Приборы Бенуа
Штабс-капитан лейб-гвардии Преображенского полка Н. А. Бенуа не был артиллеристом, но на летних манёврах под Петербургом вдоволь наслушался доносившихся с полигона выстрелов. Однажды он задался вопросом: а как определить, где именно палят? Всяк человек — голова два уха, но ими не обойдёшься. Если же разнести приёмники между собой и ведущей стрельбу пушкой, в третьей вершине получившегося… Измерить время прохождения звука к ним… А затем разделить меньшую величину на большую… То в итоге можно получить косинус угла с орудием.
Тригонометрия-с!
Год спустя, в 1909-м, Бенуа довёл свою идею до ума, разработал специальные приборы — звукоприёмники — и отрапортовал о них в Военное министерство. Они были оснащены мембранами, электрическими контактами и хронометрами. Если описывать принцип действия устройств предельно просто, то достижение звуковой волной мембраны включённого приёмника колебало её, размыкало контакты, и электрический ток переставал идти к счётчику времени, фиксировавшему даже доли секунды. Показания должны были передаваться на центральную станцию.
Регистрирующий прибор системы штабс-капитана Н. А. Бенуа (фото: Грач)
Первые полевые испытания — сперва под Петербургом, а затем на базе Осовецкой и Ковенской крепостей — выявили несовершенство аппаратуры. Обычный ветер и тот сильно мешал её работе, а дистанция действия (до шести километров) и точность счётчиков времени были невелики. Однако военное ведомство всё же сочло задумку перспективной и заказало в Швейцарии более точные хроноскопы.
Несколько лет спустя началась Первая мировая война. Штабс-капитан Бенуа отправился на фронт во главе звукометрического отряда, укомплектованного изобретениями командира. Новаторское формирование хорошо проявило себя уже в первые недели боёв, когда засекло неприятельскую батарею близ деревень Быхово и Голезново. Затем — ещё три батареи близ Каменя на Висле, а в ходе Варшавско-Ивангородской операции отряд Бенуа поработал особенно удачно. Добравшись верхом на скакунах до названной звукометристами точки, назначенная командиром мортирного дивизиона комиссия обнаружила разбитую русским огнём позицию противника.
Регистрирующий прибор и звукоприёмники конструкции штабс-капитана Н. А. Бенуа (фото: Ю. А. Миронов)
Приборы Бенуа проходили полевые испытания ещё в нескольких артиллерийских дивизионах и бригадах. Отзывы о них были, как правило, положительными: в конце концов, это не по обнаруженным взрывателям пытаться прикинуть расстояние до неприятельской батареи! В работу звукометрических аппаратов вносились поправки на плотность воздуха, направление ветра и так далее.
Немецкие артиллеристы несли потери и снимались с позиций — закрытых и, казалось бы, неуязвимых.
В ноябре того же года близ Парембо-Гурно люди и устройства Бенуа действовали особенно успешно, позволив разведать целый ряд батарей неприятеля. Вскоре звукометристов отозвали с передовой для обучения и формирования новых отрядов. Продолжилась работа по дальнейшему усовершенствованию устройств Бенуа. Однако находчивый гвардейский офицер был хотя и первым, но не единственным изобретателем.
Звукометрическая станция «В. Ж.»
К той же цели, пускай и разными путями, шли ещё несколько специалистов, в том числе Водолкевич и Желтов. Их звукометрическая станция «В. Ж.» работала по-другому. Она находилась в тылу, связанная электропроводкой с тремя-четырьмя наблюдательными постами на передке. На каждом посту — по двое солдат: отметчик и надсмотрщик. Последний следил, чтобы телеграфные линии были в порядке. Отметчик же, услышав звук выстрела неприятельского орудия, тотчас нажимал на кнопку.
Получив сигналы по проводам, хронограф на станции наносил на движущуюся ленту соответствующее число засечек. А дальше «офицер на центральном пункте при помощи особых масштабных линеек и диаграмм определяет графически, по относительному положению меток на ленте хронографа, положение батареи».
(Фото: Источник)
В указаниях для службы станций «В. Ж.» подчёркивалось: лес ей не помеха, зато порывистый ветер снижает надёжность наблюдений; район действия составляет пять-семь вёрст по фронту, и семь-восемь вёрст в глубину; разведку следует вести и днём, и ночью; нужно сверять полученные данные с результатами аэрофотосъёмки; за нанесение на карту местонахождения наблюдателей отвечает корпусной топограф. Начальники станций должны были сообщать начальнику артиллерии корпуса или армии данные по ряду пунктов: когда засветилась батарея, примерное число выстрелов, одиночные или нет, в каком направлении велись эти выстрелы, какими типами боеприпасов, из гаубицы или пушки (по возможности).
В начале 1917 года на Юго-Западном фронте начали действовать 14 звукометрических станций «В. Ж.». О результативности их работы известно не много. Инспектор артиллерии фронта рапортовал Верховному главнокомандующему о доведении числа станций до трёх десятков, в тылу готовилось ещё с полсотни отрядов, но точностью данных на фронте они будто бы не блистали.
Разложение действующей армии после падения самодержавия тоже не способствовало успеху звуковой разведки. Хотя доклады о настроениях на станциях в сентябре–октябре 1917-го выглядели ещё куда ни шло: «Выправка слабая… Оскорблений начальников не было… Дезертиров не было… Ведётся большевистская пропаганда, но большого успеха в команде пока не имеет».
Гальванометр и тепловой звукоприёмник Брэгга
Союзники России по Антанте тоже работали над изучением и внедрением звукометрии с самого начала войны. Первопроходцами в этой области на Западе считаются французы. Среди рассматривавшихся ими методик были схожие с идеей Бенуа разнесённые наблюдательные посты, а также выведенные за бруствер угольные микрофоны, которые передавали сигналы на самописцы.
В Англии работу по данной теме поручили офицеру картографического отдела Ставки Уильяму Лоренсу Брэггу. Он поехал в Париж перенимать передовой опыт союзников. С началом позиционного периода Великой войны работы у картографов прибавилось, но Брэггу дали зелёный свет на занятия звукометрией.
Уильям Брэгг
В качестве прибора для регистрации звуковых волн выбрали струнный гальванометр — устройство, использовавшееся в электрокардиографии. В октябре 1915 года его доставили на позиции 5-й армии во Фландрии в специально выделенном грузовике. Угольные микрофоны и провода поступили из-за Ла-Манша. В командировке Брэгг сперва получил известие о гибели смертельного раненого в Галлиполи брата, а затем — о присуждении ему с отцом Нобелевской премии по физике.
Испытания не заладились с самого начала. Распространяемые пушечными выстрелами звуковые волны были очень низкочастотными — от 10 до 25 герц, и не оставляли на плёнке гальванометра почти никаких следов. Наблюдениям мешало преодоление снарядами звукового барьера при каждом выстреле. Эти звуковые волны были бесполезны для определения местоположения батареи и заглушали звук самого выстрела. Угольные микрофоны оказались слишком чувствительны к раздающимся поблизости выстрелам из винтовок.
Этот узел проблем не удавалось распутать месяцами.
Выходом стало использование теплового звукоприёмника. Аппарат был устроен просто и остроумно. Вот — футляр, играющий роль резонатора наподобие корпуса гитары. Вот — отверстие в крышке футляра, а за ним находится асбестовый стержень с намоткой из платиновой проволоки сечением всего семь микрон. После подачи на неё тока силой 30 миллиампер проволока раскаляется докрасна, и сопротивление резко возрастает.
Важнейшие детали теплового звукоприёмника конструкции Уильяма Брэгга (фото: В. Серов)
Немцы стреляют из пушки, звуковая волна от выстрела достигает звукоприёмника, из-за чего атмосферное давление перед отверстием в крышке увеличивается. Поскольку внутри оно в норме, то воздух и устремляется внутрь, охлаждая платиновую проволоку. Сопротивление падает, ток возобновляется и достигает самописца. Струна колеблется, что проецируется на светочувствительную плёнку. Моментально происходит обратный процесс: воздух выбирается наружу, сопротивление в проволоке вновь растёт, и т. д.
Во избежание погрешностей из-за ветра звукоприёмник обернули несколькими слоями камуфляжной сетки. Имелась ещё незадача — мелкие насекомые садились на платиновую намотку, создавая нагар, — но затем решили и её. Были доработаны микрофоны и футляры для них. Провода от них к звукоприёмникам прокладывали над землёй на кольях — увы, часто привлекая внимание противника. Весь звукометрический комплекс включал в себя до шести микрофонных станций и два наблюдательных поста: нажатием кнопки по вспышке наблюдатели запускали гальванометры.
Конечно, оставалась ещё уйма сопутствующих условий, мешающих звукометрии, — взять хотя бы направление ветра. Но после того, как в руки британцев попал немецкий приказ о запрете на одиночный огонь, когда в секторе тихо, и дует восточный ветер, Брэгг мог гордиться собой и командой.
Звуковая разведка применялась в сражениях при Пашендейле и Камбрэ. В 1917 году благодаря этому последнему слову техники было засечено 37,5 процента немецких батарей. Много это или мало? Во всяком случае больше, чем посредством наземной и авиационной разведки (28,5 процента и 26,5 процента соответственно, ещё 7,5 процента остались на счету воздухоплавателей).
Кто же был первым?
Кому же в годы Великой войны принадлежала пальма первенства в использовании звукометрии? В западной литературе о Бенуа не вспоминают. Зато сохранился его рапорт от 26 мая 1916 года начальнику Главного артиллерийского управления А. А. Маниковскому со словами: «Я был уведомлён, что не встречается препятствий к передаче моего изобретения союзным державам».
Однако вряд ли следует увязывать здесь две сущности между собой. Повторяемость открытий и решений, независимых и спонтанных, — обычное дело в изобретательстве, особенно если идея назрела и лежит на поверхности. И как бы то ни было, в освоении звукометрии в Первую мировую Россия шла если не впереди планеты всей, то в ногу с другими ведущими державами.
Охота на звук в Первую мировую не ограничивалась звуковой разведкой артиллерии.
Звукоулавливающие рупоры ловили в небе отзвуки моторов неприятельской авиации, под землёй «слухачи» вели минную войну. Но эти интересные темы заслуживают отдельного разговора.
Мнение редакции не всегда совпадает с мнением автора.