Dziś eksperci z zespołu deweloperskiego War Thunder opowiedzą o technicznych aspektach obliczania efektu przeciążenia pocisków MANPADS.
Znaczna liczba raportów w ostatnim czasie odnosi się do dostępnego przeciążenia pocisków MANPADS: Igła, Stinger, Mistral i innych. Kompleksowe informacje na temat pocisków nie zawsze są dostępne, na przykład na temat stref zniszczenia celów manewrujących. Z tego powodu chcielibyśmy zauważyć, że analizując model lotu pocisków, przeprowadzamy analizę porównawczą z tymi strukturalnie podobnymi pociskami, w przypadku których informacje są rzeczywiście dostępne.
Wszystkie pociski MANPADS z celownikiem na podczerwień przedstawione w grze są konstrukcyjnie wykonane zgodnie z projektem aerodynamicznym “canard” ze sterowaniem za pomocą jednokanałowego schematu sterowania dla pocisku z toczącym się płatowcem. Para sterów służy do naprzemiennego sterowania pociskiem w nachyleniu i odchyleniu, a druga stała para służy jako stałe destabilizatory i ma na celu przesunięcie aerodynamicznego ogniska pocisku do przodu, bliżej środka masy.
To rozwiązanie konstrukcyjne opiera się na wymaganiach dotyczących rozmiaru i wagi i może znacznie zmniejszyć masę pocisku, dlatego znalazło zastosowanie w pociskach MANPADS i niektórych pociskach PPK. Jednak zastosowanie tego rozwiązania konstrukcyjnego prowadzi również do zmniejszenia średniego dostępnego przeciążenia i nakłada specjalne cechy na schemat sterowania powierzchnią sterową.
Przy jednokanałowym sterowaniu przekaźnikowym pocisku z toczącym się płatowcem, aby wytworzyć siłę sterującą w dowolnym kierunku lotu, stery są przesuwane przez mechanizm serwomotoru z jednej skrajnej pozycji do drugiej cztery razy na obrót pocisku. Ten schemat sterowania sterami umożliwia regulację powstałego przeciążenia, a tym samym zapewnia proporcjonalne naprowadzanie pocisku.
Czas utrzymywania powierzchni sterowych w każdej pozycji określa wielkość i kierunek powstałego przeciążenia pocisku.
Jeśli konieczne jest wytworzenie maksymalnej siły wypadkowej, stery są odchylane dwa razy na obrót pocisku.
Sposób, w jaki zmienia się siła wypadkowa w płaszczyźnie manewru pocisku, można przedstawić w uproszczonej formie jako półfalę sinusoidy. Średnia siła wypadkowa w płaszczyźnie manewru w półokresie obrotu jest równa całce ze zmiany siły wypadkowej w płaszczyźnie manewru. Po podzieleniu przez całkę siły wypadkowej w płaszczyźnie manewru nieobracającego się pocisku płatowca w tym samym okresie czasu, otrzymujemy stosunek maksymalnego przeciążenia do średniego przeciążenia w okresie obrotu.
W związku z tym średnia siła wynikowa w połowie okresu obrotu dla pocisku z jednokanałowym systemem sterowania w trybie przekaźnika wyniesie 63,66% w porównaniu do tego samego nieobracającego się pocisku wykonującego manewr w płaszczyźnie powierzchni sterowych. Stosunek ten jest również taki sam dla średniego dostępnego przeciążenia do szczytowego, gdy stery znajdują się w płaszczyźnie manewru.
Ze względu na tę cechę, analizując zdolności manewrowe pocisków MANPADS, opieramy się nie tylko na maksymalnym przeciążeniu wskazanym w dokumentach, ale także na strefach rażenia broni i przeprowadzamy analizę porównawczą pocisków według masy i obszaru powierzchni aerodynamicznych. W przypadku pocisków MANPADS niezawodnie znamy możliwości manewrowe 9M39 z dostępnym przeciążeniem 10,2G, co potwierdza nie tylko przeciążenie w dokumentacji technicznej, ale także rozmiar stref rażenia i zabijania celów manewrujących.
W przypadku innych systemów MANPADS otwarte źródła wskazują na większe przeciążenia, takie jak 18, 20, a nawet 25 g w przypadku MANPADS Mistral 1. Jednak te systemy MANPADS mają tylko niewielkie różnice w obszarze powierzchni aerodynamicznych w porównaniu z 9M39, więc nie można oczekiwać wielokrotnego wzrostu średniego osiągalnego przeciążenia w porównaniu z 9M39. Uważamy, że nieco wyższe przeciążenie innych systemów MANPADS wynika głównie z nieco wyższej prędkości maksymalnej pocisków w porównaniu z pociskiem MANPADS 9M39. Dlatego zakładamy, że w przypadku MANPADS FN-6, FIM-92 i Mistral dokumenty wskazują szczytowe przeciążenie osiągnięte w momencie, gdy stery znajdują się w płaszczyźnie manewru. Przy takim założeniu średnie dostępne przeciążenie dla połowy cyklu obrotu tych MANPADS wyniesie 63% wartości szczytowej i będzie zgodne z danymi dotyczącymi dostępnego przeciążenia MANPADS 9M39.
W grze, ze względu na ograniczenia techniczne, nawet w przypadku jednokanałowego sterowania przekaźnikowego, używamy dwukanałowego proporcjonalnego sterowania pociskami. Dlatego maksymalne przeciążenie autopilota pocisków MANPADS w grze zostało ustawione na średnie przeciążenie prawdziwego pocisku w ciągu pół okresu obrotu. W karcie statystyk pocisku wyświetlamy również średnie przeciążenie dla półokresu obrotu pocisku, co daje graczom większe zrozumienie możliwości pocisku niż szczytowe przeciążenie, które jest osiągane tylko w momencie, gdy płaszczyzna powierzchni sterujących pokrywa się z płaszczyzną manewru pocisku.
Mając na uwadze powyższe, wprowadziliśmy następujące zmiany:
- FIM-92 Stinger, ATAS(AIM-92) - dostępne przeciążenie zostało zwiększone z 10G do 13G. Dostosowano parametry autopilota, zmieniono dynamikę pocisków.
Mistral, Mistral SATCP - zwiększono dostępne przeciążenie z 12G do 16G. Dostosowano parametry autopilota, zmieniono dynamikę pocisku.
Mamy nadzieję, że udało nam się ogólnie wyjaśnić zasady obliczania parametrów przeciążenia dla pocisków MANPADS w War Thunder, specyfikę ich implementacji oraz wyjaśnić różnicę między średnimi i szczytowymi wartościami przeciążenia na trajektorii lotu. Dziękujemy za przeczytanie.