de Gs hacia el tirador, y que el tirador, para igualar la velocidad de giro del objetivo, está tirando la misma cantidad de Gs en la misma dirección.
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  3. El último componente es la corrección de lo que se llama Drag Shift. Las balas se ralentizan después de salir de la boca. Esta desaceleración hace que las balas se desvíen hacia atrás de su línea de fuego original (Línea de salida o LOD). Imagine la torreta superior de un B-17 disparando hacia adelante y hacia arriba a un objetivo que se aproxima de frente. Si las balas mantuvieran una velocidad constante después de salir de la boca, todo lo que sería necesario sería apuntar las armas hacia donde el objetivo estará a un TOF de apretar el gatillo (La) y corregir la aceleración del objetivo (La) de 1 G. Pero las balas disminuyen la velocidad. Eso significa que tomará un poco más de tiempo salir, y el objetivo se desplazará más hacia atrás en ese pequeño período de tiempo. Por lo tanto, el artillero debe apuntar un poco más bajo en elevación (menos avance), para compensar eso. Imagine una manguera de agua a alta presión, hacia adelante y hacia arriba del techo corredizo de su SUV a 80 mph. El chorro de agua parecerá curvarse y doblarse hacia atrás en relación con el vehículo, cuanto más lejos esté de la boquilla. Si estuvieras tratando de golpear un dron que vuela 15 pies por encima de ti y 15 pies delante de ti, tendrías que apuntar frente a él para compensar la aparente deriva hacia atrás del chorro de agua. Esta corrección es necesaria siempre que la línea de disparo del arma no esté alineada con el vector de velocidad del avión del tirador en el aire. Para un luchador, dado que las armas deben estar en el plomo, esto significa que reduce el plomo requerido por una pequeña cantidad en el plano de movimiento del objetivo. tendrías que apuntar delante de él para compensar la aparente deriva hacia atrás del chorro de agua. Esta corrección es necesaria siempre que la línea de disparo del arma no esté alineada con el vector de velocidad del avión del tirador en el aire. Para un luchador, dado que las armas deben estar en el plomo, esto significa que reduce el plomo requerido por una pequeña cantidad en el plano de movimiento del objetivo. tendrías que apuntar delante de él para compensar la aparente deriva hacia atrás del chorro de agua. Esta corrección es necesaria siempre que la línea de disparo del arma no esté alineada con el vector de velocidad del avión del tirador en el aire. Para un luchador, dado que las armas deben estar en el plomo, esto significa que reduce el plomo requerido por una pequeña cantidad en el plano de movimiento del objetivo.ingrese la descripción de la imagen aquí

La contribución relativa a la solución total de la mira de estos tres componentes, en general, es la siguiente:

  • Plomo para el movimiento del objetivo: 70-85%

  • Plomo para la aceleración del objetivo: 10-25%

  • Cambio de arrastre: 5-10%

En el JA37D, conduciría automáticamente

ingrese la descripción de la imagen aquí

En la versión D de la variante de combate del Saab 37 Viggen, ayudaría en la dirección

La última versión de la variante de combate de Viggen tenía un modo de dirección automática, donde el "automático de dirección" daría correcciones de guiñada y cabeceo para ayudar a disparar el cañón. Esto dependía, por supuesto, de los datos del radar.

NOTA: Dado que el Saab Gripen es incluso más avanzado que el Viggen, me sorprendería mucho si el descendiente no obtuviera lo mismo.

Imagina que tu radar de repente bloquea un pájaro o un compañero. Espero que el sistema no sea muy... abrupto.
@Devilscomrade No todo es manos libres, así que, no, no es así como sucede. Tengo el manual de vuelo en sueco pero es un infierno tratar de traducirlo. Solo tenga la seguridad de que este no es ningún tipo de modo Terminator rabioso. :)
Una gran cantidad de equipos suecos fueron diseñados para ser operados por reservistas, me pregunto si este es un ejemplo (me pregunto si permitieron que los reservistas volaran aviones rápidos).
@Rich Estás pensando en reclutas. Los pilotos/aviadores son oficiales comisionados. También hay pilotos reservistas (lo cual fue parte del motivo del accidente del JAS-39 Gripen en 2005).
Ah, ¿no tienen reclutas en Suecia, como en Suiza? Realmente estaba pensando en recluta/reservista en el sentido de no ser un oficial de carrera a tiempo completo.
¿Esto significaba que el radar daría corrección para apuntar el avión al objetivo, apuntando así el arma?
@totalMongot En efecto, sí.

Al revisar el libro titulado "Fighter Pilot Gunnery" de 1943, es fundamental que un piloto de combate conozca su propia velocidad del aire, la velocidad de la bala y la velocidad, dirección y distancia al objetivo. Con esta información, el piloto puede apuntar el avión hacia donde se cruzarán la bala y el objetivo. Con el radar, la información del objetivo es esencialmente un vicio conocido, una estimación y una computadora de control de incendios puede calcular el punto objetivo y mostrarlo en el HUD.

La mayoría de los cañones de los aviones no están guiados por radar (excepto [los sistemas CIWS] en los buques de guerra 1 ). Los combatientes usan HUD o referencia visual iluminada, porque el alcance de los proyectiles de cañón típicos es insuficiente en comparación con un misil; el radar tiene poco uso práctico.

Sin embargo, en los años 60 y 70, los bombarderos B-52 tenían un cañón de cola con un cañón M61 y una apertura de radar.

Una ronda de 20x102 mm tiene un rango de disparo efectivo de 2000 pies. Con las desviaciones de un objetivo en movimiento, llenar el cielo con plomo en una dirección general es más importante que la precisión de un francotirador.

La sincronicidad visual se logra al hacer que las miras del arma hacia el piloto se desplacen a la posición del arma (a menudo debajo del piloto), por lo que está en ángulo en un conjunto de grados más allá de un rango determinado, un piloto de caza sabe que el arma es inútil más allá de "X". cantidad de pies, por lo tanto, ni siquiera dispararía. El radar se utiliza para determinar las amenazas generales antes del enfrentamiento y la búsqueda de objetivos potenciales, así como la navegación.

"llenar el cielo con plomo en una dirección general es más importante que la precisión de un francotirador". Sí... pero también la velocidad de disparo es tan alta que la munición debe usarse con prudencia porque no dura mucho. Una vez que esté al alcance del arma, también puede ser más difícil desconectarse de manera segura. Me equivocaría por estar en una posición de control y esperar a que el objetivo pierda velocidad y, por lo tanto, gire para tratar de tener una solución de disparo más fácil en lugar de "llenar el cielo con plomo" y esperar que algo golpee. El tiempo total de disparo de un arma F-16 es de cinco segundos de munición.
Y la dispersión de la ametralladora Gatling M-61 A1 (en casi todos los aviones de combate estadounidenses) es de unos 6-8 milirradianes. (eso es aproximadamente la mitad de un grado). Eso significa que 1000 pies frente al arma, el 80% de las balas se encuentran dentro de un círculo de 6 a 8 pies. La envergadura de un avión de combate adversario típico es de 45 a 60 pies. Si dispara una ráfaga de 50 rondas, la densidad de la bala será de aproximadamente 1 bala en cada 3 pies cuadrados de ese círculo de 7 pies. Entonces, ¿"llenar el cielo de plomo"?