Глава тринадцатая
ВРАГ В ВОЗДУХЕ

«

ТРУДНАЯ СТРЕЛЬБА

Трудно стрелять по движущемуся танку. Быстро и точно должен артиллерист наводить орудие, быстро заряжать, как можно скорее выпускать снаряд за снарядом.

Вы убедились в том, что при стрельбе по движущейся цели почти каждый раз перед выстрелом приходится изменять наводку орудия в зависимости от перемещения цели. При этом надо стрелять с упреждением, чтобы снаряд летел не туда, где в момент выстрела находится цель, а в ту точку, к которой по расчетам должна подойти цель и одновременно должен прилететь снаряд. Только тогда, как говорят, будет решена задача встречи снаряда с целью.

Но вот враг появился в воздухе. Самолеты противника помогают своим войскам, атакуя сверху. Очевидно, наши артиллеристы должны дать решительный отпор врагу и в этом случае. У них имеются скорострельные и мощные орудия, которые успешно справляются с бронированными машинами — с танками. Неужели из противотанкового орудия нельзя поразить самолет — эту хрупкую машину, четко вырисовывающуюся на безоблачном небе?

На первый взгляд может показаться, что нет смысла даже ставить такой вопрос. Ведь противотанковое орудие, с которым вы уже знакомы, может бросать снаряды на расстояние до 8 километров, а до самолетов, атакующих пехоту, расстояние может быть гораздо меньше. Как будто и в этих новых условиях стрельба по самолету будет мало чем отличаться от стрельбы по танку.

Однако в действительности это совсем не так. Стрелять по самолету значительно труднее, чем по танку. Самолеты могут неожиданно появиться в любом направлении относительно орудия, тогда как направление движения танков часто ограничивается различного вида препятствиями. Самолеты летают с большой скоростью, доходящей до 200–300 метров в секунду, скорость же движения танков на поле боя  {376}  обычно не превышает 20 метров в секунду. Отсюда и продолжительность пребывания самолета под огнем артиллерии также невелика — примерна 1–2 минуты или даже меньше. Ясно, что для стрельбы по самолетам нужны орудия, обладающие очень большой поворотливостью и скорострельностью.

Как мы увидим дальше, определить положение цели, находящейся в воздухе, значительно сложнее, чем цели, движущейся по земле. Если при стрельбе по танку достаточно знать дальность и направление, то при стрельбе по самолету надо еще учитывать высоту цели. Последнее обстоятельство значительно затрудняет решение задачи встречи. Чтобы успешно стрелять по воздушным целям, приходится пользоваться специальными приборами, помогающими быстро решить сложную задачу встречи. Без этих приборов здесь обойтись нельзя.

Но допустим, что вы все же решили стрелять по самолету из знакомой уже вам 57-миллиметровой противотанковой пушки. Вы ее командир. Самолеты противника несутся к вам на высоте примерно двух километров. Вы быстро решаете встретить их огнем, понимая, что нельзя терять ни одной секунды. Ведь за каждую секунду враг приближается к вам по крайней мере на сотню метров.

Вы уже знаете, что при всякой стрельбе прежде всего надо знать расстояние до цели, дальность до нее. Как же определить дальность до самолета?

Оказывается, сделать это не легко. Вспомните, что расстояние до танков противника вы определяли достаточно точно на глаз; вы знали местность, вы представляли, как далеко отстоят выбранные заранее местные предметы — ориентиры. Пользуясь этими ориентирами, вы и определяли, на каком расстоянии от вас находится цель.

Но в небе нет никаких предметов, никаких ориентиров. Определить на глаз, далеко или близко находится самолет, на какой высоте он летит,— очень трудно: можно ошибиться не только на сотню метров, но даже и на 1–2 километра. А для открытия огня вам нужно определить дальность до цели с большей точностью.

Вы быстро берете бинокль и решаете определить дальность до вражеского самолета по его угловому размеру при помощи угломерной сетки бинокля.

Нелегко навести бинокль на маленькую цель в небе: чуть дрогнет рука, и пойманный было самолет исчезает из поля зрения бинокля. Но вот, почти случайно вам удается уловить момент, когда сетка бинокля как раз приходится против самолета (рис. 326). В этот момент вы и определяете расстояние до самолета.

Вы видите: самолет занимает чуть больше половины маленького деления угломерной сетки — иначе говоря, размах его крыльев виден под углом в 3 «тысячные». По очертаниям самолета вы узнали, что это истребитель-бомбардировщик; размах крыльев такого самолета равен примерно 15 метрам.

Рис. 326. Самолет виден под углом в 3 „тысячные”

Не задумываясь, вы решаете, что дальность до самолета — 5000 метров (рис. 327), Рассчитывая дальность, вы, понятно, не забываете и о времени: взгляд ваш падает на секундную стрелку часов, и вы запоминаете момент, когда определили дальность до самолета.

Быстро подаете вы команду: «По самолету. Осколочной гранатой. Прицел 28».

Наводчик сноровисто выполняет вашу команду. Повернув орудие в сторону самолета, он быстро крутит маховик подъемного механизма, не отрывая глаза от окулярной трубки панорамы.

Вы тревожно считаете секунды. Когда вы командовали прицел, вы учитывали, что на подготовку орудия к выстрелу понадобится примерно 15 секунд (это так называемое работное время), а на полет снаряда до цели — еще примерно 5 секунд. Но за эти 20 секунд самолет успеет приблизиться на 2 тысячи метров.

Рис. 327. Зная величину угла и размах крыльев самолета, можно определить дальность до цели

Поэтому вы и скомандовали прицел не на 5, а на 3 тысячи метров. Значит, если орудие не будет готово к выстрелу через 15 секунд, если наводчик опоздает навести орудие, то все ваши расчеты пойдут насмарку,— орудие пошлет снаряд в точку, которую самолет уже пролетел.

Осталось только 2 секунды, а наводчик все еще работает маховиком подъемного механизма.

— Быстрее наводить! — кричите вы наводчику.

Но в этот момент рука наводчика останавливается. Подъемный механизм больше не действует: орудию придан наибольший возможный для него угол возвышения, но цели — самолета — в панораме не видно.

Самолет находится за пределами зоны досягаемости орудия рис. 326): ваше орудие не может

Рис. 328. На высоте двух километров самолет находится вне зоны досягаемости противотанкового орудия

поразить самолет, так как траектория снаряда противотанкового орудия поднимается не выше полутора километров, а самолет летит на высоте двух километров. Увеличить зону досягаемости не позволяет вам подъемный механизм; он так устроен, что орудию нельзя придать угол возвышения более 25 градусов. От этого и «мертвая воронка», то-есть необстреливаемая часть пространства над орудием, получается очень большая (см. рис. 328). Если самолет проникнет в «мертвую воронку», он может безнаказанно летать над орудием даже на высоте меньше полутора километров.

В этот опасный для вас момент вокруг самолета неожиданно появляются дымки от разрывов снарядов, и вы слышите сзади частый огонь орудий. Это встречают воздушного врага специальные орудия, предназначенные для стрельбы по воздушным целям, — зенитные пушки. Почему же им удалось то, что для вашей противотанковой пушки оказалось непосильным?

С ЗЕНИТНОГО СТАНКА

Вы решили пойти на огневую позицию зенитных пушек, чтобы посмотреть, как они стреляют.

Когда вы еще подходили к позиции, вы уже обратили внимание на то, что стволы этих пушек были направлены вверх, почти вертикально.

У вас невольно мелькнула мысль — а нельзя ли было и ствол противотанковой пушки как-нибудь поставить под большим углом возвышения, например, подрыть для этого землю под сошниками или же поднять выше колеса пушки. Так именно раньше и «приспосабливали» для стрельбы по воздушным целям полевые 76-миллиметровые пушки образца 1902 года. Пушки эти ставили колесами не на землю, а на особые тумбы — зенитные станки примитивной конструкции (рис. 329). Благодаря такому станку орудию можно было придать значительно больший угол возвышения, а значит, и устранить основное препятствие, которое не позволяло из обычной «наземной» пушки стрелять по воздушному врагу.

Зенитный станок давал возможность не только высоко поднять ствол, но и быстро поворачивать все орудие в любую сторону на полный круг.

Рис. 329. „Приспособленная” батарея на огневой позиции

Однако «при­спо­соб­ленное» орудие имело много недостатков. У такого орудия была все же значительная «мертвая воронка» (рис. 330); правда, она была меньше, чем у орудия, стоявшего прямо на земле.

Кроме того, у орудия, поднятого на зенитный станок, хотя и появилась способность забрасывать снаряды на большую высоту (до 3–4 кило­метров), но в то же время из-за увеличения наимень­шего угла возвы­шения появился новый недо­статок — «мертвый сектор» (см. рис. 330). Вследствие этого зона досягаемости орудия, несмотря на уменьшение «мертвой воронки», увеличивалась незначительно.

В начале первой мировой войны (в 1914 году) «приспособленные» орудия были единственным средством борьбы с самолетами, которые тогда

Рис. 330. „Мертвая воронка” и „мертвый сектор” при стрельбе из 76-миллиметровой пушки образца 1902 года

летали над полем боя сравнительно низко и с небольшой скоростью. Конечно, эти орудия были бы совершенно неспособны вести борьбу с современными самолетами, которые летают значительно выше и быстрее.

В самом деле, если бы самолет летел на высоте 4 километров, он был бы уже в полной безопасности. А если бы он летел со скоростью 200 метров в секунду на высоте 2¹/₂–3 километров, то он прошел бы всю зону досягаемости протяжением 6–7 километров (не считая «мертвой воронки») не более чем за 30 секунд. За такой короткий промежуток времени «приспособленное» орудие в лучшем случае успело бы произвести всего 2–3 выстрела. Да быстрее оно и не смогло бы стрелять. Ведь в те времена еще не существовало автоматических приборов, быстро решающих задачу встречи, поэтому для определения установок прицельных приспособлений приходилось пользоваться специальными таблицами и графиками, требовалось производить различные вычисления, подавать команды, вручную устанавливать на прицельных приспособлениях скомандованные деления, вручную открывать и закрывать затвор при заряжании, и на все это уходило немало времени. К тому же и стрельба тогда не отличалась достаточной точностью. Понятно, что в таких условиях нельзя было бы рассчитывать на успех.

«Приспособленные» орудия использовались в течение всей первой мировой войны. Но уже и тогда стали появляться специальные зенитные орудия, обладавшие лучшими баллистическими качествами. Первое зенитное орудие образца 1914 года было создано на Путиловском заводе русским конструктором Ф. Ф. Лендером.

Развитие авиации шло быстрыми шагами вперед. В связи с этим непрерывно совершенствовались и зенитные пушки.

За десятилетия после окончания гражданской войны у нас были созданы новые, еще более совершенные образцы зенитных орудий, способных забрасывать свои снаряды на высоту даже свыше 10 километров. А благодаря автоматическим приборам управления огнем современные зенитные орудия приобрели способность вести стрельбу очень быстро и точно.

ЗЕНИТНЫЕ ПУШКИ

Но вот вы пришли на огневую позицию, где стоят зенитные пушки. Посмотрите, как из них ведется стрельба (рис. 331).

Перед вами 85-миллиметровые зенитные пушки образца 1939 года. Прежде всего бросается в глаза положение длинных стволов этих пушек: они направлены почти вертикально вверх. Поставить ствол зенитной пушки в такое положение позволяет ее подъемный механизм. Очевидно, здесь нет того основного препятствия, из-за которого вы не могли стрелять по высоко летящему самолету: при помощи подъемного механизма вашей противотанковой пушки вы не смогли придать ей нужного угла возвышения, вы это помните.  {381} 

Подойдя ближе к зенитной пушке, вы замечаете, что она устроена совершенно иначе, чем пушка, предназначенная для стрельбы по наземным целям. У зенитной пушки нет станин и таких колес, как у знакомых вам пушек. Зенитная пушка имеет четырехколесную металлическую платформу, на которой неподвижно установлена тумба. Платформа закреплена на земле отведенными в стороны боковыми опорами. В верхней части тумбы находится поворачивающийся вертлюг, и на нем вместе со стволом и противооткатными устройствами закреплена люлька. На вертлюге же смонтированы поворотный и подъемный механизмы.

Рис. 331. 85-миллиметровая зенитная пушка образца 1939 года на огневой позиции

Поворотный механизм пушки сконструирован так, что он позволяет быстро и без особого усилия поворачивать ствол вправо и влево на любой угол, на полный круг, то-есть пушка имеет горизонтальный обстрел на 360 градусов; при этом платформа с тумбой всегда остаются неподвижными на своем месте.

При помощи подъемного механизма, действующего легко и плавно, можно также быстро придавать пушке любой угол возвышения от –3 градусов (ниже горизонта) до +82 градусов (выше горизонта). Пушка действительно может стрелять почти отвесно вверх, в зенит, а потому ее с полным правом называют зенитной.

Рис. 332. У 85-миллиметровой зенитной пушки образца 1939 года „мертвая воронка” очень мала. Пунктиром показана граница дистанционного обстрела

При стрельбе из такой пушки «мертвая воронка» получается совсем незначительная (рис. 332). Самолет противника, проникнув в «мертвую воронку», быстро выходит из нее и снова попадает в поражаемое пространство. В самом деле, на высоте 2000 метров диаметр «мертвой воронки» равен примерно 400 метрам, а чтобы пройти это расстояние, современному самолету нужно только 2–3 секунды.

Каковы же особенности стрельбы из зенитных пушек и как ведется эта стрельба?

Прежде всего заметим, что нельзя предугадать, где появится неприятельский самолет и в каком направлении он будет лететь. Поэтому и нельзя заранее произвести наводку орудий в цель. И все же, если появится цель, по ней сразу нужно открыть огонь на поражение, а для этого требуется очень быстро определить направление стрельбы, угол возвышения и установку взрывателя. Однако недостаточно определить эти данные один раз, их надо определять непрерывно и очень быстро, так как положение самолета в пространстве все время меняется. Так же быстро эти данные должны передаваться на огневую позицию, чтобы орудия без опоздания могли в нужные моменты производить выстрелы.

Рис. 333. Положение самолета в воздухе определяется тремя координатами: дальностью, горизонтальным азимутом и высотой (или углом места, горизонтальным азимутом и высотой)

Раньше уже говорилось, что для определения положения цели, находящейся в воздухе, двух координат мало: кроме дальности и направления (горизонтального азимута), надо знать еще высоту цели (рис. 333). В зенитной артиллерии дальность и высота цели определяются в метрах при помощи дальномера-высотомера (рис. 334). Направление на цель, или так называемый горизонтальный азимут, также определяется при помощи дальномера-высотомера или специальными оптическими приборами, например, его можно определить при помощи командирской зенитной трубы ТЗК или командирской трубы БИ (рис. 335). Отсчитывается азимут в «тысячных» от направления на юг против хода часовой стрелки.

Вы уже знаете, что если выстрелить в ту точку, где в момент выстрела находится самолет, то получится промах, так как за время полета снаряда самолет успеет отойти на значительное расстояние от места, где произойдет разрыв. Очевидно, орудия должны посылать снаряды в другую,

Рис. 334. Стереоскопический дальномер ДЯ. При помощи этого дальномера можно определить высоту цели, а также наклонную дальность, угол места и азимут цели

в «упрежденную» точку, то-есть туда, где по расчетам должны встретиться снаряд и летящий самолет.

Как рассчитать положение этой упрежденной точки в пространстве?

Рис. 335. Наблюдательные приборы зенитной артиллерии: слева — командирская зенитная труба ТЗК; справа — командирская труба БИ (бинокулярный искатель); при помощи этих приборов можно измерять горизонтальные и вертикальные углы, а также наблюдать за целями и результатами своей стрельбы

Предположим, что наше орудие наведено в так называемую «текущую» точку A_в, то-есть в точку, в которой самолет будет находиться в момент выстрела (рис. 336). За время полета снаряда, то-есть к моменту его разрыва в точке A_в, самолет успеет переместиться в точку А_y. Отсюда ясно, что для поражения цели надо направить орудие в точку А_y

Рис. 336. За время полета снаряда самолет успеет переместиться из текущей точки Ав в упрежденную точку Ау

и дать выстрел в тот момент, когда самолет еще находится в текущей точке А_в.

Путь, проходимый самолетом от текущей точки А_в до точки А_у, которая в данном случае является «упрежденной» точкой, нетрудно определить, если знать время полета снаряда (t) и скорость самолета (V); произведение этих величин и даст искомую величину пути (S = Vt).  {385} 

Время полета снаряда (t) стреляющий может определить по имеющимся у него таблицам. Скорость же самолета (V) можно определить на глаз или графическим способом. Это делается так.

При помощи оптических наблюдательных приборов, применяемых в зенитной артиллерии, определяют координаты точки, в которой находится в данный момент самолет, и наносят на планшет точку — проекцию самолета на горизонтальную плоскость. Через некоторое время (например через 10 секунд) снова определяют координаты самолета — они оказываются уже другими, так как самолет за это время переместился. На планшет наносят и эту вторую точку. Теперь остается измерить расстояние на планшете между этими двумя точками и разделить его на «наблюдательное время», то-есть на число секунд, которое прошло между двумя измерениями. Это и есть скорость движения самолета .

Однако всех этих данных для расчета положения «упрежденной» точки недостаточно. Надо учесть еще «работное время», то-есть время, необходимое для выполнения всей подготовительной работы к выстрелу

Рис. 337. Задача встречи решена, если известны упрежденная дальность (горизонтальная или наклонная), упрежденный азимут и высота цели. Стрелять надо не в точку выстрела, а в упрежденную точку. В точке выстрела самолет находится в момент производства выстрела по упрежденной точке

(заряжание орудия, выполнение наводки и т. д.). Вот теперь, зная так называемое «упредительное время», состоящее из «работного времени» и «полетного времени» (времени полета снаряда), можно решить задачу встречи — найти координаты упрежденной точки, то-есть упрежденную горизонтальную дальность и упрежденный азимут (рис. 337) при неизменяющейся высоте цели.

Решение задачи встречи, как видно из предыдущих рассуждений, основано на предположении, что цель за «упредительное время», движется на одной и той же высоте по прямому направлению и с одной и той же скоростью. Делая такое предположение, мы не вносим большой ошибки в расчеты, так как за «упредительное время», исчисляемое секундами, цель не успевает изменить высоту полета, направление и скорость настолько, чтобы это значительно отразилось на точности стрельбы. Отсюда также ясно, что, чем меньше «упредительное время», тем точнее стрельба.

Но артиллеристам, стреляющим из 85-миллиметровых зенитных пушек, не приходится самим производить вычисления для решения задачи встречи. Эта задача полностью решается при помощи специального прибора управления артиллерийским зенитным огнем, или, сокращенно ПУАЗО. Прибор этот весьма быстро определяет координаты упрежденной точки и вырабатывает установки орудия и взрывателя для стрельбы по этой точке.

ПУАЗО — НЕЗАМЕНИМЫЙ ПОМОЩНИК ЗЕНИТЧИКА

Подойдем поближе к прибору ПУАЗО и посмотрим, как им пользуются.

Вы видите большой четырехугольный ящик, установленный на тумбе (рис. 338).

С первого взгляда вы убеждаетесь, что у этого прибора весьма сложная конструкция. Вы видите на нем много различных деталей: шкал, дисков, маховиков с рукоятками и т. п. ПУАЗО — это особого рода счетная машина, которая автоматически и точно производит все необходимые вычисления. Вам, конечно, ясно, что эта машина сама по себе не может решать сложную задачу встречи без участия людей, хорошо знающих технику. Люди эти, специалисты своего дела, располагаются около ПУАЗО, окружают его со всех сторон.

С одной стороны прибора находятся два человека — наводчик по азимуту и установщик высоты. Наводчик смотрит в окуляр азимутального визира и вращает маховик наведения по азимуту. Он все время удерживает цель на вертикальной линии визира, в результате чего в приборе непрерывно вырабатываются координаты «текущего» азимута. Установщик высоты, работая маховиком, находящимся справа от азимутального

Рис. 338. ПУАЗО — весьма сложный и точный прибор, решающий задачу встречи: А — вид слева спереди; Б — вид справа сзади

визира, устанавливает на специальной шкале против указателя скомандованную высоту полета цели.

Рядом с наводчиком по азимуту у соседней стенки прибора работают также два человека. Один из них — совмещающий боковое упреждение — вращает маховик и добивается, чтобы в окне, находящемся выше маховика, диск вращался в ту же сторону и с той же скоростью, что и черная стрелка на диске. Другой — совмещающий упреждение по дальности — вращает свой маховик, добиваясь такого же движения диска в соответствующем окне.

С противоположной стороны от наводчика по азимуту работают три человека. Один из них — наводчик по углу места цели — смотрит в окуляр визира угла места и вращая маховик, совмещает горизонтальную линию визира с целью. Другой вращает одновременно два маховика и совмещает вертикальную и горизонтальную нити с одной и той же указанной ему точкой на диске параллаксера. Он учитывает базу (расстояние от ПУАЗО до огневой позиции), а также скорость и направление ветра. Наконец, третий работает на шкале установки взрывателя. Вращая маховик, он совмещает указатель шкалы с кривой, которая соответствует скомандованной высоте.

У последней, четвертой стенки прибора работают двое. Один из них вращает маховик совмещения угла возвышения, а другой — маховик совмещения времен полета снаряда. Оба они совмещают указатели со скомандованными кривыми на соответствующих шкалах.

Таким образом, работающим у ПУАЗО приходится только совмещать стрелки и указатели на дисках и шкалах, а в зависимости от этого все данные, необходимые для стрельбы, точно вырабатываются механизмами, находящимися внутри прибора.

Чтобы прибор начал работать, надо лишь установить на нем высоту цели относительно прибора. Другие же две входные величины — азимут и угол места цели,— необходимые для решения прибором задачи встречи, вводятся в прибор непрерывно в процессе самой наводки. Высота цели поступает на ПУАЗО обычно с дальномера или с радиолокационной станции.

Когда ПУАЗО работает, можно в любой момент узнать, в какой точке пространства находится сейчас самолет,— иначе говоря, все три его координаты.

Но ПУАЗО не ограничивается только этим: его механизмы вычисляют еще и скорость и направление движения самолета. Механизмы эти работают в зависимости от поворота визиров азимутального и угла места, через окуляры которых наводчики непрерывно наблюдают за самолетом.

Но мало и этого: ПУАЗО не только знает, где находится самолет в данный момент, куда и с какой скоростью он летит,— он знает также, где будет самолет через определенное число секунд и куда надо, послать снаряд, чтобы он встретился с самолетом.

Рис. 339. Схема связи ПУАЗО с орудиями

Кроме того, ПУАЗО непрерывно передает орудиям Нужные установки: азимут, угол возвышения и установку взрывателя. Как же ПУАЗО это делает, каким способом управляет он орудиями? ПУАЗО связан проводами со всеми орудиями батареи. По этим проводам и несутся с быстротой молнии «приказания» ПУАЗО — электрические токи (рис. 339). Но это не обычная телефонная передача; телефоном в таких условиях пользоваться крайне неудобно, так как на передачу каждого приказания или команды ушло бы несколько секунд.

Передача «приказаний» здесь основана совсем на другом принципе. Электрические токи от ПУАЗО поступают не в телефонные аппараты, а в специальные приборы, укрепленные на каждом орудии. Механизмы этих приборов скрыты в небольших ящиках, на лицевой стороне которых находятся диски со шкалами и стрелками (рис. 340). Называются такие приборы «принимающими». К ним относятся: «принимающий азимут», «принимающий угол возвышения» и «принимающий взрыватель». Кроме того, на каждом орудии имеется еще один прибор — механический установщик взрывателя, связанный механической передачей с «принимающим взрыватель».

Электрический ток, поступающий от ПУАЗО, вызывает вращение стрелок у принимающих приборов. Номера же орудийного расчета, находящиеся у «принимающих» азимут и угол возвышения, все время следят за стрелками своих приборов и, вращая маховики поворотного и подъемного механизмов орудий, совмещают нулевые риски шкал с указателями стрелок. Когда нулевые риски шкал совмещены с указателями стрелок, это означает, что орудие направлено так, что при выстреле снаряд полетит в ту точку, где, по вычислению ПУАЗО, должна произойти встреча этого снаряда с самолетом.

Теперь посмотрим, как производится установка взрывателя. Один из орудийных номеров, находящийся около «принимающего взрыватель», вращает маховик этого прибора, добиваясь совмещения нулевой риски шкалы с указателем стрелки. В это же время другой номер, удерживая патрон за гильзу, вкладывает снаряд в специальное гнездо механического установщика взрывателя (в так называемый «приемник») и делает два оборота рукояткой привода «принимающего взрыватель». В зависимости от этого механизм установщика взрывателя поворачивает дистанционное кольцо взрывателя как раз настолько, насколько этого требует

Рис. 340. „Принимающие” приборы имеются у каждого орудия. Они принимают установки, которые „командует” ПУАЗО

ПУАЗО. Таким образом, установка взрывателя непрерывно меняется по указанию ПУАЗО в соответствии с перемещением самолета в небе.

Как видите, ни для наводки орудий в самолет, ни для установки взрывателей не нужно никаких команд. Все выполняется по указанию приборов.

На батарее тишина. А между тем стволы орудий все время поворачиваются, как бы следя за движением еле видных в небе самолетов.

Но вот раздается команда «Огонь»... В одно мгновение патроны вынимаются из приборов и вкладываются в стволы. Затворы автоматически закрываются. Еще мгновение,— и гремит залп всех орудий.

Однако самолеты продолжают спокойно лететь. Расстояние до самолетов так велико, что снаряды сразу не могут добраться до них.

Между тем, залпы следуют один за другим через равные промежутки времени. Прозвучало 3 залпа, а в небе не видно разрывов.

Наконец, появляются дымки разрывов. Они окружают врага со всех сторон. Один самолет отделяется от остальных; он горит... Оставляя за собой след черного дыма, он падает вниз.  {391} 

Но орудия не умолкают. Снаряды настигают еще два самолета. Один также загорается и падает вниз. Другой резко идет на снижение. Задача решена — звено вражеских самолетов уничтожено.

РАДИОЭХО

Не всегда, однако, возможно использовать дальномер-высотомер и другие оптические приборы для определения координат воздушной цели. Только в условиях хорошей видимости, то-есть днем, можно успешно применять эти приборы.

Но артиллеристы-зенитчики вовсе не безоружны и ночью, и в туманную погоду, когда цели не видно. У них есть технические средства, которые позволяют точно определить положение цели в воздухе при любых условиях видимости, независимо от времени суток, времени года и состояния погоды.

Сравнительно еще недавно основным средством обнаружения самолетов при отсутствии видимости были звукоулавливатели. Эти приборы имели большие рупоры, которые, как гигантские уши, могли улавливать характерный звук пропеллера и мотора самолета, находящегося на удалении 15–20 километров.

У звукоулавливателя было четыре широко расставленных «уха» (рис. 341).

Одна пара горизонтально расположенных «ушей» позволяла определить направление на источник звука (азимут), а другая пара вертикально расположенных «ушей» — угол места цели.

Каждая пара «ушей» поворачивалась вверх, вниз и в стороны до тех пор, пока слухачам не казалось, что самолет находится прямо перед

Рис. 341. Звукоулавливатель и прожектор-искатель работали согласованно

ними. Тогда звукоулавливатель был направлен в самолет (рис. 342). Положение направленного в цель звукоулавливателя отмечалось специальными приборами, при помощи которых можно было в каждый момент определить, куда надо навести так называемый прожектор-искатель, чтобы его луч сделал самолет видимым (см. рис. 341).

Рис. 342. Звукоулавливатель направлен в самолет

Вращая маховики приборов, при помощи электромоторов поворачивали прожектор в сторону, указанную звукоулавливателем. Когда вспыхивал яркий луч прожектора-искателя, на конце его ясно был виден сверкающий силуэт самолета. Его тотчас подхватывали еще два луча прожекторов-сопроводителей (рис. 343).

Дальше стрельба по освещенному самолету велась при помощи ПУАЗО, как и днем.

Но звукоулавливатель имел немало недостатков. Прежде всего дальность действия его была крайне ограничена. Уловить звук от самолета с расстояния более двух десятков километров для звукоулавливателя — непосильное дело, а ведь для артиллеристов очень важно как можно раньше получить сведения о приближающихся самолетах противника, чтобы своевременно подготовиться к их встрече.

Звукоулавливатель очень чувствителен к посторонним шумам, и как только артиллерия открывала огонь, работа звукоулавливателя значительно осложнялась.

Определить дальность самолета звукоулавливатель не мог, он давал только направление на источник звука; также не мог он обнаружить присутствия в воздухе бесшумных объектов — планеров и аэростатов.  {393} 

Наконец, при определении местоположения цели по данным звукоулавливателя получались значительные ошибки по той причине, что звуковая волна распространяется сравнительно медленно. Например, если

Рис. 343. Прожекторы поймали самолет

до цели 10 километров, то звук от нее доходит примерно за 30 секунд, а в течение этого времени самолет успеет переместиться на несколько километров.

Указанными недостатками не обладает другое средство обнаружения самолетов, широко применявшееся во время второй мировой войны. Это — радиолокация.

Оказывается, при помощи радиоволн можно обнаруживать самолеты и корабли противника, точно узнавать их местоположение. Такое применение радио для обнаружения целей носит название радиолокации.

На чем же основано действие радиолокационной станции (рис. 344) и как при помощи радиоволн можно измерить расстояние?

Каждому из нас известно явление эхо. Стоя на берегу реки, вы издаете отрывистый крик. Звуковая волна, вызванная этим криком, распространяется в окружающем пространстве, доходит до противоположного отвесного берега и отражается от него. Через некоторое время отраженная волна достигает вашего уха и вы слышите повторение собственного крика, значительно ослабленного. Это и есть эхо.

По секундной стрелке часов можно заметить, за какое время звук прошел от вас до противоположного берега и обратно. Предположим, что юн прошел это двойное расстояние за 3 секунды (рис. 345). Следовательно, расстояние в одну сторону звук прошел за 1,5 секунды. Скорость распространения звуковых волн известна — около 340 метров в одну секунду. Таким образом, расстояние, которое звук прошел за 1,5 секунды, равно примерно 510 метрам.

Заметьте, что вы не смогли бы измерить это расстояние, если бы испустили не отрывистый, а протяжный звук. В таком случае отраженный звук был бы заглушен вашим криком.

Рис. 344. Общий вид радиолокационной станции

На основе этого свойства — отражения волн — и работает радиолокационная станция. Только здесь мы имеем дело с радиоволнами, природа которых, конечно, совершенно иная, чем звуковых волн.

Радиоволны, распространяясь в определенном направлении, отражаются от препятствий, которые встречаются на пути, в особенности от тех, которые являются проводниками электрического тока. По этой причине металлический самолет «виден» с помощью радиоволн очень хорошо.

Каждая радиолокационная станция имеет источник радиоволн, то-есть передатчик, и, кроме того, — чувствительный приемник, улавливающий очень слабые радиоволны.

Рис. 345. Вы услышали эхо через 3 секунды

Рис. 346. Передатчик радиолокационной станции посылает в пространство радиоволны узким направленным пучком. Радиоволны, дойдя до цели, отражаются ею в разных направлениях и, возвращаясь обратно, улавливаются приемником станции

Передатчик излучает в окружающее пространство радиоволны (рис. 346). Если в воздухе находится цель — самолет, то радиоволны рассеиваются целью (отражаются от нее), а приемник принимает эти рассеянные волны. Устроен приемник так, что, когда он принимает радиоволны, отраженные от цели, в нем возникает электрический ток. Таким образом, наличие тока в приемнике свидетельствует о том, что где-то в пространстве есть цель.

Но этого мало. Значительно важнее определить направление, в котором в данный момент находится цель. Это легко можно сделать благодаря особому устройству антенны передатчика. Антенна посылает радиоволны не во все стороны, а узким пучком, или направленным радиолучом. «Ловят» цель радиолучом так же, как световым лучом обычного прожектора. Радиолуч вращают по всем направлениям и следят при этом за приемником. Как только в приемнике появляется ток и, следовательно, цель «поймана», можно сразу по положению антенны определить и азимут и угол места цели (см. рис. 346). Величины этих углов просто прочитываются по соответствующим шкалам на приборе.

Теперь посмотрим, как при помощи радиолокационной станции определяют дальность до цели.

Обычный передатчик излучает радиоволны в течение длительного времени непрерывным потоком. Если бы так же работал передатчик радиолокационной станции, то и отраженные волны поступали бы в приемник непрерывно, а тогда нельзя было бы определить дальность до цели.  {396} 

Вспомните, ведь только при отрывистом, а не при протяжном звуке вам удавалось уловить эхо и определить расстояние до предмета, отражавшего звуковые волны.

Аналогично этому и передатчик радиолокационной станции излучает электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными импульсами, представляющими собой очень короткие радиосигналы, следующие через равные промежутки времени.

Отражаясь от цели, радиолуч, состоящий из отдельных импульсов, Создает «радиоэхо», которое и позволяет определить расстояние до цели так же, как мы определяли его с помощью звукового эхо. Но не забудьте, что скорость радиоволн почти в миллион раз больше скорости звука. Ясно, что это вносит большие трудности в решение нашей задачи, так как приходится иметь дело с очень малыми промежутками времени, исчисляемыми миллионными долями секунды.

Представьте себе, что антенна направляет радиоимпульс на самолет. Радиоволны, отражаясь от самолета в разные стороны, частично попадают в приемную антенну и дальше в приемник радиолокационной станции. Затем излучается следующий импульс, и так далее.

Нам надо определить время, которое прошло от начала излучения импульса до приема его отражения. Тогда мы сможем решить нашу задачу.

Известно, что радиоволны распространяются со скоростью 300 000 километров в секунду. Следовательно, в одну миллионную долю секунды, или в одну микросекунду, радиоволна пройдет 300 метров. Чтобы стало ясно, насколько мал промежуток времени, исчисляемый одной микросекундой, и насколько велика скорость радиоволн, достаточно привести такой пример. Автомобиль, мчащийся со скоростью 120 километров в чае, успевает пройти за одну микросекунду путь, равный всего лишь 1/30 доле миллиметра, то-есть толщине листа тончайшей папиросной бумаги!

Положим, что от начала излучения импульса до приема его отражения прошло 200 микросекунд. Тогда путь, пройденный импульсом до дели и обратно, равен 300 × 200 = 60 000 метрам, а дальность до цели составляет 60 000 : 2 = 30 000 метров, или 30 километров.

Итак, радиоэхо позволяет определять расстояния по существу таким же способом, как и при звуковом эхо. Только звуковое эхо приходит через секунды, а радиоэхо — через миллионные доли секунды.

Как же практически измеряют такие короткие промежутки времени? Очевидно, секундомер для этой цели не годится; здесь нужны совершенно особые приборы.

ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА

Для измерения чрезвычайно малых промежутков времени, исчисляемых миллионными долями секунды, в радиолокации применяется так называемая электронно-лучевая трубка, сделанная из стекла (рис. 347).  {397}  Плоское дно трубки, называемое экраном, покрыто с внутренней стороны слоем особого состава, который может светиться от удара электронов. Эти электроны — заряженные отрицательным электричеством мельчайшие частички — вылетают из находящегося в горлышке трубки кусочка металла, когда он бывает в нагретом состоянии.

В трубке, кроме того, имеются заряженные положительным электричеством цилиндры с отверстиями. Они притягивают к себе вылетающие из нагретого металла электроны и тем самым сообщают им быстрое движение. Электроны пролетают через отверстия цилиндров и образуют электронный луч, который ударяется о дно трубки. Сами по себе электроны невидимы, но на экране оставляют светящийся след — маленькую светящуюся точку (рис. 348, A).

Рис. 347. Электронно-лучевая трубка

Посмотрите на рис. 347. Внутри трубки вы видите еще четыре металлические пластинки, расположенные попарно — вертикально и горизонтально. Эти пластинки служат для того, чтобы управлять электронным лучом, то-есть заставлять его отклоняться вправо и влево, вверх и вниз. Как вы увидите дальше, по отклонениям электронного луча можно отсчитывать ничтожно малые промежутки времени.

Представьте себе, что вертикальные пластинки заряжены электричеством, причем левая пластинка (если смотреть со стороны экрана) содержит положительный заряд, а правая — отрицательный. В этом случае электроны, как отрицательные электрические частички, при прохождении между вертикальными пластинками притягиваются пластинкой с положительным зарядом и отталкиваются от пластинки с отрицательным зарядом. Вследствие этого электронный луч отклоняется влево, и мы видим светящуюся точку в левой части экрана (см. рис. 348, Б). Понятно также, что если левая вертикальная пластинка заряжена отрицательно, а правая положительно, то светящаяся точка на экране оказывается справа (см. рис. 348, В).  {398} 

А что получится, если постепенно ослаблять или усиливать заряды на вертикальных пластинках и, кроме того, менять знаки зарядов? Тем самым можно заставить светящуюся точку принять любое положение на экране — от крайнего левого до крайнего правого.

Положим, что вертикальные пластинки заряжены до предела и светящаяся точка занимает крайнее левое положение на экране. Будем постепенно ослаблять заряды, и мы увидим, что светящаяся точка начнет Передвигаться к центру экрана. Она займет это положение, когда заряды на пластинках исчезнут. Если затем мы снова зарядим пластинки, переменив знаки зарядов, и при этом будем постепенно усиливать заряды, то светящаяся точка передвинется от центра в крайнее правое свое положение.

Рис. 348. Положение светящейся точки на экране зависит от направления электронного луча: А — электронный луч направлен прямо; Б — электронный луч отклоняется вертикальными пластинками влево; В — электронный луч отклоняется вертикальными пластинками вправо; Г — электронный луч отклоняется от крайнего левого положения до крайнего правого при постепенном (хотя и быстром) ослаблении и усилении зарядов вертикальных пластинок; на экране сохраняется непрерывно светящийся след

Так регулируя ослабление и усиление зарядов и производя в нужный момент смену знаков зарядов, можно заставить светящуюся точку пробегать из крайнего левого положения в крайнее правое, то-есть по одному и тому же пути, хотя бы 1000 раз в течение одной секунды. Пря такой скорости движения светящаяся точка оставляет на экране непрерывно светящийся след (см. рис. 348, Г), подобно тому, как оставляет след тлеющая спичка, если ее быстро двигать перед собой вправо и влево.

След, оставляемый на экране светящейся точкой, представляет яркую светящуюся линию.

Положим, что длина светящейся линии равна 10 сантиметрам и что светящаяся точка пробегает это расстояние ровно 1000 раз в течение одной секунды. Другими словами, будем считать, что расстояние в 10 сантиметров светящаяся точка пробегает за 1/1000 секунды. Следовательно,  {399} 

Рис. 349. Светящаяся точка пробегает в одну сторону (слева направо) отрезки пути за весьма малые промежутки времени, исчисляемые микросекундами

расстояние в 1 сантиметр она пробежит за ¹/_10 000 секунды, или за 100 микросекунд (¹⁰⁰/_1 000 000 секунды). Если под светящейся линией длиной 10 сантиметров поместить сантиметровую шкалу и разметить ее деления в микросекундах, как показано на рис. 349, то получатся своего рода «часы», на которых движущаяся светящаяся точка отмечает весьма малые промежутки времени.

Но как же по этим часам отсчитывать время? Как узнать, когда придет отраженная волна? Для этого, оказывается, и нужны горизонтальные пластинки, расположенные впереди вертикальных (см. рис. 347).

Мы уже говорили, что, когда приемник воспринимает радиоэхо, в нем возникает кратковременный ток. С появлением этого тока верхняя горизонтальная пластинка тотчас заряжается положительным электричеством, а нижняя отрицательным. Благодаря этому электронный луч отклоняется кверху (в сторону положительно заряженной пластинки), и светящаяся точка делает зигзагообразный выступ — это и есть сигнал отраженной волны (рис. 350).

Рис. 350. Светящаяся точка отмечает время прихода отраженной радиоволны. На экране вы видите два сигнала, полученные в разное время: через 200 и 650 микросекунд. Вы обнаружили две цели, из них одна ближе, а другая дальше. Теперь уже нетрудно подсчитать расстояние до этих целей

Рис. 351. Пользуясь шкалой дальностей, вы определяете расстояние до целей. По положению сигналов видно, что одна цель от вас в 30, а другая в 97 километрах

Надо заметить, что радиоимпульсы посылаются в пространство передатчиком как раз в те мгновения, когда светящаяся точка находится против нуля на экране. Вследствие этого каждый раз, когда радиоэхо поступает в приемник, сигнал отраженной волны получается в одном и том же месте, то-есть против той цифры, которая отвечает времени прохождения отраженной волны. А так как радиоимпульсы следуют один за другим очень быстро, то и выступ на шкале экрана представляется нашему глазу непрерывно светящимся, и со шкалы легко снять необходимый отсчет. Строго говоря, выступ на шкале перемещается по мере передвижения цели в пространстве, но, благодаря малости масштаба, это перемещение за  {400}  малый промежуток времени совершенно ничтожно. Понятно, что чем дальше от радиолокационной станции находится цель, тем позже приходит радиоэхо, а следовательно, тем правее на светящейся линии располагается зигзаг сигнала.

Чтобы не делать расчетов, связанных с определением расстояния до цели, на экран электронно-лучевой трубки обычно наносят шкалу дальностей.

Рассчитать эту шкалу очень нетрудно. Мы знаем уже, что в течение одной микросекунды радиоволна проходит 300 метров. Следовательно, в течение 100 микросекунд она пройдет 30 000 метров, или 30 километров. А так как радиоволна проходит за это время двойное расстояние (до цели и обратно), то деление шкалы с отметкой 100 микросекунд соответствует дальности, равной 15 километрам, а с отметкой 200 микросекунд — 30 километрам и т. д. (рис. 351). Таким образом, наблюдатель, стоящий у экрана, может по такой шкале непосредственно считывать расстояние до обнаруженной цели.

Итак, радиолокационная станция дает все три координаты цели: азимут, угол места и дальность. Это те данные, которые необходимы артиллеристам-зенитчикам для стрельбы при помощи ПУАЗО.

Радиолокационная станция может на расстоянии 100–150 километров обнаружить такую маленькую точку, какой кажется самолет, летящий на высоте 5–8 километров над землей. Проследить путь цели, измерить скорость ее полета, пересчитать количество летящих самолетов — все это может сделать радиолокационная станция.

В Великой Отечественной войне зенитная артиллерия Советской Армии сыграла большую роль в обеспечении победы над гитлеровскими захватчиками. Взаимодействуя с истребительной авиацией, наша зенитная артиллерия сбила тысячи вражеских самолетов.