Ю.А. Миронов (г. Ардатов, Мордовия) ПРИМЕНЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ ДЛЯ РАЗВЕДКИ АРТИЛЛЕРИИ В ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЕ
Управление культуры Минобороны России Российская Академия ракетных и артиллерийских наук Военно-исторический музей артиллерии, инженерных войск и войск связи
Часть IVСанкт-Петербург
©ВИМАИВиВС, 2016
©Коллектив авторов, 2016
© СПбГУПТД, 2016
Первая мировая война показала, что на поле боя появились новые технические средства – дальнобойные пушки, танки, аэропланы и дирижабли, подводные лодки... И все они имели свои звуки. Большое количество изобретателей устремило свою мысль на создание приборов для определения дальности и направления на источник звука.
В артиллерии, когда она применялась с открытых позиций, до войны Японии с Россией направление на цель определялось путем провешивания плоскости симметрии ствола орудия с траекторией полета снаряда. Дальность же до стреляющего орудия определялась либо оптическим дальномером, либо засеканием по секундомеру времени после выстрела, за которое звук доходил до наблюдающего. Секундомеры были дороги и не всегда имелись в наличии.
Артиллерист бельгийской армии майор Лебуланже предложил ГАУ свой звуковой дальномер, который назывался телеметр1 (рис. 1).
Рис. 1. Дальномер-телеметр Лебуланже
По сути, это был прибор, измеряющий время опускания поплавкауказателя до прихода звука выстрела от стреляющего орудия. После остановки указателя дальность сразу же прочитывалась по шкале прибора в саженях. Недостатки прибора – зависимость показаний от температуры и ветра, малая шкала расстояния (2,0 версты). Ошибка в определении расстояния достигала 10 % измеряемой дальности. После испытаний ГАУ отказалось приобретать прибор для снабжения артиллерии.
К типу акустических дальномеров относится и фонотелеметр Тувенена, измеряющий время движения звука выстрела и показывающий по шкале дальность до источника звука.
Война приняла позиционный характер. В этих условиях артиллерийский поручик Суханов успешно использовал секундомер для определения дальности и корректирования стрельбы по германской батарее.
Французский артиллерист майор Вилляр разработал способ определения дальности до стреляющего орудия по времени слышимости звука выстрела и разрыва снаряда. Разработанные им таблицы были основаны на знании времени полета снаряда и калибра германской артиллерии. Они были предложены и русским артиллеристам2.
В связи с невидимостью стреляющих батарей стали разрабатывать новые способы определения направления на стреляющее орудие. Первым эту задачу поставил и решил в 1908 г. поручик лейбгвардии Преображенского полка Н.А. Бенуа. Открытый им закон разности времен позволил использовать для определения направления на невидимое стреляющее орудие высокоточный хронометр или хронограф. О своем открытии он объявил в газете «Новое время» в октябре 1909 г., не раскрывая открытый им метод. Корреспондент газеты присутствовал на испытаниях прибора на Главном артиллерийском полигоне на Охте и в своей статье подробно описал вид и состав прибора, его устройство, принцип действия и точность прибора. Рассказал он и о самом изобретателе.3
В России с началом Первой мировой войны появилось множество изобретателей, разрабатывающих способы определения направления на невидимые стреляющие орудия. Приборы Бенуа, Ширского, Байрактарова–Богословского, Авдулина имели мембранные приемники звука. В приборах Володкевича и Желтова, Левина, Элскниса приемниками звука выступали люди – слухачи. Учитывая тот факт, что для измерения коротких интервалов времени уже были разработаны приборы, то главная задача изобретателей заключалась в выборе прибора и приспособлении его для звукометрии.
Хроноскопическая станция Бенуа образца 1909 г. представляла собой трехшкальный регистрирующий прибор, три мембранных приемника, провода и электрическую батарею. Для регистрирующего прибора был использован трехшкальный хроноскоп фирмы Favarger & Cie (Швейцария, Нейшатель), разработанный М. Гиппом. Эта большая модель 257 В с тремя шкалами имела точность отсчета 0,01 с. Завод пружины позволял прибору работать 15 мин. Прибор стоил 700 швейцарских франков (по курсу валют 333 р. 34 к.)4 (рис. 2).
Рис. 2. Хроноскоп. Модель 257 В
Неудовлетворительная точность трехшкального хроноскопа 257 В привела к его замене на четырехциферблатный хроноскоп модели 257 D. Этот хроноскоп Бенуа специально заказал фирме. Его характеристики согласно прейскуранту на прибор: четыре циферблата, точность отсчета времени 0,001 с; время работы от одного завода пружины 15 мин; стоимость 850 швейцарских франков (по курсу валют 404 р. 77 к.)5 (рис. 3).
Рис. 3. Хроноскоп. Модель 257 D
Прибор впоследствии дорабатывался в товариществе механических заводов Бенуа и Кº. В него устанавливались миллиамперметры, реле, электропитание. Полный комплект звукометрической станции включал в себя 62 предмета и стоил 7852 р. (рис. 4).
Рис. 4. Регистрирующий прибор звукометрической станции Бенуа
Звук выстрела улавливался мембранами трех приемников. Мембраны представляли собой вощеную бумагу, в центре которой крепился контакт с платиновой стрелкой. А так как они начинали колебаться с приходом звуковой волны, то это колебание разрывало контакт электрической цепи, в которую были включены приемники. Разрыв цепи приводил к остановке соответствующего шкального хроноскопа. После остановки хроноскопов по шкалам приборов определялось время работы прибора, а по разности времен пары приемников – угол между линией базы и направлением на цель по особым угловым таблицам. Пересечение двух направлений с трех спаренных приемников на планшете позволяло определить место цели.
Прибор испытывался изобретателем в боевой обстановке и подтвердил возможность засекать невидимые стреляющие орудия по звуку их выстрела. За время Первой мировой войны на фронт было отправлено 9 наблюдательных команд, по два прибора Бенуа в каждой. Первоначальное определение координат с помощью двух коротких баз приводило к ошибке в 100–600 м. Учитывая то, что направление на цель определялось с ошибкой по направлению в 3–4 малых деления угломера, Бенуа организовал засечку цели двумя приборами. Это позволило определять место цели с ошибкой 20–40 м. Применение наблюдательных станций с приборами Бенуа на фронте не привело к ощутимому положительному результату. В условиях массированного огня засечка целей становилась невозможной. Распоряжением главного инспектора артиллерии формирование новых наблюдательных команд было приостановлено. В связи с докладами начальника 1-й наблюдательной команды полковника Лукомского о неудовлетворительных результатах и его предложением реорганизовать методику боевой работы с приборами Бенуа было принято решение отозвать наблюдательные команды с фронта в Петроград. Из Петрограда личный состав, штатное имущество и лошадей переправили в Казань, во 2-ю запасную тяжелую артиллерийскую бригаду. Согласно принятому Генеральным штабом решению на этой базе началось формирование семи корпусных отрядов артиллерийских наблюдательных станций с приборами Бенуа. Каждый отряд новой организации в боевой работе развертывал 4 прибора Бенуа, с 4 приемниками на каждый прибор. Всего по штату в корпусном отряде имелось 5 офицеров, 11 артиллеристов, 79 рядовых. Боевая работа обеспечивалась 5 приборами Бенуа в комплекте, 11 повозками, 9 лошадьми и двумя мотоциклами6 (рис. 5)7.
Рис. 5. Схема боевого расположения корпусного отряда артиллерийских наблюдательных станций
По мере формирования корпусных отрядов они отправлялись на фронт. Первые 5 отрядов были отправлены в октябре 1917 г.
Хронографическая станция Володкевича–Желтова (ВЖ) появилась в 7-й армии Юго-Западного фронта в январе 1917 г. Первоначально на Юго-Западный фронт с Киевского полигона было направлено 14 команд звукометрических станций ВЖ. В сентябре этого же года было принято решение о формировании еще 24 команд. Регистрирующий прибор станции представлял собой телеграфный аппарат Морзе, на котором размещался барабан с бумажной лентой. Над лентой размещена лента для пишущей машинки. Рядом с лентой закреплены три молоточка с электромагнитами. Скорость движения ленты постоянная и регулируется специальным механизмом. Привод станции – от пружинного двигателя граммофона. В некоторых станциях вместо молоточков использовалось роликовое перо телеграфного аппарата. Станция размещалась в тылу, а в окопах на передовой, на удалении 5–6 верст друг от друга, выставлялись три наблюдательных поста с наблюдателями-«слухачами». Впереди каждой акустической базы располагался наблюдатель, который предупреждал зуммером о звуке выстрела как «слухачей», так и расчет хронографа. Их место нахождения наносилось на карту или план с большой точностью. Каждый пост связан проводом с электромагнитом станции. Как только наблюдатель слышит звук выстрела, он нажимает кнопку, подавая ток на электромагнит. Магнит втягивает сердечник-молоточек, который, ударяя по бумажной ленте, оставляет на ней отметку. То же делают наблюдатели на остальных постах. Так как посты находятся от источника звука на разном расстоянии, то и отметки на ленте будут не в одно время. Получается разность времени отметок. Зная скорость движения ленты, определяют разность времени в миллисекундах. Зная время и скорость звука, обрабатывают результаты засечки методом касательной к окружностям и на карте определяют место нахождения цели. Зная координаты цели, по карте или плану готовят данные для ответной стрельбы нашей артиллерии по выявленной цели. Штат одной станции включал двести человек, так как наблюдатели сменялись каждые два часа, а на наблюдательном пункте находилось 12 человек. Точность измерения в этой станции зависела от одинаковости реакции « слухачей». Отзывы о станции от инспектора артиллерии Юго-Западного фронта были положительными.8
Аналогичная станция была предложена на Северном фронте сапером И.А. Элкснисом.
Хронографическая станция П. Левина, появившаяся на фронте одновременно со станцией ВЖ, отличалась от нее лишь системой записи отметок. Инженер рядовой Левин использовал для записи метеорологический термограф. Барабан приводился в движение пружиной. Записи на бумажной ленте производились чернилами перьевыми самописцами, прикрепленными к электромагнитам. Шкалой для измерения служили отметки от камертона, записанные на бумажной ленте с частотой 100 колебаний в секунду. В качестве приемников звука здесь также использовались «слухачи». Обработка результатов засечки проводилась по методу касательной к окружностям. Большим плюсом этой станции было размещение «слухачей» на базе 600–1000 м. На каждом конце базы размещалось по три слухача. Сначала Левин решал задачу определения места цели графическим способом, подыскивая касательную к окружностям. Позже он нанес на прозрачную пластмассу окружности. Впоследствии он предложил вообще отказаться от центрального регистрирующего прибора, а снабдить наблюдателей двухстрелочными секундомерами, которые запущены одновременно, а останавливаются каждым звукопостом по приходу звука выстрела. Предупреждение о начале запуска секундомеров должен давать пост предупреждения, выдвинутый вперед. Обработку измерений предложено проводить на одном из постов. Для перехода от измеренного времени к определению направлений Левин рассчитал таблицы и диаграмму, которые ускоряют определение места цели на планшете. Кроме этого, им был разработан способ учета влияния ветра на показания прибора9 (рис. 6).
Рис. 6. Регистрирующий прибор станции Левина
В приборе Н. Байрактарова – М.М. Богословского использован принцип разности времен. Богословский изготовил регистрирующий прибор на основе баллистического гальванометра. Приход звука регистрировали приемники диафрагменного типа, размещенные попарно на геометрической базе 1 км. Приемники акустической базы размещались в 160 м друг от друга. Авторы приступили к изготовлению полевых приборов, но революционные события прервали их работу.
Параллельно с ними разрабатывал свой прибор инженер А.И. Ширский. В 1917 г. он изобрел и запатентовал прибор для измерения коротких интервалов времени – миллисекундомер, который решил использовать для звуковой засечки стреляющих невидимых орудий. Идею способа ему предложил из действующей армии поручик 47-го стрелкового Сибирского полка Г.В. Боголюбов. Миллисекундомер Ширского имел точность отсчета 0,0001 с. Шкала прибора имела диапазон 0,25–0–0,25 с. Для работы прибора требовалось 2–3 миллисекундомера (по числу акустических баз). Мембрана звуковых приемников изготавливалась из слюды. Станция работала на коротких базах. Ширский предложил использовать блокирующие звукоприемники, выделяющие из массы выстрелов узкий сектор. Дальность засекаемых орудий предполагалась в 12 км. Время на развертывание станции на местности – примерно один час. Точность станции – 0–02 д.у. Расчет станции – 5 человек. Прибор был изготовлен только в 1922 г.10 (рис. 7).
Рис. 7. Прибор инженера А.И. Ширского
Звукометрические станции Российской армии не оказали значимого влияния на результаты разведки вражеских батарей. Их испытания и реорганизация продолжались вплоть до 1918 г. Принятое главным генерал-инспектором артиллерии решение отозвать станции с фронта, провести сравнение результатов их работы на Сергиевском (Лужском) полигоне офицерской артиллерийской школы так и осталось невыполненным.
Разработка акустических приборов в армиях Германии, Франции, Англии началось после ознакомления с изобретением Н.А. Бенуа.
В 1913 г. капитан Ловенстайн в Германии запатентовал способ засечки стреляющих орудий с помощью секундомера с трех точек. Все работы по звукометрии в этой стране были сосредоточены на Ванском полигоне. Там была создана школа звукометрической разведки. С началом войны работы по звуковой разведке активизировались. Каждый армейский корпус Германии имел в своем составе звукометрическую команду, которых всего насчитывалось на фронте 60. Эти команды обнаруживали стреляющие невидимые батареи, наносили их на план и вели корректирование стрельбы своей артиллерии. Звукометрическая команда была укомплектована секундомерами, термометром, анемометром, планшетом в масштабе 1 : 25000, телефонами.
Для боевой работы команда организовывала четыре наблюдательных пункта, предупредителя и пункт обработки. Наблюдательные пункты располагались друг от друга на расстоянии 4–5 км. Все они имели телефонную связь с предупредителем и пунктом обработки.
После предупреждения о выстреле все наблюдатели включали секундомер, а при слышимости звука выстрела останавливали его. Полученные значения времени докладывались на пункт обработки. Там по этим сведениям, с учетом метеоданных, на планшете определяли координаты стреляющего орудия. По четырем выстрелам круговая ошибка составляла 40–60 м.11
Кроме засечки по секундомерам немцы использовали засечку стреляющего орудия специальным прибором (рис. 8).
Рис. 8. Прибор для засечки стреляющего орудия. Германия, 1916 г.
База между рупорами 2 м. Точность наведения на источник звука 0–03 деления угломера. Прибор являлся дополнительным средством в звуковой разведке.
При организации звуковой разведки на 100 км фронта требовалось 36 звуковых команд с предупредителями.12
Развитию звуковой разведки во Франции способствовали эксперименты со звуком выстрела на Гаврском полигоне. В результате плодотворных исследований профессор Эсклангон получил интересные результаты в физике звука выстрела. Именно он определил отличие баллистической волны от дульной. В 1914 г. профессор Нордман в Париже показал военному комитету, как можно определить место стреляющего орудия. Он познакомился с директором института Марея, в котором имелся струнный гальванометр для записи электрокардиограммы сердца. Вдвоем они улучшили прибор, введя шесть струн. Запись сигналов производилась на закопченый цилиндр. Звук принимался угольными микрофонами. Этот прибор был взят на вооружение французской армии (рис. 9).
Рис. 9. Французская звукометрическая станция
В это же время капитан Руже открыл способ засечки стреляющих орудий с помощью секундомера.
В 1916 г. профессор Эсклангон сконструировал звукометрическую станцию, в которой уже отличалась баллистическая волна звука от дульной. Приемниками звука в его аппаратуре служили мембранные приемники с закрепленными угольными микрофонами. Колебания волны передавались через мембрану на угольный микрофон, в результате чего менялась сила тока в первичной цепи трансформатора. Запись производилась на закопченую фотоленту путем царапания сухим пером. Постоянство движения ленты обеспечивалось часовым механизмом, а масштаб времени – специальным хронографом. Станция включала в себя регистрирующий прибор, приборы звукопостов и предупредителя и метеоприборы.13
Результаты работы звуковой разведки: «В 6 французской армии в июне 1918 года было определено оптической разведкой 595 батарей, звуковой разведкой – 487 батарей, с шаров – 47 батарей, авиацией – 101 батарея.
В 1917 году после отступления немцев были сверены позиции немецких батарей с разведанными. Из 90 батарей определены по звуку – 57. Из них 20 – точно, 29 – с ошибкой менее 50 метров, 6 – с ошибкой 50–100 метров и 2 – с ошибкой более 100 метров».14
В Англии исследованиям в области артиллерии и артиллерийской разведки уделялось недостаточно внимания. В 1915 г. полковник Хэдли был в командировке во Франции, где ознакомился с достижениями в деле звукового разведывания. После доклада военному комитету было принято решение создать комиссию из трех человек и послать их для получения опыта во Францию. Офицеры ознакомились с постановкой дела звукового разведывания и закупили там один комплект звукометрической станции, который получили в октябре 1915 г. В это время лейтенант В. Брэгг создает экспериментальный акустический отдел. В Англии проводят звукометрическую конференцию с участием видных ученых, которые работали с Резерфордом над вопросами ядра. Сборы проводились ежемесячно. Каждый ученый получил тему для разработки. Англичанам удалось преодолеть проблемы с приемниками звука, с защитой от ветра. Звукометрический отдел работал на территории Франции, в районе Ипра, в фермерском домике без окон.Там разместили струнный гальванометр, а микрофоны разместили по дуге, произвели их топопривязку с точностью до метра и соединили проводами с гальванометром. Точность определения места стреляющего орудия составляла 25–50 м.15
Результаты использования звуковой разведки: « За 1917–1918 годы на фронте звуковая разведка английской армии произвела 11 315 определений места стреляющих батарей, а оптическая – 7540. После отступления немцев были обследованы позиции артиллерии и сравнены с разведанными. Точно определено 93 процента батарей. В звукометрических командах насчитывалось 6000 человек».16
Вывод: Первая мировая война активизировала научную и техническую мысль в вопросах акустической разведки. Использование акустических приборов имело большое значение в противобатарейной борьбе.
1 В.В. Витовский. Топография. СПб., 1904. С. 337–338.
2 Труды I Всероссийского съезда инженеров, работающих в области военной промышленности. М.: ИГУВП, 1922. С. 34.
3 Газета «Новое время». 1909. № 12069 от 17 (30) октября. С. 3.
4 Dr. Thomas Schraven. The Hipp Chronoscope. Krefeld (Germany), 2003. S. 25–27.
5 Там же. С. 27–28.
6 РГВИА. Ф. 504. Оп. 10. Д. 30. Л. 624–641.
7 Там же, л. 646.
8 Никитин Г.А. Основания устройства звукометрической аппаратуры. М.: ВАА, 1947. Ч. 3. С. 23–24; Труды I Всероссийского съезда инженеров, работающих в области военной промышленности. С. 40.
9 Никитин Г.А. Основания устройства звукометрической аппаратуры. С. 24–25; Труды I Всероссийского съезда инженеров, работающих в области военной промышленности. С. 39–40.
10 Никитин Г.А. Основания устройства звукометрической аппаратуры. С. 22–23; РГВИА. Ф. 24751. Оп. 1. Д. 181. Л. 2–4; РГА ВМФ. Ф. Р28. Оп. 1. Д. 3. Л. 3–4, 10–11, 15–16.
11 Основы звукометрической разведки. Издание разведотдела штаба РККА. М, 1924. С. 2, 8, 13, 22–23.
12 Там же, с. 23–27.
13 Никитин Г.А. Основания устройства звукометрических приборов. С. 83–88.
14 Журнал «Война и мир». М., 1924. № 14. С. 35.
15 Никитин Г.А. Основания устройства звукометрических приборов. С. 89–90. 16 Fraser Scott. Artillery Survey in World War 1. 2006. S. 6–7
Комментарии 1