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“瞄上眼皮就不打下眼皮”—— 航空瞄准具如何让射击越来越准?

 不沉俾斯麦 2021-04-18

前言:大半年没有更新,现在战史堂堂主又回来了!以后将会继续推送高质量的军事战史文章,每一篇文章都耗费不少心血,谢谢粉丝朋友们的支持!自从枪炮被搬上飞机后,飞行员和设计师都在想办法让其打得更远更准,本文回顾了航空枪炮瞄准具的发展历程,介绍几种经典的瞄准具给各位读者。

摘文
电影《决战中途岛》中最激动人心的一刻:SBD轰炸机俯冲投弹命中。可以看到电影里的是反射式瞄准具,但直到1943年2月投产的SBD-5型,才换装上反射式瞄准具,之前的型号都是望远式瞄准具。

1903年,莱特兄弟发明了飞机,很快就被运用到了军事领域。当时的航空工业刚刚起步,飞机就像一个随时会散架的机器,只有最敢于冒险的人才能驾驭,一战的爆发使飞机迎来了一次较快的发展。

最开始飞机只是执行侦察、通信等任务,并不作为战斗工具来使用,后来双方飞行员在空中相遇,于是就用随身携带的手枪互射,当然这根本没有什么准头,更像一种表达愤怒的方式。为了更好地杀伤敌机,各国都开始研究如何武装飞机。

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图1::这把手枪可以用来打气球和飞艇,打移动中的飞机只能呵呵了。

最开始飞行员们直接把在地面使用的机枪搬到飞机上,使用时就像步兵一样进行瞄准,即三点一线。为了避开前面的螺旋桨,机枪只能安装到上翼面,飞行员射击十分不方便,甚至不能说是瞄准,只能说是大概估摸着射击。这样的射击瞄准方式打得中就见鬼了,一般都是想办法蒙中几发子弹。

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图2、3:这样的瞄准使得射击效率大打折扣

为了解决这个问题,法国飞行员罗纳德·加洛斯在1915年3月想到了一个办法。他在莫拉纳索尼埃L型单翼机的螺旋桨上装了几片钢板,沿飞机轴向前发射的子弹打到钢板上后,由于侧面受力就会出现方向的偏转,从而保护螺旋桨不受伤害。

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图4:现代军迷复制的加洛斯座机,机头装了一挺哈奇开斯机枪,可以清晰地看见机枪的瞄准器没有做改动,仍然需要像地面一样三点一线地瞄准。

虽然这种方法有种种弊端,例如螺旋桨受到子弹的冲击减寿,效率下降,被反弹的子弹有可能击伤飞机甚至飞行员,只能算临时解决问题,但是机枪好歹可以架到飞行员前面,大大提高了瞄准效率。

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图5、6:安装了偏转器之后,机枪也仅仅只是简单地装上飞机,显然图示的机枪在激烈的空战中是极其不实用的,飞行员需要一面驾驶飞机,一面瞄准射击,一面拿着供弹板,必然是手忙脚乱。

好在当时飞机速度很慢,机动性也不好,即使机枪安装和瞄准有各种隐患,但是总比之前的强。加洛斯驾驶他改装过的飞机,大杀四方,1915年4月1日开始击落了三架德机,声名大振。

好景不长,4月18日加洛斯的座机被击中,迫降在德国一侧,人机均被俘获。天才设计师安东尼·福克研究了加洛斯的飞机后,研制出了机枪射击协调器,能够使飞机在开枪时与飞机螺旋桨协调动作,不至于把子弹射到螺旋桨叶上,而使子弹从旋转的桨叶的空隙中射出。

直到此时,飞机才算真正被赋予了战斗力,机枪可以布置在机头位置,同时设置了机械式瞄准环,比直接使用机枪的准星方便多了,射击精确度也高不少。

图7:射击协调器示意图

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图8:法军的纽波特战斗机,主机机首机枪前段的瞄准环,得益于射击协调器的发明,第一种相对靠谱的瞄准方式终于开始大范围使用了,之后交战双方的飞机都普遍采用了机械式瞄准环来进行瞄准射击。

机枪射击协调器的发明间接地促进了航空机枪瞄准具的发展,从此机首航空机枪、照门和机械式瞄准环成为战斗机身份的象征。与原来使用的照门-准星射击相比,后来只不过把准星换成了瞄准环,瞄准方式上都是三点一线,即照门-瞄准环/准星-敌机,其实还应该加上飞行员的眼睛,一共四点。使用瞄准环进行瞄准比使用准星方便多了,减轻了飞行员的瞄准负担,提高了射击效率。科技的进步都是相辅相成的。

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图9:电影《红男爵》剧照,航空机枪的照门和机械瞄准环清晰可见。

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图10:电影中的射击瞄准效果图,自从用了机枪协调器和瞄准环后,妈妈再也不用担心我打不中敌机啦!

虽然这种简易的机械瞄准环暂时地解决了瞄准问题,但随着飞机的速度越来越快,防护越来越强,飞行员在剧烈颠簸时射击还要保持三点一线的瞄准,难度越来越大,急需一种新的瞄准具,于是望远式瞄准具被装到了飞机上。

早在一战时期就有飞机装上了望远式瞄准具,可以想象,当大多数人使用还在使用机械式瞄准环时,自己座机已经装上了望远式瞄准具,绝对是天空中最靓的仔。

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图11:德军三翼机上的望远式瞄准具。

相对机械式瞄准环来说,望远式瞄准具看得较远,射击精度较高。类似于在地面上使用的狙击枪瞄准镜,飞行员将眼睛贴到望远式瞄准具的目镜上进行瞄准射击。这样一来可以固定飞行员头部,始终保持三点一线,不会因为颠簸而中断瞄准。

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图12、13:飞行员使用望远式瞄准具示意图。上图可能是美国海航SBD俯冲轰炸机,下图是日本陆航的一式战早期型。

20世纪20、30年代研发制造的主流战斗机几乎都使用望远式瞄准具,甚至有的轰炸机也不例外。例如美国陆军的P-26、霍克2和霍克3等战斗机,美国海军的F3F、F2A等战斗机和SBD俯冲轰炸机;苏联的伊15、伊16的一些型号;日本陆军的97式战斗机、一式战早期型,日本海军的96舰战……

从发展的眼光来看,由于有了更高的飞行需求,促使一大批科技的创新,带动飞机的进步,飞机的进步又促使相应的配套装备的进步,如瞄准具、机用无线电等等。事物都在这样螺旋上升地发展着,有诞生、辉煌,自然也有消亡。

图14:20年代的美国第一种单翼机P-26,机头那根长长的管子即为望远式瞄准具。

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15:苏联的伊15双翼机,虽然号称最好的双翼机,但是在单翼机面前还是被降维打击。可以看见望远式瞄准具旁边还有机械式瞄准环。

16:日本陆航的97式战斗机(Ki-27)望远式瞄准具从座舱伸出,清晰可辨。

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17:使用望远式瞄准具的SBD-4准备着舰,注意长长的尾钩已经放下来了。

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18:电影《决战中途岛》中最激动人心的一刻:SBD轰炸机俯冲投弹命中。可以看到电影里的是反射式瞄准具,但直到1943年2月投产的SBD-5型,才换装上反射式瞄准具,之前的型号都是望远式瞄准具。

二战爆发后,航空技术取得了飞速发展,飞机的速度已经迈上了600km/h的台阶,而且飞机的空战机动越来越剧烈,飞行员需要抓住转瞬即逝的射击窗口放弃对其他方向的观察。

望远式瞄准具虽然使得射击比之前更加精准和便捷,但是时代变了,其仍然需要严格按照三点一线才能正常瞄准,瞄准所花费的时间较长,视野比较差,瞄准速度比较慢,已经不能适应激烈的战斗要求了,这时航空用反射式瞄准具孕育而生。

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反射式瞄准具的原理不复杂,主要由分光镜、分划板和照明光源组成,分光镜镀膜,可透光也可将影子投射到上面。分划板上刻有瞄准环,当照明光照射分划板,分划板上瞄准环的光影投射到分光镜上再反射入人眼,飞行员就看到了分光镜上的瞄准环,将敌机套入瞄准环射击即可。

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值得一提的是,使用望远式瞄准具时眼睛得一直贴着目镜,而使用反射式瞄准具时,人眼一定范围内移动仍可看到瞄准环,并且视野更开阔,能够把握住射击机会。二战中后期绝大多数飞机都是反射式瞄准具,甚至有些轰炸机自卫机枪使用的也是反射式瞄准具,例如伊尔2部分型号。

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19、20、21:上图为简化版原理图,中图较为详细,15为分划板,6是分光镜。由于玻璃材质较多,因此增加了14缓冲垫,防止飞行员撞伤。下图为实物图。

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22:美国海军使用的反射式瞄准具,飞行员看到的就是这样的瞄准环,上面《决战中途岛》动图里的瞄准光环就是这一种。不同国家的瞄准环样式不一样,但都可以反映出很多信息指导飞行员射击。

飞行员射击时,透过分光镜瞄准目标,根据目标翼展在光环上的位置判断与敌机之间的距离,从而确定瞄准的抬高角,再根据敌机的运动确定瞄准提前量,等时机成熟即可射击。

好的射击水平是需要子弹喂出来的,哈特曼在一次实弹射击训练中,发射50发命中24发,已经是很不错的成绩了,小小的反射式瞄准具见证了无数王牌取得辉煌战绩的过程。

后记:飞机的瞄准具从机械式瞄准环到望远式瞄准具,然后发展到反射式瞄准具,一次又一次的突破都是航空水平进步的标志。由于篇幅原因,本文只介绍到此,至于后面出现的更先进的陀螺瞄准具就是另一个故事了。

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