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【戰(zhàn)爭(zhēng)雷霆】航跡間距、超前、轉(zhuǎn)彎半徑與機(jī)動(dòng)空間

2023-05-11 06:08 作者:查稽查稽查稽  | 我要投稿

航跡間距是許多空戰(zhàn)玩家口中的常用術(shù)語,但航跡間距是什么,老玩家恐怕很難向新手解鎖清楚。本文主要解釋以下幾個(gè)問題,幫助新手更好的了解空戰(zhàn)機(jī)動(dòng),幫助老鳥們開拓思路、突破瓶頸:

1. 怎樣定義航跡間距

2.?超前、機(jī)動(dòng)空間,這兩個(gè)概念與航跡間距的關(guān)系

3.?轉(zhuǎn)彎半徑對(duì)航跡間距的影響


一、怎樣定義航跡間距

對(duì)航跡間距的定義:兩機(jī)某方向上的航跡間距是其位置坐標(biāo)對(duì)該方向上的投影距離之差。

xyz坐標(biāo)系中,飛機(jī)A坐標(biāo)%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_A%3D(a_1%2C%5C%20b_1%2C%5C%20c_1),飛機(jī)B坐標(biāo)%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_B%3D%5Cleft(a_2%2Cb_2%2Cc_2%5Cright),在給定方向%5Cvec%7Bl%7D%3D(a_3%2C%5C%20b_3%2C%5C%20c_3)上,飛機(jī)A的投影為l_A%3D%5Cfrac%7B%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_A%5Ccdot%5Cvec%7Bl%7D%7D%7B%7C%5Cvec%7Bl%7D%7C%7D,飛機(jī)B的投影為l_B%3D%5Cfrac%7B%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_B%5Ccdot%5Cvec%7Bl%7D%7D%7B%7C%5Cvec%7Bl%7D%7C%7D,那么以A機(jī)來說,定義在方向上,B機(jī)對(duì)A機(jī)的航跡間距s

s%3Dl_B-l_A%3D%5Cfrac%7B(%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_B-%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_A)%5Ccdot%5Cvec%7Bl%7D%7D%7B%7C%5Cvec%7Bl%7D%7C%7D%3D%5Cfrac%7B(a_2-a_1)a_3%2B(b_2-b_1)b_3%2B(c_2-c_1)c_3%7D%7B%5Csqrt%7Ba_3%5E2%2Bb_3%5E2%2Bc_3%5E2%7D%7D

實(shí)際上我們不關(guān)心l_Al_B,因?yàn)樗鼈兊闹蹬c參考系的構(gòu)建有關(guān),其差值s是不變的。


同理,對(duì)速度矢量做相同的計(jì)算,A機(jī)速度%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_A%3D(a_4%2C%5C%20b_4%2C%5C%20c_4),B機(jī)速度%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_B%3D(a_5%2C%5C%20b_5%2C%5C%20c_5),飛機(jī)A的速度投影為u_A%3D%5Cfrac%7B%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_A%5Ccdot%5Cvec%7Bl%7D%7D%7B%7C%5Cvec%7Bl%7D%7C%7D,飛機(jī)B的速度投影為u_B%3D%5Cfrac%7B%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_B%5Ccdot%5Cvec%7Bl%7D%7D%7B%7C%5Cvec%7Bl%7D%7C%7D,在方向上,兩機(jī)速度投影差v

v%3Du_B-u_A%3D%5Cfrac%7B%5Cleft(%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_B-%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_A%5Cright)%5Ccdot%5Cvec%7Bl%7D%7D%7B%5Cleft%7C%5Cvec%7Bl%7D%5Cright%7C%7D%3D%5Cfrac%7B%5Cleft(a_5-a_4%5Cright)a_3%2B%5Cleft(b_5-b_4%5Cright)b_3%2B%5Cleft(c_5-c_4%5Cright)c_3%7D%7B%5Csqrt%7Ba_3%5E2%2Bb_3%5E2%2Bc_3%5E2%7D%7D%3D%5Cfrac%7Bds%7D%7Bdt%7D

速度投影差也稱為航跡間距改變率。同理,我們一般只關(guān)心v。


根據(jù)上面的表述,我們很容易得到以下幾個(gè)簡(jiǎn)單的特例,以加深我們對(duì)航跡間距的理解

(1)在方向上%5Cvec%7Bl%7D%3D%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_B-%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_A

s%3D%5Cleft%7C%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_B-%7B%5Cvec%7Bx%7D%7D_A%5Cright%7C%3D%5Csqrt%7B%7B(a_2-a_1)%7D%5E2%2B%7B(b_2-b_1)%7D%5E2%2B%7B(c_2-c_1)%7D%5E2%7D

即航跡間距嚴(yán)格等于兩機(jī)距離。

若兩機(jī)的速度又都沿著這個(gè)方向,一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是A機(jī)位于B機(jī)后六點(diǎn),正在追擊

v%3D%5Cleft%7C%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_B-%7B%5Cvec%7Bv%7D%7D_A%5Cright%7C%3D%5Csqrt%7B%7B(a_5-a_4)%7D%5E2%2B%7B(b_5-b_4)%7D%5E2%2B%7B(c_5-c_4)%7D%5E2%7D

即航跡間距改變率嚴(yán)格等于接近率。

(2)在豎直方向上%5Cvec%7Bl%7D%3D(0%2C%5C%200%2C%5C%201)

s%3Dc_2-c_1

?v%3Dc_5-c_4

即豎直方向上的航跡間距嚴(yán)格等于兩機(jī)高度差,航跡間距改變速率等于飛機(jī)在豎直方向上的分速度。在很多上升機(jī)動(dòng)中,飛機(jī)會(huì)維持在機(jī)頭近乎豎直的狀態(tài),在實(shí)戰(zhàn)中可以直接用飛機(jī)的速度近似估計(jì)。

為什么豎直方向要單獨(dú)拿出來說,因?yàn)橹亓?huì)作用在這個(gè)方向,使該方向不能與水平面內(nèi)的兩個(gè)方向等效。

(3)在與方向%5Cvec%7Bl%7D相反的方向-%5Cvec%7Bl%7D

s%5E%5Cprime%3D-s

v%5E%5Cprime%3D-v


二、超前、機(jī)動(dòng)空間,這兩個(gè)概念與航跡間距的關(guān)系

1.有意義的方向

前面簡(jiǎn)單定義了一下什么是航跡間距,以及怎樣計(jì)算航跡間距。注意,航跡間距中的給定方向%5Cvec%7Bl%7D%3D(a_3%2C%5C%20b_3%2C%5C%20c_3)是任選的,在每一個(gè)方向上,我們都可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的航跡間距。但不是所有方向上的航跡間距在分析中都是有意義的。

有意義的方向滿足以下條件:u_A%5Cgeq0u_B%5Cgeq0。

這個(gè)條件的含義是兩機(jī)在該方向上都有繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。而在通常的均勢(shì)雙環(huán)下,兩機(jī)的速度分量在許多方向上正負(fù)不同,可用于分析的有效方向選取就很少,航跡間距用于指導(dǎo)雙環(huán)的作用就相對(duì)有限。在單環(huán)中,由于兩機(jī)都會(huì)有一個(gè)相同的前進(jìn)方向,分析該前進(jìn)方向上的航跡間距可以有效指導(dǎo)單環(huán)機(jī)動(dòng),以及雙環(huán)轉(zhuǎn)入單環(huán)的時(shí)機(jī)把控。


舉幾個(gè)簡(jiǎn)單的例子解釋哪些方向在分析問題中是有效的。

(1)涉及豎直面的機(jī)動(dòng),豎直航跡間距,即高度差是一個(gè)重要的參考量,豎直方向是有意義的方向。

(2)水平剪刀中,兩機(jī)航線的中軸線方向是有意義的方向

(3)在垂直剪中,由于涉及豎直面機(jī)動(dòng),根據(jù)(1)中所述,豎直方向是有意義的方向,但更有意義的方向是斜上方,由兩機(jī)的速度疊加而成的大致方向。


2.超前

在上述有意義的方向下,計(jì)算B機(jī)對(duì)A機(jī)的航跡間距s,若s%3E0,則在該方向上B機(jī)超前;若s%3C0,則A機(jī)超前。

在上古時(shí)代的solo中,流行開局俯沖地板的起手,因?yàn)榈谝淮谓诲e(cuò)后會(huì)進(jìn)入上升,在交錯(cuò)瞬間高度更高的一方會(huì)在豎直向上的方向上超前。

前面還提到,在與方向%5Cvec%7Bl%7D相反的方向-%5Cvec%7Bl%7D上,其航跡間距s%5E%5Cprime%3D-s,速度投影差v%5E%5Cprime%3D-v。不只是航跡間距和速度投影差,坐標(biāo)投影和速度投影都是原來的負(fù)數(shù)(這一點(diǎn)很好理解)。所以某若方向%5Cvec%7Bl%7D是有意義的,那么方向-%5Cvec%7Bl%7D一定是無意義的……嗎?那么如果A機(jī)和B機(jī)的方向同時(shí)跟原來相反了呢?方向-%5Cvec%7Bl%7D就是有意義的了。

A機(jī)與B機(jī)方向同時(shí)跟原來相反,這可能嗎?答,是可能的,一個(gè)簡(jiǎn)單的例子就是大錘(捏死德系)。所以超前了不要太過于擔(dān)心,要往好處想,至少在相反的方向上是敵機(jī)超前了,只要能一個(gè)大錘把對(duì)方吊死……(笑)


3.機(jī)動(dòng)空間

通過上面的分析,我相信你已經(jīng)看出來了,機(jī)動(dòng)空間就是航跡間距,能夠用于進(jìn)攻的機(jī)動(dòng)空間還得是正的航跡間距。有些玩家可能會(huì)抱怨為什么吊能量扣下去指不到敵機(jī),就是機(jī)動(dòng)空間不夠,即高度差不夠。


前置追蹤、純追蹤和后置追蹤,不改變的兩機(jī)的角度差(其實(shí)改不改變跟操作水平有關(guān)),而是兩機(jī)的航跡間距。前置追蹤縮小航跡間距,后置追蹤拉大航跡間距,純追蹤不影響航跡間距。注意,航跡間距、航向夾角等等重要參量,其數(shù)值往往都是隨著時(shí)間變化的。在解釋飛機(jī)相對(duì)位置和態(tài)勢(shì)的時(shí)候,更有意義的數(shù)據(jù)是一個(gè)時(shí)間段內(nèi),這些參量的統(tǒng)計(jì)平均值。上面的描述中,根據(jù)語境,可能表述為瞬時(shí)值或平均值,這里不做區(qū)分。

處于角度優(yōu)勢(shì)的一方,可以通過前置或者后置追蹤,拉大或縮小航跡間距制造窗口;劣勢(shì)的一方,也可以通過前置或后置追蹤改變航跡間距,使進(jìn)攻方?jīng)]有足夠的機(jī)動(dòng)空間,來進(jìn)行防御。


三、轉(zhuǎn)彎半徑對(duì)航跡間距的影響

轉(zhuǎn)彎半徑更小的一方在格斗中擁有一定的優(yōu)勢(shì),常說的切內(nèi)圈,就是利用轉(zhuǎn)彎半徑更小的優(yōu)點(diǎn),主動(dòng)制造航跡間距,即機(jī)動(dòng)空間用于進(jìn)攻。

根據(jù)@仕上和聲 、@隱居寒天?、@Lovely_Leopard 等UP的視頻 BV1JA411U7Fa 中的測(cè)試結(jié)果:

在中速段,即飛機(jī)作戰(zhàn)時(shí)通常處于的速度段,飛機(jī)的回轉(zhuǎn)半徑基本不變。

由此得出了一個(gè)較為反直覺的結(jié)論:

在作戰(zhàn)速度段,飛機(jī)的角速度隨著其速度線性增加。

可能有些人會(huì)拿下面這張圖來表示疑惑:明明飛機(jī)在320km/h附近回轉(zhuǎn)時(shí)間最短,為什么說速度越大,角速度越大呢?


Bf-109F-4的回轉(zhuǎn)時(shí)間隨速度的變化(1000m)

我的理解是,在上面視頻中的測(cè)試過程,飛機(jī)是在高速下進(jìn)入的滿桿穩(wěn)盤(鼠標(biāo)使勁拉),飛機(jī)在穩(wěn)盤中速度迅速減少,所謂的高速狀態(tài)只維持了很短的一段時(shí)間。而上圖所示的回轉(zhuǎn)時(shí)間,很明顯,高速度下的回轉(zhuǎn)時(shí)間測(cè)試不可能是大桿量的,在測(cè)試中飛機(jī)會(huì)始終維持高速。

因此,我們對(duì)上面“作戰(zhàn)速度段內(nèi),速度越大,角速度越大”的結(jié)論重新解釋一下:在作戰(zhàn)速度段內(nèi),轉(zhuǎn)彎半徑只與桿量有關(guān);桿量越大,轉(zhuǎn)彎半徑越小。

注意,上面的這個(gè)結(jié)論是根據(jù)視頻中的測(cè)試不完全推論得到的,正確與否有待商榷,只是暫且用著。


前面提到,縮小轉(zhuǎn)彎半徑可以給格斗帶來優(yōu)勢(shì)。那么怎樣縮小轉(zhuǎn)彎半徑呢?有幾個(gè)思路:

1.增大升力

升力是轉(zhuǎn)彎向心力的重要來源,增大升力可以有效縮小轉(zhuǎn)彎半徑。

最簡(jiǎn)單的增大升力的操作就是開襟翼。但是!襟翼本身也可能帶來巨大的阻力,使飛機(jī)速度降低,飛機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑變小了,但是角速度卻下降的可能性是存在的。所以開襟翼往往作為切內(nèi)圈、抓窗口的臨時(shí)手段,不會(huì)長(zhǎng)時(shí)間開啟襟翼。

2.引入變平面機(jī)動(dòng)

普通的單環(huán)、雙環(huán)都是在一個(gè)平面內(nèi)的機(jī)動(dòng),引入變平面機(jī)動(dòng),可以把轉(zhuǎn)彎半徑分解在平面內(nèi)和垂直平面方向上,盡管轉(zhuǎn)彎的曲率半徑?jīng)]有變,但是轉(zhuǎn)彎半徑在平面內(nèi)的投影卻減小了。

一個(gè)簡(jiǎn)單的例子是螺旋爬,螺旋爬的軌跡在地面上的投影,其曲率半徑是沒有正常的穩(wěn)盤轉(zhuǎn)彎半徑大的,這就是引入了豎直方向上的機(jī)動(dòng),曲率半徑在豎直方向上有一部分投影。

一個(gè)簡(jiǎn)單的變平面機(jī)動(dòng)是滾剪。在實(shí)戰(zhàn)格斗中,可以嘗試雙環(huán)改滾剪,滾剪改單環(huán),單環(huán)改雙環(huán),以理解航跡間距對(duì)幾種機(jī)動(dòng)的內(nèi)在邏輯。

3.利用重力

重力與升力方向相同會(huì)使向心力增大,重力與升力方向會(huì)使向心力減小。如引用視頻所說基礎(chǔ)回轉(zhuǎn)半徑R_0與速度無關(guān),那么反扣的飛機(jī),其回轉(zhuǎn)半徑必然小于R_0;拉起的飛機(jī),其回轉(zhuǎn)半徑必然大于R_0。這也是為什么上升剪中,處于高點(diǎn)的一方是進(jìn)攻位的原因。

4.開全真操控

略。


四、本文能給你帶來什么

可能不少人看完上面的部分已經(jīng)暈了,這一部分就是告訴你這篇文章究竟在教什么,這篇文章的指導(dǎo)意義何在。前文有句話:

“航跡間距可以有效指導(dǎo)單環(huán)機(jī)動(dòng)”

所以這篇文章歸根結(jié)底就是教你如何通過認(rèn)識(shí)航跡間距,來更好的做單環(huán)的。

第一部分所述的理論性內(nèi)容,在實(shí)戰(zhàn)中根本無法由玩家實(shí)時(shí)計(jì)算,只有在幾個(gè)特殊點(diǎn),如交錯(cuò)時(shí),才可以大致判斷出來。許多新手甚至老手一味求穩(wěn),不敢進(jìn)單環(huán),要大膽的進(jìn)!如果敵機(jī)在某個(gè)方向超前,可以果斷進(jìn)入該方向上的單環(huán)。


本文的許多思路和思考得到了@隱居寒天、@Lovely_Leopard等UP主的領(lǐng)航計(jì)劃的啟發(fā),這篇文章不是我一人的努力,而是眾人智慧的結(jié)晶。本文供拋磚引玉,如有錯(cuò)誤、疏漏,歡迎討論和指正。








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