Una mira de bomba es un dispositivo utilizado por 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 por primera vez en aviones bombarderos diseñados específicamente y luego se trasladaron a cazabombarderos y aviones tácticos modernos a medida que esos aviones asumían la mayor parte de la función de bombardeo.
Un visor de bombas tiene que estimar la trayectoria que seguirá la bomba después de ser liberada 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 en el aire sea aproximadamente parabólica . Hay factores adicionales, como los cambios en la densidad del aire y el viento , que pueden considerarse, pero son preocupaciones sólo para las bombas que pasan una parte importante de un minuto cayendo en el aire. Esos efectos pueden minimizarse reduciendo el tiempo de caída mediante bombardeos de bajo nivel o aumentando la velocidad de las bombas. Esos efectos se combinan en el bombardero en picada .
Sin embargo, los bombardeos a baja altura también aumentan el peligro para el bombardero debido a las defensas terrestres, por lo que siempre se ha deseado realizar bombardeos precisos desde altitudes más altas. Esto ha llevado a una serie de diseños de miras 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 pasado por varias revisiones importantes. Los primeros sistemas eran miras de hierro , que estaban preestablecidas en un ángulo de caída estimado. En algunos casos, consistían nada más que en una serie de clavos clavados en un larguero conveniente, líneas dibujadas en el avión o alineaciones visuales de ciertas partes de la estructura. Fueron reemplazados por los primeros sistemas diseñados a medida, normalmente miras de hierro que podían configurarse en función de la velocidad y la altitud del avión. Estos primeros sistemas fueron reemplazados por miras vectoriales para bombas, que agregaron la capacidad de medir y ajustar los vientos. Las miras vectoriales eran útiles para altitudes de hasta unos 3.000 my velocidades de hasta unos 300 km/h.
En la década de 1930 se empezaron a incorporar ordenadores mecánicos con las prestaciones necesarias para resolver las ecuaciones de movimiento en las nuevas miras taquimétricas, la más famosa de las cuales es la Norden . Luego, en la Segunda Guerra Mundial , las miras taquimétricas se combinaban a menudo con sistemas de radar para permitir bombardeos precisos a través de las nubes o de noche. Cuando los estudios de posguerra demostraron que la precisión de las bombas era aproximadamente igual ya sea ópticamente o guiada por radar, las miras ópticas generalmente se eliminaron y el papel pasó a miras de radar dedicadas.
Finalmente, especialmente a partir de la década de 1960, se introdujeron miras de bombardeo totalmente informatizadas, que combinaban el bombardeo con navegación y cartografía de largo alcance.
Los aviones modernos no tienen mira de bombas, pero utilizan sistemas altamente computarizados que combinan bombardeos, artillería, disparos de misiles y navegación en una sola pantalla frontal . Los sistemas tienen la capacidad de calcular la trayectoria de la bomba en tiempo real , a medida que 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, en las que antes se bombardeaba a ojo.
La resistencia de una bomba para una densidad de aire y un ángulo de ataque determinados es proporcional a la velocidad relativa del aire al cuadrado. Si la componente vertical de la velocidad se denota por y la componente horizontal por entonces la velocidad es y las componentes vertical y horizontal de la resistencia son:
donde C es el coeficiente de resistencia, A es el área de la sección transversal y ρ es la densidad del aire. Estas ecuaciones muestran que la velocidad horizontal aumenta la resistencia vertical y la velocidad vertical aumenta la resistencia horizontal. Estos efectos se ignoran en la siguiente discusión.
Para empezar, consideremos sólo 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 que variará 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 resistencia vertical cero. La gravedad acelerará la bomba hacia abajo y, a medida que aumenta su velocidad, también aumenta la fuerza de arrastre. En algún momento (a medida que aumentan la velocidad y la densidad del aire), la fuerza de arrastre será igual a la fuerza de gravedad y la bomba alcanzará la velocidad terminal . Como la resistencia del aire varía con la densidad del aire y, por tanto, con la altitud, la velocidad terminal disminuirá a medida que cae la bomba. 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]
Consideremos ahora el movimiento horizontal. En el instante en que sale de los grilletes, la bomba arrastra consigo la velocidad de avance del avión. Este impulso se contrarresta únicamente con la resistencia, que comienza a ralentizar el movimiento de avance. A medida que el movimiento hacia adelante disminuye, la fuerza de arrastre disminuye y esta desaceleración disminuye. La velocidad de avance nunca se reduce completamente a cero. [1] Si la bomba no estuviera sometida a arrastre, 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 rango . La diferencia entre el alcance en vacío y el alcance real se conoce como rastro porque la bomba parece seguir detrás del avión a medida que cae. La trayectoria y el alcance difieren para diferentes bombas debido a su aerodinámica individual y, por lo general, deben medirse en un campo de tiro. [1]
El principal problema al separar completamente el movimiento en componentes vertical y horizontal es la velocidad terminal. Las bombas están diseñadas para volar con la punta apuntando hacia adelante en dirección al 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 dado. Si la bomba se lanza a bajas altitudes y velocidades, la bomba no alcanzará la velocidad terminal y su velocidad estará definida en gran medida por el tiempo que la bomba haya estado cayendo.
Finalmente, considere los efectos del viento. El viento actúa sobre la bomba por arrastre y, por tanto, es función de la velocidad del viento. Por lo general, esto es solo una fracción de la velocidad del bombardero o 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 notablemente 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 cruzada . [1] [2]
En términos balísticos, es tradicional hablar del cálculo de la puntería de las municiones como solución . El problema de la mira de bombas 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 del visor de bombas es bastante sencillo. El punto de impacto es 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, las dos primeras entradas se ajustaban colocando 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 prolonga el tiempo de caída, puede explicarse elevando la altitud efectiva en una cantidad que se base en la balística medida de la bomba. [3]
Cuando se tiene en cuenta la resistencia al viento, los cálculos se vuelven más complejos. Como el viento puede operar en cualquier dirección, las miras de bomba generalmente dividen la resistencia al viento en las partes que actúan a lo largo de la trayectoria de vuelo y a través de ella. En la práctica, generalmente era más sencillo 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 técnicas de vuelo comunes conocidas como cangrejo o deslizamiento lateral .
Los visores de bombas son dispositivos de observación que apuntan o apuntan en una dirección particular. 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 se configura la mira para indicar ese ángulo. Las bombas se lanzan cuando el objetivo pasa por la mira. La distancia entre el avión y el objetivo en ese momento es el alcance, por lo que este ángulo a menudo se denomina ángulo de alcance , aunque también se utilizan a menudo ángulo de caída , ángulo de puntería , ángulo de bombardeo y términos similares. En la práctica, algunos o todos estos cálculos se realizan utilizando ángulos y no puntos en el espacio, saltándose 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 qué tan plano y nivelado está volando el avión o la precisión de sus instrumentos. Estas imprecisiones se agravan con el tiempo, por lo que aumentar la altitud de lanzamiento de la bomba, aumentando así el tiempo de caída, tiene un impacto significativo en la precisión final del lanzamiento.
Es útil considerar un solo 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 las armerías de la mayoría de las fuerzas involucradas. Los datos balísticos sobre esta bomba se pueden encontrar en "Terminal Ballistic Data, Volumen 1: Bombing". [5] Contra hombres que se encuentran al aire libre, las 500 libras tienen un radio letal de aproximadamente 107 m (351 pies), [6] pero mucho menos que contra edificios, quizás 27 m (89 pies). [7]
El M64 será lanzado desde un Boeing B-17 que vuela 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, el M64 viajaría aproximadamente 10,000 pies (3000 m) hacia adelante desde el punto de caída antes del impacto, [8] para un recorrido de aproximadamente 305 m (1001 pies) desde el rango de vacío, [ cita necesaria ] e impactaría con un velocidad de 351 m/s (1150 fps) en un ángulo de aproximadamente 77 grados con respecto a la horizontal. [9] Se esperaría que un viento de 42 km/h (26 mph) moviera la bomba unos 91 m (299 pies) durante ese tiempo. [10] El tiempo para caer es de unos 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 altitud a 20.000 pies sería 1.000 pies, por lo que el avión podría estar entre 19 y 21.000 pies. Según la tabla, esto daría como resultado un error de entre 10 y 15 pies. Un error del 5% en la velocidad del aire, 10 mph, causaría un error de aproximadamente 15 a 20 pies. En términos de tiempo de caída, los errores del orden de una décima de segundo podrían considerarse los mejores posibles. En este caso, el error es simplemente la velocidad terrestre de la aeronave durante este tiempo, o aproximadamente 30 pies. Todos ellos se encuentran dentro del radio letal de la bomba.
El viento afecta la precisión de la bomba de dos maneras, empujando directamente la bomba mientras cae, además de cambiar la velocidad de avance del avión antes de la caída. En el caso de los efectos directos sobre la bomba, una medición que tenga un error del 5%, 1,25 mph, eso provocaría un error del 5% en la deriva, que sería 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 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 lo medían utilizando un procedimiento de navegación a estima que compara el movimiento medido sobre el suelo con el movimiento calculado utilizando los instrumentos de la aeronave. La Parte 63 de la Administración Federal de Aviación sugiere una precisión del 5 al 10% en 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 Marina de los EE. UU. a una distancia fija de 20 millas o más . [14] Para agravar esta inexactitud, se realiza utilizando la indicación de velocidad del aire del instrumento, y como la velocidad del aire en este ejemplo es aproximadamente 10 veces mayor que la velocidad del viento, su error del 5% puede generar grandes imprecisiones en los cálculos de la velocidad del viento. La eliminación de este error mediante la medición directa de la velocidad de avance (en lugar de calcularla) fue un avance importante en las miras taquimétricas de las décadas de 1930 y 1940.
Finalmente, 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. Para simplificar, considere que el 5% es un ángulo de 5 grados. Usando 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, se consideraron estándar precisiones de 3 a 4 grados, y ángulos de hasta 15 grados no eran infrecuentes. [11] Dada la gravedad del problema, los sistemas de nivelación automática de miras fueron un área importante de estudio 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 manualmente, con la ayuda de tablas calculadas de balística de bombas. Sin embargo, el tiempo para realizar estos cálculos no es baladí. Al utilizar la observación 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 reconocimiento inicial para realizar los cálculos y corregir la trayectoria de vuelo de la aeronave para llevarla al punto de caída adecuado. Durante las primeras etapas del desarrollo de miras, el problema se abordó reduciendo el alcance de enfrentamiento permitido, reduciendo así la necesidad de calcular los efectos marginales. Por ejemplo, cuando se deja caer desde altitudes muy bajas, los efectos de la resistencia y el viento durante la caída serán tan pequeños que pueden ignorarse. En este caso, sólo la velocidad de avance y la altitud tienen algún efecto mensurable. [3]
Uno de los primeros ejemplos registrados de este tipo de mira fue construido en 1911 por el teniente Riley E. Scott, del Cuerpo de Artillería Costera del Ejército de EE. UU . Se trataba de un dispositivo sencillo con entradas para la velocidad del aire y la altitud que se sostenía en la mano mientras estaba boca abajo sobre el ala del avión. Después de muchas pruebas, pudo crear una tabla de configuraciones para usar con estas entradas. En las pruebas realizadas 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 dólares por el primer lugar en la competencia de bombardeo Michelin en el aeródromo de Villacoublay en Francia, logrando 12 impactos en un objetivo de 125 por 375 pies con 15 bombas lanzadas desde 800 metros. [dieciséis]
A pesar de los primeros ejemplos 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 bombas pequeñas 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 volvió apremiante. Al principio, esto se lograba observando partes del avión, como los puntales y los cilindros del motor, o dibujando líneas en el costado del avión después de lanzamientos de prueba en un campo de bombardeo. Eran útiles para bajas altitudes y objetivos estacionarios, pero a medida que la naturaleza de la guerra aérea se expandió, las necesidades rápidamente también superaron estas soluciones. [dieciséis]
Para caídas a mayor altitud, ya no se podía ignorar el efecto del viento y la trayectoria de la bomba. 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 fps, lo que permite calcular fácilmente el tiempo de caída. Ahora todo lo que quedaba era medir la velocidad del viento o, más generalmente, la velocidad del suelo. Normalmente, esto se lograba volando la aeronave 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 deriva lateral restante debido al viento. Luego se midió la velocidad sobre el suelo cronometrando el movimiento de los objetos entre dos ángulos dados, vistos a través de la mira. [17]
Uno de los ejemplos más desarrollados de este tipo de combate espectacular fue el visor de bombas alemán Görtz, desarrollado para los bombarderos pesados Gotha . El Görtz utilizó un telescopio con un prisma giratorio en la parte inferior que permitía girar la mira hacia adelante y hacia atrás. Después de poner a cero el movimiento lateral, la mira se ajustó a un ángulo preestablecido y luego se cronometró un objeto con un cronómetro hasta que estuvo directamente debajo de la aeronave. Esto reveló la velocidad de avance, que se multiplicó por el tiempo necesario para tocar el suelo, y luego se colocó un puntero en la mira en un ángulo que se miraba hacia arriba sobre una mesa. Luego, el apuntador de la bomba observó el objetivo en la mira hasta que cruzó el puntero y arrojó las bombas. Se desarrollaron miras similares en Francia e Inglaterra, en particular la mira Michelin y la Central Flying School Number Seven. Si bien eran útiles, estas miras requerían un período de configuración que requería mucho tiempo mientras se cronometraba el movimiento. [dieciséis]
Harry Wimperis , más conocido por su papel posterior en el desarrollo del radar en Inglaterra , introdujo una gran mejora en el concepto básico . En 1916 introdujo el Drift Sight , que añadía un sistema sencillo para medir directamente la velocidad del viento. El apuntador de la bomba primero marcaría la altitud y la velocidad del avión. Al hacerlo, giró una barra de metal en el lado derecho de la mira para que apuntara desde el fuselaje. Antes del lanzamiento de la bomba, el bombardero volaría en ángulo recto con respecto a la línea de la bomba, y el apuntador de la bomba miraría más allá de la varilla para observar el movimiento de los objetos en el suelo. Luego ajustaría la velocidad del viento hasta que el movimiento fuera directamente a lo largo de la varilla. Esta acción midió la velocidad del viento y movió las miras al ángulo adecuado para tenerla en cuenta, eliminando la necesidad de realizar cálculos por separado. [18] Se agregó una modificación posterior para calcular la diferencia entre la velocidad aérea verdadera e indicada , que crece con la altitud. [18] Esta versión era el Drift Sight Mk. 1A, introducido en el bombardero pesado Handley Page O/400 . [19] Las variaciones en el diseño eran comunes, como el visor de bombas estadounidense Estoppey.
Todas estas miras compartían el problema de que no podían hacer frente al viento en ninguna dirección que no fuera la del camino del viaje. Eso los hacía efectivamente 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 del viento a medida que se acercara. Además, a medida que la artillería antiaérea se volvía más efectiva, a menudo apuntaban sus armas a lo largo de la línea de viento de los objetivos que estaban protegiendo, sabiendo que los ataques vendrían desde esas direcciones. Se necesitaba urgentemente una solución para atacar con viento cruzado. [dieciséis]
Calcular los efectos de un viento arbitrario en la trayectoria de un avión ya era un problema bien comprendido en la navegación aérea , que requería matemáticas vectoriales básicas . Wimperis estaba muy familiarizado con estas técnicas y escribiría un texto introductorio fundamental 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 mientras se presentaba Drift Sight, Wimperis estaba trabajando en una nueva mira de bomba que ayudó a resolver estos cálculos y permitió considerar los efectos del viento sin importar la dirección del viento o el lanzamiento de la bomba. [18]
El resultado fue el visor de bombas de fijación de rumbo (CSBS), llamado "el visor de bombas más importante de la guerra". [18] Al marcar los valores de altitud, velocidad del aire y la velocidad y dirección del viento, se hicieron girar y se deslizaron varios dispositivos mecánicos que resolvieron el problema del vector. Una vez configurado, el apuntador de la bomba observaría los objetos en el suelo y compararía su trayectoria con cables delgados a cada lado de la mira. Si hubiera algún movimiento lateral, el piloto podría girar hacia un nuevo rumbo en un esfuerzo por cancelar la deriva. Por lo general, todo lo que se necesitaba era unos pocos intentos, momento en el que el avión volaba en la dirección correcta para llevarlo directamente sobre el punto de caída, con velocidad lateral cero. Luego, el apuntador de la bomba (o el piloto de algunos aviones) apuntó a través de las miras de hierro adjuntas para cronometrar la caída. [21]
El CSBS entró en servicio en 1917 y rápidamente reemplazó las miras anteriores en 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 bombas utilizado por los británicos. Se vendieron miles de ellos a fuerzas aéreas extranjeras y se crearon numerosas versiones para su 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 los EE. UU., [22] desarrollada poco después de la guerra, y versiones similares de muchas otras naciones. Todas estas "miras de bombas vectoriales" compartían el sistema básico de calculadora de vectores y cables de deriva, diferenciándose principalmente en la forma y la óptica.
A medida que los bombarderos crecieron y los aviones multiplaza se volvieron 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 una variedad de soluciones que utilizaban óptica dual o sistemas similares, pero ninguna de ellas se utilizó ampliamente. [23] [24] [25] Esto llevó a la introducción del indicador de dirección del piloto , un puntero accionado eléctricamente que el apuntador de la bomba utilizaba para indicar correcciones desde una ubicación remota en la aeronave. [26]
Las miras vectoriales siguieron siendo el estándar para la mayoría de las fuerzas hasta bien entrada la Segunda Guerra Mundial , y fueron la mira principal en el servicio británico hasta 1942. [27] Esto fue a pesar de la introducción de sistemas de mira más nuevos con grandes ventajas sobre el CSBS, e incluso más nuevos. versiones del CSBS que no se pudieron utilizar por diversas razones. Las versiones posteriores del CSBS, que finalmente llegaron al Mark X, incluían ajustes para diferentes bombas, formas de atacar objetivos en movimiento, sistemas para medir los vientos más fácilmente y una serie de otras opciones.
Uno de los principales problemas al utilizar visores vectoriales era el largo recorrido recto necesario antes de lanzar las bombas. Esto era necesario para que el piloto tuviera tiempo suficiente para tener en cuenta con precisión los efectos del viento y configurar el ángulo de vuelo adecuado con cierto nivel de precisión. Si algo cambiaba durante el bombardeo, especialmente si el avión tenía que maniobrar para evitar las defensas, había que volver a configurarlo todo. Además, la introducción de los bombarderos monoplano hizo que el ajuste de los ángulos fuera más difícil, porque no podían realizar giros deslizantes tan fácilmente como sus homólogos biplanos anteriores. Sufrían un efecto conocido como " rollo holandés " que los hacía más difíciles de girar y tendían a oscilar después de nivelarse. Esto redujo aún más el tiempo que tuvo el lanzador de la bomba para ajustar la trayectoria.
Una solución a este último problema ya se había utilizado durante algún tiempo: el uso de algún tipo de sistema de cardán para mantener la mira apuntando aproximadamente hacia abajo durante las maniobras o cuando las ráfagas de viento la arrastraban. Experimentos ya en la década de 1920 habían demostrado que esto podría aproximadamente duplicar la precisión de los bombardeos. Estados Unidos llevó a cabo un programa activo en esta área, incluyendo miras Estoppey montadas en cardanes pesados y los experimentos del giroscopio Sperry con versiones estadounidenses del CSBS montadas en lo que hoy se llamaría una plataforma inercial . [16] Estos mismos desarrollos llevaron a la introducción de los primeros pilotos automáticos útiles , que podrían usarse para marcar directamente la ruta requerida y hacer que el avión vuele hacia ese rumbo sin más información. A lo largo de las décadas de 1920 y 1930 se consideraron una variedad de sistemas de bombardeo que utilizaban uno o ambos sistemas. [28]
Durante el mismo período, una línea de desarrollo separada condujo a los primeros ordenadores mecánicos fiables . Estos podrían usarse para reemplazar una tabla compleja de números con un dispositivo similar a una leva cuidadosamente formado , y el cálculo manual a través de una serie de engranajes o ruedas deslizantes. 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 utilizaban para resolver ecuaciones diferenciales . [29] Para el uso de miras de bombas, una calculadora de este tipo permitiría al apuntador de la bomba marcar los parámetros básicos de la aeronave (velocidad, altitud, dirección y condiciones atmosféricas conocidas) y la mira de la bomba calcularía automáticamente el punto de mira adecuado en unos momentos. Algunas de las entradas tradicionales, como la velocidad del aire y la altitud, podrían incluso tomarse directamente de los instrumentos de la aeronave, eliminando errores operativos.
Aunque estos desarrollos eran bien conocidos dentro de la industria, sólo el Cuerpo Aéreo del Ejército de los EE. UU . y la Armada de los EE. UU. pusieron un esfuerzo concertado en su desarrollo. Durante la década de 1920, la Armada financió el desarrollo de la mira Norden , mientras que el Ejército financió el desarrollo del Sperry O-1. [30] Ambos sistemas eran en general similares; Se montó una mira de bomba que consistía en un pequeño telescopio sobre 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 retroalimentó a la mira, que automáticamente giró el telescopio al ángulo correcto para tener en cuenta la deriva y el movimiento de la aeronave, manteniendo el objetivo inmóvil en la vista. Cuando el apuntador de la bomba apuntó a través del telescopio, pudo 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 ajustar continuamente los cálculos de la deriva y, por lo tanto, aumentar considerablemente su precisión. Por diversas razones, el ejército abandonó su interés en el Sperry y las características de las miras Sperry y Norden se incorporaron a nuevos modelos del Norden. [31] El Norden luego equipó a casi todos los bombarderos estadounidenses de alto nivel, en particular el B-17 Flying Fortress . En las pruebas, estas miras pudieron generar una precisión fantástica. En la práctica, sin embargo, los factores operativos los perturbaron seriamente, hasta el punto de que finalmente se abandonó el bombardeo puntual con el Norden. [32]
Aunque Estados Unidos puso el mayor esfuerzo en el desarrollo del concepto taquimétrico, también se estaba estudiando en otros lugares. En el Reino Unido, se había estado trabajando en el visor automático de bombas (ABS) desde mediados de la década de 1930 en un esfuerzo por reemplazar el CSBS. Sin embargo, el ABS no incluía estabilización del sistema de mira ni del sistema de piloto automático del Norden. En las pruebas, el ABS demostró ser demasiado difícil de usar, requiriendo largos lanzamientos de bombas para darle tiempo a la computadora para resolver el punto de mira. Cuando el Comando de Bombarderos de la RAF se quejó de que incluso el CSBS había tenido un avance demasiado largo hasta el objetivo, los esfuerzos por desplegar el ABS terminaron. Para sus necesidades desarrollaron un nuevo visor vectorial, el Mk. XIV . El Mk. XIV presentaba una plataforma estabilizadora y una computadora de puntería, pero funcionaba más como el CSBS en su funcionalidad general: el apuntador de la bomba configuraba la computadora para mover el sistema de observación al ángulo adecuado, pero la mira no rastreaba el objetivo ni intentaba corregir la aeronave. camino. La ventaja de este sistema era que era mucho más rápido de usar y podía usarse incluso mientras el avión estaba maniobrando, solo se necesitaban unos segundos de vuelo en línea recta antes de la caída. Ante la falta de capacidad de producción, Sperry fue contratado para producir el Mk. XIV en Estados Unidos, llamándolo Sperry T-1. [33]
Tanto los británicos como los alemanes introdujeron más tarde sus propios lugares de interés similares a los de Norden. Basándose al menos parcialmente en información sobre los Norden que les fue transmitida a través del anillo de espías de Duquesne , la Luftwaffe desarrolló el Lotfernrohr 7 . [34] El mecanismo básico era casi idéntico al Norden, pero mucho más pequeño. En determinadas aplicaciones, el Lotfernrohr 7 podría ser utilizado por un avión de tripulación única, como fue el caso del Arado Ar 234 , el primer bombardero a reacción operativo del mundo. Durante la guerra, la RAF necesitaba realizar bombardeos precisos a gran altitud y en 1943 introdujo una versión estabilizada del ABS anterior, la mira automática estabilizada para bombas (SABS) construida a mano. Se produjo en cantidades tan limitadas que al principio solo lo utilizó el famoso Escuadrón No. 617 de la RAF , The Dambusters. [35]
Todos estos diseños se conocieron colectivamente como miras taquimétricas , "taquimétricas" que se refieren a los mecanismos de sincronización que contaban las rotaciones de un tornillo o engranaje que funcionaba a una velocidad específica.
En la era anterior a la Segunda Guerra Mundial hubo un largo debate sobre las ventajas relativas de los bombardeos diurnos frente a los nocturnos. Por la noche, el bombardero es prácticamente invulnerable (hasta la introducción del radar ), pero encontrar su objetivo fue un gran problema. En la práctica, sólo se podían atacar objetivos grandes, como ciudades. Durante el día, el bombardero podía utilizar sus miras para atacar objetivos puntuales, pero sólo a riesgo de ser atacado por cazas enemigos y artillería antiaérea .
A principios de la década de 1930, el debate lo ganaron los partidarios del bombardeo nocturno, y la RAF y la Luftwaffe comenzaron la construcción de grandes flotas de aviones dedicados a la misión nocturna. Como " el bombardero siempre logrará pasar ", estas fuerzas eran de naturaleza estratégica y en gran medida un elemento disuasivo para los propios bombarderos de la otra fuerza. Sin embargo, los nuevos motores introducidos a mediados de la década de 1930 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 terrestres. Una vez más, la política cambió a favor de ataques diurnos contra objetivos y fábricas militares, abandonando lo que se consideraba una política cobarde y derrotista de bombardeos nocturnos.
A pesar de este cambio, la Luftwaffe continuó esforzándose por resolver el problema de la precisión de la navegación nocturna. Esto llevó a la Batalla de las Vigas durante las primeras etapas de la guerra. La RAF regresó con fuerza a principios de 1942 con sistemas propios similares y, a partir de ese momento, los sistemas de radionavegación de precisión cada vez mayor permitieron bombardear en cualquier condición climática o operativa. El sistema Oboe , utilizado operativamente por primera vez a principios de 1943, ofrecía precisiones en el mundo real del orden de 35 yardas, mucho mejores que cualquier mira 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 estaba limitado a la línea de visión. En 1943, estas técnicas eran ampliamente utilizadas tanto por la RAF como por la USAAF, lo que llevó 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 visor óptico existente, pero esto presentaba el problema de tener que calcular por separado la trayectoria de la bomba. En el caso de Oboe, estos cálculos se realizaron antes de la misión en las bases terrestres. Pero como el bombardeo visual diurno todavía se usaba ampliamente, rápidamente se hicieron 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, el AN/APA-47 se utilizó para combinar la salida del AN/APQ-7 con el Norden, lo que permitió al apuntador de la bomba comprobar fácilmente ambas imágenes para comparar el punto de mira. [36]
El análisis de los resultados de los bombardeos realizados utilizando técnicas de radionavegación o radar demostró que la precisión era esencialmente igual para los dos sistemas: los ataques nocturnos con Oboe pudieron alcanzar objetivos que los Norden no podían 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 miras visuales desapareció rápidamente. Los diseños de la época 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 sólo existió debido a retrasos en la disponibilidad del sistema de radar. [37] [38]
El papel del bombardeo estratégico estaba evolucionando con el tiempo hacia misiones cada vez más altas, cada vez más rápidas y de mayor alcance con armas cada vez más poderosas. Aunque las miras taquimétricas proporcionaban la mayoría de las funciones necesarias para un bombardeo preciso, eran complejas, lentas y limitadas a ataques en línea recta y nivelados. En 1946, la Fuerza Aérea del Ejército de los EE. UU. pidió al Grupo Asesor Científico de las Fuerzas Aéreas del Ejército que estudiara el problema de los bombardeos desde aviones a reacción que pronto entrarían en servicio. Concluyeron que a velocidades superiores a 1.000 nudos (1.900 km/h), los sistemas ópticos serían inútiles: el alcance visual del objetivo sería menor que el alcance de una bomba lanzada a grandes altitudes y velocidades. [36]
En los rangos de ataque considerados, miles de millas, los sistemas de radionavegación no podrían ofrecer el alcance y 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 alcances de "avistamiento" que se estaban considerando, 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 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 solaparían con 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 por primera vez con la forma del AN/APQ-24 y más tarde con el "K-System", el AN/APA-59. [36]
Durante las décadas de 1950 y 1960, los bombardeos por radar de este tipo eran comunes y la precisión de los sistemas se limitaba a lo necesario para soportar ataques con armas nucleares : se consideraba adecuado un error circular probable (CEP) de aproximadamente 3000 pies (910 m). . [36] 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 separada. Este fue el caso de la precisión de 460 m (1.500 pies) exigida al B-70 Valkyrie , que carecía de cualquier tipo de mira de bomba convencional. [39]
Durante la Guerra Fría , el arma preferida era la nuclear y las necesidades de precisión eran limitadas. No se consideró seriamente 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. Así, 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 la demanda de una nueva generación de miras de bombardeo muy mejoradas que pudieran ser utilizadas por un avión de una sola tripulación y empleadas en tácticas similares a las de un caza, ya sea de alto o bajo nivel, en una inmersión hacia el objetivo o durante maniobras difíciles. También se desarrolló una capacidad especializada para lanzar bombas para permitir que los aviones escaparan del radio de explosión de sus propias armas nucleares , algo que solo requería una precisión media pero una trayectoria muy diferente que inicialmente requería una mira de bombas dedicada.
A medida que la electrónica mejoró, estos sistemas pudieron combinarse y, finalmente, con sistemas para apuntar a otras armas. Pueden ser controlados directamente por el piloto y proporcionar información a través del head-up display o una pantalla de video en el panel de instrumentos. La definición de visor de bombas 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" .
