Даст ли тот способ наблюдения, который мы только что описали, совершенно точное определение местоположения цели? Нужна признаться, что, к сожалению, способ этот не дает вполне точных результатов.
Углы, правда, удается вычислить с очень большой точностью: тут помогает нам такой совершенный оптический прибор, как стереотруба. Зато с определением дальности до цели дело обстоит не совсем благополучно: определение это приходится большей частью производить на-глаз. А такое определение всегда может быть только приблизительным.
Можно, конечно, и для определения дальности воспользоваться оптическим прибором – дальномером. Но вы уже знаете, что в боевых условиях он не очень удобен и далеко не всегда будет в распоряжении артиллеристов.
По всем этим причинам ни один из ранее изложенных способов определения дальности цели нас не может вполне удовлетворить. Поэтому нам надо познакомиться еще с одним способом, самым точным из всех.
Известно, что мы обладаем способностью на небольших расстояниях чувствовать удаленность предметов от наших глаз по усилию мышц, поворачивающих глаза в стороны. Чем сильнее приходится нам сводить глаза, тем, очевидно, ближе к нам находится предмет. По тому, на какой угол повернуты глаза, мы можем определить, на каком расстоянии от нас находится рассматриваемый предмет.
Очевидно, такое определение дальности, основанное не на математическом вычислении, а на ощущении, не отличается особой точностью. Но если бы мы даже и могли при взгляде на предмет измерять углы поворота глаз с точностью до одной «тысячной», все равно, при определении дальности у нас получались бы значительные ошибки: слишком уж мало расстояние между глазами, оно равно всего-навсего 6-7 сантиметрам.
Другое дело, если бы мы могли раздвинуть наши глаза на метры или даже на километры: тогда точность определения этим приемом расстояний повысилась бы во много раз.
Этого именно и достигают при «сопряженном» наблюдении… Роль пары глаз тут берут на себя два наблюдательных пункта. Они располагаются на точно отмеренном расстоянии в 1-2 километра друг от друга. Наведя стереотрубы друг на друга, наблюдатели обоих пунктов определяют точно направление «базы», на которой они расположены. Затем оба «глаза», и правый и левый, то-есть оба наблюдателя, начинают смотреть через свои стереотрубы на цель. При этом каждый записывает, на какой угол пришлось ему повернуть трубу от базы, чтобы увидеть цель. Все эти данные изображают затем на чертеже (на «планшете»). Получается: схема, показанная на рисунке 187.
Рис. 187. «Сопряженное» наблюдение
Ясно, что цель окажется в точке пересечения обеих линий, показывающих направление «взгляда» того и другого наблюдателя.
Таким образом, местоположение цели определено на планшете. Остается теперь по этим данным вычислить дальность до цели в метрах. Это уже совсем не трудно, так как на планшете артиллеристы наносят, конечно, не только базу сопряженного наблюдения и засеченную им цель, но и точку, где стоит орудие (батарея). Все вычерчивается в одном масштабе. Значит, достаточно лишь приложить масштабную линейку к точкам цели и орудия, чтобы узнать дальность до цели.
Сопряженное наблюдение дает возможность нанести на планшет (на карту) большое количество целей, но все же не все. Оно не может обнаружить цели, не видимые с наземных наблюдательных пунктов, то-есть главным образом батареи противника. Здесь-то нам и приходит на помощь упоминавшийся уже способ разведки – звуковая разведка, или «звукометрия».
В сводке о действии 1-й французской армии имеется указание, что за время с 7 апреля по 8 августа 1916 года звукометрической разведкой было определено местоположение 974 германских батарей, при этом большинство из них было определено с ошибкой, не превышающей 50 метров. Этим французская артиллерия была обязана профессору Эсклангону, поставившему на службу артиллерии разработанную им теорию акустики орудий и снарядов.
Надо, однако, сказать, что впервые вопрос об определении местоположения стреляющих батарей по звуку их выстрелов был поставлен и разработан русскими еще в 1909 году. Но командование царской армии не сумело реализовать это ценное начинание. Так заглохло это дело в России, для того чтобы возродиться через пять лет на полях Франции.
В чем состоит основной принцип работы звукоразведки?
Всем вам, конечно, приходилось слышать когда-нибудь выстрел из артиллерийского орудия, но немногие знают, что выстрел порождает обычно не один, а целых три звука.
Самый выстрел – взрыв пороха – порождает так называемую дульную волну.
Летящий снаряд, уплотняя перед собой частицы воздуха, создает, – в том случае, если скорость его полета больше скорости звука, – другую, известную уже вам, волну – балистическую, или снарядную.
Наконец, при падении или разрыве снаряд посылает еще одну звуковую волну – волну разрыва.
На рисунке 188 показан снаряд, только что вылетевший из орудия; на рисунке видны дульная и снарядная волны. Волны этого рода отличаются от обычных звуковых волн тем, что сопровождаются резким изменением давления – таким резким, что в окнах домов, расположенных невдалеке от стреляющего орудия, зачастую начинают дрожать стекла, а иногда стекла даже совсем вылетают из окон.
Рис. 188. Звуковые волны, порождаемые орудием и снарядом, и их запись на ленте звукометрической станции
Вот это изменение давления воздуха, порожденное дульной волной, и можно уловить особым прибором. Прибор этот устроен так, что он не только вычерчивает под влиянием изменения давления кривую черту на подвижной ленте (рис. 188), но и отмечает с точностью до тысячной доли секунды, когда именно произошло колебание давления.
Современная звукометрическая станция (рис. 189) – очень сложный и точный механизм. Главными ее частями являются звукоприемники и регистрирующий прибор, связанные между собой проводниками тока.
Звукоприемник (рис. 189) – это жестяной бак с узким горлышком, в которое вставлен тепловой микрофон, состоящий из тонких раскаленных электрическим током проволочек
Рис. 189. Схема звукометрической станции
Назначение звукоприемника состоит в том, чтобы передать энергию дошедшей до него дульной волны специальному перу, которое укреплено над подвижной бумажной лентой. Под влиянием переданной ему энергии перо начинает двигаться и чертить линию на ленте. Чем сильнее волна, тем больше энергии дойдет до пера и тем сильнее отклонится оно от первоначального положения: это значит, что перо выведет на ленте кривую большего размаха.
Передать энергию дульной волны перу, однако, нелегко. Приходится делать это не непосредственно, а через ряд промежуточных звеньев.
Вот далеко не полное перечисление тех, лишь основных, явлений, которые происходят в звукоприемнике и в регистрирующем приборе.
Под влиянием дошедшей до звукоприемника дульной волны давление внутри бака меняется, воздух в нем начинает словно пульсировать: он то сжимается, то расширяется.
Это вызывает движение воздуха в горлышке бака: в горлышке возникает как бы ветерок.
Из-за этого ветерка раскаленные проволочки теплового микрофона слегка охлаждаются.
Это сразу отзывается на их электрическом сопротивлении: сила тока в цепи меняется: ток начинает пульсировать подобно воздуху в звукоприемнике.
Поскольку сила электрического тока периодически меняется, постольку можно постоянный ток преобразовать трансформатором в переменный.
А переменный ток, пройдя по обмотке катушки, подвешенной между полюсами сильного электромагнита, заставит эту катушку повернуться на тот или иной угол.
Наконец, с катушкой скреплено то самое перо, которое чертит кривую на ленте.
Представьте себе теперь, что один из звукоприемников поставлен на поле боя. В момент прихода к нему звуковой волны перо регистрирующего прибора начинает чертить кривую. По началу записи вы можете легко определить момент прихода волны к этому звукоприемнику. Если же на некотором расстоянии от этого звукоприемника поставлен еще второй звукоприемник, то к нему звуковая волна придет или одновременно, или раньше, или позже, чем к первому.
Предположим, что источник звука и наши звукоприемники расположены так, как показано на рисунке 190. Расстояния от источника звука до обоих звукоприемников одинаковы; очевидно, и звук до них дойдет одновременно, но тогда, как видно из чертежа, источник звука должен находиться обязательно на перпендикуляре, восставленном в середине звуковой (акустической) базы (рис. 190). Во всех других случаях (рис. 191 и 192), когда расстояния от источника звука до звукоприемников не равны, очевидно, и звук дойдет до них не одновременно. Прибор позволит учесть эту «разность времен» и покажет, к какому – правому или левому – звукоприемнику звук пришел раньше, а к какому позже. Тогда, пользуясь специальными таблицами или счетной линейкой, звукометристы смогут уже построить направления на источник звука (рис. 191 и 192).
Чтобы определить, где же именно в этом направлении находится цель, надо взять еще одну пару звукоприемников и так же построить второе направление на звучащую цель. В точке пересечения обоих направлений и будет находиться неприятельская батарея.
Для контроля работы берут еще и третью пару звукоприемников. Пересечение всех трех направлений в одной точке (рис. 193} будет служить гарантией точности.
Рис. 193. Чтобы определить местоположение стреляющей батареи, нужно иметь две, а лучше три пары звукоприемников
Все эти расчеты производятся обычно по записям дульной волны, так как обработка записей баллистической волны значительно сложнее.
В настоящее время записи звуковых волн могут производиться перьями на бумажной ленте или лучами света на фотопленке.
Полученные на ленте записи дульных волн обрабатываются на центральном посту (рис. 194). Расстояния между началами кривых каждой пары звукоприемников позволяют определить «разность времен», а зная ее, можно построить на планшете углы, определяющие направление на цель (рис. 193).
Рис. 194. Центральный пост звукометрической станции
У звуковой разведки есть и помехи. Звукоприемники автоматически откликаются на все звуки выстрелов, разрывов снарядов и взрывов. И если не принять специальных мер, то на ленте звукометрической станции окажется столько записей, что разобраться в них будет очень трудно, а может быть, и невозможно. Чтобы этого не случилось, перед звукоприемниками выставляют предупредителя – слухача, на таком удалении, что звуки выстрелов батарей противника доходят до него раньше, чем до звукоприемников. Этот слухач, получив указания от командира, пускает в ход звукометрическую станцию только в те моменты, когда до него доходят засекаемые станцией звуки (выстрелы батарей противника). Для того чтобы пустить станцию в ход, слухачу достаточно нажать кнопку на так называемом блок-приборе – предупредителе. Тем самым в цепь станции включается ток, а значит, приводятся; в действие и звукоприемники, и регистрирующий прибор.
Существенной помехой в работе звукометрических станций может являться также неблагоприятная погода, например: сильный ветер любого направления (более 7 метров в секунду); попутный ветер (от противника к нам), более сильный у земли, чем в верхних слоях атмосферы; температура воздуха, более высокая в верхних слоях атмосферы и менее высокая у земли.
В таких случаях дальность действия звуковой разведки резко уменьшается, а иногда эта разведка и вовсе оказывается невыполнимой.
Таким образом, являясь хорошим средством разведки, звукометрия все же не всегда успешно справляется со своей основной задачей – розыском укрытых батарей противника. Кроме того, она, конечно, не помогает находить те из не видимых с земли целей, которые не выдают себя звуками выстрелов, например штабы, колонны войск в тылу.
Во всех этих случаях на помощь артиллерии приходят средства воздушной разведки – самолеты и привязные аэростаты.
Рисунок 195 дает наглядное представление о сравнительных возможностях наземного наблюдения, наблюдения с аэростата и с самолета. Что недоступно одному, – доступно другому, что недоступно другому, – доступно третьему.
Рис. 195. Чем выше наблюдатель, тем больше его кругозор и тем меньше мешают ему складки местности и местные предметы
Десятки лет аэростаты пользуются славой прекрасных разведчиков на полях сражения.
В русско-японскую войну 1904—1905 годов, когда самолетов еще не было, привязные аэростаты были единственным средством наблюдения за тылом противника и обнаружения местоположения его батарей.
Неплохо поработали аэростаты и в мировую войну. Редкие в начале этой войны, они позднее стали маячить решительно на всех участках фронтов как у нас, так и в Западной Европе.
На более важных участках фронта аэростаты располагались иногда на расстоянии 1-2 километров друг от друга.
Гражданская война дала также блестящие примеры работы аэростатов, согласованной с работой бронепоездов и речных флотилий, то-есть в условиях исключительно маневренной войны. Особенно были ценны аэростаты при недостатке или отсутствии на фронте самолетов.
Привязной аэростат – в сущности тот же наблюдательный пункт, но поднятый на недосягаемую для наземного наблюдателя высоту. В довольно поместительной корзине аэростата можно устроиться вполне удобно, взяв с собой все приборы, необходимые для стрельбы и наблюдения.
С аэростата можно наблюдать многое из того, чего не видно с наземных наблюдательных пунктов, что скрыто в складках местности и за местными предметами. Аэростат дает возможность определить не только направление на стреляющую батарею, но достаточно точно и место ее расположения.
Наконец, с аэростата открывается очень большой кругозор.
Но аэростат сможет успешно работать в бою лишь при условии надежной охраны его от вражеских самолетов и от огня дальнобойной артиллерии, для которых он является заманчивой и сравнительно легко уничтожаемой целью. Поэтому широкое использование аэростатов окажется возможным далеко не всегда.
Рис. 196. Аэрофотоснимок: видна река и мост через нее
Самолет – отличное средство разведки, с помощью которого можно наблюдать с очень большой высоты или даже отправиться к противнику и – как бы ему это ни было неприятно – проникнуть в тайны его расположения. У самолета для выполнения этой задачи есть два способа: визуальная разведка (непосредственное наблюдение) и фотографирование. И первый, и второй способы решают, в сущности, одну и ту же задачу: обнаружить цель, не видимую с наземных наблюдательных пунктов, и определить ее положение на карте. Наилучшее, более точное решение этой задачи дает фоторазведка. Поэтому визуальная разведка и сопровождается обычно фотографированием обнаруженных целей. Фотоснимок (рис. 196) дает возможность разыскать такие цели, которые при современном состоянии маскировки не могла бы обнаружить визуальная разведка с самолета, А главное, фотоснимок позволяет весьма точно нанести цель на карту, что при визуальном наблюдении можно сделать лишь приближенно.
Для дешифрирования (раскрытия, разгадывания) целей снимок сбрасывается с самолета на установленные для этого приемные пункты артиллерии; оттуда он передается в специальные артиллерийские фотолаборатории для немедленного проявления и обработки.
Нельзя, однако, забывать, что полеты разведывательной и артиллерийской авиации над территорией, занятой противником, осуществить будет не легко. Многочисленные и сильные средства противовоздушной обороны (ПВО) противника всегда могут воспрепятствовать нашим самолетам наблюдать и фотографировать цели прямо сверху. Но с самолетов отлично можно наблюдать цели и летая над своим расположением, под защитой своих средств ПВО. Такой способ работы артиллерийской авиации и будет, очевидно, основным в будущих войнах.
Итак, у артиллерии есть много видов и средств разведки, Умелое использование их в бою и сведения, полученные разведкой пехоты, конницы и всех других родов войск, дают право рассчитывать на то, что наиболее важные цели для артиллерии будут разысканы.
