Мадемуазель Шнейдер vs. фройляйн Крупп. Часть 6, прицельная
Всех причастных к отечественной артиллерии с Праздником! Удачи тем, кто сейчас в бою, благополучного выздоровления раненым, благодарная память павшим. Более парадные слова и картинки ещё дождутся своей очереди, сейчас для них ещё не пришло время. А понимание истории развития артиллерийского вооружения и принципов его функционирования становится куда более важным. Поэтому продолжаем наш рассказ о 48-лин полевых гаубицах Круппа и Шнейдера, а также более фундаментальных вещах, воплотившихся в их конструкции.
Текст Анатолия Сорокина
Как артиллерийский вычислитель по своей военно-учётной специальности, автор просто не может пройти мимо прицельных приспособлений 48-лин полевых гаубиц систем Круппа и Шнейдера. Ведь именно эти устройства ответственны за то, насколько точно рассчитанные заранее вычислителем установки для стрельбы будут «преобразованы» в угол возвышения ствола и угол его горизонтальной наводки. И насколько удобны все манипуляции с прицельными приспособлениями для наводчика в орудийном расчёте.
Расчёт 48-лин полевой гаубицы системы Круппа обр. 1909 г. за учебной работой (сошник не упирается в ямку в грунте, как это должно было бы быть при реальной стрельбе, а просто стоит на нём). Наводчик (второй слева военнослужащий) визирует заданный ориентир в панораму Герца.
В этом отношении нужно заметить следующее: ранее шла речь о достижениях и неудачах артиллерийских конструкторских школ Германии и Франции, чьими детищами являются орудия концерна «Крупп» и фирмы «Шнейдер» соответственно. Но изготовление прицельных приспособлений не относится к металлургии, металлобработке и тяжёлому машиностроению - тем отраслям промышленности, которые ответственны за производство орудийных стволов и лафетов.
Прицельные приспособления, ставшие неотъемлемой частью орудий индустриальной эпохи, являются продукцией точного приборостроения. Предприятия, занимающиеся этим делом, могут быть интегрированы в структуру крупных концернов или холдингов военно-промышленного комплекса той или иной страны, а могут быть и полностью независимыми от них контрагентами. Также прицельные приспособления, как правило, одинаковы у орудий (кроме нарезки шкал под баллистику конкретной системы), построенных разными производителями внутри какой-либо конкретной страны. Армейское руководство по понятным причинам требует единообразной процедуры наводки всех находящихся в его распоряжении образцов артиллерийского вооружения и унифицирования процессов комплектации и ремонта сложной механики, оптики и в наше время электроники в прицельных приспособлениях, независимо от их изготовителя. Поэтому в этой части пойдёт речь о том, что предлагали Германия и Франция в области точного артиллерийского приборостроения.
Прицельные приспособления 48-лин полевых гаубиц систем Круппа и Шнейдера состоят из собственно прицела и панорамы. Прицел является сложным и точным механизмом, ответственным за контроль наведения ствола в вертикальной плоскости. Панорама представляет собой оптико-механический прецизионный прибор, перископ с поворотной головкой, с помощью которого ствол наводится в горизонтальной плоскости. Также в панораме предусмотрен специальный узел - т. н. отражатель, который даёт возможность ограниченного наведения ствола и по вертикали, причём с более высокой точностью, чем та, которую обеспечивает прицел. Рассмотрим их устройство и историю появления чуть более подробно.
Артиллеристы Русской Императорской армии (РИА) были пионерами в деле освоения стрельбы с закрытых огневых позиций непрямой наводкой, когда ведущее огонь орудие укрыто рельефом местности, растительностью или искусственными сооружениями и его расчёт не имеет возможности наблюдать цель. В этом случае горизонтальная наводка орудия производится по видимой вспомогательной точке с известным направлением относительно поражаемого объекта. В вертикальной плоскости ствол устанавливается согласно таблицам стрельбы, которые содержат все необходимые данные по зависимости дальности огня от угла возвышения ствола со всеми поправками на многочисленные факторы, влияющие на движение снаряда в канале ствола орудия и в атмосфере Земли.
Соответственно, на прицельных приспособлениях первых наших «трёхдюймовок» (3-дм скорострельных пушек обр. 1902 г.) реализовали базовые принципы такой непрямой наводки. По горизонтали поступили совсем просто: приспособили известную ещё древним астролябию с угломерной шкалой и подвижной линейкой-алидадой с двумя визирами (узкие прорези) для наблюдения ориентиров по азимуту. Удобство пользования таким угломером, а также точность горизонтальной наводки оказались «ниже плинтуса» ввиду его малого размера и затруднительного подхода наводчика к визиру, если ориентир расположен где-то сбоку или сзади от орудия. Кроме того, невозможность фокусировки глаза на близком и удалённом объектах одновременно приводила к размытию в поле зрения либо прорези, либо ориентира, только усугубляя ситуацию с точностью прицеливания.
Прицел 3-дм скорострельной полевой пушки обр. 1902 г. раннего выпуска с угломером-«астролябией», экспозиция Военно-исторического музея артиллерии, инженерных войск и войск связи (ВИМАИВиВС) в г. Санкт-Петербурге.
Угломер-«астролябия» прицела 3-дм скорострельной полевой пушки обр. 1902 г. раннего выпуска, вид сверху, экспозиция ВИМАИВиВС в г. Санкт-Петербурге. Обратите внимание на год выпуска устройства - 1905 и уже принятое к тому времени в РИА разделение окружности на 60 больших делений угломера (каждое из которых делится ещё на 100 малых). В результате один оборот оказывается равным 6000 малым делениям угломера и одно малое деление угломера приблизительно равно 1 миллирадиану (более точно 1 миллирадиан = 0,955 малого деления угломера). Использование такой шкалы измерения угловых величин позволяет быстро в уме пересчитывать угловые величины в линейные и наоборот. Например, под углом в одно малое деление угломера виден шар диаметром 1 сажень, удалённый от наблюдателя на 1000 саженей или шар диаметром в 1 метр, удалённый на 1000 метров. От этого пошло второе название малого деления угломера «тысячная дальности» или сокращённо т.д., которое со временем превретилось в просто «тысячную» (сокращённо «тыс.»). Этому сильно поспособствовало приближённое равенство одного малого деления угломера одной тысячной доле радиана.
Зато реализация точной наводки по вертикали даже на ранней трёхдюймовке оказалась с принципиальной точки зрения попаданием прямо «бац-бац, и в точку!» Для этой цели русские конструкторы придумали передовую для своего времени схему. Продольный уровень и угломерное устройство установлены на дугообразном стебле прицела, который может перемещаться относительно его остальных частей, жёстко связанных с качающейся частью пушки. Любое движение стебля приводит к повороту этого уровня и линии визирования угломерного устройства (если она только не перпендикулярна оси канала ствола орудия) в вертикальной плоскости на определённый угол. Для изменения положения стебля предусмотрен его подъёмный механизм с маховичком и механической передачей его вращения на шестерню, находящуюся в зацеплении со стеблем. Перемещение стебля и, следовательно, наклон продольного уровня и угломерного устройства контролируется по угломерной шкале, нанесённой на сам стебель.
Таким образом, направление и оси ампулы продольного уровня, и линии визирования угломерного устройства (если только она не перпендикулярна оси канала ствола) определяется как движением стебля прицела, так и углом возвышения качающейся части орудия. Стоит измениться чему-либо из этих двух вещей, так это сразу же отразится и на положении пузырька продольного уровня, и на видимой через визиры угломерного устройства «картинке». Поэтому прицельные приспособления такого типа называют зависимыми от орудия.
С таким устройством процедура наводки по вертикали выглядит следующим образом. Сначала при нулевой установке прицела проверяется параллельность оси канала ствола и оси ампулы продольного уровня при находящемся на его середине пузырьке. Это делается путём визирования через ствол и угломерное устройство какой-либо удалённой точки. Когда этот шаг сделан, то оси канала ствола и ампулы уровня параллельны не только друг другу, но и плоскости горизонта орудия и перпендикулярны вектору силы тяжести.
Затем при помощи подъёмного механизма стебля прицела продольный уровень наклоняется на угол, равный желаемому углу возвышения или склонения ствола, который пока сохраняет своё горизонтальное положение. Как следствие, пузырёк повёрнутого в пространстве продольного уровня уходит от своего исходного среднего положения. После этого наводчик начинает работать подъёмным механизмом ствола в обратную наклону продольного уровня сторону. При этом ствол приобретает угол возвышения или склонения, а этот уровень с угломерным устройством возвращаются к своему исходному горизонтальному положению. Как только пузырёк продольного уровня вернётся на его середину, наводчик закончит работу подъёмным механизмом ствола. При вновь параллельной горизонту орудия оси ампулы продольного уровня ствол окажется выставленным на такой угол возвышения или склонения, на который наклонили ранее уровень. При такой схеме вертикальной наводки даже нет надобности в визировании какого-либо ориентира.
Зависимые от орудия прицелы с таким принципом своего действия применяются на отечественных артиллерийских системах начиная с той самой «трёхдюймовки» вплоть до настоящего времени, с перерывом с 1936 по 1943 гг., когда в СССР господствовала скоропреходящая «мода» на другую схему наводки полевых орудий, пришедшую к нам из Германии.
Что было плохо в прицельных приспособлениях у ранней «трёхдюймовки»? Во-первых, её прицел плохо подходил для прямой наводки, когда уровень не нужен, а наводчик сам визирует направление на цель. Две узкие прорези у алидады угломерного устройства были для того куда менее удобны, чем ранее применявшиеся мушка и целик. Во-вторых, баллистические свойства разных гранат и шрапнелей были различны и шкала стебля прицела градуировалась в угловых величинах, что требовало таблиц стрельбы для пересчёта в них дальности до цели. Хорошо если они имеются (причём вместе со знающим грамоту и математику офицером или хотя бы унтер-офицером), а если их нет?
Попутно стоит заметить, что применявшаяся в то время в отечественной артиллерии русская система мер не благоприятствовала быстрому расчёту в уме установок для стрельбы даже при ведении огня прямой наводкой из-за плохо подходящих для того коэффициентов пропорциональности между основными единицами измерения длины (1 сажень = 7 футов, 1 верста = 500 саженей). Поэтому отечественные артиллеристы твёрдо стояли за введение метрической системы мер, которая уже давно применялась их французскими и германскими коллегами, задававшими стандарты развития мировой артиллерии (к началу ХХ века Российская Империя, увы, выпала из числа таких стран).
Довели до ума непрямую наводку немцы вскоре после русско-японской войны 1904-05 гг., когда она «во всей красе» показала свои преимущества. Германская фирма «Goertz» («Гёрц») впервые разработала съёмную артиллерийскую панораму, устройство которой в целом осталось неизменным вплоть до настоящего времени. Как упоминалось выше, такая панорама представляет собой оптическую трубу-перископ с четырёхкратным увеличением угловых размеров наблюдаемых объектов с объективом, установленным в поворотной головке. Эта головка снабжена прецизионным механизмом для установки и измерения её угла поворота (угломером), позволяющим контролировать её положение с точностью до 0,5 тыс. (1,8 угл. минуты, около 0,5 миллирадиана). Теперь, не меняя своего положения у прицела, наводчик может наблюдать любую точку на горизонте орудия и одинаково чётко видеть как ориентир при непрямой наводке или цель при прямой, так и наложенное на них перекрестие, обозначающее направление линии визирования. Это обеспечивает прозрачная пластинка с соответствующим изображением в фокальной плоскости оптической части панорамы.
Панорама Герца, внешний вид и внутреннее устройство.
Опять же, как было отмечено ранее, в состав головки панорамы с объективом входит отражатель - прецизионный механизм, позволяющий отклонять её линию визирования вверх-вниз на небольшой угол. Это добавляет панораме существенные возможности и по вертикальной наводке орудия. Во-первых, при небольших углах возвышения (в подавляющем большинстве случаев это стрельба прямой наводкой, хотя и не всегда) такое свойство прибора позволяет наводчику не отвлекаться на манипуляции с прицелом и контроль положения пузырька его продольного уровня. Барабанчиком отражателя панорамы отклонять её линию визирования вверх-вниз гораздо удобнее и точнее, чем движением стебля прицела, а при наличии некоторого навыка это можно делать, даже не отводя глаз от её окуляра. Это очень полезно не только при стрельбе прямой наводкой, но и при переносе огня по высоте.
Отражатель у панорамы также позволяет измерять в тысячных угловой размер наблюдаемых объектов, который при известной их высоте легко пересчитыватся в расстояние до них. Кроме всего этого, панорама фактически дублирует продольный уровень при вертикальной наводке: если запомнить точку в её поле зрения, где стоит перекрестие до перемещения стебля прицела, то работать подъёмным механизмом ствола в обратную сторону надо до тех пор, пока перекрестие не вернётся в эту точку. Это может оказаться полезным при неисправности продольного уровня. Вот такой очень полезный и многофункциональный прибор разработали в Германии. Впрочем, не стоит этому удивляться: существовавший в начале ХХ века высочайший уровень развития немецкой физики и приборостроения для её нужд привёл к быстрому и качественному воплощению русской идеи в конкретное устройство для артиллеристов. Результат в итоге получился просто отличным.
Главное артиллерийское управление во второй половине 1900-х гг. чуть ли не мгновенно оценило все преимущества панорамы - генерал-инспектор артиллерии вел. кн. Сергей Михайлович был ярым сторонником внедрения в практику артиллерии РИА непрямой наводки орудий. Посему любое его возможное франкофильство было им же забыто: русское военное ведомство приобрело лицензию у фирмы «Гёрц» в Германии на изготовление таких приборов и с тех пор они известны у нас как «панорама Герца» («ё» как-то «само собой» заменилось на «е»). И для наводки по горизонтали все русские полевые орудия, даже «шнейдеровских кровей» имели панораму немецкого происхождения (хотя у французов были свои взгляды на этот счёт, но заказчик тут был непреклонен). 48-лин полевые гаубицы систем Круппа и Шнейдера исключением не были, их прицельные приспособления обязательно включали в себя панораму Герца. У поздних «трёхдюймовок» угломер-«астролябию» на прицеле сразу же заменили на корзинку для панорамы.
Прицел 3-дм скорострельной полевой пушки обр. 1902 г. позднего выпуска с корзинкой под панораму Герца, экспозиция ВИМАИВиВС.
Стоит также заметить, что та самая корзинка прицела, куда устанавливается панорама, снимаемая на марше - тоже немалое достижение. При возке орудия сопутствующая тряска расшатывает и разбалтывает чувствительные к ней прецизионные механизмы установленнойв корзинку прицела панорамы, что очень нежелательно. Поэтому она на марше снимается с прицела и перевозится в специальном ящике с надлежащей амортизацией. В случае боевого или иного повреждения вместо неисправной панорамы в корзинку можно очень быстро поставить другую и орудие вновь станет боеспособным. Для сравнения, оптическая часть прицела британской 6-дм гаубицы Виккерса (RO 6 inch BL 26 cwt howitzer), также служившей в РИА, была «интегрирована» в него и при любом серьёзном своём повреждении требовала выведения всего орудия в ремонт.
Так что ещё раз отдадим должное германскому прикладному приборостроению - его детище используется в ВС РФ до сих пор и даже активное внедрение новых электронных систем управления огнём как АСУНО не изменит положения дел. «Старая добрая» панорама Герца так и останется резервным средством прицеливания буксируемых орудий и боевых машин реактивной артиллерии, оснащённых самыми передовыми системами наведения.
Закончив с панорамой, перейдём к собственно прицелам 48-лин гаубиц Круппа и Шнейдера. Они одинаковы по принципу действия (зависимые от орудия) и очень похожи по конструкции друг на друга, отличаясь лишь частностями технической реализации. К «базовому» стеблю прицела а-ля «трёхдюймовка» и немецкие, и французские приборостроители добавили более удобный для наводчика привод подъёмного механизма этого стебля на основе червячной передачи. Более того, в обеих странах в прицел ввели вращающийся при движении стебля дистанционный барабан - своеобразный механический индикатор выставленного на прицеле угла возвышения и соответствующей ему табличной дистанции стрельбы.
И там, и там дистанционный барабан соединён со стеблем ещё одной зубчатой, причём повышающей, передачей. Наклон установленной в корзинку на стебле панорамы всегда приводит к повороту дистанционного барабана на угол, кратный углу наклона панорамы. Дело заключается в том, что если шкалу угла возвышения расположить на стебле, как у нашей «трёхдюймовки», то для приемлемой точности установки этого угла в 1-2 тыс. и удобства считывания отсчётов стебель должен иметь большой радиус кривизны и значительный линейный размер как следствие. «Усиление» угла поворота на механическом индикаторе (а других тогда просто не было) позволило сделать и его, и стебель прицела компактными без причинения неудобств наводчику - он видит перемещения подвижных шкал дистанционного барабана относительно неподвижного указателя даже при незаметном глазу движении стебля. Для сравнения, шкала угла возвышения (причём не в тысячных, а в неудобных для артиллериста градусах и минутах) на упоминавшейся выше 6-дм гаубице Виккерса располагалась на весьма габаритном диске.
Прицел 48-лин полевой гаубицы системы Шнейдера обр. 1910 г., экспозиция ВИМАИВиВС.
Прицел 48-лин полевой гаубицы системы Круппа обр. 1909 г., экспозиция ВИМАИВиВС.
Также для удобства наводчика и у той, и у другой системы в прицеле существует возможность разобщения элементов червячной передачи, преобразующей вращение маховичка подъёмного механизма в движение стебля и в наклон панорамы с продольным уровнем как следствие. При этом стебель обретает возможность свободного перемещения по направляющим его элементам прицела, что позволяет наводчику быстро и грубо установить нужный угол наклона панорамы, держась за неё рукой. Иначе пришлось бы долго вращать тот самый маховичок, поскольку подъёмный механизм стебля прицела не обладает большой скоростью своего действия. Однако при такой манипуляции наводчик должен быть очень осторожен: не допускать ударов вставленной в корзинку прицела панорамы об орудийный щит и аккуратно производить расцепление и обратное зацепление червячной передачи во избежание её механических повреждений.
Стоп-кадр из кинохроники: красноармеец грубо устанавливает своей рукой угол наклона прицела на 152-мм гаубице обр. 1909 г. с абсолютно таким же прицелом (кроме нарезки шкалы дальностей), как и на 48-лин полевой гаубице системы Шнейдера обр. 1910 г.
Другой стоп-кадр из той же ленты: наводчик точно устанавливает посредством вращения маховичка подъёмного механизма прицела угол его наклона, равный желаемому углу возвышения ствола. После этого он будет работать подъёмным механизмом ствола, пока панорама не примет вертикальное положение, а продольный уровень прицела (рядом с окуляром панорамы) - горизонтальное.
Казалось бы у обеих систем в этом отношении всё по большому счёту одинаково, но есть один нюанс. Конический дистанционный барабан прицела 48-лин полевой гаубицы системы Шнейдера обр. 1910 г. имеет всего лишь две шкалы - шкалу тысячных (показывает угол возвышения ствола) и шкалу табличных дальностей в саженях для полного заряда. На дистанционном барабане прицела 48-лин полевой гаубицы системы Круппа обр. 1909 г. нарезаны пять шкал: на торце - шкала тысячных и на его цилиндрической поверхности - шкалы дальности в саженях по таблицам стрельбы для всех возможных зарядов (полный, первый, второй, третий).
Цилиндрическая часть дистанционного барабана прицела 48-лин полевой гаубицы системы Круппа обр. 1909 г. с нарезанными на ней дистанционными шкалами, экспозиция ВИМАИВиВС.
Торцевая часть дистанционного барабана прицела 48-лин полевой гаубицы системы Круппа обр. 1909 г. с нарезанной на ней шкалой тысячных, экспозиция ВИМАИВиВС.
Таким образом, немецкое орудие по устройству собственно прицела имеет ощутимое преимущество над французским: при возможности корректирования огня можно обойтись без таблиц стрельбы - их основная часть (зависимость дальности стрельбы от угла возвышения) уже нарезана на шкалах дистанционного барабана. Детище фирмы Шнейдер обеспечивает такую возможность только для полного заряда, что при отсутствии таблиц стрельбы, но имеющейся информации о дальности до цели вынуждает вести огонь только на полном заряде, излишне расходуя порох и ресурс ствола орудия. Так что и здесь Германия однозначно выиграла у Франции, хотя технологически «шнейдеровский» прицел смотрелся несколько предпочтительнее немецкого аналога.
Нормализованный прицел обр. 1930 г.
Нормализованный прицел обр. 1930 г. на 122-мм гаубице обр. 1910/30 гг., экспозиция ВИМАИВиВС.
Уже позже, в советское время при модернизации 122-мм гаубицы 1910 г. в систему обр. 1910/30 гг. для последней приняли новый нормализованный прицел обр. 1930 г. По своему принципу действия он был тем же, что и «крупповский», и «шнейдеровский» его предки, т. е. зависимым от орудия. Но от них обоих новый прицел унаследовал их сильные стороны: лучшую технологичность французского устройства и «немецкий» цилиндрический дистанционный барабан с дистанционными шкалами под все возможные заряды и шкалой тысячных на его торце. Помимо модернизированных 122-мм гаубиц обр. 1910/30 и 1909/37 гг. нормализованный прицел обр. 1930 г. устанавливался также на 107-мм пушку обр. 1910/30 гг., 152-мм гаубицу обр. 1909/30 гг. и 152-мм пушки обр. 1910/30 и 1910/34 гг.
В качестве резюме стоит отметить, что когда немецкая продукция на голову и безусловно превышала по своим характеристикам и эксплуатационным свойствам любых конкурентов (как в случае с панорамой Герца), никакая русская франкофилия не мешала приобретать в Германии лицензию на нужный образец оборудования и осваивать самостоятельно его производство. На этом мы заканчиваем рассмотрение собственно 48-лин полевых гаубиц Круппа и Шнейдера и в следующей заключительной части остановимся на том, какие их конструктивные и технические решения унаследовали более поздние отечественные орудия, какой вклад эти две системы внесли в формирование советской артиллерийской конструкторской школы.
PS. Предыдущая запись: Мадемуазель Шнейдер vs. фройляйн Крупп. Часть 5, противооткатная