DeadlyMercury (DeadlyMercury [wargaming.net]) wrote in world_of_planes,
DeadlyMercury
DeadlyMercury [wargaming.net]
world_of_planes

Вирпильское #12 - Топмачтовое бомбометание

Доброй ночи, господа летуны-мечтатели.

Периодически на умирающем форуме имени мертвой стюардессы я натыкался на темы от различных "профессиональных предлагателей оригинальных улучшений" про топмачтове бомбометание (aka skip-bombing) - мол, почему его до сих пор нет в игре, как же так и так далее и тому подобное. Честно говоря, такой вопрос меня удивлял - зачем в аркаде, где нарисована отметка падения бомбы и где с бомбометанием проблем нет даже теоретически, это надо? Сейчас с выходом летних карт в ЗБС и появлением там корабликов, возможно, стоит освежить эти вопросы - а) доколе?! б) а нафиг вообще надо?



Топмачтовое бомбометание, в отличие от бомбардировок с пикирования, отличается заходом на цель на минимальной высоте (15-30 метров) на максимальной скорости. В такой ситуации сброшенная бомба обладает значительной горизонтальной скоростью и до встречи с водой просто не успевает наклониться вниз, за счет чего происходит рикошет бомбы от поверхности воды и ее дальнейший полет на зависть пикировщикам. Кидали когда-нибудь камни блинчиками?) Вот абсолютно тоже самое происходит и с бомбой. Получается этакий блинчик весом 250-500кг. Он отпрыгивает от воды и на полной скорости врезается в борт атакуемого корабля, проламывая его. Плюсов от такой атаки много. Во-первых, крайне высокая вероятность попадания - бомба летит не сильно медленнее своего хозяина и если уж он пролетел над целью, значит, и бомба с ней не разминется. Во-вторых, такая атака выполняется на максимальной скорости, что снижает время огневого контакта и упрощает выход из зоны обстрела корабля. В-третьих, в такой атаке никто не запрещает угостить цель залпом курсового вооружения. Наоборот, это даже приветствуется.
И получается нечто такое:


Вообще говоря, точность бомбометания - это весьма больной вопрос и не зря для его решения изобрели пикировщиков. Бомбардировка в пикировании позволяет укладывать бомбы в том числе по движущимся целям и действительно обладает высокой точностью, однако она не гарантирует прямого попадания бомбы в цель. Да и, собственно, это не требуется: небольшие погрешности и разброс элементарно компенсируются калибром бомбы. Так, например, бомбу массой в одну тонну достаточно уронить где-нибудь "рядом" (в пределах 20 метров, пожалуй) с танком, чтобы его если не уничтожить, то серьезно повредить. А уж о легкой технике и говорить нечего.
Однако с кораблями дела обстоят иначе. Здесь небольшая ошибка приведет банально к тому, что бомба уйдет под воду, где энергия взрыва в воде на единицу поверхности убывает с кубом расстояния, поскольку распространяется по всему объему сферы. Кроме того, роль играет и давление воды (которое ро-жэ-аш), отсюда красивые вертикальные фонтаны после взрыва. В результате какие-то повреждения корабль получит только если бомба упала не далеко и взорвалась не глубоко. В частности, в литературе по топмачтовому бомбометанию можно найти информацию, что эффект наблюдался при уходе бомбы под киль на глубину не более 15 метров, и это при том, что осадка судна обычно от 5 метров и больше! А это значит, что надо попасть непосредственно в корабль, невзирая на его маневры, на турбулентность, на возможный разброс бомб и так далее. А если цель при этом не отличается габаритами, тогда тут остается уповать только на удачу.
Но удача - это не наш метод! Вперед, к мачтам и блинчикам!

Как это работает? Скучным языком википедии - "сброс бомб производится на высоте от 15 до 30 метров на расстоянии 250-300 метров..." На самом деле все несколько проще. Вам не надо сидеть и отмерять рулеткой расстояние до воды и рассчитывать дальность до корабля исходя из его угловых размеров, достаточно положиться на банальные физические принципы. Самый Главный Принцип из которых - закон сохранения энергии, который вполне весомо нам намекает, что даже абсолютно резиновая бомба не сможет отскочить от абсолютно резиновой поверхности на высоту равную или большую той, с которой ее сбросили - за счет наличия силы сопротивления воздуха. Таким образом, если мы летим по "верхнему срезу корабля" (того самого топа мачты) - бомба, скорее всего, его не перелетит. Возможны, конечно, исключения, зависящие от волнения моря (когда бомба отскакивает с большим углом), но в большинстве случаев даже 3-4 балла никакого впечатления на отскок бомбы не производят. Ну а дистанция сброса бомбы легко определяется скоростью самолета. Так, например, при полете на скорости 400 км/ч (110 м/с) бомбу надо сбросить за 2-3 секунды до пролета над целью. При этом важно выдерживать горизонтальный полет, даже небольшое пикирование увеличивает угол встречи бомбы с водой, в результате при отскоке она теряет больше энергии и после рикошета летит меньше, уже не 3 секунды, а скажем, 1.5-2. Я лично предпочитаю бомбить именно с небольшим пикированием, хотя это скорее вызвано не желанием снизить время полеты бомбы - а желанием пострелять в цель подольше :) В частности, при атаке второго корабля я на этом и погорел - во-первых, сильно увлекся и сброс произвел поздно, во-вторых - за трассами не видел движения корабля и вообще говоря прошел за кормой. Хотя в первую очередь меня шокировали размеры целей :) Такую мелочь встречаю впервые. С пикирования по таким товарищам я бы никогда не попал...

Еще меня заинтересовал процесс отскока бомбы от воды, и если объяснение физического принципа "на пальцах" дает общую картину, то дальнейшая модель раскрывает "всю глубину наших глубин" (с). Кто знаком с первым и вторым законом "мужика в парике" и кого не ввергает в шок словосочетание "коэффициент Рейнольдса" -
[добро пожаловать дальше!]
Итак, у нас есть бомба. ФАБ-250. С диаметром 30 сантиметров, длинной 1.6 метра и весом, что характерно, 250 килограмм. Она не просто есть, она уже падает. На нее действует сила сопротивления среды, которая пропорциональна квадрату скорости тела и это печально:

c - коэффициент сопротивления (кстати, связанный с упомянутым коэффициентом Рейнольдса), для шара c=0.47, для различных бомб в литературе нашел порядка 0.5;
rho - плотность среды, для воздуха - 1.2кг/куб.м;
S - лобовое сечение.

В горизонтальной проекции сила сопротивления ничем не уравновешивается, в вертикальной - ее пытается уравновесить наша земная гравитация. Второй закон "мужика в парике" позволяет найти горизонтальную и вертикальную проекцию скорости от времени:


Кстати говоря, наша бомба будет лететь не только вниз, но и вверх. В этом случае сила сопротивления воздуха и сила тяжести, действующая на бомбу, будут направлены одинаково и надо воткнуть в уравнение минус. Как ни парадоксально, это почти ни на что в итоге не влияет:


С этими уравнениями мы можем собрать нашу модельку движения боньбы, я собирал в матлабе :) Из интереса получил торможение бомбы воздухом и разгон бомбы под действием ускорения свободного падения:



И если первая картинка ничего интересного не показывает (разве что демонстрирует, что за несколько секунд полета бомба скорость почти не теряет и не сильно отстает от самолета), то вторая картинка демонстрирует скорость, с достижением которой сила сопротивления уравновешивает силу тяжести.

Тоже самое для воды:



Первую картинку надо показать голливудским любителям красивых картинок попадания пулями в человека на глубине метров 5. Вторая демонстрирует скорость погружения бомбы и как бы намекает нам, что если взрыватель стоит на двух секундах и больше - бомба в случае сброса в пикировании никакого впечатления на врага не произведет.

Проверка полученной модельки, задаю разные параметры высоты и скорости сброса - сброс бомбы с 200 метров с фоки (500 км/ч, 6.4 секунды - время падения)

С 5000 метров с хенкеля (300 км/ч, 40 секунд)


Первое не пробовал, второе похоже на правду :)

Баллистическая кривая:

В правильных пропорциях:


Более крутой хвост - проверка влияния знака силы сопротивления (замены гиперболического тангенса на обычный). Как видно, разница не большая, но она есть.

И, наконец, моделирование отражения бомбы от воды. В этом плане на больших скоростях воду можно воспринимать как упругое тело, внешнее воздействие на которое порождает поверхностные волны, которые и выкинут бомбу обратно в воздух вместе с законом сохранения импульса.

Упс, резиновая бомба. Тогда так: бомба не "отражается" от поверхности, а погружается в воду (в те самые 1000кг/куб.м плотности!) на некоторую глубину. Подбор параметров погружения (результат - на 3 сантиметра, на 10 милисекунд, с учетом её длины) я производил по данным для фаб-250 отсюда:
http://www.bellabs.ru/51/TopMast/TopMastBoston.html

Вуаля:

В нормальных пропорциях:

С разными углами отскока:


Последняя картинка демонстрирует, что несмотря на угол отскока, если цель находится примерно в 300 метрах от точки сброса - она огребает!



Кто не знает "мужика в парике" - держите книжку:

Если вы считаете, что вы уже выросли из таких книжек - не вопрос,
[берите эти]
**но я предупреждаю, что от одной только теории упругости в изложении ландавшица мне хотелось на стену лезть...


Засим моя прохладная сказка окончена.
"Стал мой сон на треть короче. Подъем в семь. Всем доброй ночи..."

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic
  • 23 comments