Ламповые солдаты свободы: семейство управляемых бомб VB

[Граф Цеппелин]

В этой "внеплановой" статье суммируются все проекты, предпринятые в рамках программы VB для ВВС США. Упоминаются как уже знакомые нам образцы (AZON, Felix, Roc), так и другие. А на следующей неделе мы переходим от бомб к управляемым ракетам)



Обозначение VB – Vertical Bomb (англ. “вертикальная бомба”), присваивалось воздушными силами армии США всем управляемым бомбам, не имевшим существенных планирующих возможностей и падавших более-менее близко к обычной баллистической траектории. В 1942-1945 году, по заказу USAAF был разработан целый ряд управляемых вертикально падающих бомб, использовавших различные принципы и системы наведения. Объединяло их то, что практически все они были “насадками” на обычные серийные авиабомбы – комплектами управления для таковых.

( Свернуть )

VB-1 AZON – под этой аббревиатурой проходила уже известная нам бомба AZON. Про нее было рассказано в отдельном материале.

VB-1 SPAZON – модификация AZON, разработанная для уменьшения разброса по дальности. Примерно половину пути, бомба падала, свободно вращаясь (и за счет этого стабилизируясь в полете). Затем специальный таймер включал питание автопилота и системы управления, бомба стабилизировалась по крену и начинала отзываться на команды оператора. Хотя испытания системы были успешны, командование сочло нерациональным нарушать ход серийного производства ради сравнительно небольшой модификации.

VB-2 AZON – эта аббревиатура была присвоена утяжеленной, 2000-фунтовой (907-кг) версии AZON. В феврале 1944, армия США заказала 5300 комплектов VB-2, однако из-за увеличенного оперения бомба не помещалась на B-17 и только одна могла быть размещена в заднем бомболюке B-24. Проект не получил развития.

VB-3 RAZON – Range & AZimuth Only (англ. “Только дальность и азимут”). Командно управляемая авиабомба, в отличие от AZON способная к наведению не только по азимуту, но и по дальности.

Проект RAZON, по сути дела, являлся реализацией изначальных планов USAAF в отношении управляемых бомб – которые, ради скорейшей реализации, упростили до более примитивного AZON. Только в 1943 году, когда успех AZON уже не вызывал сомнений, генералы вновь вернулись к проекту управляемой в двух плоскостях бомбы.



Поначалу проблему попытались решить “в лоб”, попросту соединив два AZON вместе так, что рулевые плоскости одной бомбы стояли горизонтально, а другой – вертикально. Команды первой бомбе, соответственно, управляли всей сцепкой по дальности, а команды второй бомбе – по азимуту. Вполне естественно, что на испытаниях в феврале 1944 года эта импровизированная конструкция провалилась полностью. Во-первых, ее аэродинамика оказалась совершенно неудовлетворительной. Во-вторых, центр тяжести сцепки оказался настолько непредсказуемо смещен, что нельзя было толком представить, как именно бомба отреагирует на команду. Наконец, каждая такая сцепка требовала двух каналов управления (по одному для каждого комплекта оперения), что сводило количество одновременно наводимых бомб к трем.

Компания Gulf, ранее уже работавшая над прототипами AZON предложила использовать свой проект октагонального хвостового оперения. Оно позволяло добиться лучшей стабильности, установить более крупные и эффективные рулевые плоскости, и обеспечить гораздо лучшую управляемость. Оборотной стороной стали размеры оперения: в отсеки B-17 помещались только две бомбы RAZON, более объемистый B-24 мог нести четыре, и даже огромный B-29 с его просторными отсеками мог взять не больше восьми.

Система управления RAZON была разработана MIT в сотрудничестве с радиолабораторией Гарвея в Кембридже (штат Массачуссетс). Она состояла из передатчика RC-186 и приемника AN/CRW-2. Система могла передавать и принимать пять акустических тонов на ультразвуковых частотах: четыре служили для передачи команд “вправо-влево”, “вверх-вниз”. Пятый тон являлся нейтральным, и передавался в отсутствие прочих на десятикратной мощности, чтобы “заполнить” несущую частоту и не позволить противнику посылать на ней ложные команды.

Значительной проблемой при создании RAZON стала проблема параллакса. Поскольку самолет-носитель и сброшенная бомба непрерывно и независимо двигались, перед оператором стояла сложная задача – как именно удерживать бомбу на линии визирования цели, в то время как эта линия постоянно смещается? Сброшенная бомба в полете двигалась по дуге; эту дугу нужно было как-то совместить с движущейся прямой линии визирования цели.

Проблема параллакса в итоге была решена Карлом Норденом с помощью электромеханической приставки “Краб”, монтировавшейся на стандартный прицел “Норден”. Она представляла собой оптическую систему, которая проецировала изображение бомбы поверх изображения цели в окуляре бомбардира. Наружный объектив “Краба” автоматически поворачивался по заранее установленной (механически) программе, соответствующей расчетной баллистической траектории сброшенной бомбы. В конце программы, оптическая ось “Краба” приводилась к оптической оси “Нордена”, отслеживающего цель.



Обычный Norden слева, и дооснащенный приставкой "Краб" справа.

После сброса бомбы, оператор отслеживал полет бомбы при помощи “Краба”, командами удерживая ее в центре смещающегося прицела. Тем самым, RAZON удерживалась на задаваемой движением объектива “Краба” расчетной баллистической траектории. Затем, когда объективы “Краба” и “Нордена” совмещались, оператор видел изображение бомбы поверх изображения цели и командами приводил бомбу в цель.

На испытаниях в июле 1944 года, из девятнадцати сброшенных образцов RAZON нормально сработали только одиннадцать – надежность аппаратуры оставляла желать лучшего. Однако, наименьшее среднее отклонение сработавших бомб составило порядка 1 метра по азимуту и 5 метров по дальности (в идеальных условиях). NDRC оставило о бомбе весьма благоприятный отзыв, и полные энтузиазма генералы сразу же заказали 3000 комплектов AZON.



Видеохроника учебного сброса RAZON вместе с обычной неуправляемой бомбой.

Однако, поступление бомбы в войска сильно задержалось, в первую очередь, по вине самих разработчиков. Поскольку одной из основных претензий к RAZON была ее недостаточная маневренность (максимальный радиус коррекции курса составлял 488 метров), инженеры NDRC попытались решить проблему, установив на бомбу второй комплект хвостового оперения – позади первого.

Сделать это оказалось не так-то просто: пришлось менять расположение антенн и гироскопов, а результаты были обескураживающими. На испытаниях, “двойной” RAZON действительно продемонстрировал больший радиус коррекции – до 792 метров – но аэродинамика его просто никуда не годилась. Серия испытаний с 6 ноября по 8 декабря показала, что “двойная” бомба отчаянно мотается туда-сюда, и не может удерживать курс. Раздраженные полугодовой задержкой генералы устроили скандал, и в итоге NDRC рекомендовало вернуться к начальному дизайну.



Основным назначением RAZON теперь виделось применение против Японии. В отличие от гигантских промышленных комплексов Германии, большая часть заводов и фабрик Японии были сравнительно небольшими объектами, рассредоточенными в городской застройке. Бомбардировка с высоты отдельных зданий представлялась существенной проблемой. Хуже того, против пилотов USAAF ополчились и силы природы: первые же бомбардировочные операции против Японских Островов продемонстрировали аномально большое рассеивание сброшенных бомб. Озадаченные американцы вскоре разобрались, что виновато было тихоокеанское струйное течение. Сильные ветра на больших высотах сбивали падающие бомбы с баллистической траектории, делая задачу поражения отдельных промышленных объектов из “сложной” – “почти нереальной”.

Бомбы RAZON выглядели оптимальным решением проблемы. Управляемые в полете бомбы могли быть точно направлены в небольшую фабрику или заводской цех, невзирая на ветра. Командующий армейскими ВВС США генерал Арнольд возлагал на RAZON большие надежды. Однако… командующий 20-ой воздушной армией генерал Кертис ЛеМэй ставил во главу угла количество, количество, и еще раз количество. Решением проблемы уничтожения японской промышленности для ЛеМэя были ночные ковровые бомбардировки с малых высот по “британскому” образцу – когда целью зажигалок становился весь город.

Сожжение Токио ночным налетом 9-10 марта 1945 года уничтожило более половины городских предприятий. При этом погибло около 100.000 мирных жителей, больше миллиона остались без крова – но с точки зрения ЛеМэя, атака достигла целей, и это было главным. Последующие ночные атаки с малых высот были столь же впечатляюще разрушительны, и поэтому ЛеМэй был категорически против любого отвлечения своих бомбардировщиков ради экспериментов с управляемыми бомбами. Хотя генерал Арнольд был очень заинтересован в программе RAZON, он, тем не менее, считал критическим все же выиграть войну – и пока действия ЛеМэя приносили результаты, Арнольд был готов согласиться с его позицией.

Только к концу лета 1945, когда цели, пригодные для ковровых бомбардировок в Японии попросту кончились, 20-я ВА обратила внимание на управляемые бомбы. ЛеМэй счел, что они могут быть очень полезны для уничтожения мостов, тоннелей, укрепленных сооружений и подобных объектов. Однако, применить RAZON в Японии уже не успели: война кончилась раньше.

Боевой дебют RAZON в итоге состоялся в Корее. Хотя к этому времени наводимая командно, отслеживаемая визуально оператором бомба уже далеко не была шедевром технологии, особого выбора у американцев не было. Чрезмерное увлечение USAF стратегическими атомными бомбардировками привело к тому, что RAZON была, по сути дела, единственным высокоточным оружием, имевшимся в больших количествах.

Поначалу, применение RAZON сталкивалось с высоким процентом отказов: из сброшенных за время войны 489 бомб нормально сработали 331, т.е. около 67%. В среднем, в первые месяцы применения отказывала каждая вторая бомба. Тщательная переборка и замена устаревших компонентов помогли решить проблему. Согласно имеющимся отчетам, из последних 150 сброшенных бомб не сработали только около дюжины, то есть надежность RAZON составила 96%. Летчики высоко оценили точность бомбы, но критически отзывались о ее разрушительной силе. Возможностей 454-кг боевой части просто не хватало для гарантированного разрушения стальных и железобетонных мостов. В результате, применение RAZON было приостановлено в пользу более тяжелых управляемых боеприпасов.

VB-4 RAZON – версия RAZON для 2000-фунтовой (907-кг) бомбы. Производилась параллельно: ввиду увеличенных размеров и веса на ней использовалось "двойное" оперение.



"Двойной" RAZON.

Применялась в начальный период войны в Корее вместе с VB-3.


Кумулятивный RAZON – версия 1000-фунтового (454-кг) RAZON с кумулятивной воронкой в нижней части бомбы. Оружие предназначалось для поражения крупных военных кораблей сквозь броневые палубы.

В ходе экспериментов весной 1945 года, экспериментальная кумулятивная боеголовка в габаритах стандартной 454-кг бомбы была установлена на мишени, имитирующей вертикальный срез корпуса линкора через башню главного калибра. Мишень состояла из нескольких слоев плит, разделенных 2,5-метровыми воздушными промежутками. А именно (сверху-вниз):

А - 280-мм закаленная броневая плита
B - 101-мм закаленная броневая плита
C - 20-мм плита из гомогенной стали
D - 20-мм плита из гомогенной стали
E - 20-мм плита из гомогенной стали

Между плитами D и E были уложены 45-кг авиабомбы без взрывателей, чтобы оценить: сумеет ли кумулятивная струя, пройдя через несколько слоев металла и воздуха сохранить достаточно энергии, чтобы поразить боекомплект в погребе корабля? Испытания дали более чем убедительный ответ “да”. Взорванная бомба пробила всю мишень насквозь и вызвала детонацию 45-кг бомб под ней, тем самым продемонстрировав исключительную эффективность кумулятивных боеприпасов против бронированных кораблей.

Проект кумулятивного RAZON не был реализован ввиду завершения войны, но фугасно-кумулятивные боевые части в дальнейшем стали главным оснащением противокорабельных ракет - вплоть до настоящего времени.

VB-5 – комплект самонаведения для 1000-фунтовой (454-кг) авиабомбы, оснащенный фотоэлектрическим сенсором. Бомба должна была наводиться на оптически контрастные цели: вращающийся сенсор сканировал местность под бомбой и реагировал на значительное изменение поступающего светового потока. Таким образом, бомба могла наводиться на любую цель, контрастно выделяющуюся на окружающем фоне.



Хотя концепция представлялась вполне работоспособной, и экспериментальные образцы оптически контрастного самонаведения успешно работали на учениях, камнем преткновения стал вопрос о возможных целях. VB-5 могла эффективно поражать только четко выделяющиеся цели на монотонном фоне – например, такие как корабли в море. Однако это не особенно интересовало командование армейской авиации. Большинство же стратегических целей (вроде заводов, топливных цистерн, железнодорожных узлов) особенной контрастностью не отличались. А то и вообще были закамуфлированы.

Все это означало, что VB-5 сможет применяться только в отдельных случаях, либо против специфических целей – таких, как крупные мосты или дамбы электростанций, которые можно легко выделить на монотонном фоне воды. Однако, такие цели достаточно эффективно поражались и с помощью бомб AZON. Кроме того, система имела такие же ограничения по видимости, как и AZON – могла применяться только в светлое время суток и при хорошей погоде. В результате, проект VB-5 был сочтен излишним и закрыт в июне 1944.



В октябре 1944, однако, интерес к оптически-наводящимся бомбам возродился вновь. Как уже упоминалось ранее, главной проблемой командно управляемых бомб AZON и RAZON было то, что оператор мог одновременно наводить не более чем одну сброшенную бомбу – что резко снижало эффективность удара.

Инженерам USAAF пришла в голову элегантная идея: что, если установить на бомбе VB-1 AZON мощный фальшфейер, на который бы нацеливались оптические головки самонаведения бомб VB-5? В этом случае, командно управляемая бомба служила бы “проводником” для самонаводящихся. Бомбардировщик мог бы сбросить залпом одну VB-1 и гроздь VB-5, оператор на борту удерживал бы VB-1 на курсе, а за ней, как утята за уткой-мамой, послушно следовали бы самонаводящиеся бомбы.

Испытания показали, что концепция теоретически работоспособна. Однако, имеющиеся оптические головки самонаведения для VB-5 (рассчитанные на сопровождение наземных целей) не обладали достаточным углом обзора, чтобы эффективно следовать за фальшфейером на летящей по воздуху VB-1. Создание же новой широкоугольной ГСН отняло бы немало времени. В результате, проект VB-5 вновь положили на полку.

VB-6 Felix – самонаводящаяся бомба с инфракрасным наведением. Свое название бомба получила в честь героя немых мультфильмов кота Феликса и присущей кошкам способности видеть в темноте. Про нее было рассказано в отдельном материале.

VB-7 – бомба с телевизионным командным наведением. Представляла собой, по сути, стандартный VB-4 RAZON, в носовой части которого установили телекамеру, транслирующую изображение цели на экран оператора. Оператор видел местность “глазами” бомбы, и командами направлял ее в цель.



Поскольку вместить телекамеру, передатчик и блок питания в габариты 454-кг RAZON оказалось нереально, VB-7 делалась на основе 907-кг VB-4 RAZON, но с уменьшенной вдвое боевой частью. Вся ее носовая часть была занята телекамерой Vericon, разработанной фирмой “Ремингтон Рэнд”, и передатчиком сигнала. Передающая антенна располагалась на хвостовом оперении.

Хотя проект выглядел многообещающим, испытания VB-7 дали разочаровывающий результат. Оказалось, что бомба, попросту говоря, падает слишком быстро. Изображение с камеры бомбы (и так-то весьма расплывчатое и зернистое!) приближалось так быстро, что оператор просто не успевал толком даже разобрать, что он видит, не говоря уже об управлении бомбой. Кроме того, разрешающие возможности тогдашних камер не позволяли получить достаточно четкое изображение цели, видимой прямо сверху.

В результате, командование USAAF сделало логичный вывод, что телевизионное командное наведение больше подходит для планирующих бомб, чем для вертикально падающих. Проект VB-7 был закрыт летом 1944.

VB-8 – представляла собой другой вариант бомбы с телевизионным наведением. Предположительно, отличалась конструкцией оперения и камеры, используя телеаппаратуру Block I от RCA. Проект VB-8 был закрыт летом 1944.

VB-9/10/11/12 – бомбы проекта “Roc”, разработанные компанией “Дуглас”. Про них было рассказано в отдельном материале.

VB-13 TARZON – 5-тонная сейсмическая бомба “Толлбой”, оснащенная адаптированным комплектом командного управления от RAZON. Название расшифровывалось как TAllboy Range & aZimuth ONly (англ. ““Толлбой” только дальность и азимут”).



Эта гигантская управляемая бомба была попыткой радикально решить проблему неэффективного использования боевой нагрузки, стоявшую перед AZON и RAZON. Командование USAAF решило: если мы не можем изменить тот факт, что за один заход бомбардировщик может сбросить только одну управляемую бомбу, то пусть тогда это будет БОЛЬШАЯ бомба. Желательно самая большая, которую может только нести бомбардировщик.

В качестве такой решили использовать Т-10 – американскую лицензионную копию британской сейсмической бомбы “Толлбой”. Разработанная для поражения особо прочных сооружений, эта бомба сбрасывалась с большой высоты, разгонялась в полете до трансзвуковой скорости, и при ударе заглублялась в грунт на 25-30 метров. Последующий подземный взрыв создавал эффект искусственного землетрясения: в грунте образовывалась полость, которая затем оседала, смещая почву и разламывая фундаменты самых прочных зданий. Британские воздушные силы с большим успехом применяли “Толлбой” в Европе для поражения мостов, туннелей и железобетонных бункеров, но точный сброс огромной бомбы с большой высоты требовал очень тщательной подготовки экипажей. Американцы считали, что смогут решить проблему проще – установив на бомбу систему командного управления.

Американцы возлагали большие надежды на эти огромные управляемые бомбы, но программа разработки затянулась, сначала из-за медленного освоения T-10 промышленностью (сейсмическая бомба была чрезвычайно трудоемкой, требуя особо прочных отливок и закаленной стали, и тщательной последующей обработки), затем – из-за необходимости доработать систему управления для трансзвуковых скоростей полета. Генерал Арнольд хотел получить 5-тонные управляемые бомбы к планировавшемуся вторжению в Японию, но война завершилась раньше. Первые тринадцать прототипов были готовы только в январе 1946 года.



Очень Большая Бомба.

TARZON стала одной из немногих программ управляемого оружия времен войны, которую не прекратили вскоре после. Основанная на уже отработанной технологии RAZON, огромная 5-тонная управляемая бомба выглядела достаточно перспективно, чтобы работы над ней продолжились и после 1946, хотя и в замедленном темпе. Первые серийные образцы были выпущены только в 1948 году. Тогда же TARZON получила обозначение ASM-A-1 (Air-Surface Missile – Air (force) – 1, т.е. Снаряд (управляемый) Воздух-Земля – ВВС – первый).

Конструкция TARZON являлась, по сути дела, развитием RAZON – пропорционально увеличенным по размерам. Система управления осталась прежней; площадь октагонального хвостового оперения, рулей и элеронов увеличили. Чтобы улучшить управляемость бомбы в полете, в ее центральной части установили кольцевое крыло, способное создавать подъемную силу в любом желаемом направлении.



Видеохроника учебного сброса TARZON.

Подобно RAZON, TARZON тоже довелось повоевать в Корее. Бомбы применялись с бомбардировщиков B-29, на которых (ввиду огромных габаритов) размещались полуутопленными в бомболюк. Основными целями для 5-тонных управляемых бомб стали железобетонные мосты и плотины электростанций Северной Кореи: объекты слишком прочные, чтобы вывести из строя обычными средствами. На испытаниях, бомба поражала цель с КВО не более 25 метров, что делало TARZON весьма аккуратным оружием.

С декабря 1950 по март 1951, USAF выполнили три десятка миссий с применением 28 бомб TARZON. В результате было уничтожено шесть стратегически важных целей, включая мосты и дамбы электростанций, и еще несколько целей повреждены. Однако, гигантская бомба, торчащая из бомболюка, была очень неудобна для экипажей B-29, существенно ограничивая летные характеристики бомбардировщика. Кроме того, выявились проблемы с ее безопасностью. 29 марта 1951 года, снаряженный TARZON бомбардировщик испытал в полете механическую неисправность, и экипаж, готовясь к аварийной посадке, сбросил бомбу на малой высоте. Теоретически, бомба была не взведена и безопасна – однако, коснувшись земли, TARZON внезапно взорвался, уничтожив самолет со всем экипажем. Спустя три недели, инцидент со взрывом аварийно сброшенной бомбы повторился снова, правда, на этот раз без жертв.



TARZON в небе над Кореей. Из видеохроники боевого сброса 5-тонной управляемой бомбы.

Расследование катастрофы выявило, что виной всему оказалась конструкция хвостового оперения: при аварийном сбросе, его обломки цепляли и вытягивали шнур безопасности, тем самым непреднамеренно взводя взрыватели. Проблему можно было легко устранить, но командование USAF к этому времени уже охладело к TARZON. Система управления бомбы могла применяться только в дневное время, при хорошей видимости, и требовала от самолета-носителя лететь прямо, не маневрируя – что делало его легкой целью для зениток. Быстрое наращивание атомного арсенала США позволяло, в свою очередь, предполагать, что задачи, возлагаемые на TARZON, в перспективе будут решаться тактическим атомным оружием. В августе 1951, программа TARZON была закрыта.



Бомба TARZON в музее ВВС США, рядом с носителем - B-29.

ИСТОЧНИКИ:

* Guided missiles and techniques - Summary Technical Report of Division 5, NDRC, Vol.1 (1946)
* The Long Road To Desert Storm And Beyond: The Development Of Precision Guided Bombs - Donald I. Blackwelder (2015)
* Near Miss: The Army Air Forces' Guided Bomb Program in World War II - Donald J. Hanle (2007)

[Affidavit Donda]

Как всегда очень интересно. 

на следующей неделе мы переходим от бомб к управляемым ракетам

Уррраааааааа!!!

p.s. 

около 67%. В среднем, в первые месяцы применения отказывала каждая вторая бомба.

Разве каждая вторая это не 50%?

Изменено 18 Feb 2020 пользователем Affidavit Donda

[sanitareugen]

50% вначале, по мере освоения число отказов снизили, и в среднем получилось 2/3.

[Граф Цеппелин]

Как всегда очень интересно

Спасибо)

Уррраааааааа!!!

Что, бомбы так надоели?  (шутка)

Разве каждая вторая это не 50%?

67% - это общая за всю войну. В начале была порядка 50%, далее надежность сумели подтянуть до 96%

[wps]

...

Очень  жаль - что на сайте ФАИ - нельзя  ставить "плюсы"... - Ни за темы,ни за комменты. -

 

На некоторых сайтах - я ставлю очень много плюсов. - А на сайте АИ - я больше всего "плюсов" поставил именно коллеге  Граф Цеппелин.

...

[orc4554]

Спасибо.  Про управляемый "Толлбой" что-то слышал, а вот остальное-увы.  астероид с Весту из плюсиков.

[Граф Цеппелин]

На некоторых сайтах - я ставлю очень много плюсов. - А на сайте АИ - я больше всего "плюсов" поставил именно коллеге Граф Цеппелин.

Спасибо, коллега!

Спасибо. Про управляемый "Толлбой" что-то слышал, а вот остальное-увы. астероид с Весту из плюсиков.

Пожалуйста! Очень рад, что понравилось!