Электронные стражи Альбиона: управляемые бомбы RAF

[Граф Цеппелин]

Управляемые бомбы не занимали значимого места в британских программах управляемых вооружений времен войны. Не то, чтобы британцы их недооценивали, нет. Еще в конце 1930-ых, различные комитеты при Королевских Военно-Воздушных Силах (RAF) и Королевском Авиастроительном Предприятии (RAE) рассматривали проекты управляемых авиационных бомб. В частности, одним из предложений была “оборонительная” бомба, предназначенная для поражения зенитных прожекторов. Предполагалось, что оказавшийся в луче бомбардировщик сбросит такую бомбу, и она, автоматически наводясь на свет при помощи чувствительных фотоэлементов, уничтожит прожекторную установку. Другой идеей было оснастить летающую бомбу RAE “Ram” – относительно которой был уже проделан солидный объем работ – чувствительными антеннами, для самонаведения на излучение радаров противника.



Тем не менее, ни одно из этих предложений не было реализовано, и в целом, интерес к управляемым бомбам (по сравнению с США, Германией и Японией) в Великобритании оставался низким. Причиной было то, что они, попросту говоря, не вписывались в доктрину.

( Свернуть )

Во-первых, британские ВВС предпочитали ночные операции. Темнота служила хорошей защитой от зениток и перехватчиков, позволяла использовать бомбардировщики с худшими летными характеристиками но с большей нагрузкой. Но темнота же не позволяла использовать простейшее командное наведение на цель, с визуальным отслеживанием полета бомбы оператором. Более же совершенные системы наведения были на тот момент технической Terra Incognita, далеко заходить в которую британские офицеры опасались.

Во-вторых, использование управляемого вооружения неминуемо снижало боевую нагрузку бомбардировщика. Системы управления 1940-ых были весьма массивны и их установка на бомбу значительно увеличивала ее вес – а стало быть, уменьшала количество боеприпаса, которое мог нести самолет. Кроме того, некоторые виды управляемого оружия – такие, как планирующие бомбы, с их широкими крыльями – могли размещаться только на наружной подвеске. При этом они не только ограничивали полезную нагрузку бомбардировщика, но еще и ухудшали его аэродинамику. Британские летчики, обретшие в лице "Авро Ланкастера" возможности доставлять боевую нагрузку тысячами тонн за вылет, весьма критически относились к идее заменить десятитонную боевую нагрузку парой-тройкой пусть даже очень точных бомб.

И, тем не менее, несколько проектов управляемых бомб все же были предложены вниманию RAF в годы войны.

Diving Doravane

Первый проект управляемой бомбы, рассматривавшийся в ходе войны, предложил в 1939 уже знакомый нам cэр Чарльз Деннистоун “Деннис” Барни.

Как и многих других авиационных инженеров той эпохи, сэра Барни беспокоила низкая точность бомбометания. Главной проблемой было то, что бомба, сброшенная из горизонтального полета, сохраняла мощный поступательный импульс, приданный ей бомбардировщиком, и летела вниз по вытянутой параболе. Чем длиннее была траектория, тем дольше летела бомба, и тем сильнее воздействовал на нее ветер и другие помехи. Пикирующие бомбардировщики решали эту проблему, переводя траекторию бомбы в (почти) вертикальную, но значительные нагрузки, испытываемые конструкцией самолета, вынуждали конструкторов существенно ограничивать нагрузку и характеристики пикировщиков.

Пытаясь решить проблему, конструкторы предлагали бомбы, оснащенные воздушными тормозами, тормозными парашютами, а также ретро-ракетными “замедлителями” (направленными против движения самолета, чтобы “остановить” бомбу в воздухе), но это только ухудшало ситуацию. “Остановленная” в воздухе бомба теряла приданную самолетом инерцию движения, и в результате отклонялась еще быстрее. Хотя ретро-ракеты нашли в итоге применение в противолодочном оружии – противолодочные самолеты выполняли атаки с небольшой высоты, и потеря инерции не имела значения – для общих задач они не годились. Сэр Барни нашел другое решение.

Идея “Пикирующего Доравана” (англ. “Diving Doravane”, сокращенно “Divane”) заключалась в том, чтобы оснастить бомбу системой “автопикирования”, которая переведет ее траекторию в вертикальную самостоятельно. Сброшенная с самолета, бомба двигалась бы по дуге окружности с центральным углом в 90 градусов. Описав четверть длины окружности, и оказавшись направленной вертикально вниз, бомба затем переходила в вертикальное падение. Таким образом, бомба быстро гасила поступательную составляющую своего движения, не теряя при этом в инерции.



“Пикирован”, как и другие идеи Барни, представлял собой довольно простое дополнение к обычным авиационным бомбам. На стандартный 1000-фунтовый боеприпас надевалось П-образное хвостовое оперение с механизмом управления, и деревянное крыло с отрицательным углом установки. Расположенная в хвостовой части вертушка, раскручиваемая набегающим потоком ветра, вывинчивала в полете фиксирующий болт – и через расчетное время после сброса, разблокировала крепления крыла. Число оборотов вертушки подбиралось с таким расчетом, чтобы отделить крыло, когда бомба будет направлена вертикально вниз.

Крыло, собственно, и было ключевой частью проекта – при движении бомбы, оно создавало направленную вниз аэродинамическую силу. Траектория сброшенной бомбы искривлялась под действием двух противодействующих сил – аэродинамической “опускающей” от крыльев, и центробежной, связанной с инерцией. По мере того, как траектория бомбы приближалась к вертикальной, аэродинамическая составляющая от крыла ослабевала, пока не сводилась почти к нулю. Расчеты сэра Барни показывали, что (теоретически) можно подобрать такое соотношение угла установки крыла, оперения и веса бомбы, при котором траектория ее движения будет составлять почти идеальную четверть окружности. Радиус окружности задавался при этом скоростью самолета-носителя.



Применение “Пикирована” должно было выглядеть следующим образом. Бомбардировщик с бомбой, полу-утопленной в бомболюке (для минимизации аэродинамического сопротивления) выходил к цели, на скорости в 300 миль в час (485 км/ч). Когда горизонтальная дальность до цели сокращалась до 45 метров, бомбардир подавал команду на сброс. Бомба, с крылом и оперением, установленным на радиус циркуляции в 45 метров, описывала дугу и оказывалась направленной прямо вниз. Вертушка выкручивала фиксирующий болт, крепление крыла размыкалось и бомба, выскользнув из крыла, падала вертикально.

Главным преимуществом своего изобретения Барни называл то, что длина траектории бомбы зависела теперь только от скорости полета – а не от высоты и скорости одновременно. Путь бомбы становился короче, менее подверженным ветровому сносу, и более предсказуемым. Регулируя скорость полета бомбардировщика, можно было регулировать радиус циркуляции бомбы, что придавало оружию сравнительную гибкость.

Не ограничиваясь этим, Барни предложил и более совершенную версию “Пикирована”. Эта бомба оснащалась не просто системой перевода в пикирование, но полноценным гироскопическим автопилотом, удерживающим ее на требуемом курсе при помощи элеронов и рулей высоты. Траектория спуска бомбы также определялась гироскопом. Сброс крыла, соответственно, выполнялся не примитивной вертушкой, вывинчивающей фиксатор, но электрическим реле, срабатывающим, когда гироскоп показывал, что бомба перешла в вертикальное падение.



Бомба сэра Барни выглядела достаточно изящным проектом, но, тем не менее, имела один неустранимый – на технологиях того времени – недостаток. Она транспортировалась на внешней подвеске бомбардировщика, и, таким образом, сводила его полезную нагрузку к минимуму. Для RAF это было неприемлемо: никакое повышение точности бомбометания, достижимое для “Пикирована”, не могло компенсировать элементарной нехватки поражающей силы. Документы позволяют предположить, что “Пикирующий Дораван” по крайней мере рассматривался британскими военными всерьез, и, возможно, какие-то проектные работы по нему были выполнены на самом деле. Однако, на вооружение бомба не поступила, и, судя по всему, даже не испытывалась.

Line controlled Tallboy

В 1945 году, знаменитый инженер Барнес Уоллис, работал над проектом улучшения своего главного вклада в войну – пятитонной сейсмической бомбы “Толлбой”. Сбрасываемая с большой высоты, эта сверхтяжелая бомба была рассчитана на то, чтобы уйти глубоко в грунт и взорваться под землей, создавая эффект искусственного землетрясения. Первое же применение этих бомб в 1944 году продемонстрировало их высочайшую эффективность в поражении прочных, устойчивых к обычному оружию целей – таких как укрепленные бункера, железнодорожные мосты и туннели.

Сброс “Толлбоя” проводился с большой высоты (иначе бомба не успела бы набрать сверхзвуковую скорость перед столкновением с землей), и поэтому требовал от экипажа самолета-носителя высокого мастерства. Особенно это сказывалось при поражении точечных целей, требовавших прямого попадания. Изучив результаты применения “Толлбоев” за 1944 год, британские инженеры пришли к выводу, что большая часть промахов происходят за счет отклонения по азимуту, а не по дальности. И появилась идея значительно улучшить точность “Толлбоя”, оснастив его системой радиокомандного управления по азимуту.



По мысли авторов проекта “удерживаемого на линии “Толлбоя”” (англ. Line Controlled Tallboy), масштабы требуемой модернизации были минимальны. В носовой части бомбы устанавливались небольшие вертикальные стабилизаторы с выдвижными спойлерами, а хвостовое оперение было увеличено. Довольно примитивная система радиоуправления, включавшая всего две команды – “вправо” и “влево” – позволяла контролировать курс бомбы по азимуту. Никакого управления бомбой по дальности не имелось. Предполагалось, что после сброса управляемого “Толлбоя”, оператор будет удерживать его параллельно курсу летящего бомбардировщика, корректируя отклонения соответствующими командами.

Уже в ходе разработки проекта, стало ясно, что система не будет работать. Примитивные спойлеры в носовой части просто не могли в должной степени контролировать полет 5-тонного снаряда. Проведенные расчеты показали, что для заложенных в проект маневренных характеристик, усилие на спойлерах надо увеличить в два раза! Такая переделка уже грозила нарушением аэродинамики самой бомбы, и в результате проект было решено закрыть.



VB-13 "Tarzon" ВВС США в ходе войны в Корее.

Следует отметить, что сама по себе идея оснащения “Толлбоя” системой командного управления порочной не была. Американцы успешно реализовали ее в 1945-1948 годах, создав управляемую сверхтяжелую бомбу VB-13, также известную как ASM-A-1 “Tarzon” (англ. TAllboy, Range and aZimuth ONly).

Journey’s End

Изменить скептическое отношение RAF к управляемому противоповерхностному оружию помогли немецкие управляемые противокорабельные бомбы Hs 293 и Fritz-X. В 1943-1944 году, эти авиабомбы достаточно успешно применялись против британского флота в Средиземном Море. Возможности управляемого оружия, которое позволяло прицельно атаковать корабли с большой высоты и из-за пределов досягаемости зениток, произвели впечатление как на британских моряков, так и на летчиков. И если флот в основном сосредоточился на противодействии подобному оружию, то военно-воздушные силы решили, что хотят себе такое же.

Основным недостатком немецкого подхода англичане считали визуальное отслеживание полета бомбы оператором. Применяться немецкие управляемые бомбы могли только днем и только в условиях хорошей видимости – как, например, на Средиземном Море. Британцев, не понаслышке знакомых с реальными условиями войны в океанах, это совершенно не устраивало.



Попадание немецкой управляемой бомбы Fritz-X в американский крейсер "Саванна" (1943).

Идеальным решением представлялось радиолокационное самонаведение – либо с помощью собственного радара бомбы, либо с помощью “подсветки” цели РЛС самолета-носителя. Американские доклады для комитета начальников штабов отмечают интерес британцев к американским программам создания самонаводящегося противокорабельного оружия (вроде знаменитой ASM-N-2 “Бэт”). Однако, собственного опыта разработки систем радиолокационного наведения британцам не хватало, и на освоение технологий требовалось время. RAF же хотели обзавестись управляемым противокорабельным оружием возможно быстрее - чтобы применить его в войне с Японией.

Поэтому решили пойти по более простому пути. Поразмыслив, военные пришли к выводу, что самонаведение в общем-то не является жизненно необходимым. Можно было обойтись и простым командным наведением – при условии, что полет бомбы будет отслеживаться оператором не визуально. Перебрав несколько возможных решений (включая отслеживание бомбы радаром самолета-носителя, установку на бомбу радиомаяка и т.д.), британцы остановились на телевизионном командном наведении: бомба оснащалась телекамерой, ретранслировавшей изображение поверхности под ней на экран оператора. Оператор же командами направлял бомбу в цель. Такое решение не было подлинно всепогодным, но все же позволяло сбрасывать бомбу сквозь облака и в условиях недостаточной видимости.

Проект бомбы был сформулирован научным советником Черчилля, сэром Фредериком Линдеманном, лордом Шервеллом, и поддержан бригадиром Миллисом Джеффрисом из отдела специальных разработок. Изначально называемый просто “бомба Шервелла-Джеффриса” проект в итоге получил символическое название “Journey’s End”, т.е. “конец пути”.

Это была управляемая авиационная бомба цилиндрической формы, оснащенная обычным неподвижным кормовым оперением. Вес ее составлял около тонны. Разработку боевой части для нее вел лично Джеффрис, стремившийся совместить мощный фугасный эффект с возможностью пробития броневых палуб. В результате, бомба несла фугасно-бронебойную боевую часть, начиненную пластиковой взрывчаткой (британский Состав C) и оснащенную инерциальным взрывателем. Предполагалось, что подобная боевая часть сможет пробивать своим корпусом тонкие верхние палубы кораблей, и проламывать броневые палубы, “расплющивая” по ним свою боевую часть перед подрывом.

В носовой части бомбы размещалась компактная (по меркам времени) телекамера с круговым сканированием изображения. Сигнал от камеры ретранслировался по радио на экран оператора, который видел картинку “глазами бомбы” и командами “вправо-влево, вверх-вниз” удерживал изображение цели точно посередине дисплея. Это соответствовало курсу бомбы прямо на цель. Если бомба отклонялась от курса, изображение цели смещалось от центра дисплея, и оператор передавал по радио соответствующие команды.

Управление бомбой было весьма нестандартным. Вместо аэродинамических рулей, бомба использовала пороховые ракетные двигатели, размещенные под углом к ее продольной оси. Команды оператора зажигали соответствующие двигатели, придающие бомбе кратковременный импульс в требуемом направлении. Точные причины для выбора столь необычной (для авиабомб) системы управления неизвестны, но предположительно, Шервелл и Джеффрис опасались, что использование аэродинамических рулей будет нарушать стабилизацию бомбы в полете. Они, очевидно, были знакомы с проблемами, выявившимися при разработке “Line controlled Tallboy”, и предусмотрительно решили их обойти. Количество коррекций курса, таким образом, ограничивалось количеством двигательных зарядов. Впрочем, Шервелл и Джеффрис вполне логично предполагали, что если бомбе в полете потребуется большое количество поправок, то она, скорее всего, так и так промахнется.

Концепция применения предполагала, что “Journey’s End” будет сбрасываться с большой высоты из горизонтального полета по кораблю противника, положение которого либо отмечено визуально, либо определено приблизительно при помощи радара. В частности, особое внимание уделялось “слепым” атакам из-за облаков. После сброса бомбы, оператор дожидался, пока поле зрения в достаточной мере прояснится, и приступал к наведению. Хотя такое решение и не было подлинно всепогодным, оно, тем не менее, позволяло атаковать цель в значительно большем спектре условий, чем при визуальном отслеживании. Другим преимуществом было то, что – в отличие от визуального отслеживания – по мере приближения бомбы к цели (и соответственно удаления от носителя), изображение цели становилось все более отчетливым, и точность наведения, таким образом, возрастала.



Прототип бомбы "Blue Boar" - прямого наследника бомбы Шервелла-Джеффериса.

Хотя программа получила наивысший приоритет среди всех разработок управляемого противокорабельного вооружения в 1945 году, к войне с Японией она все же не успела. Война закончилась прежде, чем бомба Шервелла-Джеффриса была готова хотя бы в виде прототипа. Работы над “Journey’s End” продолжались до 1947 года, после чего программа была “обновлена” и перезапущена под кодовым обозначением “Синий Вепрь” (англ. “Blue Boar”), имевшей уже более традиционную систему аэродинамического управления.

Источники:

* Патент UK528843 Improvements in or relation to Aerial Bombs - C.D. Burney, 1939.
* British Secret Projects 4: Hypersonics, Ramjets and Missiles - C. Gibbons, T. Battler, Midland Publishing (1997)
* Fire across the desert: Woomera and the Anglo–Australian Joint Project 1946–1980 - P. Morton, Defence Science and Technology (1989)
* The Early Development of Guided Weapons in the United Kingdom, 1940-1960 - S.R. Twigge, Harwood Academic Publishers (1993) - самой книги у меня нет, данные по цитатам в других источниках.

[orc4554]

Интересно. Никогда о таком варианте подруливания не слышал.

[Граф Цеппелин]

Интересно. Никогда о таком варианте подруливания не слышал.

А именно?

[Zenitchik]

У "Тора" склонение ракеты так сделано.

[orc4554]

Управление бомбой было весьма нестандартным. Вместо аэродинамических рулей, бомба использовала пороховые ракетные двигатели, размещенные под углом к ее продольной оси.

 Я почему-то полагал, что как раз "Тор" в этом смысле и был первым успешным вариантом. Но как мне кажется, такая система для управляемой бомбы  имеет слишком много недостатков при незначительных преимуществах.

Edited 5 Mar 2019 by orc4554

[orc4554]

Кстати, не вполне уверен, насколько корректно эти образцы техники сравнивать.