1213. 冷知识:击落过苏-7的歼-6白天型真的没有雷达吗?

百科   2024-04-10 10:41   广东  
本文是“燃烧的岛群”第1213篇原创文章,作者:寄居蟹
作者简介:寄居蟹,山东人,曾在《兵器》、《舰载武器》等军事类期刊发表多篇文章,喜欢撰写冷门装备,但不是技术党。
全文共4335字,配图20幅,阅读需要15分钟,2024年4月10日首发。
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图1.  六爷曾经叱咤风云40余年
最近小米SU7在军迷圈最近比较火,SU7这个名字雷军之前给出过官方解释,SU7是Speed Ultra 7的缩写,意为极致速度与性能,读作“苏7”,不过军迷第一反应就是撞脸了苏霍伊的第一代战斗轰炸机“Су-7”(苏-7),当然了,也有网友说雷军的起名团队里面应该没有军迷,不然叫苏-27、苏-57不是更好?不过苏-7这种飞机却意外的引起了关注,顺带了当年成功击落了苏-7的歼-6也跟着一起刷了一波流量。

图2.  小米SU-7

图3.  军迷的Су-7


不少记录中都提到了苏-7和歼-6的航电比较原始,没有雷达,然而这一战例中巴基斯坦哈斯米中校曾经将在歼-6活动光环跟不上大过载机动时改用固定光环秒准,这里就出现了一个问题,如果歼-6没有雷达,活动光环又怎么能工作呢?要说明这个问题,就要先了解一下歼-6的瞄准具。

图4.  陀螺运动时的受力


歼-6装备的是射瞄3瞄准具,其实就是仿制的苏联АСП-5Н型陀螺仪瞄准具。陀螺仪瞄准具是二战末期诞生的一种新式瞄准具。先了解陀螺,这个大家都见过,只要让陀螺不断的旋转,陀螺就不会倒下,陀螺在旋转的时候,不但围绕本身的轴线转动,而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说,陀螺一面围绕本身的轴线作自转,一面围绕垂直轴作进动(指一个自转的刚体受外力作用导致其自转轴绕某一中心的旋转现象)。即陀螺并非垂直立于地面之上,而是对地面法线有一定的偏离,向地面有一些倾斜。所以重力对陀螺的力矩不为零,而陀螺的进动角动量可以平衡重力矩的作用,所以陀螺在旋转时不会倒向地面。

图5.  陀螺仪结构

图6.  陀螺仪进动受力


一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。将此原理机械化,也就将高速陀螺(位于轴心且可旋转的转子)当作核心部件,由于转子的角动量,陀螺仪一旦开始旋转,即有抗拒方向改变的趋向。读取这一趋向数据并进行应用,就可以实现很多自动化的工作。
如果在瞄准具上安装陀螺仪,就可以依据目标速度和方向以及瞄准具载体本身的位置信息自动修整提前量,使得瞄准更为简单。美国二战时期研制的MK.14陀螺仪瞄准具就是较早应用这一原理的设备。该瞄准具中安装有水平、垂直两个陀螺仪,可以对目标建立稳定的旋回和俯仰跟踪,自动计算出提前角,其实还是根据三角函数的原理。

图7.  对动态目标的打击离不开三角函数的基本原理


前文所述陀螺仪有定轴性,有保持指向稳定的特点。当它高速转越来时,不论炮口如何运动(换句话说就是战斗机本身的运动情况),陀螺仪自转轴都会指向原来的方向。轴上的镜片也会跟着转动,测量镜片夹角就得到射击提前角。瞄准具下部有一个灯泡,灯光通过一个圆环分划板,将光环依次投射到2个反射镜片上,再投射到瞄准窗口内形成瞄准光环。说到这里,其实不难看出陀螺仪瞄准具有两部分构成,稳定器和瞄准具。

图8.  瞄准具光环其实就是将结算结果以人类能接受的方式反馈给飞行员


瞄准具工作原理如下:在已知自己飞机的角速度,又知道目标大致距离时,两者相乘即得出垂直于目标视线连线(LOS )的速度分量。而这个速度分量和自己飞机所携带的机炮的子/炮弹的初速进行计算,就能大致的算出机炮轴线所需的前置角(提前量);算出来后把准星往这个所需的前置角的反方向移动,这样飞行员在试图让准星扣上目标的时候,其实就等于把机炮轴线调整到了所需的方向。在实际飞行瞄准时,瞄准光环的运动方向与炮口指向相反,炮口向左移动时,光环就向右移动;炮口向上移动时,光环就向下移动,反之亦然。飞行员用光环套住飞机,实际炮口指向与瞄准线就有一个夹角,炮弹会飞到飞机前方等着击落它。

图9.  P-51D战斗机上已经安装了MK.14陀螺仪瞄准具,但是很多诸元依然需要飞行员手动设置

图10.  АСП-5Н瞄准具


歼-6的射瞄3瞄准具或者说苏联的АСП-5Н瞄准具也就是这个原理。陀螺仪瞄具可以自动计算提前量,设置好以后,准星对上就能打中。但是计算提前量需要知道敌机距离(自己飞的角速度从仪表上直接读取就行了)。最初的方法就是先设置敌机翼展,然后缩放瞄具里的圈到刚好套住敌机机翼,这时瞄具就能自动根据三角关系算出距离,并调整提前量。但是这种方式应用的限制比较多,因此美国又研制出了带有无线电测距仪的瞄准具。F-86战斗机进气口前面会有一个黑色的小尖,那里面就安装的是无线电测距仪的天线。
其实歼-6战斗机,或者说米格-19C型战斗机上的火控系统并不是只有АСП-5Н瞄准具,其整个系统其实包括АСП-5Н瞄准具和СРД-1М无线电测距仪。СРД-1М无线电测距仪从原理上说和米格-21F-13上面的雷达测距仪没什么不同,只不过这个设备功率小,探测距离低罢了。该设备包括收发天线,信号发射接收机,距离解算设备、信号转换器、控制面板和电池等。

图11.  СРД-1М无线电测距仪全系统构成

图12.  СРД-1М无线电测距仪在米格-19上的安装位置,歼-6与之相同

图13.  СРД-1М无线电测距仪基本电路情况


其基本流程是这样的,启动设备后,发射接收机发射和接收无线电波,这一过程其实就是一个搜索过程,当目标被搜索到之后,测距仪的电路自动进行切换,对所发现目标实施持续的无线电信号收发,也就是跟踪模式,整个设备通过通过电压差表明距离和翼展等信息,并通过转换装置输入瞄准具同时显示给飞行员,瞄准具开始解算提前量,而后以活动光环显示出来。这个设备可以实现从300-1500米距离(也有资料称300-1200米)内实施有效测距,误差不超过25米,功率1200千瓦,设备全重25公斤。

图14.  安装有雷达的米格-19PM截击型模型


从原理上说,整个这一套系统与机载雷达并无不同,只是探测距离只有1500米,从搜索角度来说都没有飞行员的肉眼更好用,据称在晴朗的白天训练有素的飞行员完全可以看到20-30公里之外的目标,当然想准确分辨还需要更近的距离。实际上后来苏联在米格-17和米格-19上研制的PF和PM型就是安装了探测距离更大的雷达和能够解算用于导弹发射数据的瞄准具罢了。所以从这个角度来说,歼-6没有装备雷达并不准确。当然这个无线电测距仪的功能和作用距离远远不能和现代机载雷达相比。

图15.  F-86F上安装有带有测距雷达的陀螺仪瞄准具,由于性能比苏联产品好,因此巴基斯坦飞行员对该级评价很高

图16.  AN/APG-30型测距雷达收发天线

图17.  AN/APG-30型测距雷达全系统


巴基斯坦空军在从我国引入了歼-6之后,习惯性的去和F-86F的航电去比较,后者安装有A-1C(M)型雷达瞄准具,配用X波段AN/APG-30型测距雷达,探测距离2743米,是СРД-1М无线电测距仪作用距离的1倍,习惯了这样火控系统的巴军飞行员在使用歼-6的时候自然感觉瞄准具不好使。不过巴基斯坦空军既然已经决定以歼-6为主力了,自然就要升级火控系统,全面更换不太现实,因此有些能换的设备都换了,并且设法使其具备了发射“响尾蛇”导弹的能力。

图18.  巴基斯坦空军的歼-6具备发射“响尾蛇”导弹的能力

图19.  其实想要发射“响尾蛇”空空导弹,完全不需要改动歼-6的火控系统


其实当时巴军装备的“响尾蛇”导弹是红外制导的,严格意义上说完全不需要和歼-6的机载火控系统连接,但是需要将挂架和飞机上的电源连接,以便于给导弹供电。座舱内安装导弹制冷开关和发射电路。当飞行员发现目标时,启动制冷开关,导弹导引头开始工作,导弹本身搜索到目标后,开始跟踪模式,这时就可以发射了。至于中国空军到歼-6III才引入导弹的原因主要是当时霹雳-2导弹的性能不出众,中国在经济上又相对比较困难,更喜欢依仗性能稳定的机炮,另外当我们引进西方技术研制了霹雳-5和霹雳-8等导弹一则是产量有限要优先供应歼-7、歼-8等飞机,二则是这些导弹比霹雳-2要大,对歼-6机动性有一定影响,中国空军当时对于战斗机机动性有执念式的要求。

图20.  “完全体”意义上的巴基斯坦空军歼-6,包括机腹保形油箱、响尾蛇导弹以及歼-6本来的全套设备

目前除了朝鲜之外,已经没有米格-19和歼-6系列在役了,但是有关这架飞机的传奇,怕是还要持续下去。
- 全文完,敬请期待下一篇! -

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