sohryu_l | Dicta Leclair - I. Самолёты и орбита.

Так. Вы ждали, ждали, и наконец дождались. Поскольку этот пост уже давно назрел, хотя, предполагаю, он вам не понравится. И тем не менее...

Обсуждая космический бой, мы всегда говорим про какой-то абстрактный космос, без какой-либо привязки к звездам, планетам и другим небесным телам. Мы никогда не говорим об орбитах. Мы никогда не говорим о том, что космические корабли всегда движутся по орбитам, и не важно - гео- или гелиоцентрическим.

И это наша общая главная ошибка.

Мы говорим про "дальности" и расстояния, но начисто забываем о том, что первостепенное значение имеют никакие не дальности. И даже не расстояния. Их имеют орбиты. Флоты линкоров в глубоком космосе (хотя что бы им делать в глубоком космосе?) на самом деле не висят в вакууме, а движутся по орбите вокруг звезды. Корабли возле планеты тем более не висят в вакууме, они движутся. По орбите. А вот по какой - это другой вопрос.

Мы принимаем за факт то, что "планеты самое важное, надо воевать за планеты"©. Но мы не пытаемся представить себе, как за них воевать.

И не надо говорить, что за планеты воевать не нужно. Даже распоследние орбиталища будут привязаны к планетам, хотя бы к их точкам Лагранжа - в которых космос, кстати, тоже отнюдь не плоский. Но зачастую, если у нас есть обитаемая планета, то она ценность сама по себе. Планетные системы газовых гигантов тоже имеют ценность сами по себе, как и сами гиганты: это ресурсы, топливо, и - при некотором приложении рук - лебенсраум. Где есть лебенсраум, там есть люди; где есть люди, там есть политика; где есть политика - там вполне возможна война, поскольку война - это продолжение политики другими средствами. Но планеты и их ценность - это, пожалуй, тема для отдельного поста, и он будет. Позже.

Если же мы, повторюсь, воюем за планеты, то мы так или иначе привязываемся к этой планете. Бой будет идти в её орбитальном пространстве, по сути - в её гравитационном поле (в небесной механике орбита - это траектория небесного тела в гравитационном поле другого тела, обладающего значительно большей массой). Поэтому первостепенное значение для нас имеют орбиты.

Знаете, в чем еще одна наша главная ошибка?

Мы всегда воспринимаем орбиту, как длину. Это в корне неверно, хотя и очень удобно встраивается в навязшую в зубах военно-морскую метафору (тоже в корне неверную). Орбита - это не длина. Это высота.

В этом плане гораздо логичнее будет военно-воздушная метафора (что неудивительно, поскольку ноги космонавтики растут из авиации). В воздушном бою высота играет первостепенное значение. В космическом - возможно, чуть менее второстепенное, но наиболее корректно воспринимать орбиты именно так. Собственно, соответствующий параметр так и называется - высота орбиты - о чём тут еще можно говорить?

Если уж мы говорим об орбитах, то неизбежно следует сказать и о скорости убегания, на которой космический аппарат преодолевает гравитационное притяжение планеты и его траектория из эллипса превращается в параболу. Космический аппарат все еще находится на орбите, только не на геоцентрической, а на гелиоцентрической. Но стоит аппарату придать себе в нужное время необходимой величины импульс - и скорость снизится, а траектория свернется и замкнется обратно. Это нетривиальная задача для примитивных космических аппаратов вида "мусорный бак с химическим двигателем", с ничтожной скоростью истечения при значительной тяге (либо высокой скоростью истечения при ничтожной тяге, но это уже "чайник" не химический, а электрический).

Но мы имеем дело не с такими аппаратами.

Компактный термоядерный двигатель дает истребителям значительное для таких небольших (25-30 метров) аппаратов количество дельта-вээ - порядка 300-400 километров в секунду. Это не бесконечное количество, но оно позволяет истребителям многократно совершать орбитальные маневры на скоростях на порядок - а то и несколько порядков - выше скорости убегания.

Вы хотите дистанций? Длина орбиты Кларка для Земли составляет примерно 265 000 километров. Истребитель, движущийся со скоростью порядка 30 км/с, пройдет это расстояние за 2.4 часа. На самом деле, он не пройдет этого расстояния, так как его траектория не будет орбитальной, поэтому ему придется пройти всего половину этой длины - 132 500 км - прежде чем ему понадобится выполнять маневр для смены траектории или выхода на орбиту (в обоих случаях это будет торможение). А лететь до точки маневра ему придется 1.2 часа. Примерно.

Много? Да, прямо скажем, немало. У истребителя будет масса шансов быть засеченным другими истребителями, самолетами ДРЛО, спутниками, кораблями, наземными станциями слежения. У пилота истребителя будет не меньше шансов засечь другой истребитель, самолет ДРЛО, корабль или приближающуюся зенитную ракету, и принять меры. Уйти на более высокую орбиту, уйти на более низкую орбиту, увеличить скорость, или приготовиться к бою. Зенитная ракета нагнать ускоряющуюся выше рассчетной скорости цель едва ли сумеет (поэтому зенитные ракеты наиболее эффективны будут скорее на низких орбитах), а вот другой истребитель - вполне.

Строго говоря, описываемые тут траектории, как уже было сказано - не вполне орбиты, разве что гелиоцентрические; для геоцентрических будет высоковата орбитальная скорость. Но истребители все же остаются в околопланетном пространстве, вовремя меняя эти траектории. Термин "высота" тут подошел бы гораздо лучше, чем "орбита", как мне кажется - верхняя точка траектории есть, а вот с перицентром немного туговато. Что еще раз дополняет военно-воздушную метафору.

Как проходит боевое столкновение? Ну, в любом случае сражение истребителей возможно только, если оба противника находятся на параллельных или пересекающихся траекториях. Как бы то ни было, у истребителя есть два варианта: либо сравнять скорости с противником и навязать ему ближний бой, либо попытаться уничтожить его в дальнем бою, без уравнения скоростей. Разница существенна. Уже упоминалось, что в космосе бессмысленно делить ракеты на ракеты "малой" и "большой" дальности. Ракета может продолжать лететь по прежней траектории, даже если у нее выгорит двигатель и она не попадет в противника. В начале полета ракета же всегда будет иметь скорость своего носителя, к которой потом добавит свою. Гораздо уместнее делить ракеты по другому признаку - ближнего боя, применимые только на примерно равных скоростях истребителей, и дальнего боя, способные самостоятельно выйти на траекторию вражеского истребителя (летящего с другой скоростью относительно истребителя, выпустившего ракету) и поразить его. В первом случае от ракеты требуется попасть в цель на меньшей дистанции и незначительной скорости относительно неё, ракеты; в последнем случае скорость цели может быть выше, а находиться от истребителя она может дальше.

Добавим к этому также, что истребители активно маневрируют в трех осях с помощью маневровых двигателей, чтобы затруднить наведение и избежать попадания. Зачастую истребители делают это -постоянно-. Задачу ракеты и пилота это не упрощает.

В меньшей мере это касается кораблей и истребителей, совершающих противокорабельные атаки - торпеды, как правило, имеют достаточно дельта-вээ, чтобы свободно менять траекторию для поражения цели, а лазеры - это лазеры. Истребители же тоже должны стремиться заходить на цель, двигаясь ей навстречу параллельно её траектории, но противокорабельная ракета как правило способна завершить сближение с целью сама. Истребители же, выполняющих задачи подавления вражеской противокосмической обороны (т.н. "Железная длань"), будут стремиться сблизиться с целью либо для пуска противорадиолокационных ракет, либо для дальнейшего сближения и штурмовки.

Разумеется, вариантов траекторий и боевых задач истребителей масса. Мы не можем описать здесь все. Используйте свое воображение.

Возвращаясь к истребительному бою, можно добавить, что большинство постулатов, изложенных еще Бёльке в 1915 году, верны и для орбитальных самолётов - так же, как они были верны для деревянных бипланов. С парой уточнений. Важна скорость - пилот более быстрого аппарата имеет больше контроля над ситуацией по сравнению с более медленным противником. Здесь неверно говорить только о скорости - не менее важны возможное ускорение и оставшееся дельта-вээ - быстрота приращения скорости и конечное изменение скорости. Пилот, чья машина может давать большее ускорение и который имеет больше дельта-вээ, имеет больше контроля над ситуацией. Он может пойти на сближение и уравнять с противником скорости, навязав ему ближний бой, может затормозить и выдерживать дистанцию, а может набрать высоту и уйти из боя; более медленный противник же будет вынужден только защищаться. Отличие от Бёльке и его бипланов только в том, что для любого изменения скорости требуется трата дельта-вээ или не всегда применимые гравитационные маневры, в то время как бипланы медленно набирали высоту и ускорялись в пикировании. Для космических аппаратов это неверно.

Важна высота - пилот на большей высоте имеет больше простора для тактических решений по сравнению с его противником на меньшей высоте; он может решать, как и где состоится огневой контакт, и состоится ли вообще. Отличие от Бёльке и бипланов Первой Мировой - опять же в отсутствии бесплатного сыра, т.е. набора скорости в пикировании. Но пилот на большой высоте почти всегда будет иметь больше времени для принятия решений, чем его оппонент на низкой высоте.

Важна неожиданность - но не в том смысле, который вкладывал в него Бёльке, так как, как известно, в спейсе нету стелса. Но зачастую из двух пилотов побеждает тот, кто быстрее успел принять решение и раньше сделать выстрел.

Летать против солнца тоже можно. Но не нужно, поскольку не имеет сравнимого эффекта с воздушным боём.

Важны летные характеристики - лучшим пилотом становится тот, кто лучше знает возможности своей машины и машины противника. Если заполучить преимущество в бою - любое - невозможно, зачастую лучше отступить. Ведь из боя нельзя бежать - в ближнем бою противник просто сравняет скорость с беглецом и уничтожит его раньше. Этот постулат Бёльке едва ли выдерживает испытание даже загоризонтным воздушным боем, и не всегда применим в дальнем бою космических истребителей - но опять же, если нет уверенности в возможности ракеты поразить цель, в бой лучше не вступать.

Дальность стрельбы в космосе не имеет такого значения, как во времена Бёльке и деревянных бипланов, но кое-что осталось. Оптимальные позиции для пуска дальних ракет. Оптимальное время для пуска ракет в ближнем бою. У большинства истребителей есть и стрелково-пушечное вооружение, и им тоже нужно уметь попасть в ближнем бою.

Возможно ли потерять противника из виду в космосе - вопрос спорный. Нет, бесспорный; нельзя. Но если вдруг умудриться, то будет очень неприятно. Разумеется, это актуально для ближнего боя, потому как на большом расстоянии противник может разве что спрятаться за планетой. Ненадолго. Но что он может сделать, пока он скрыт от тебя планетой - другой вопрос...

Нападать сзади бесполезно - истребители далеко не всегда летают носом по направлению тяги, а когда летают, то за ними не угонишься. В ближнем бою же зайти можно с любого ракурса - но стоит помнить, что противник всегда может кувыркнуться и угостить тебя ракетой или очередью из авиапушки, если тебе очень не повезет. Пилоты, выжившие в ближнем бою после очереди из авиапушки, могут официально считать, что у них сегодня выдался Плохой День.

Если противник летит на тебя, нужно встретить его лицом к лицу - но "лицом к лицу" в космосе не имеет такой принципиальной важности, как для Бёльке и его бипланов. Когда скорости сравнялись, подставленная жопа по мановению газодинамических рулей может оказаться и лицом. Что может заставить нападающего сменить тактику и перейти к обороне, как и завещал Бёльке, или по крайней мере уравновесить ситуацию.

Нужно всегда помнить о путях отступления. Это может быть как уход на большую высоту к авианосцу, так и снижение в атмосферу или же на низкую орбиту, чтобы скрыться за планетой - откуда можно оценить ситуацию заново и продумать дальнейшие действия. Впрочем, это не совсем то, что имел ввиду Бёльке.

Оптимальным количеством истребителей же все еще остаются группы по четыре-шесть самолетов в каждой - по понятным причинам. Это число оптимально разбивается на пары, и пока ведущий атакует цель, ведомый прикрывает его. Это основа основ, и едва ли она изменится. Даже в космосе.

Иными словами, вот так.

Огневой контакт в космосе длится минуты. Смена траекторий и маневрирование длится часы. Но иначе и быть не могло.

Целиком естественно, что зоной действий будет сразу все орбитальное пространство, целиком. Глупо и невозможно разделять его на части. Что подсказывает, как минимум, что космические бои будут выглядеть совершенно непохоже на таковые в 99% космооперных произведений.

Отдельно хотелось бы сказать о скоростях убегания: то, что в околоземном пространстве (11.9 км/с) уже параболическая траектория (30 км/с), то в системе Сатурна еще вполне орбитальная скорость (вторая космическая для Сатурна - 35.6 км/с). А для Юпитера даже близко не она (59.6 км/с). А на Марсе 5 км/с - и прощай орбита, получите место на гелиоцентрической траектории. Что накладывает свой отпечаток на характер маневров - в системах газовых гигантов орбита куда более осязаема, чем в околопланетном пространстве землеподобных планет. Она, правда, не перестает от этого быть высотой, но и это тоже важно.

Начальная скорость тоже имеет значение - хотя бы потому, что чем больше скорость авианосца или станции, с которых стартовал истребитель, тем больше ему необходимо ускоряться и больше тормозить для смены траектории. Тем меньше останется дельта-вээ на остальные маневры. И тогда оказывается, что четыре сотни километров в секунду - это не так-то и много, как казалось ранее. И пользоваться этими километрами в секунду нужно с умом.

В некоторых случаях высокая скорость носителя наоборот оказывается преимуществом. Можете попробовать догадаться, в каких.

Я намеренно не касался боевых действий в межпланетном пространстве, но там, в целом, действия истребителей действительно будут больше похожи на плоский космос, который мы обычно имеем ввиду в теоретических дискуссиях, и применение истребителей будет, возможно, несколько ограничено. По-настоящему истребители сияют в околопланетном пространстве... но я только что посвятил этому целый пост, разве нет?

Думаю, ас из асов, командор (в отставке) Александра Хисаэ Леклер, простит мне столь вольное обращение с текстом её одноименного труда, по которому осваивают нелегкое искусство космического боя лётчицы и немногочисленные лётчики Авиации Космических Войск.

P.S. И да, сделать про это космосим, боюсь, в принципе невозможно=)

А жаль, я джва года хотел бы космосим по Сатурнверсу...

Flat | Top-Level Comments Only

From:

luiza-fransuaza.livejournal.com

Помимо высоты орбиты не менее важны плоскость орбиты и её приближение к круговой. А также мы помним, что на "восходящей" эллиптической траектории скорость всегда уменьшается, а на "нисходящей" - увеличивается; что скорость в апоцентра всегда минимальна, а в перицентре - максимальна; что на низкой орбите угловая скорость гораздо выше, хотя линейная - гораздо ниже...

Непросто быть пилотом-космолётчиком ;)

From:

Let justice be done, though the heavens fall

Dicta Leclair - I. Самолёты и орбита.

Page Summary

Style Credit

Expand Cut Tags