Una mira de bombardeo es un dispositivo que utilizan los aviones militares para lanzar bombas con precisión. Las miras de bombardeo, una característica de los aviones de combate desde la Primera Guerra Mundial , se encontraron primero en los aviones bombarderos diseñados específicamente para ese fin y luego se trasladaron a los cazabombarderos y a los aviones tácticos modernos , ya que estos aviones asumieron la mayor parte del papel de bombardeo.
Un visor de bombas debe estimar la trayectoria que seguirá la bomba después de soltarse del avión. Las dos fuerzas principales durante su caída son la gravedad y la resistencia del aire , que hacen que la trayectoria de la bomba a través del aire sea aproximadamente parabólica . Hay factores adicionales, como los cambios en la densidad del aire y el viento , que pueden tenerse en cuenta, pero son preocupaciones solo para bombas que pasan una parte significativa de un minuto cayendo por el aire. Esos efectos se pueden minimizar reduciendo el tiempo de caída mediante bombardeos a baja altura o aumentando la velocidad de las bombas. Esos efectos se combinan en el bombardero en picado .
Sin embargo, los bombardeos a baja altura también aumentan el peligro que suponen para el bombardero las defensas terrestres, por lo que siempre se ha deseado un bombardeo preciso desde altitudes mayores. Esto ha dado lugar a una serie de diseños de miras de bombardeo cada vez más sofisticados, dedicados al bombardeo a gran altitud.
Las miras de bombardeo se utilizaron por primera vez antes de la Primera Guerra Mundial y desde entonces han sufrido varias revisiones importantes. Los primeros sistemas eran miras de hierro , que se preajustaban a un ángulo de caída estimado. En algunos casos, no consistían en nada más que una serie de clavos martillados en un larguero conveniente, líneas dibujadas en el avión o alineaciones visuales de ciertas partes de la estructura. Fueron reemplazadas por los primeros sistemas diseñados a medida, normalmente miras de hierro que podían ajustarse en función de la velocidad y la altitud del avión. Estos primeros sistemas fueron reemplazados por las miras de bombardeo vectoriales, que añadieron la capacidad de medir y ajustar los vientos. Las miras de bombardeo vectoriales eran útiles para altitudes de hasta unos 3000 m y velocidades de hasta unos 300 km/h.
En la década de 1930, las computadoras mecánicas con el rendimiento necesario para resolver las ecuaciones de movimiento comenzaron a incorporarse a las nuevas miras taquimétricas, la más famosa de las cuales es la Norden . Luego, en la Segunda Guerra Mundial , las miras taquimétricas se combinaron a menudo con sistemas de radar para permitir un bombardeo preciso a través de las nubes o de noche. Cuando los estudios de posguerra demostraron que la precisión de las bombas era aproximadamente igual tanto con guía óptica como con guía por radar, las miras ópticas se eliminaron generalmente y el papel pasó a las miras de radar dedicadas. Finalmente, especialmente desde la década de 1960, se introdujeron las miras completamente computarizadas, que combinaban el bombardeo con la navegación y el mapeo de largo alcance.
Los aviones modernos no tienen mira de bombardeo, sino que utilizan sistemas altamente computarizados que combinan bombardeo, artillería, lanzamiento de misiles y navegación en una única pantalla de visualización frontal . Los sistemas tienen el rendimiento necesario para calcular la trayectoria de la bomba en tiempo real , mientras el avión maniobra, y añaden la capacidad de ajustarse al clima, la altitud relativa, las velocidades relativas de los objetivos en movimiento y el ángulo de ascenso o descenso. Eso los hace útiles tanto para bombardeos a nivel, como en generaciones anteriores, como para misiones tácticas, que solían bombardear a simple vista.
La resistencia de una bomba para una densidad de aire y un ángulo de ataque determinados es proporcional al cuadrado de la velocidad relativa del aire. Si el componente vertical de la velocidad se denota por y el componente horizontal por entonces la velocidad es y los componentes vertical y horizontal de la resistencia son:
donde C es el coeficiente de arrastre, A es el área de la sección transversal y ρ es la densidad del aire. Estas ecuaciones muestran que la velocidad horizontal aumenta el arrastre vertical y la velocidad vertical aumenta el arrastre horizontal. Estos efectos se ignoran en la siguiente discusión.
Para empezar, considere únicamente el movimiento vertical de una bomba. En esta dirección, la bomba estará sujeta a dos fuerzas principales, la gravedad y la resistencia , la primera constante y la segunda variable con el cuadrado de la velocidad. Para un avión que vuela recto y nivelado, la velocidad vertical inicial de la bomba será cero, lo que significa que también tendrá una resistencia vertical cero. La gravedad acelerará la bomba hacia abajo y, a medida que aumenta su velocidad, también lo hace la fuerza de resistencia. En algún momento (a medida que aumenta la velocidad y la densidad del aire), la fuerza de resistencia se volverá igual a la fuerza de la gravedad y la bomba alcanzará la velocidad terminal . Como la resistencia del aire varía con la densidad del aire y, por lo tanto, con la altitud, la velocidad terminal disminuirá a medida que la bomba caiga. Generalmente, la bomba disminuirá su velocidad a medida que alcance altitudes más bajas donde el aire es más denso, pero la relación es compleja. [1]
Ahora consideremos el movimiento horizontal. En el instante en que deja los grilletes, la bomba lleva consigo la velocidad de avance del avión. Este impulso se contrarresta únicamente por la resistencia, que comienza a reducir la velocidad de avance. A medida que el movimiento de avance se reduce, la fuerza de resistencia disminuye y esta desaceleración disminuye. La velocidad de avance nunca se reduce por completo a cero. [1] Si la bomba no estuviera sujeta a la resistencia, su trayectoria sería puramente balística e impactaría en un punto fácilmente calculable, el rango de vacío . En la práctica, la resistencia significa que el punto de impacto está por debajo del rango de vacío, y esta distancia en el mundo real entre la caída y el impacto se conoce simplemente como el rango . La diferencia entre el rango de vacío y el rango real se conoce como la estela porque la bomba parece seguir la estela del avión cuando cae. La estela y el alcance difieren para las diferentes bombas debido a su aerodinámica individual y, por lo general, deben medirse en un campo de bombardeo. [1]
El principal problema para separar completamente el movimiento en componentes verticales y horizontales es la velocidad terminal. Las bombas están diseñadas para volar con el morro apuntando hacia adelante contra el viento relativo , normalmente mediante el uso de aletas en la parte posterior de la bomba. La resistencia depende del ángulo de ataque de la bomba en un instante determinado. Si la bomba se lanza a bajas altitudes y velocidades, no alcanzará la velocidad terminal y su velocidad estará definida en gran medida por el tiempo que haya estado cayendo.
Por último, hay que tener en cuenta los efectos del viento. El viento actúa sobre la bomba a través de la resistencia aerodinámica y, por tanto, es una función de la velocidad del viento. Normalmente, esta es solo una fracción de la velocidad del bombardero o de la velocidad terminal, por lo que solo se convierte en un factor si la bomba se lanza desde altitudes lo suficientemente altas como para que esta pequeña influencia afecte de forma notable la trayectoria de la bomba. La diferencia entre el punto de impacto y el lugar donde habría caído si no hubiera habido viento se conoce como deriva o trayectoria transversal . [1] [2]
En términos balísticos, tradicionalmente se habla del cálculo de la puntería de las municiones como la solución . El problema de la mira de los bombardeos es el cálculo de la ubicación en el espacio donde se deben lanzar las bombas para alcanzar el objetivo cuando se tienen en cuenta todos los efectos mencionados anteriormente. [2]
En ausencia de viento, el problema de la mira de bombardeo es bastante simple. El punto de impacto es una función de tres factores: la altitud del avión, su velocidad de avance y la velocidad terminal de la bomba. En muchas de las primeras miras de bombardeo, las dos primeras entradas se ajustaban fijando por separado las miras delantera y trasera de una mira de hierro, una para la altitud y la otra para la velocidad. La velocidad terminal, que extiende el tiempo de caída, se puede explicar aumentando la altitud efectiva en una cantidad que se basa en la balística medida de la bomba. [3]
Cuando se tiene en cuenta la deriva, los cálculos se vuelven más complejos. Como el viento puede actuar en cualquier dirección, las miras de bombardeo generalmente dividen la deriva en las partes que actúan a lo largo de la trayectoria de vuelo y transversalmente a ella. En la práctica, generalmente era más simple hacer que el avión volara de tal manera que se eliminara cualquier movimiento lateral antes de la caída y, por lo tanto, se eliminara este factor. [4] Esto normalmente se logra utilizando una técnica de vuelo común conocida como deslizamiento lateral o deslizamiento lateral .
Las miras de bombardeo son dispositivos de observación que apuntan en una dirección particular, o se apuntan. Aunque la solución descrita anteriormente devuelve un punto en el espacio, se puede utilizar trigonometría simple para convertir este punto en un ángulo relativo al suelo. Luego, la mira de bombardeo se configura para indicar ese ángulo. Las bombas se lanzan cuando el objetivo pasa por las miras. La distancia entre la aeronave y el objetivo en ese momento es el alcance, por lo que este ángulo a menudo se conoce como ángulo de alcance , aunque también se utilizan a menudo ángulo de lanzamiento , ángulo de puntería , ángulo de bombardeo y términos similares. En la práctica, algunos o todos estos cálculos se llevan a cabo utilizando ángulos y no puntos en el espacio, omitiendo la conversión final. [3]
La precisión del lanzamiento se ve afectada tanto por problemas inherentes, como la aleatoriedad de la atmósfera o la fabricación de la bomba, como por problemas más prácticos, como la aproximación a la horizontalidad del vuelo del avión o la precisión de sus instrumentos. Estas imprecisiones se acumulan con el tiempo, por lo que aumentar la altitud de la carrera de la bomba, lo que aumenta el tiempo de caída, tiene un impacto significativo en la precisión final del lanzamiento.
Resulta útil considerar un único ejemplo de una bomba lanzada en una misión típica. En este caso, consideraremos la bomba de uso general AN-M64 de 500 libras, ampliamente utilizada por la USAAF y la RAF durante la Segunda Guerra Mundial, con contrapartes directas en los arsenales de la mayoría de las fuerzas involucradas. Los datos balísticos sobre esta bomba se pueden encontrar en "Terminal Ballistic Data, Volume 1: Bombing". [5] Contra hombres que se encuentran al descubierto, la bomba de 500 libras tiene un radio letal de aproximadamente 107 m (351 pies), [6] pero mucho menor que contra edificios, quizás 27 m (89 pies). [7]
La bomba M64 se lanzará desde un Boeing B-17 que volará a 322 km/h (200 mph) a una altitud de 20.000 pies con un viento de 42 km/h (26 mph). Dadas estas condiciones, la bomba M64 viajará aproximadamente 10.000 pies (3.000 m) hacia adelante desde el punto de caída antes del impacto, [8] para dejar una estela de aproximadamente 305 m (1.001 pies) desde el rango de vacío, [ cita requerida ] e impactará con una velocidad de 351 m/s (1150 fps) en un ángulo de aproximadamente 77 grados desde la horizontal. [9] Se esperaría que un viento de 42 km/h (26 mph) mueva la bomba aproximadamente 91 m (299 pies) durante ese tiempo. [10] El tiempo de caída es de aproximadamente 37 segundos. [11]
Suponiendo errores del 5% en cada medición importante, se pueden estimar esos efectos en la precisión basándose en la metodología y las tablas de la guía. [5] Un error del 5% en la altitud a 20.000 pies sería de 1.000 pies, por lo que el avión podría estar en cualquier lugar entre 19 y 21.000 pies. Según la tabla, esto daría como resultado un error de alrededor de 10 a 15 pies. Un error del 5% en la velocidad aerodinámica, 10 mph, causaría un error de alrededor de 15 a 20 pies. En términos de tiempo de caída, errores del orden de una décima de segundo podrían considerarse los mejores posibles. En este caso, el error es simplemente la velocidad terrestre del avión durante este tiempo, o alrededor de 30 pies. Todos estos están dentro del radio letal de la bomba.
El viento afecta la precisión de la bomba de dos maneras: empuja directamente la bomba mientras cae y al mismo tiempo cambia la velocidad terrestre del avión antes de la caída. En el caso de los efectos directos sobre la bomba, una medición que tiene un error del 5%, 1,25 mph, causaría un error del 5% en la deriva, que sería de 17,5 pies. Sin embargo, ese error de 1,25 mph, o 1,8 fps, también se sumaría a la velocidad del avión. Durante el tiempo de la caída, 37 segundos, eso daría como resultado un error de 68 pies, que está en el límite exterior del rendimiento de la bomba. [5]
La medición de la velocidad del viento es una preocupación más seria. Los primeros sistemas de navegación generalmente la medían utilizando un procedimiento de estimación que compara el movimiento medido sobre el suelo con el movimiento calculado utilizando los instrumentos de la aeronave. La FAR Parte 63 de la Administración Federal de Aviación sugiere una precisión del 5 al 10% de estos cálculos, [12] el AFM 51-40 de la Fuerza Aérea de los EE. UU. da un 10%, [13] y el HO 216 de la Armada de los EE. UU. a una distancia fija de 20 millas o más. [14] Esta inexactitud se agrava porque se realiza utilizando la indicación de velocidad aerodinámica del instrumento, y como la velocidad aerodinámica en este ejemplo es aproximadamente 10 veces la velocidad del viento, su error del 5% puede conducir a grandes inexactitudes en los cálculos de la velocidad del viento. Eliminar este error a través de la medición directa de la velocidad sobre el terreno (en lugar de calcularla) fue un avance importante en las miras taquimétricas de bombardeo de los años 30 y 40.
Por último, consideremos errores del mismo 5% en el propio equipo, es decir, un error del 5% en el ajuste del ángulo de alcance, o un error similar del 5% en la nivelación del avión o de la mira de bombardeo. Para simplificar, consideremos que ese 5% es un ángulo de 5 grados. Utilizando trigonometría simple, 5 grados a 20.000 pies son aproximadamente 1.750 pies, un error que colocaría las bombas muy fuera de su radio letal. En las pruebas, las precisiones de 3 a 4 grados se consideraron estándar, y los ángulos de hasta 15 grados no eran infrecuentes. [11] Dada la gravedad del problema, los sistemas para nivelar automáticamente las miras de bombardeo fueron un área de estudio importante antes de la Segunda Guerra Mundial, especialmente en los EE. UU. [15]
Todos los cálculos necesarios para predecir la trayectoria de una bomba se pueden realizar a mano, con la ayuda de tablas de cálculo de la balística de bombas. Sin embargo, el tiempo que lleva realizar estos cálculos no es trivial. Con el avistamiento visual, la distancia a la que se avista el objetivo por primera vez permanece fija, según la vista. A medida que aumenta la velocidad de la aeronave, hay menos tiempo disponible después del avistamiento inicial para realizar los cálculos y corregir la trayectoria de vuelo de la aeronave para que llegue al punto de caída adecuado. Durante las primeras etapas del desarrollo de la mira para bombas, el problema se abordó reduciendo la envolvente de impacto permisible, reduciendo así la necesidad de calcular los efectos marginales. Por ejemplo, cuando se lanza desde altitudes muy bajas, los efectos de la resistencia y el viento durante la caída serán tan pequeños que se pueden ignorar. En este caso, solo la velocidad de avance y la altitud tienen algún efecto medible. [3]
Uno de los primeros ejemplos registrados de una mira de bombardeo de este tipo fue construida en 1911 por el teniente Riley E. Scott, del Cuerpo de Artillería Costera del Ejército de los EE. UU . Se trataba de un dispositivo sencillo con entradas para la velocidad aerodinámica y la altitud que se sostenía con la mano mientras se estaba tumbado boca abajo sobre el ala del avión. Después de muchas pruebas, pudo construir una tabla de configuraciones para usar con estas entradas. En las pruebas en College Park, Maryland , Scott pudo colocar dos bombas de 18 libras a 10 pies de un objetivo de 4 por 5 pies desde una altura de 400 pies. En enero de 1912, Scott ganó $ 5,000 por el primer lugar en la competencia de bombardeo Michelin en el aeródromo de Villacoublay en Francia, anotando 12 impactos en un objetivo de 125 por 375 pies con 15 bombas lanzadas desde 800 metros. [16]
A pesar de ejemplos tempranos como el de Scott antes de la guerra, durante las primeras etapas de la Primera Guerra Mundial los bombardeos casi siempre se realizaban a ojo, lanzando las pequeñas bombas a mano cuando las condiciones parecían adecuadas. A medida que el uso y las funciones de los aviones aumentaron durante la guerra, la necesidad de una mayor precisión se hizo apremiante. Al principio, esto se lograba apuntando partes del avión, como los puntales y los cilindros del motor, o dibujando líneas en el costado del avión después de los lanzamientos de prueba en un campo de bombardeo. Estas soluciones eran útiles para altitudes bajas y objetivos estacionarios, pero a medida que la naturaleza de la guerra aérea se expandió, las necesidades también superaron rápidamente estas soluciones. [16]
Para los lanzamientos desde mayores altitudes, el efecto del viento y la trayectoria de la bomba ya no podían ignorarse. Una simplificación importante fue ignorar la velocidad terminal de la bomba y calcular su velocidad promedio como la raíz cuadrada de la altitud medida en pies. Por ejemplo, una bomba lanzada desde 10.000 pies caería a una velocidad promedio de 400 pies por segundo, lo que permitía calcular fácilmente el tiempo de caída. Ahora todo lo que quedaba era una medición de la velocidad del viento, o más generalmente la velocidad terrestre. Normalmente esto se lograba volando el avión en la dirección general del viento y luego observando el movimiento de los objetos en el suelo y ajustando la trayectoria de vuelo de lado a lado hasta que se eliminara cualquier desviación lateral restante debido al viento. La velocidad sobre el suelo se medía entonces cronometrando el movimiento de los objetos entre dos ángulos dados tal como se veían a través de la mira. [17]
Uno de los ejemplos más desarrollados de este tipo de miras para combate fue la mira alemana Görtz, desarrollada para los bombarderos pesados Gotha . La Görtz utilizaba un telescopio con un prisma giratorio en la parte inferior que permitía girar la mira hacia delante y hacia atrás. Después de poner a cero el movimiento lateral, la mira se fijaba en un ángulo preestablecido y luego se cronometraba un objeto con un cronómetro hasta que estuviera directamente debajo del avión. Esto revelaba la velocidad respecto al suelo, que se multiplicaba por el tiempo que tardaba en tocar el suelo, y luego se fijaba un puntero en la mira en un ángulo que se miraba hacia arriba sobre una mesa. El apuntador de bombas observaba entonces el objetivo en la mira hasta que cruzaba el puntero y dejaba caer las bombas. En Francia e Inglaterra se desarrollaron miras de bombas similares, en particular la mira Michelin y Central Flying School Number Seven. Aunque eran útiles, estas miras requerían un período de configuración que consumía mucho tiempo mientras se cronometraba el movimiento. [16]
Una gran mejora del concepto básico fue introducida por Harry Wimperis , más conocido por su papel posterior en el desarrollo del radar en Inglaterra. En 1916 introdujo el Drift Sight , que añadía un sistema sencillo para medir directamente la velocidad del viento. El apuntador de bombas marcaba primero la altitud y la velocidad aerodinámica del avión. Para ello, giraba una barra de metal en el lado derecho del visor de bombas para que apuntara desde el fuselaje. Antes de la carrera de bombas, el bombardero volaba en ángulo recto con la línea de bombas y el apuntador de bombas miraba más allá de la varilla para observar el movimiento de los objetos en el suelo. A continuación, ajustaba la configuración de la velocidad del viento hasta que el movimiento fuera directamente a lo largo de la varilla. Esta acción medía la velocidad del viento y movía las miras al ángulo adecuado para tenerla en cuenta, eliminando la necesidad de cálculos separados. [18] Se añadió una modificación posterior para calcular la diferencia entre la velocidad aerodinámica real y la indicada , que aumenta con la altitud. [18] Esta versión fue el Drift Sight Mk. 1A, introducido en el bombardero pesado Handley Page O/400 . [19] Las variaciones en el diseño eran comunes, como la mira de bombardeo estadounidense Estoppey .
Todas estas miras de bombardeo compartían el problema de que no podían hacer frente al viento en cualquier dirección que no fuera la de su trayectoria. Eso las hacía prácticamente inútiles contra objetivos en movimiento, como submarinos y barcos . A menos que el objetivo estuviera viajando directamente en línea con el viento, su movimiento alejaría al bombardero de la línea de viento a medida que se acercaba. Además, a medida que la artillería antiaérea se volvía más efectiva, a menudo apuntaban con antelación sus cañones a lo largo de la línea de viento de los objetivos que estaban protegiendo, sabiendo que los ataques vendrían de esas direcciones. Se necesitaba urgentemente una solución para atacar con viento cruzado. [16]
Calcular los efectos de un viento arbitrario en la trayectoria de una aeronave ya era un problema bien entendido en la navegación aérea , que requería matemáticas vectoriales básicas . Wimperis estaba muy familiarizado con estas técnicas y luego escribiría un texto introductorio seminal sobre el tema. [20] Los mismos cálculos funcionarían igual de bien para las trayectorias de las bombas, con algunos ajustes menores para tener en cuenta las velocidades cambiantes a medida que caían las bombas. Incluso cuando se estaba introduciendo el Drift Sight, Wimperis estaba trabajando en un nuevo visor de bombas que ayudó a resolver estos cálculos y permitió que se consideraran los efectos del viento sin importar la dirección del viento o el recorrido de la bomba. [18]
El resultado fue el Course Setting Bomb Sight (CSBS), llamado "el visor de bombas más importante de la guerra". [18] Al marcar los valores de altitud, velocidad aerodinámica y la velocidad y dirección del viento, se rotaban y deslizaban varios dispositivos mecánicos que resolvían el problema del vector. Una vez configurado, el apuntador de bombas observaba los objetos en el suelo y comparaba su trayectoria con cables delgados a cada lado del visor. Si había algún movimiento lateral, el piloto podía virar hacia un nuevo rumbo en un intento de cancelar la deriva. Por lo general, bastaban unos pocos intentos, momento en el que el avión volaba en la dirección correcta para llevarlo directamente sobre el punto de lanzamiento, con velocidad lateral cero. El apuntador de bombas (o el piloto en algunos aviones) luego apuntaba a través de las miras de hierro adjuntas para cronometrar el lanzamiento. [21]
El CSBS se puso en servicio en 1917 y rápidamente sustituyó a las miras anteriores en los aviones que tenían suficiente espacio (el CSBS era bastante grande). A medida que avanzaba la guerra, se introdujeron versiones para diferentes velocidades, altitudes y tipos de bombas. Después de la guerra, el CSBS siguió siendo el principal visor de bombardeo en uso británico. Se vendieron miles a fuerzas aéreas extranjeras y se crearon numerosas versiones para producción en todo el mundo. También se desarrollaron varios dispositivos experimentales basados en una variación del CSBS, en particular la mira Estoppey D-1 de EE. UU., [22] desarrollada poco después de la guerra, y versiones similares de muchas otras naciones. Todas estas "miras de bombardeo vectoriales" compartían el sistema básico de cálculo vectorial y los cables de deriva, y se diferenciaban principalmente en la forma y la óptica.
A medida que los bombarderos crecieron y los aviones multiplaza se hicieron comunes, ya no era posible que el piloto y el bombardero compartieran el mismo instrumento, y las señales manuales ya no eran visibles si el bombardero estaba debajo del piloto en el morro. En la era de la posguerra se sugirieron diversas soluciones que utilizaban ópticas duales o sistemas similares, pero ninguna de ellas se utilizó ampliamente. [23] [24] [25] Esto condujo a la introducción del indicador de dirección del piloto , un puntero accionado eléctricamente que el apuntador de bombas usaba para indicar correcciones desde una ubicación remota en el avión. [26]
Las miras de bombardeo vectoriales siguieron siendo el estándar para la mayoría de las fuerzas hasta bien entrada la Segunda Guerra Mundial , y fueron la mira principal en servicio británico hasta 1942. [27] Esto fue a pesar de la introducción de nuevos sistemas de mira con grandes ventajas sobre el CSBS, e incluso versiones más nuevas del CSBS que no se utilizaron por diversas razones. Las versiones posteriores del CSBS, que finalmente llegaron al Mark X, incluyeron ajustes para diferentes bombas, formas de atacar objetivos en movimiento, sistemas para medir vientos más fácilmente y una serie de otras opciones.
Las limitaciones de las miras vectoriales (que requerían un largo recorrido recto antes de lanzar las bombas para adaptarse a la deriva) llevaron al desarrollo de miras basadas en el campo de la taquimetría . A diferencia de una mira vectorial, que simplemente ofrecía al bombardero un punto de lanzamiento para una trayectoria de bomba deseada, las miras taquimétricas rastreaban el objetivo de la bomba y recalculaban el punto de lanzamiento basándose en una entrada que incluía desviaciones horizontales inducidas por pequeñas maniobras de la aeronave o la deriva del viento. En su forma más avanzada, incorporaban ópticas sofisticadas, datos derivados directamente de los instrumentos de vuelo de la aeronave, computadoras mecánicas compactas [ 28 ] y piloto automático [29] para guiar la aeronave a su objetivo y lanzar automáticamente sus bombas.
Una vez que el operador de un Norden M-1 , el más famoso de todos los visores taquimétricos, era capaz de identificar un objetivo, el visor podía, en perfectas condiciones, dirigir el avión hacia él. En combate, complicado por las defensas antiaéreas, los vientos cruzados y las nubes, y la necesidad de que los aviones se mantuvieran en formación para evitar colisiones, los resultados no eran tan ideales, pero eran los mejores que se podían conseguir con la tecnología dadas las circunstancias.
Dos consideraciones del mundo real aceleraron el desarrollo de las miras taquimétricas: la introducción de los bombarderos monoplanos dificultó los ajustes manuales para mantener el objetivo. Los grandes monoplanos sufrían un efecto conocido como " balanceo holandés " y no podían hacer un viraje de deslizamiento para corregirlo tan fácilmente como sus predecesores biplanos . Además, las intensas defensas antiaéreas terrestres y los interceptores mejorados hicieron imposible mantener bombardeos largos, rectos y nivelados sin una pérdida excesiva de aviones y sus valiosas tripulaciones.
Si algo cambiaba la trayectoria del avión durante el bombardeo, ya fuera por la dificultad para girar y la tendencia a oscilar después de nivelarse inducida por el giro holandés o por maniobras evasivas forzadas por el enemigo, era necesario volver a calcular la trayectoria de las bombas. Sencillamente, no había tiempo para hacerlo con las miras de bombardeo y los ordenadores mecánicos de la época.
Una solución fue estabilizar la mira de bombardeo independientemente del avión. El uso de un sistema de cardán para mantener la mira de bombardeo apuntando aproximadamente hacia abajo durante las maniobras o para compensar la influencia del viento se había intentado durante algún tiempo. Experimentos ya en la década de 1920 habían demostrado que esto podía duplicar aproximadamente la precisión del bombardeo. Estados Unidos llevó a cabo un programa activo en esta área, que incluía miras Estoppey montadas en cardanes con peso y experimentos de Sperry Gyroscope con versiones estadounidenses del CSBS montadas en una plataforma inercial estabilizada giroscópicamente . [16] Estos mismos desarrollos llevaron a la introducción de los primeros pilotos automáticos útiles , que podían usarse para marcar directamente la trayectoria requerida y hacer que el avión volara hacia ese rumbo sin más entrada. A lo largo de las décadas de 1920 y 1930 se consideraron una variedad de sistemas de bombardeo que usaban uno o ambos de estos sistemas. [30]
Durante el mismo período, una línea de desarrollo separada condujo a las primeras computadoras mecánicas confiables . Estas podían usarse para reemplazar una tabla compleja de números con un dispositivo de leva cuidadosamente diseñado y el cálculo manual a través de una serie de engranajes o ruedas de deslizamiento. Originalmente limitados a cálculos bastante simples que consistían en sumas y restas, en la década de 1930 habían progresado hasta el punto en que se usaban para resolver ecuaciones diferenciales . [31] Para el uso de la mira de bombardeo, una calculadora de este tipo permitiría al apuntador de bombas marcar los parámetros básicos de la aeronave (velocidad, altitud, dirección y condiciones atmosféricas conocidas) y la mira de bombas usaría trigonometría basada en taquimetría para calcular automáticamente el punto de mira adecuado en unos pocos momentos. Algunas de las entradas tradicionales, como la velocidad aerodinámica y la altitud, incluso podrían tomarse directamente de los instrumentos de la aeronave, eliminando errores operativos y permitiendo el recálculo constante de parámetros esenciales de seguimiento del objetivo y lanzamiento de bombas.
Aunque estos desarrollos eran bien conocidos dentro de la industria, solo el Cuerpo Aéreo del Ejército de los EE. UU. y la Marina de los EE. UU. pusieron un esfuerzo concertado en el desarrollo. Durante la década de 1920, la Marina financió el desarrollo de la mira de bombardeo Norden mientras que el Ejército financió el desarrollo del Sperry O-1. [32] Ambos sistemas eran generalmente similares; una mira de bombardeo que consistía en un pequeño telescopio se montó en una plataforma estabilizadora para mantener estable el cabezal de observación. Se utilizó una computadora mecánica separada para calcular el punto de mira. El punto de mira se retroalimentaba a la mira, que giraba automáticamente el telescopio al ángulo correcto para tener en cuenta la deriva y el movimiento de la aeronave, manteniendo el objetivo quieto en la vista. Cuando el bombardero apuntaba a través del telescopio, podía ver cualquier deriva residual y transmitirla al piloto, o más tarde, alimentar esa información directamente al piloto automático . Simplemente mover el telescopio para mantener el objetivo a la vista tenía el efecto secundario de afinar los cálculos de la resistencia al viento de forma continua y, por lo tanto, aumentar enormemente su precisión. Por diversas razones, el Ejército abandonó su interés en el Sperry, y las características de las miras de bombardeo Sperry y Norden se incorporaron a los nuevos modelos del Norden. [33] El Norden equipó entonces a casi todos los bombarderos de alto nivel estadounidenses, más notablemente al B-17 Flying Fortress . En las pruebas, estas miras de bombardeo pudieron generar una precisión fantástica. Sin embargo, en la práctica, los factores operativos las afectaron seriamente, hasta el punto de que finalmente se abandonó el bombardeo preciso con el Norden. [34]
Aunque Estados Unidos puso el mayor esfuerzo en el desarrollo del concepto taquimétrico, también se estaban estudiando en otros lugares. En el Reino Unido, se había trabajado en la mira automática de bombas (ABS) desde mediados de la década de 1930 en un esfuerzo por reemplazar a la CSBS. Sin embargo, la ABS no incluía la estabilización del sistema de puntería, ni el sistema de piloto automático del Norden. En las pruebas, la ABS resultó ser demasiado difícil de usar, requiriendo largos bombardeos para permitir que la computadora tuviera tiempo de determinar el punto de mira. Cuando el Mando de Bombardeo de la RAF se quejó de que incluso la CSBS tenía un recorrido demasiado largo hasta el objetivo, los esfuerzos para implementar la ABS terminaron. Para sus necesidades desarrollaron una nueva mira vectorial, la Mk. XIV . La Mk. XIV presentaba una plataforma estabilizadora y una computadora de puntería, pero funcionaba más como la CSBS en funcionalidad general: el apuntador de bombas configuraba la computadora para mover el sistema de puntería al ángulo adecuado, pero la mira no rastreaba el objetivo ni intentaba corregir la trayectoria de la aeronave. La ventaja de este sistema era que era mucho más rápido de usar y podía utilizarse incluso mientras el avión maniobraba; solo se necesitaban unos pocos segundos de vuelo en línea recta antes del lanzamiento. Ante la falta de capacidad de producción, Sperry fue contratada para producir el Mk. XIV en los EE. UU., llamándolo Sperry T-1. [35]
Tanto los británicos como los alemanes introducirían posteriormente sus propias miras similares a las del Norden. Basándose al menos parcialmente en la información sobre el Norden que les pasó a través del Duquesne Spy Ring , la Luftwaffe desarrolló el Lotfernrohr 7. [ 36] El mecanismo básico era casi idéntico al del Norden, pero mucho más pequeño. En ciertas aplicaciones, el Lotfernrohr 7 podía ser utilizado por un avión con una sola tripulación, como fue el caso del Arado Ar 234 , el primer bombardero a reacción operativo del mundo. Durante la guerra, la RAF tenía la necesidad de bombardeos precisos a gran altitud y en 1943 introdujo una versión estabilizada del ABS anterior, la Stabilized Automatic Bomb Sight (SABS), construida a mano. Se produjo en cantidades tan limitadas que al principio solo la utilizó el famoso Escuadrón n.º 617 de la RAF , los Dambusters. [37]
En la era anterior a la Segunda Guerra Mundial, hubo un largo debate sobre las ventajas relativas de los bombardeos diurnos y nocturnos. De noche, el bombardero es prácticamente invulnerable (hasta la introducción del radar ), pero encontrar su objetivo era un gran problema. En la práctica, solo se podían atacar objetivos grandes, como ciudades. Durante el día, el bombardero podía utilizar sus miras para atacar objetivos puntuales, pero solo con el riesgo de ser atacado por cazas enemigos y artillería antiaérea .
A principios de los años 30, los partidarios de los bombardeos nocturnos habían ganado el debate y la RAF y la Luftwaffe comenzaron a construir grandes flotas de aviones dedicados a misiones nocturnas. Como " el bombardero siempre consigue pasar ", estas fuerzas eran de naturaleza estratégica, en gran medida un elemento disuasorio para los bombarderos de la otra fuerza. Sin embargo, los nuevos motores introducidos a mediados de los años 30 dieron lugar a bombarderos mucho más grandes que podían llevar conjuntos defensivos muy mejorados, mientras que sus mayores altitudes y velocidades operativas los harían menos vulnerables a las defensas en tierra. La política cambió una vez más a favor de los ataques diurnos contra objetivos militares y fábricas, abandonando lo que se consideraba una política de bombardeo nocturno cobarde y derrotista.
A pesar de este cambio, la Luftwaffe siguió esforzándose por resolver el problema de la navegación precisa durante la noche. Esto condujo a la Batalla de los Beams durante las primeras etapas de la guerra. La RAF regresó con fuerza a principios de 1942 con sistemas similares propios y, a partir de ese momento, los sistemas de navegación por radio de creciente precisión permitieron bombardear en cualquier condición meteorológica u operativa. El sistema Oboe , utilizado por primera vez en operaciones a principios de 1943, ofrecía precisiones reales del orden de 35 yardas, mucho mejor que cualquier mira de bombardeo óptica. La introducción del radar británico H2S mejoró aún más las capacidades del bombardero, permitiendo el ataque directo de objetivos sin la necesidad de transmisores de radio remotos, cuyo alcance se limitaba a la línea de visión. En 1943, estas técnicas eran de uso generalizado tanto por la RAF como por la USAAF, lo que dio lugar al H2X y luego a una serie de versiones mejoradas como el AN/APQ-13 y el AN/APQ-7 utilizados en el Boeing B-29 Superfortress .
Estos primeros sistemas funcionaban independientemente de cualquier mira óptica existente, pero esto presentaba el problema de tener que calcular por separado la trayectoria de la bomba. En el caso del Oboe, estos cálculos se llevaron a cabo antes de la misión en las bases terrestres. Pero como el bombardeo visual diurno todavía se utilizaba ampliamente, se realizaron rápidamente conversiones y adaptaciones para repetir la señal de radar en las miras existentes, lo que permitió que la calculadora de miras resolviera el problema del bombardeo por radar. Por ejemplo, se utilizó el AN/APA-47 para combinar la salida del AN/APQ-7 con el Norden, lo que permitió al apuntador de bombas verificar fácilmente ambas imágenes para comparar el punto de mira. [38]
El análisis de los resultados de los bombardeos realizados con técnicas de navegación por radio o radar demostró que la precisión era esencialmente igual para ambos sistemas: los ataques nocturnos con el Oboe podían alcanzar objetivos que el Norden no podía alcanzar durante el día. Con la excepción de consideraciones operativas (resolución limitada del radar y alcance limitado de los sistemas de navegación), la necesidad de visores visuales desapareció rápidamente. Los diseños de finales de la guerra, como el Boeing B-47 Stratojet y el English Electric Canberra , conservaron sus sistemas ópticos, pero a menudo se los consideraba secundarios a los sistemas de radar y radio. En el caso del Canberra, el sistema óptico solo existía debido a los retrasos en la disponibilidad del sistema de radar. [39] [40]
El papel del bombardeo estratégico fue evolucionando con el tiempo hacia misiones cada vez más altas, más rápidas y de mayor alcance con armas cada vez más potentes. Aunque las miras taquimétricas proporcionaban la mayoría de las características necesarias para un bombardeo preciso, eran complejas, lentas y se limitaban a ataques en línea recta y nivelados. En 1946, la Fuerza Aérea del Ejército de los Estados Unidos pidió al Grupo Asesor Científico de las Fuerzas Aéreas del Ejército que estudiara el problema del bombardeo desde aviones a reacción que pronto entrarían en servicio. Llegaron a la conclusión de que a velocidades superiores a los 1.000 nudos (1.900 km/h), los sistemas ópticos serían inútiles: el alcance visual hasta el objetivo sería menor que el alcance de una bomba lanzada a grandes altitudes y velocidades. [38]
En los rangos de ataque considerados, miles de millas, los sistemas de navegación por radio no podrían ofrecer tanto el alcance como la precisión necesarios. Esto exigía sistemas de bombardeo por radar, pero los ejemplos existentes no ofrecían ni de lejos el rendimiento requerido. En las altitudes estratosféricas y los largos rangos de "avistamiento" considerados, la antena del radar tendría que ser muy grande para ofrecer la resolución requerida, pero esto iba en contra de la necesidad de desarrollar una antena que fuera lo más pequeña posible para reducir la resistencia. También señalaron que muchos objetivos no aparecerían directamente en el radar, por lo que la mira de bombardeo necesitaría la capacidad de caer en puntos relativos a algún punto de referencia que sí apareciera, los llamados "puntos de puntería desplazados". Finalmente, el grupo observó que muchas de las funciones de un sistema de este tipo se superpondrían a herramientas que antes estaban separadas, como los sistemas de navegación. Propusieron un sistema único que ofrecería cartografía, navegación, piloto automático y puntería de bombas, reduciendo así la complejidad y, especialmente, el espacio necesario. Una máquina de este tipo surgió primero en forma del AN/APQ-24, y más tarde en forma del "Sistema K", el AN/APA-59. [38]
Durante los años 1950 y 1960, los bombardeos por radar de este tipo eran comunes y la precisión de los sistemas se limitaba a lo necesario para apoyar ataques con armas nucleares : un error circular probable (CEP) de unos 3.000 pies (910 m) se consideraba adecuado. [38] A medida que el alcance de la misión se extendió a miles de millas, los bombarderos comenzaron a incorporar guía inercial y rastreadores de estrellas para permitir una navegación precisa cuando estaban lejos de la tierra. Estos sistemas mejoraron rápidamente en precisión y finalmente se volvieron lo suficientemente precisos como para manejar el lanzamiento de bombas sin la necesidad de una mira de bombardeo separada. Este fue el caso de la precisión de 1.500 pies (460 m) exigida al B-70 Valkyrie , que carecía de cualquier tipo de mira de bombardeo convencional. [41]
Durante la Guerra Fría, el arma preferida era la nuclear y las necesidades de precisión eran limitadas. El desarrollo de sistemas de bombardeo táctico, en particular la capacidad de atacar objetivos puntuales con armas convencionales que había sido el objetivo original del Norden, no se consideró seriamente. Por lo tanto, cuando Estados Unidos entró en la Guerra de Vietnam , su arma preferida fue el Douglas A-26 Invader equipado con el Norden. Semejante solución era inadecuada.
Al mismo tiempo, los niveles de potencia cada vez mayores de los nuevos motores a reacción dieron lugar a aviones de combate con cargas de bombas similares a las de los bombarderos pesados de una generación anterior. Esto generó una demanda de una nueva generación de miras de bombardeo muy mejoradas que pudieran ser utilizadas por un avión con una sola tripulación y empleadas en tácticas similares a las de un caza, ya fuera a gran altura, a baja altura, en picado hacia el objetivo o durante maniobras difíciles. También se desarrolló una capacidad especializada para el bombardeo por lanzamiento con el fin de permitir que los aviones escaparan del radio de explosión de sus propias armas nucleares , algo que requería solo una precisión media pero una trayectoria muy diferente que inicialmente requería una mira de bombardeo dedicada.
A medida que la electrónica mejoró, estos sistemas pudieron combinarse y, finalmente, con sistemas para apuntar otras armas. Pueden ser controlados por el piloto directamente y proporcionar información a través de la pantalla de visualización frontal o una pantalla de video en el panel de instrumentos. La definición de mira de bombardeo se está volviendo borrosa a medida que las bombas "inteligentes" con guía en vuelo , como las bombas guiadas por láser o las que utilizan GPS , reemplazan a las bombas de gravedad "tontas" .
