WARBIRDS-BLOG Posts



Autoři simulátoru IL-2 Sturmovik pracují na dalším díle své série s názvem Battle of Bodenplatte. Její součástí budou také spojenecké letouny ze závěrečných měsíců válečného konfliktu vybavené gyroskopickým zaměřovačem. Dovolím si zde nyní publikovat překlad z aktuálního vydání “Developer’s Diary” od Kirilla Konnova, který pracuje v týmu vývojářů na pozici engineer-programmer a který je autorem gyroskopického zaměřovače v simulátoru:

Gyroskopický zaměřovač je poměrně sofistikované zařízení schopné automaticky počítat a korigovat úhel předsazení pro střelbu na pohybující se cíl. Pokusy zkonstruovat takové zařízení započali ještě před válkou v Německu a Velké Británii, avšak první funkční zařízení se objevilo až v r. 1941.

Předpokladem je úvaha, že rychlosti vlastního a nepřátelského letadla se při přiblížení na dostřel zhruba rovnají, a proto je potřebný úhel předsazení v přímém poměru k úhlové rychlosti cíle. Abychom tedy mohli spočítat úhel předsazení cíle, jsou v kterémkoliv okamžiku pro jeho určení nezbytné tři hodnoty: vzdálenost k cíli, doba letu projektilu než zasáhne cíl a úhlová rychlost vlastního letadla.

Vzdálenost od cíle určoval sám pilot, proto byl součástí gyroskopického zaměřovače jednoduchý optický detektor vzdálenosti – když pilot otáčel knoflíkem na úpravu vzdálenosti, měnil se průměr záchytého kruhu v zaměřovači. Pokud pilot správně určil velikost cíle (rozpětí jeho křídel), což se provádělo jiným knoflíkem, pak seřízením průměru záchytného kruhu do stejné velikosti, jakou má pod daným úhlem viditelný cíl, byla efektivně určena správná vzdálenost cíle.

Čas, který projektil potřebuje k dosažení cíle, je napevno zabudován v konstrukci zařízení, takže jeho úprava není možná. Úhlová rychlost vlastního letounu je stejná, jako úhlová rychlost samotné zbraně.

Jakým způsobem však za použití těchto hodnot vypočítat správný úhel předsazení? V té době neexistovaly žádné počítače v dnešním slova smyslu, a proto musel být vymyšlen poměrně složitý optomechanický systém. Ten byl tvořen kulatým zrcátkem připojeným volně na gyroskop.

Rotor gyroskopu se otáčel v magnetickém poli tvořeném indukovanými cívkami. Proud v cívkách byl upravován podle nastavené vzdálenosti cíle  a výsledná odchylka od osy vlastního letounu v průběhu točení směrem na cíl se následně promítala na sklíčko zaměřovače v podobě záchytného kruhu. Pozice kruhu na sklíčku pak odpovídala správnému úhlu předsazení.

Gyroskopický zaměřovač měl čtyři módy: fixní kruh jako u běžného optického zameřovače, fixní kruh i záchytný kruh od gyroskpického zařízení, samotný záchytný kruh a noční mód. V případě nočního módu se předsazení na cíl počítalo pro fixní vzdálenost 150 yardů a případná volba vzdálenosti pilotem byla ignorována (nicméně optická detekce vzdálenosti cíle zůstávala i v tomto módu funkční).

Podle historických údajů byla průměrná přesnost zásahů ve stejném typu letounu za použití gyroskopického zaměřovače G. G. S. Mk. II D více než dvojnásobě vyšší nežli při použití klasického optického (kolimátorového) zaměřovače. Základní principy, na jejichž základě byl tento zaměřovač zkonstruován, se používaly při vývoji modernějších typů zaměřovačů a zaměřovacích zařízení po další desetiletí a to až do 70. let minulého století.

Když jsem analyzoval úroveň komplexnosti a nepředvídatelnosti interních procesů tohoto zařízení (mnoho součástí zaměřovače je ve skutečnosti vzájemně provázáno a slouží tak více než jednomu účelu), rozhodl jsem se, že budu v simulátoru modelovat celý systém tak, “jak je”, tedy bez jakýcholi významějších zjednodušení. Chování zaměřovače v simulátoru proto odpovídá chování reálného zaměřovače v maximální možné míře.

Weapons



Duxford bývá každoročně dějištěm největší světové “warbird” show. V roce 2017 se o vzrušení postaral jeden P-51D, jehož motor odmítal poslušnost. Stroj pilotoval britský pilot Mark Levi, který je zkušeným pilotem warbirdů a pracuje jako dopravní pilot.  Díky dvěma kamerám v kokpitu, které zůstaly nepoškozené, máme možnost shlédnout průběh celé události z pozice pilota. Video následně obsahuje důkladný rozbor celé události v diskuzi s pilotem (video umožňuje zapnout anglické titulky).

Brzy po vzletu ve velké skupině 21 strojů Mark zaznamenal chvilkový výpadek motoru. Když se o pár vteřin později situace opakovala, odpojil se od skupiny se záměrem co nejrychleji s letounem přistát. Začal proto točit na směr přistávací dráhy a přitom se pokoušel o mírné získání výšky, protože byl značně nízko. S dráhou téměř na dosah odsunul kryt kabiny, vytáhl podvozek a vysunul částečně klapky. Při přiblížení však motor opět vynechal, nyní ale již na delší dobu, a pilotovi bylo jasné, že přišla konečná, protože je stále mimo vzdálenost, kdy by byl schopen doplachtit na dráhu. Dalším neklamným znamením byl hvízdavý vzduch v  gunportech, který je u Mustangu známkou příliš vysokého AoA. Pilot zareagoval správně – odklonil stroj ihned od letiště, bleskově zatáhl podvozek a vysunul naplno klapky. Pak už následoval náraz a prudké zpomalení, jak ryl Mustang brázdu na blízkém poli.

Pilotovi se naštěstí nic nestalo, pouze ho zezadu do krku udeřil plexisklový kryt kabiny, který se při prudkém zpomalení uvolnil. V rozhovu se dozvíme, že ani škoda na letadle nebyla fatální a letoun bude brzy opět provozuschopný.

Těsně před kontaktem se zemí.

Na otázku co by příště udělal lépe Mark odpověděl, že by bylo bývalo nejlepší jít na přistání ihned po prvním kratičkém výpadku motoru. Neudělal to, protože doufal, že se nejedná o fatální selhání a nechtěl narušit show. Druhá věc, co měl podle manuálu udělat, bylo zcela odhodit kryt kabiny. Neudělal to, protože za prvé stále doufal, že to dotáhne na letiště a pak také nechtěl, aby kryt kabiny zasáhl někoho na zemi. Třetí věc, kterou nestihl bylo vypnout magneta. Naštěstí se ale žádný požár nekonal.

Vzhledem k tomu, že všechna rozhodnutí musí v takové situaci pilot učinit během pouhých několika veřin a také k do poslední chvíle nejednoznačné  identifikaci poruchy, lze uzavřít, že se Mark Levi zachoval velmi profesionálně a situaci výborně zvládl.

Warbirds today



Především pro příznivce simulátoru IL-2 Sturmovik uvádím tabulku, jak nastavit trimy a klapky pro vzlet na letadlech, která simulátor aktuálně nabízí:

Výškovka (Elevator)Směrovka (Rudder)Křidélka (Ailerons)Klapky (Flaps)
Bf 109+1 (dolů)nemánemá20° (nepovinné - pro zkrácení vzletu)
Fw 190+1 (dolů)nemánemáSTART pozice
Mig 3040% dolevanemá0
P-40ETO (Take Off)00cca 1/4 - 1/2
Lagg-3040% doleva00
Jak00 (?)nemá0
La-5040% doleva00
Spit V1 čárka (dolů)naplno dopravanemá0
P-393-4° (nahoru)4° doprava00
Mc.20200nemámírně vysunout
I-16nemánemánemá0
A-20 Havoc00022,5° (nepovinné - pro zkrácení vzletu)
Ju-8700nemá0
Pe-200015°
Bf 1100nemánemá20°
Ju 88000Pozice pro vzlet
Hs 12900nemáSTART pozice
He 11100015°

Pozn. Simulátor IL-2 má u všech letounů defaultně nastavené trimy pro vzlet, ne vždy však toto nastavení zcela koresponduje s doporučením v dobových pilotních příručkách. V tabulce jsou uvedena nastavení, která fungují v simulátoru a blíží se co nejvíce doporučením pro reálná letadla (nejsou proto vždy zcela shodná s defaultním nastavení trimů pro vzlet v simu).

Fw 190 A-5 s klapkami v pozici START
Fw 190 A-5 s klapkami v pozici START – ukazatel na křídle indikuje 10°
Fw 190 A-5 ukazatel pozice klapek v kokpitu – žlutá kontrolka znamená pozici START
Ovladače trimů v kokpitu P-39L
Bf 109 G – ukazatel pozice plovoucí výškovky – pozice +1 je doporučena pro vzlet
A-20 Havoc – ovladače trimů

PC Simulators - IL-2 Great Battles