О системах управления огнём отечественного флота в первой половине прошлого столетия
Разговор о системах управления огнём отечественного флота логично начать с того, что полноценной СУО в Российской империи так и не появилось. Система «Гейслер и К» образца 1910/1911 годов выполняла лишь часть функций: она автоматически рассчитывала вертикальный угол наводки орудия и передавала его к орудиям. За расчёты и поправки отвечали четыре прибора — механический дифференциал, фрикционный механизм ВИР (величины изменения расстояния), эксцентриковый механизм для преобразования прицела в угол прицеливания и рычажный множительный механизм для выработки индивидуальной поправки угла возвышения на износ орудия. Передача прицела к орудиям шла по методу совмещения стрелок: наводчику не нужно было смотреть на циферблат и выставлять прицел — достаточно было «подкручивать» прицел, совмещая стрелки. Главная же польза заключалась в том, что управляющему стрельбой больше не требовалось пользоваться таблицами стрельбы для перевода дистанции до цели в прицел — он мог сосредоточиться на наблюдении и определении поправок, которые далее учитывались автоматически.
Но «Гейслер и К» не считал самостоятельно ни ВИР, ни ВИП — величину изменения пеленга, необходимую для выработки целика. Целик высчитывался вручную, система лишь обеспечивала его передачу к орудиям. В то же время британские СУО, такие как «столик Дрейера», работали по другому принципу: в него закладывались курс и скорость своего корабля и корабля-цели, и на основании постоянно обновляемых данных столик сам высчитывал ВИР и ВИП, а затем преобразовывал их в прицел и целик с учётом прочих поправок, включая направление и скорость ветра и боковое отклонение снаряда в полёте. «Столик Дрейера» не гарантировал победы — при неверных измерениях дистанции или ошибках в определении курса и скорости цели он выдавал ошибку. Но концептуально он был правильнее и стал эталонным решением: все последующие счётно-решающие приборы СУО, включая таковые на крейсерах типа «Де Мойн», работали по тем же основополагающим принципам. Менялась точность расчётов, добавлялись поправки, совершенствовались приборы наблюдения и передачи команд, но принципиальная схема оставалась той же.
Ирония истории в том, что новизна и репутация «столика Дрейера» сыграли с англичанами злую шутку. Немного позднее другой англичанин — Поллэн — создал более эффективные приборы управления стрельбой, но первопроходец Дрейер сумел «продавить» использование на кораблях Королевского флота своего столика, а Поллэн остался не у дел. Это позволило Российской империи приобрести его приборы для балтийских дредноутов типа «Севастополь».
В вопросе ПУС Советский Союз получил очень хорошую базу. В его распоряжении была школа специалистов — «Гейслер и К» был иностранным лишь по названию, фактически разработкой занимались российские сотрудники. И образцы одних из самых совершенных в мире ПУС Первой мировой войны — приборы Поллэна. Неудивительно, что уже в 1925 году СССР замахнулся на АПКН — автомат прямого курса. Он представлял собой модернизацию ПУС Поллэна, дополненную баллистической частью — комплектом устройств, автоматизировавших расчёт всех поправок к стрельбе. У «столика Дрейера» и у ПУС Поллэна ВИР и ВИП рассчитывались автоматически, но все прочие поправки следовало вводить вручную, предварительно рассчитав их по таблицам. Баллистическая часть АПКН должна была избавить управляющего огнём от работы с таблицами.
Разработка АПКН шла очень медленно и проблемно. Флот пополнялся новыми кораблями, возвращались в строй линкоры, достраивались крейсера, и, опасаясь, что из АПКН ничего не выйдет, наши закупили автомат курсового угла и расстояния (АКУР) у английского «Виккерса» и синхронную передачу данных автомата стрельбы и команд американской фирмы «Сперри». После приобретения выяснилось, почему АПКН никак не мог родиться: моряки изначально поставили очень высокие требования, которым не соответствовали ни АКУР, ни передача «Сперри». АКУР давал ошибку в курсовом угле в 0,016 дистанции, что считалось совершенно неприемлемым. Ещё хуже обстояли дела со «Сперри» — собранная по их документации передача оказалась неработоспособной. Выбор сделали в пользу доработки: в основе первых советских ПУС лежал доработанный АКУР, а передачу от «Сперри» забраковали, заменив аналогичной, разработанной в рамках создания АПКН. Но продукция «Сперри» не была приобретена зря — в её составе присутствовала вполне рабочая гировертикаль, без которой стабилизация командно-дальномерных постов и орудийных установок была бы невозможной.
Новые ПУС установили на линкоры «Октябрьская Революция», «Парижская Коммуна» и крейсер «Красный Кавказ». Гировертикаль досталась только крейсеру — воспроизвести их производство сразу не удалось. Впоследствии они были запущены в серию под названием «Шар», но это случилось позднее. А пока в распоряжении СССР было всего две гировертикали: одну разобрали для «реверс-инжиниринга», вторую установили на «Красный Кавказ». Ни о какой стабилизации речи ещё не шло — на крейсере гировертикаль использовалась как кренометр, обеспечивающий выстрел на ровном киле или при конкретном угле качки. В 1931 году СССР приобрёл ПУС для лидеров типа «Ленинград» у итальянской фирмы «Галилео» и подверг полученные приборы тщательному изучению.
В 30-е годы морская артиллерия знала три метода пристрелки. По знакам падения — классическая «вилка», при которой учитывался только знак падения залпа, перед целью или за ней; самый длительный вид пристрелки. По измеренным дальностям — когда КДП был укомплектован двумя дальномерами: один измерял дистанцию до цели, второй — до всплесков от падения снарядов. По измеренным отклонениям — измерялось расстояние между всплеском и кораблём-целью, для чего требовался один дальномер, но со специальным прибором — скартометром. Имевшиеся в распоряжении СССР ПУС 20-х годов поддерживали ведение огня по наблюдению знаков падения, хотя новейшие КДП позволяли использовать и метод измеренных дальностей, но его можно было применить, только пересчитывая параметры «вилки» вручную. С приобретением итальянской «Централи» наши разработчики получали опыт и возможность реализовывать в будущих СУО любой из трёх методов пристрелки.
Венцом довоенного советского СУО-строения стал центральный аппарат стрельбы ЦАС-1, предназначенный для установки на линкоры и крейсера. Это был агрегат размером 240×90×181 см, весивший 3050 кг и состоявший из трёх частей. Блок «наблюдённых данных» получал курсовой угол на цель и дальность до цели с некоторой периодичностью, после чего автоматически вырабатывал курс и скорость цели. Блок «автоматный», он же «самоходный», высчитывал координаты цели и курсовой угол цели на себя. Данные этих двух блоков позволяли определять и прогнозировать ВИР и ВИП до цели. Блок «баллистический» просчитывал все необходимые поправки — направление и скорость ветра, давление, температура воздуха и его влажность, температура пороха, износ стволов, вид используемых боеприпасов — и вырабатывал углы вертикальной и горизонтальной наводки орудий с учётом ВИР, ВИП и всех перечисленных поправок. ЦАС-1 поддерживал любой тип пристрелки и изначально создавался не только для классического морского боя, но и для ведения стрельбы за пределы видимости по данным самолёта-корректировщика, а также для выдачи целеуказания торпедному оружию. Фактически СССР получил один из самых совершенных счётно-решающих устройств морских ПУС в мире. ЦАС-1 выпускался серийно и устанавливался на лёгкие крейсера проекта 26-бис.
Параллельно прорабатывался его облегчённый вариант ЦАС-2, предназначенный для кораблей класса «эсминец» и ниже. Он был существенно меньше (176×74×165 см) и легче (1840 кг), но и проигрывал ЦАС-1: алгоритмы задач были упрощены путём введения ряда допущений, которые ЦАС-1 вычислял, кроме того, поддерживалась только пристрелка по методу измеренных отклонений. ЦАС-2 получили крейсера проекта 26, «Киров» и «Ворошилов», поскольку ЦАС-1 на тот момент ещё не были готовы. Уважаемый А. В. Платонов приводит данные по количеству задач, которые решал тот или иной автомат стрельбы: прибор Поллэна — 7 задач, АКУР (Англия) — 34 задачи, ЦАС-2 — 38 задач, ЦАС-1 — 47 задач.
Как бы ни был хорош ЦАС-1, устройств, позволявших учесть качку при выработке прицела и целика к орудиям, у него не было. За это отвечал отдельный прибор — преобразователь координат (ПК), аналог американской Мк.41 «Стабильная вертикаль». В основе ПК была гировертикаль, позволявшая контролировать углы крена, продольной и боковой качки. ПК, получая данные от ЦАС-1, «присоединял» к ним углы крена и дифферента и выдавал готовое решение — прицел и целик.
Любую систему управления огнём можно разложить на три блока — вход, обработка, выход. На входе — приборы, предоставляющие исходные данные о своём корабле и корабле-цели: дальномеры, визиры, РЛС управления огнём, гирокомпасы. Обработка — счётно-решающее устройство, преобразующее исходные данные в огневое решение. На выходе — приборы, транслирующие высчитанные прицел и целик к орудиям. В части обработки у Советского Союза и США был примерный паритет: свои задачи ЦАС-1 решал вполне хорошо, а нареканий на отечественный ПК мне не встречалось — да и основан он был на гировертикали американской конструкции. Но вот в дистанционном управлении силовыми приводами, осуществляющими наводку орудий, и в самих приводах у нас в первой половине 1940-х годов были сложности. Эта проблема делала невозможной стабилизацию орудий, как главного калибра, так и зенитных. Прицел и целик наши приборы вычислять умели, поправки на качку давать тоже, но транслировать их в башни приходилось способом, применявшимся ещё в Первую мировую войну — посредством дающих и принимающих циферблатов. Наводка производилась совмещением стрелок: ЦАС транслировал постоянно меняющиеся из-за качки значения прицела и целика, а наводчики в башне вручную подстраивали под них углы наведения.
Американские системы позволяли централизованно, без участия расчётов в башнях, наводить орудия не только универсального, но и главного калибра. Преимущество было очевидным. Ни наше, ни американское счётно-решающие устройства не могли обойтись без управления человеком — требовались поправки, которые должен был определить, опираясь на опыт, человек. Но после выработки огневого решения новейшие американские СУО могли обеспечить наведение орудий без прямого участия человека, а в советских СУО военных времён это было невозможно. Если наводчики были отлично подготовлены, они могли отстреляться мало чем хуже автоматики, но легко проигрывали ей при слабой подготовке или человеческой ошибке. Та же проблема давала о себе знать и на входе: американские «директоры» (КДП) в новейших СУО были стабилизированы, а наши — нет. Наши операторы дальномеров вынуждены были вручную бороться с качкой, в то время как за американцев это делала автоматика.
В силу сказанного американские корабельные СУО до появления РЛС управления огнём имели перед нашими определённое превосходство. Которое, однако, не было ни решающим, ни абсолютным и вполне могло быть нивелировано качественной подготовкой корабельных артиллеристов — что отлично доказали японцы. Подавляющее превосходство американские СУО получили, когда в ВМС США стали поступать высококачественные артиллерийские радары (первые их модели такого преимущества дать ещё не могли), в то время как наш флот в годы войны в основной массе обходился дальномерами. Отечественная промышленность не производила РЛС управления артиллерийским огнём, но некоторое количество такой аппаратуры мы получили по ленд-лизу. Эти РЛС явно изучались нашими специалистами, и этот опыт наверняка пригодился в создании первых советских радаров аналогичного назначения.
По состоянию на 1945 год отечественные СУО принципиально уступали американским по двум направлениям: РЛС управления огнём и дистанционному управлению артиллерийскими установками. Но в 1950-е годы ВМФ СССР получил и то и другое. На крейсерах проекта 68 («Чапаев») башни главного калибра МК-5 управлялись ещё «по старинке» и не имели дистанционного управления приводами наведения, но на крейсерах 68-бис «Свердлов» они появились. Уровень развития технологий позволил производить стабилизированные посты управления вооружением: антенна РЛС «Залп» на крейсерах 68-бис стабилизировалась в трёх плоскостях. Сама эта РЛС обладала весьма высокими характеристиками. Всплески осколочно-фугасных 152-мм боеприпасов «Залп» различал на 165 кбт, а не взрывающихся о воду практических снарядов того же калибра — на 110 кбт. Крейсер обнаруживался на любой дальности, ограниченной радиогоризонтом, подводная лодка — на 99,25 кбт. Предполагалось, что СУО крейсеров проекта 66, а значит и РЛС «Залп» в её составе, обеспечат выдачу данных для стрельбы главным калибром по наблюдаемой цели на дистанции до 200 кбт.
По данным уважаемого В. Заблоцкого, срединная ошибка определения дальности не превышала 20 м, а угловые координаты определялись не хуже, чем оптический визир. Правда, эти данные вызывают некоторые сомнения: если вспомнить американский радар Мк.13, размер его ошибки в определении дистанции был
