Аналоговая виртуальная реальность: зенитный тренажер-купол Генри Стефенса
Можно без особых сомнений утверждать, что Вторая Мировая Война стала звездным часом пикирующего бомбардировщика (а также его лебединой песней - но это уже не входит в спектр рассмотрения данной статьи). На суше и на море, пикировщики революционизировали воздушную войну, впервые сделав возможным эффективное поражение точечных целей. Пронзительный вой падающих с неба «Штук», гром разрывов сброшенных с леденящей душу точностью бомб прочно вошли в историю мирового конфликта
Любое действие, как известно, порождает и противодействие. Осознавшие угрозу пикирующего бомбардировщика армии и флоты начали лихорадочно ощетиниваться батареями мелкокалиберных автоматических пушек - способных встретить падающую с неба смерть очередями разрывных снарядов. Вполне естественно, что резкое наращивание противовоздушной обороны потребовало и множества подготовленных зенитных расчетов.
Что было не так-то просто.
Одной из первых с проблемой подготовки большого количества зенитчиков столкнулась Великобритания, осенью 1940 года лихорадочно готовившаяся к обороне от неминуемого (как тогда казалось) немецкого вторжения. «Познакомившись» во Франции со смертоносной эффективностью немецких пикирующих бомбардировщиков, англичане не сомневались; именно они станут главным орудием немцев при высадке на британские берега. Чтобы парировать эту угрозу, требовалось срочно защитить от атак пикировщиков хотя бы наиболее важные цели. Нуждался в зенитках и флот - как для усиления обороны боевых кораблей, так и для самозащиты множества британских транспортов и торговых судов.
Однако программа обучения десятков тысяч британских зенитчиков столкнулась с рядом непредвиденных сложностей. Существовал значительный разрыв между базовым обучением зенитчиков (сводившимся к теоретическим курсам, и стрельбе «по тарелочкам») и продвинутыми тренировками, со стрельбой по буксируемым и радиоуправляемым мишеням. Базовое обучение попросту не могло привить новичкам все необходимые навыки. Обучение же на летающих мишенях требовало множества учебных самолетов-буксировщиков - которых британцам в 1940 году отчаянно не хватало. К тому же оно стоило весьма и весьма дорого.
Выражение оператора мишени неописуемо словами.
Помимо практических, выявились еще и психологические проблемы. Опыт первых месяцев сражений продемонстрировал неожиданный и удручающий результат; молодые, неопытные зенитчики, оказавшись под воздушной атакой, часто просто зажмуривались и палили в белый свет, как в шестипенсовик (ну, в Британии же нет копеечек). Особенно эта проблема была актуальна для расчетов корабельных зениток, где каждому стрелку казалось, что атакующий пикировщик выбрал целью именно его.
Никакая теоретическая подготовка, никакие показы учебных фильмов, решить проблему «застывания» неопытных зенитчиков попросту не могли. Реальная воздушная атака слишком отличалась от любых учебных материалов. Требовалось какое-то инженерное решение.
За дело взялся волонтер резерва флота Его Величества Генри Кристиан Стефенс, ветеран Ютландского Сражения. Идея специального тренажера для обучения зенитчиков пришла ему в голову в общем-то случайно; он смотрел в кинотеатре хронику военных учений, в которой показывали работу зенитной батареи по атакующему ее самолету. И он подумал, что если сделать экран куполообразным (как в планетарии), и проецировать в разных его местах записи атакующих самолетов, то такая система вполне сможет достоверно имитировать работу корабельных зенитных расчетов.
Генри Кристиан Стефенс в 1941 году.
Связавшись со своими старыми флотскими друзьями, Генри Стефенс сумел «достучаться» до высших кругов Адмиралтейства, и представить им свою идею. Адмиралов проект впечатлил, и Стефенсу предложили вернуться на службу в звании младшего лейтенанта. Флот же обеспечил его контактами среди киноиндустрии - в частности, с компанией «Tecnicolor Ltd.», взявшейся за реализацию проекционной составляющей тренажера.
Зенитный тренажер-купол (англ. Dome Trainer) представлял собой, как и следует из названия, купол диаметром около 12 метров (40 футов) и высотой около 8-10 метров (25 футов). Основа купола делалась из бетона, свод изнутри покрывался белой гипсовой штукатуркой на основе из мелкоячеистой металлической сетки.
Конструкция сохранившегося купола, во время реставрации в 1970-ых.
Изнутри купол делился на две неравные части звуконепроницаемой перегородкой. В меньшей части (находившейся сразу напротив единственного входа) располагались электрощитовая, вентиляционное отделение и небольшая раздевалка для персонала, на случай плохой погоды снаружи.
Бо'льшая же часть купола служила, собственно, помещением тренажера. Плавно выгибавшаяся крыша играла роль «неба», создавая иллюзию глубины изображения. На ранних моделях тренажера, внутреннюю поверхность купола красили в светло-голубой цвет. Такая имитация неба, однако, выглядела не слишком-то достоверно, и на более поздних моделях ее заменили системой синих флюоресцентных ламп, освещавших внутреннее пространство купола с требуемой интенсивностью. Это позволяло имитировать любые условия освещенности - от ясного солнечного дня и до ненастной ночи.
В центре купола располагалась двухъярусная платформа. На верхнем ярусе была установлена «зенитка» - в зависимости от версии тренажера, это мог быть как наводимый вручную макет пулемета Браунинга на вертлюге, так и точная копия автоматической пушки «Bofors» L/60 с электрическими приводами наведения. Вместо ствола, «зенитка» оснащалась яркой лампой-вспышкой с коллиматором, при нажатии на гашетку выпускавшей узкий белый световой луч. Вспышки лампы были синхронизированы с темпом стрельбы настоящего орудия выбранного типа. На линзу коллиматора было нанесено изображение прицельной сетки - таким образом, при «стрельбе» на стены купола проецировалось изображение прицела.
На нижнем же ярусе платформы размещалось «сердце» тренажера: проекционный аппарат и система подвижных зеркал, позволявших направлять луч проектора на разные участки внутренней поверхности купола. На проекторе прокручивалась кинопленка с записями учебных заходов самолетов на наземные и морские цели. При помощи подвижного зеркала, управляемого инструктором посредством рычажной системы, «атакующий самолет» мог быть спроецирован на любую часть купола.
Интересно отметить, что изображение на тренажере было цветным. Производством проекционных аппаратов для тренажеров занималась знаменитая фирма «Tecnicolor Ltd.», разработавшая один из первых способов получения цветного изображения на экране кинематографа. Исходные записи учебных атак - сделанные, естественно, на черно-белую пленку -тонировались с помощью красного и зеленого светофильтров, и перезаписывались на цветную пленку. Разумеется, качество цветопередачи на тренажере было далеко от стандартов индустрии, но более чем достаточно реалистично для обучения зенитчиков.
Визуальные эффекты, разумеется, дополнялись акустическими. Во время работы тренажера, внутри него прокручивались звуки сражения; грохот выстрелов, звуки разрывов снарядов и бомб, шум авиамоторов. Аудиозапись была синхронизирована с проецируемым изображением - вой мотора пикирующего бомбардировщика реалистично нарастал по мере его «приближения». Когда стрелок нажимал на гашетку «зенитки», специальный проигрыватель прокручивал звуки выстрелов.
Во время работы тренажера, инструктор-оператор запускал проектор и нацеливал зеркало так, чтобы изображение атакующего самолета появилось на желаемой части купола. Задачей тренирующихся зенитчиков было быстро и правильно навести орудие, и «вести» цель с необходимым упреждением до конца атаки. Двигая зеркало, оператор заставлял проецируемый самолет «маневрировать», вынуждая зенитчиков постоянно переносить прицел и компенсировать движения цели по экрану.
Для оценки точности «стрельбы» будущих зенитчиков использовалось простое, но весьма изящное решение. На кадры с изображением самолета было нанесено (вручную) желтое пятно, обозначавшее точку упреждения. Его положение было тщательно рассчитано так, чтобы соответствовать упреждению при реальной стрельбе по настоящему самолету.
Вид через прицел тренажера. Желтое пятно точки упреждения отфильтровано встроенным светофильтром.
Если «зенитка» была нацелена правильно, то проецируемый ей при «выстреле» световой круг с прицельной сеткой накладывался на желтое пятно и наблюдающий за тренировкой инструктор отмечал «попадание». В прицел же «зенитки» был встроен желтый светофильтр, то есть сам стрелок не мог видеть желтое пятно на проекции. Ему приходилось полагаться исключительно на свои собственные навыки, чтобы правильно удерживать упреждение по двигающемуся (и маневрирующему!) самолету на куполе тренажера.
Тренажер-купол Стефенса пришелся как раз вовремя. Великобритания остро нуждалась в зенитчиках - и устройство Стефенса позволяло преподавать новичкам необходимые навыки, надежно, дешево, а главное реалистично. В куполах Стефенса, будущие зенитчики оттачивали навыки «ведения» прицелом маневрирующей, активно двигающейся цели, учились сохранять спокойствие и твердость рук в шуме и грохоте сражения, не терять самообладания при виде летящего прямо на них бомбардировщика. Начиная с 1941 года, в одной только Великобритании было спешно возведено около 40 куполов - в основном, на авиабазах RAF и станциях флота. Строились купола и за пределами Британии - в Египте, Австралии, Индии и Канаде - а после войны, активно поставлялись на экспорт. Всего за время войны и после нее было построено более 300 тренажеров Стефенса.
Купол Стефенса (черное пятнышко в центре) на авиабазе в Эссексе.
Главным недостатком тренажеров-куполов в исходной версии была относительная сложность и продолжительность возведения бетонного купола. В попытке решить эту проблему, Генри Стефенс испробовал несколько вариантов разборных куполов (собиравшихся из фанерных секций), но счел их все неудовлетворительными. В конечном итоге, он остановился на идее надувного купола, поддерживаемого давлением воздуха от компрессора. Интересно отметить, что сначала Стефенс хотел использовать надувной купол просто как опору для формирования бетонного - но затем, убедившись в надежности и стабильности надувной конструкции, решил вообще отказаться от бетона. Восемьдесят восемь надувных куполов, известных как «Portable trainer dome», были заказаны британским флотом для развертывания на заморских базах и на колониальных станциях.
Click to viewПо мнению британского адмиралтейства (озвученному в 1948 году), применение куполов-тренажеров во время войны позволило спасти от гибели кораблей и грузов на общую сумму в 100 миллионов фунтов стерлингов. После войны, тренажеры Стефенса продолжали использоваться вплоть до конца 1950-ых - когда рост скорости реактивных самолетов и переход зениток на автоматическое радарное наведение сделал подобного рода тренировки малоэффективными.
В отличие от многих других тренажеров Второй Мировой, несколько куполов Стефенса дожили и до наших дней. Их прочная бетонная конструкция делали их весьма живучими сооружениями. Многие из них были в 1960-ых перестроены в различные вспомогательные или хозяйственные сооружения при авиабазах, или проданы в частное владение после закрытия военных объектов. Один из наилучшим образом сохранившихся куполов является тренажер на авиабазе Лэнгэм, в Эссексе; хотя база была закрыта в 1961 году, купол был восстановлен усилиями энтузиастов и превращен в музейный объект. В настоящее время, в нем размещена экспозиция, посвященная обучению британских зенитчиков во время Второй Мировой Войны - а также интерактивный тренажер, позволяющий посетителям самим «пострелять по экрану».
P.S. Еще один пример технологического решения, по сути простого - в отличие от, например, чрезвычайно сложных торпедных циклорам-тренажеров Fleet Air Arm, или американских тренажеров бортстрелков бомбардировщиков - но более чем эффективного в своей нише. Авторам исекайных романов (между прочим, термин «исекай» официально внесли в Оксфордский словарь английского языка - авторы «попаданцеписева», страдайте!) на заметку: это как раз та идея, которая обходится не слишком дорого, а пользы может принести очень и очень много.