ПИЛОТИРОВАНИЕ В ГРУППЕ

Групповой полет - совместный полет двух и более самолетов в общем строю (боевом порядке) под управлением одного командира.

Боевые порядки служат для решения задач боевой подготовки и выполнения боевых задач. Строи устанавливаются для полетов на парадах и выполнения других заданий.

Боевые порядки могут быть сомкнутые, разомкнутые и рассредоточенные. Строи могут быть сомкнутые и разомкнутые.

Сомкнутый строй — расположение самолетов в полете, при котором интервалы и дистанции между ними не превышают двух размахов и двух длин самолета.

Разомкнутый строй — расположение самолетов в полете, при котором интервалы и дистанции между ними более двух размахов и двух длин самолета соответственно, обеспечивают надежную зрительную связь между самолетами.

Применяются следующие основные строи:

  • «клин»,
  • «ромб»,
  • «пеленг»,
  • «змейка»,
  • «колонна»,
  • «фронт».

Основой успешного выполнения полета в боевом порядке или в строю является умение летать в паре. Летчика, который грамотно и уверенно летает в паре, можно допустить к полету в группе, состоящей из любого количества самолетов (здесь не имеется в виду командир группы, который должен иметь особую теоретическую и практическую подготовку).

Полет в группе (в том числе и в паре) предъявляет повышенные требования как к командиру (ведущему) группы, так и к ведомым летчикам. Эти требования изложены в НПП.

При полете в строю или в боевом порядке летчик ведомого самолета не может абсолютно точно установить такие же скорость, направление полета, обороты и другие параметры движения, как у ведущего (режимы могут только случайно совпасть на небольшом отрезке времени). Если летчик ведомого самолета будет держать рычаги управления неподвижно, то интервал, дистанция и превышение (принижение) будут неустойчивыми величинами, стремящимися к одностороннему увеличению или уменьшению. Для регулирования параметров строя летчик ведомого самолета должен непрерывно отклонять рули и РУД, слегка изменять курс и наклон траектории, увеличивать и уменьшать скорость. Следовательно, для сохранения места в строю у ведомого самолета должен иметься резерв тяги и скорости, что обеспечивается ведущим.

Итак, ведущий должен летать с неполной тягой, оставив резерв dP, который и используется ведомыми для сохранения дистанции. Величина резерва dP зависит от следующих факторов:

  • от квалификации отдельных летчиков и слетанности группы. Чем выше эти показатели, тем меньший резерв тяги можно оставлять без риска развалить строй;
  • от метеоусловий, т. е. от видимости и турбулентности атмосферы. Чем хуже прозрачность атмосферы и сильнее болтанка, тем больший резерв тяги приходится оставлять для сохранения строя;
  • от удобства визирования самолета ведущего в стеклах фонаря ведомого. Чем хуже обзор и меньше ориентиров для определения интервала и дистанции, тем больше отклонения и тем больший резерв тяги необходим для парирования этих отклонений;
  • от построения и численности группы. Необходимый резерв тяги увеличивается при увеличении интервалов и дистанций и при увеличении числа последовательных парных связей между самолетами.

Парной связью называется связь между двумя самолетами, которые непосредственно выдерживают между собой заданные интервал и дистанцию. Количество парных связей в строю подсчитывается по наиболее длинной цепочке этих связей. На рис. 1 изображены различные строи звена самолетов-истребителей. При полете в строю «ромб» любая цепочка состоит только из одной связи (каждый ведомый непосредственно связан с ведущим). При полете в строю «клин», правая цепочка состоит из двух связей (первый ведомый связан с «ведущим, а второй ведомый — с первым ведомым). В строю «пеленг» цепочка состоит из трех связей.

Рис. 1 Зависимость длины цепочки парных связей от способа построения звена

Рассмотрим, для примера, колебания дистанции (при постоянном интервале) в строю пеленг. Пусть первый ведомый в какой-то момент времени увеличил дистанцию на величину dD (рис. 2); тогда второй ведомый для сохранения линии строя вынужден будет притормозить и увеличить дистанцию на 2*dD, а третий ведомый — на 3*dD). Наконец, первый ведомый увидит отклонение и начнет сокращать дистанцию, увеличив скорость на dV; второй ведомый для сохранения линии строя вынужден будет увеличить скорость на 2*dV, а третий ведомый — на 3*dV.

Таким образом, по мере увеличения парных связей колебания ведомых усиливаются, что приводит к увеличению потребного резерва тяги dP для сохранения конфигурации строя. Но прямой пропорциональности между резервом тяги и количеством связей не наблюдается, так как второй, третий и последующие ведомые действуют не только по положению соседнего самолета, но и соизмеряясь с общей обстановкой в группе. Для заданного построения и численности группы самолетов конкретного типа величина потребного резерва тяги наиболее надежно определяется опытным путем — по амплитуде колебаний оборотов двигателей на ведомых самолетах.

Рис. 2 Зависимость колебаний дистанции от длины цепочки парных связей

В первом приближении можно считать, что для полета в строю самолетов-истребителей с ТРД обычной схемы необходимы следующие минимальные резервы тяги:

  • пара - резерв тяги 0,08 (dP=0,08Рр ), обороты у ведущего 98%;
  • звено - резерв тяги 0,14, обороты у ведущего 96,5%;
  • эскадрилья - резерв тяги 0,20, обороты у ведущего 95%;
  • полк - резерв тяги 0,28, обороты у ведущего 93%.
Необходимость маневрировать скоростью и оставлять резерв тяги приводит к заметному сокращению допустимого диапазона высот и скоростей полета группы по сравнению с диапазоном одиночного самолета.

Во-первых, уменьшается высота статического потолка группы. Например, при полете парой нужно оставлять резерв тяги 8% и высота дозвукового статического потолка при этом уменьшается примерно на 500 м. При полете полком требуется оставлять в резерве 28% тяги, что приводит к снижению дозвукового статического потолка примерно на 1800 м. Сверхзвуковой статический потолок снижается в еще большей степени.

Во-вторых, сужается диапазон допустимых скоростей группы, так как ведущий не может лететь на минимальной или максимальной скорости, а должен оставлять резерв скорости для ведомых, осуществляющих периодические отставания и догоны при корректировке дистанции.

Необходимость оставлять резерв тяги приводит также к ухудшению скороподъемности группы и других показателей маневренности. Кроме того, фактические нормальные и продольные перегрузки, используемые при маневрировании в сомкнутом строю, гораздо меньше теоретически возможных, взятых даже при больших запасах (резервах) dD и dСу. Например, у одиночного современного самолета-истребителя предельная по тяге нормальная перегрузка nу пр может достигать на малой высоте восьми единиц, но развороты или виражи строем выполняются с максимальным креном 60—70° и перегрузкой ny=2—3.

Ниже будет показано, что пилотирование в разомкнутом боевом порядке с переменой взаимного положения самолетов позволяет группе маневрировать практически с располагаемыми и предельными перегрузками одиночного самолета.

Техника пилотирования.

При полете в группе значительную часть внимания ведомые и ведущие летчики должны уделять сохранению строя или боевого порядка. Чем строже фиксируется конфигурация группы и меньше интервалы и дистанции, тем большую часть времени ведомые летчики смотрят на самолет ведущего, а ведущий уделяет внимание плавности пилотирования и обеспечению ведомым условий для сохранения ими заданного места. Хотя о сохранении строя или боевого порядка должны одинаково заботиться и ведущие, и ведомые летчики, но непосредственным регулированием интервала и дистанции занимается ведомый.

Дистанция регулируется мелкими перемещениями РУД и периодическими выпусками тормозных щитков. При равных возможностях предпочтительнее пользоваться изменением тяги, так как выпуск тормозных щитков увеличивает лобовое сопротивление самолета и расход топлива. Правда, и перемещения РУД немного увеличивают расход топлива по сравнению с полетом на той же скорости, но с постоянными оборотами. Быстродействие тормозных щитков гораздо выше, чем инертного двигателя, поэтому в некоторых случаях предпочтительнее использовать тормозные щитки, например, при чрезмерном сокращении дистанции, обгоне ведущего и пр.

В полете с включенным форсажом на самолетах с нерегулируемой величиной форсажной тяги тормозные щитки являются единственным средством для регулирования дистанции.

При регулировании дистанции — как и любого другого параметра полета — летчик должен реагировать не только на величину отклонения dD, но и на скорость изменения этой величины, т.е. на первую производную по времени от отклонения dD). Практически это означает, что величину перемещения РУД или продолжительность выпуска тормозных щитков следует соизмерять не только с величиной отклонения ведомого самолета от заданной дистанции, но и со скоростью изменения дистанции.

Интервал регулируется мелкими координированными отворотами и доворотами, т.е. координированным отклонением в соответствующую сторону ручки и педалей. При этом величина отклонения рулей и изменение крена в ту или иную сторону должны соизмеряться не только с величиной отклонения от заданного интервала, но и со скоростью изменения интервала.

В прямолинейном полете в сомкнутом строю мелкие отклонения от заданного интервала можно регулировать и педалями. Но при этом нужно учитывать некоторые тонкости вопроса. При отклонении, например, правой педали вперед руль направления отклоняется вправо (рис. 3) и на руле появляется боковая сила -Zр.н., направленная влево. В первый момент времени, пока инертный самолет еще не успел повернуться, сила -Zр.н. приводит к некоторому смещению самолета влево, и только после поворота фюзеляжа появляется боковая сила +Z, которая начнет смещать самолет вправо, т.е. в сторону отклоненной педали. Этот эффект первоначального «неправильного» смещения самолета тем больше, чем меньше плечо руля направления относительно центра тяжести самолета и чем больше вертикальное оперение, что особенно характерно для самолетов-бесхвосток. Кроме того, при высоком расположении руля направления сила -Zр.н. в первый момент после дачи правой ноги кренит самолет влево (в нашем примере) и составляющая подъемной силы —Ysin еще больше ускоряет сближение с ведущим самолетом. Только после отворота носа вправо и появления скольжения на левое крыло самолет начнет крениться вправо и составляющая +Ysin вместе с силой +Z начнут увеличивать интервал. В этом и состоит смысл регулирования интервала «только педалями».

Рис.3 Траектория самолета после отклонения руля направления вправо

Однако если какой-то летчик слишком буквально поймет рекомендацию инструкции о регулировании интервала педалями и будет парировать ручкой стремление самолета к накренению от ведущего, то эффект первоначального «неправильного» смещения самолета может неожиданно привести к опасному уменьшению интервала.

Превышение (принижение) регулируется мелкими движениями ручки от себя и на себя.

Указанным способом регулируются дистанция, интервал и превышение (принижение) не только в прямолинейном полете, но и при выполнении любого маневра: разворота, петли, пикирования, бочки и пр. Рассмотрим особенности выполнения строем разворота и бочки, так как на остальных фигурах техника сохранения дистанции, интервала и превышения (принижения) такая же, как и в прямолинейном полете, на развороте или бочке. Например, на перевороте ведомый и ведущий сначала действуют, как на полубочке, а на нисходящем участке траектории — как в прямолинейном полете.

При полете в строю неизменной конфигурации, о чем речь шла выше, внимание всех летчиков чрезмерно загружается сохранением интервалов, дистанций и плоскости строя. Кроме того, значительно ухудшаются маневренные возможности, поэтому полет и маневрирование в сомкнутом или разомкнутом фиксированном строю допустимы для самолетов-истребителей только в учебных или показательных целях.

Разворот строем.

Рассматривается разворот группы способом «захождения», т.е. с сохранением неизменного построения, когда самолеты движутся по траекториям различных радиусов и с различной скоростью (рис. 4). Перегрузка и крен у внешних и внутренних самолетов также различные. Для сохранения строя у всех самолетов должна быть одинаковой только скорость вращения (поворота траектории). Радиусы разворота двух самолетов отличаются на величину интервала между ними, спроецированного на горизонтальную плоскость. Истинные воздушные скорости пропорциональны радиусам.

Рис. 4 Разворот группы «захождением»

При развороте в сомкнутом строю относительная разность в радиусах и скоростях крайних самолетов чрезвычайно мала и практически может не учитываться. Здесь для ведомых должен быть оставлен обычный резерв тяги, скорости и перегрузки, необходимый для сохранения места в строю.

При развороте в разомкнутом строю с большими интервалами разность радиусов, скоростей и перегрузок у крайних самолетов следует тщательно учесть. Проверке подлежит: отсутствие опасности сваливания у внутреннего ведомого и превышения ограничений по скорости или перегрузке у внешнего ведомого. Расчет перегрузок, радиусов, угловых скоростей и других параметров разворота группы выполняется так же, как для одиночного самолета, но с учетом резерва тяги dP, резерва угла атаки dAOA, резерва перегрузки dny, резерва скорости dV и разности радиусов, поступательных скоростей, кренов и перегрузок левых и правых ведомых (при одинаковых угловых скоростях у всех самолетов группы).

Развороты группы способом «захождения» выполняются или, с наклоном плоскости строя, или на одной высоте (рис. 5). В разомкнутом строю разворот обычно производится на одной высоте, в сомкнутом — с наклоном плоскости строя. Разворот на предельно малой высоте выполняется всеми самолетами группы на одной высоте, но при этом командир должен учесть, что внутренние ведомые не видят своих ведущих. Поэтому разворот предпочтительнее выполнять в строю «пеленг» в сторону ведущего, а большие группы следует разворачивать только в строю «колонна пеленгов пар» или «колонна пеленгов звеньев» Разворот на предельно малой высоте широкой группы в сторону ведомых может привести к перемешиванию самолетов.

Рис. 5 Разворот группы в одной плоскости (а) и на одной высоте (б)

При выполнении разворотов строем наиболее характерными отклонениями и ошибками являются:

  • увеличение интервала и дистанции внешними ведомыми или уменьшение дистанции и интервала внутренними ведомыми вследствие запаздывания с вводом в разворот;
  • уменьшение интервала внешними ведомыми («наваливание» на ведущего) вследствие регулирования интервала педалями без изменения крена. При уменьшении интервала дача внешней ноги без уменьшения хрена приводит к еще большему сближению с ведущим;
  • уменьшение интервала и дистанции внешними ведомыми или увеличение интервала и дистанции внутренними ведомыми на выводе из разворота вследствие запаздывания;
  • большие колебания интервала и дистанции вследствие плохого глазомера и размашистых движений рулями и РУД.

Бочка. При выполнении строем «бочка» является самой трудной фигурой пилотажа. Теория групповой бочки вытекает из теории бочки одиночного самолета. При построении траекторий отдельных самолетов на групповой бочке и при выполнении этой фигуры в воздухе следует помнить, что траектория отдельного самолета — это спираль, навернутая на некоторый цилиндр с радиусом rб. Исходя из этого вытекают действия ведущего и ведомых.

Во-первых, ведущий должен выполнять бочку несколько медленнее, чем при одиночном пилотировании, так как ведомым на этой фигуре сохранять интервал и дистанцию довольно трудно. Во-вторых, ведущий должен выполнять бочку с такой перегрузкой nу, чтобы обеспечить внутренним ведомым движение с положительной перегрузкой. Например, если ведущий будет выполнять бочку с нулевой перегрузкой (рис. 6), т.е. двигаться по параболе, лежащей в вертикальной плоскости, то внутреннему ведомому придется описывать обратную спираль вокруг ведущего, «ныряя» под него с отрицательной перегрузкой.

При правильном выполнении групповой бочки ведущий должен пилотировать таким образом, чтобы внутренний ведомый выполнял нормальную бочку с положительной перегрузкой. Это условие обеспечивается в том случае, когда ведущий выполняет бочку с радиусом rб, превышающим интервал до крайнего внутреннего ведомого.

Рис.6 Неправильное выполнение групповой бочки (внутренний ведомый вынужден создавать отрицательную перегрузку)

Траектории самолетов группы при правильном выполнении бочки представляют собой спирали, «намотанные» на цилиндр, несколько отклоненный по курсу в сторону вращения самолетов (рис. 7). При этом групповая бочка может выполняться двумя способами:

  • а) с сохранением плоскости строя,
  • б) без скольжения.

Для сохранения плоскости строя и внутреннему, и внешнему ведомым приходится отклонять педали на ведущего, чтобы направить искривляющую траекторию силу N=Y+Z к одной оси, т.е. к оси спирали. Техника пилотирования:

  • дистанция регулируется РУД,
  • интервал - педалями,
  • плоскость строя - элеронами.

При выполнении бочки без скольжения и внутреннему, и внешнему ведомым приходится держать крен в сторону ведущего (здесь имеется в виду крен относительно плоскости крыла ведущего), чтобы направить искривляющую силу Y к той же оси спирали. Техника пилотирования:

  • дистанция регулируется РУД,
  • интервал - элеронами,
  • педалями устраняется скольжение.

Практически бочка выполняется некоторым средним между «а» и «б» методом.

Рис.7 Правильное выполнение групповой бочки: а – с одинаковым креном, но скольжением у ведомых; б – без скольжения, но с различным креном

При полете в строю неизменной конфигурации, о чем речь шла выше, внимание всех летчиков чрезмерно загружается сохранением интервалов, дистанций и плоскости строя. Кроме того, значительно ухудшаются маневренные возможности, поэтому полет и маневрирование в сомкнутом или разомкнутом фиксированном строю допустимы для самолетов-истребителей только в учебных или показательных целях.

Абсолютно нежизненной оказалась предвоенная идея некоторых летчиков о ведении воздушного боя истребителями в сомкнутых тройках и пятерках. Война сразу же показала решающее преимущество маневрирования в свободном боевом порядке, основой которого является пара истребителей. Выдающийся вклад в развитие тактики воздушного боя истребителей в свободном боевом порядке, эшелонированном по высоте, внес А. И. Покрышкин, ныне маршал авиации, которого президент Рузвельт назвал лучшим асом союзных армий во второй мировой войне.

Рис. 8. Примеры энергичного маневрирования парой: развороты, переворот, змейка

Свободным боевым порядком называется такой, в котором место отдельных самолетов и групп строго не фиксируется заданными интервалом и дистанцией, а определяется задачей, выполняемой этими самолетами и группами.

Маневренные характеристики самолетов в свободном боевом порядке почти не отличаются от маневренных характеристик одиночного самолета, так как ведомые самолеты в парах и ведомые группы всегда имеют возможность «подрезать» траекторию ведущих самолетов и групп. На рис. 68, для примера, показано выполнение парой разворотов, переворота и змейки. В любом случае ведущий может выполнять самый энергичный маневр, а ведомый, даже слегка опаздывая с вводом и пилотируя менее энергично, все же имеет возможность не отрываться от ведущего и выполнять свою задачу.

Рис. 9 Сближение или расхождение самолетов при выполнении полубочки в разные стороны

На переворотах и полупетлях полубочки следует выполнять индивидуально, но обязательно в одну сторону, так как самолет на полубочке уклоняется на довольно значительный угол 2j. Например, при ny=2,5, V=200 м/с (720 км/ч) и wx=1 рад/с получим угол 2j=0,25 рад (14,3°) и при выполнении полубочек в разные стороны интервал между самолетами пары будет уменьшаться (или увеличиваться) со скоростью 100 м/с (рис. 69). В паре должна быть твердая договоренность относительно направления полубочек на перевороте и полупетле или ведущий должен подавать соответствующую команду, например: «Переворот влево!».