Sperry S-1

Сперри S-1

Сперри S-1 — прицел для бомбометания периода Второй мировой войны, использовавшийся ВВС США и Королевскими ВВС Великобритании. По концепции схожий с более известным прицелом «Норден», S-1 применял тахометрический принцип для точного и простого определения скорости и направления движения относительно земли, в то время как более старые конструкции могли лишь оценивать эти параметры с помощью длительных процедур в полёте. В отличие от «Нордена», S-1 был физически менее сложным, проще в настройке в боевых условиях и не требовал длительной процедуры установки инерциальной платформы, характерной для «Нордена». Недостатком же было то, что он весил более чем в два раза больше.

S-1 был введён в первую очередь для решения проблемы нехватки поставок «Нордена» для армии, поскольку производство последнего контролировалось ВМС США. ВМС также блокировали любые иностранные продажи «Нордена», несмотря на давление со стороны Королевских ВВС, желавших получить их для своих бомбардировщиков. Поскольку ВМС не контролировали S-1, при закупке Королевскими ВВС самолётов B-24 «Либерейтор» (как LB-30) они оснащались прицелами S-1. Это привело к использованию S-1 и на армейских B-24, в то время как «Нордены» направлялись на B-17 «Летающая крепость».

Первое боевое применение «Сперри» состоялось Королевскими ВВС, которые пытались использовать свои «Либерейторы» для атак с больших высот. Как и «Норден», S-1 оказался в боевых условиях гораздо менее эффективным, чем изначально ожидалось; точность бомбометания составляла порядка , по сравнению с около на испытаниях в США. Опыт Королевских ВВС привёл к полному отказу от идеи высотного бомбометания, и они начали сосредотачиваться почти исключительно на ночных бомбардировочных силах с соответствующим прицелом Mark XIV.

По мере улучшения поставок «Норденов» S-1 в конечном счёте стал избыточным, и его производство прекратилось в 1943 году. К концу войны было поставлено около 5000 единиц. Одним из долговременных вкладов S-1 стала связанная с ним система автопилота A-5, которая оказалась чрезвычайно адаптируемой и легла в основу многих послевоенных разработок.

История[править | править код]

Ранние разработки[править | править код]

Компания «Сперри Джайроскоп» производила гироскопические продукты, такие как искусственные горизонты и системы стабилизации орудий для кораблей, с момента своего основания в 1909 году. В 1914 году они установили один из своих стабилизаторов на прицел для бомбометания с целью облегчения прицеливания при манёврах самолёта или воздействии ветра. Это привело к серии всё более сложных конструкций в 1920-х и 1930-х годах, кульминацией которых стала модель O-1 1933 года. Она была одной из первых тахометрических бомбовых прицелов, в то время как соответствующий «Норден XV» был представлен в 1930 году.

На испытаниях армия пришла к выводу, что «Норден» превосходит по большинству параметров; он был проще в обслуживании, легче в использовании и в целом точнее. В 1934 году они объявили «Норден» стандартным оборудованием, и O-1 закуплен не был. Это не обошлось без осложнений. «Норден» был разработан для более медленных самолётов ВМС, таких как PBY, а в новых B-17, летавших на больших высотах и скоростях, было сложно быстро найти цель в телескопе, чтобы оставалось время на настройку прицела. Это требовало от бомбардиров «подгонки» данных, пока они ждали, пока «Норден» модифицирует конструкцию для работы на новых самолётах.

Через год стало ясно, что у «Нордена» возникают проблемы с поставками оригинального Mark XV, не говоря уже о модифицированной версии для армии. В январе 1936 года ВМС остановили все поставки армии до тех пор, пока предложение хотя бы не удовлетворит их собственные нужды. Армия вернулась к «Сперри» с теми же требованиями по улучшению работы на больших скоростях и высотах, с которыми старый O-1 также не справлялся. Результатом стала обновлённая конструкция — S-1.

S-1[править | править код]

В 1937 году «Сперри» представила новый тип гироскопа, разработанный Орландом Эсвалом, который весил примерно вдвое больше предыдущей конструкции и использовал асинхронный двигатель, раскручивавший его до значительно более высокой скорости — 30 000 об/мин, по сравнению с около 7800 у «Нордена». Это сделало его гораздо более стабильным. Более высокая скорость также устранила гироскопическую прецессию, которая была проблемой в «Нордене» и вызывала дрейф. Карл Фрише добавил ещё одно новшество — систему автоматического выравнивания гироскопов. На «Нордене» это был ручной процесс, который мог занимать до восьми минут. В совокупности эти особенности сделали S-1 значительно проще в использовании при манёврах самолёта.

Основным недостатком новой конструкции было то, что асинхронные двигатели требовали источника переменного тока. Большинство приборов того времени (и многие сегодня) вместо этого питались от воздушного потока, создаваемого отверстием в фюзеляже в зоне с пониженным давлением, которое производило разрежение и использовалось для продувки внешнего края гироскопов. Для питания S-1 потребовался новый источник питания, и после некоторых экспериментов армия решила стандартизировать конструкцию на 400 Гц. Для более удобной работы с этой частотой S-1 снизил скорость вращения гироскопов до 24 000 об/мин.

К 1940 году «Нордены» устанавливались на B-17, а S-1 поставлялись на B-24E. Сюда входил и ряд самолётов, поставленных Королевским ВВС по программе ленд-лиза, хотя излишки O-1 также поставлялись Королевским ВВС для более медленных самолётов. Первое их боевое применение состоялось 30 апреля 1941 года, когда «Локхид Хадсон» Берегового командования Королевских ВВС использовал O-1 для успешной бомбардировки небольшого немецкого судна, сбросив несколько бомб на его корму с высоты 8000 футов. В сентябре Королевские ВВС впервые применили комбинацию S-1/A-5 во время налёта на Бремен.

Связь с автопилотом[править | править код]

При испытаниях «Нордена» выяснилось, что точность бомбового прицела превышает способность пилота удерживать самолёт в требуемой ориентации. «Норден» затем разработал простой автопилот только по курсу — Stabilized Bombing Approach Equipment, который сравнивал направление прицела с направлением самолёта и посылал сигналы на руль направления для коррекции любого несовпадения. Хотя это работало, в конструкции было несколько проблем, вызывавших колебания при определённых условиях.

«Сперри» к тому времени была мировым лидером в технологии автопилотов, представив свою первую коммерческую конструкцию A-1 в 1920-х годах. К 1930-м годам она была улучшена до модели A-2, которая экспериментально соединялась с бомбовым прицелом O-1, но результаты не удовлетворили. К концу 1930-х некоторые поставляемые B-17 оснащались новейшей моделью A-3, в целом схожей с конструкцией «Нордена».

С появлением S-1, который обещал точность даже выше, чем у «Нордена», «Сперри» начала разработку автопилота, способного соответствовать характеристикам прицела. Это привело к созданию первого полностью электронного автопилота A-5. Он использовал три двухламповых усилителя — по одному на тангаж, рыскание и крен. Они усиливали сигналы от гироскопов, таких как гироскоп рыскания в S-1, но делали это по трём осям, что делало его также первым трёхосевым автопилотом. Это позволяло не только вычислять разницу между желаемой и реальной траекторией, но и ускорение, которое усиливалось и подавалось на сервоприводы для перемещения органов управления самолёта. Это позволяло гасить нежелательное движение и колебания, обеспечивая огромный прогресс в производительности.

Получившаяся конструкция была настолько впечатляющей, что 17 июня 1941 года армия санкционировала строительство завода в Грейт-Нек, Нью-Йорк, для производства S-1 и A-5. Дополнительные сборочные линии были организованы на IBM и National Cash Register. Они также поручили «Нордену» модифицировать свою систему для использования с A-5 вместо SBAE от «Нордена». «Норден» отказался. В феврале 1942 года армия заключила контракт с Honeywell на производство нового автопилота C-1, который сочетал гироскопы SBAE с усилителями A-5.

Завершение производства[править | править код]

В ходе повторных испытаний с 1940 по 1942 год армия пришла к выводу, что «Норден» «превосходит по лёгкости эксплуатации, точности и обслуживанию».

К маю 1943 года ВМС обнаружили, что теперь у них есть излишек «Норденов», и предложили передать почти всё производство авиационному корпусу. 4 августа 1943 года генерал Барни М. Джайлс, начальник штаба ВВС GHQ, предложил армии стандартизироваться на «Нордене». На следующей неделе генерал-майор Дэвенпорт Джонсон заявил, что S-1 не так точен, как «Норден», и предложил немедленно прекратить закупки S-1. Это противоречило reports с поля, где бомбардиры обычно сообщали, что S-1 точнее, особенно на больших высотах.

22 ноября бригадный генерал Эдвин С. Перрин отдал приказы об отмене всех заказов на S-1 и A-5. Излишки S-1, всё ещё являвшиеся строго секретными на тот момент, привели к уничтожению 2600 прицелов, в то время как manuals и оставшиеся A-5 были помещены на хранение. Обучение на S-1 продолжалось до 1944 года с требованием, чтобы бомбардиры сбросили 25 бомб с использованием системы. Оценки разнятся, но большинство источников указывают, что всего было произведено приблизительно 5000 единиц, хотя неясно, включают ли они оставшиеся уничтоженные экземпляры.

Описание[править | править код]

S-1 имел форму большого металлического куба, с прицельным телескопом, выступающим из верхней части корпуса. Это контрастировало с «Норденом», который состоял из двух частей и в целом был более громоздким. Хотя S-1 весил примерно вдвое меньше, чем O-1, головка прицела составляла около , он всё же был более чем в два раза тяжелее «Нордена».

В использовании система включалась, и гироскопы раскручивались. После достижения рабочей скорости бомбардир расцеплял систему выравнивания, которая быстро выравнивала горизонтальный гироскоп и подготавливала систему к работе. При подходе к цели бомбардир выбирал объект на земле, саму цель, если она была видна, и вводил расчётные значения скорости и направления ветра. Это заставляло систему начинать движение телескопа прицела назад и в сторону с угловой скоростью, которая точно компенсировала бы любое видимое движение этого объекта, если оценки были верны.

Поскольку оценки редко были точными, первоначальный вид оставлял объект дрейфующим в прицеле. Бомбардир затем использовал два органа управления — один по вертикали, другой по горизонтали — чтобы скорректировать движение телескопа так, чтобы объект перестал двигаться. Это давало высокоточное измерение скорости и направления ветра, а также любого движения цели в случае кораблей. Одним из преимуществ S-1 было то, что два органа управления находились на противоположных сторонах корпуса, что позволяло бомбардиру регулировать их, не перемещая руки. У «Нордена» все органы управления были на правой стороне, и нередко бомбардиры начинали двигать не тот регулятор, пытаясь переключиться с одного циферблата на другой, всё ещё глядя в прицел.

Как и «Норден», S-1 автоматически сбрасывал бомбы в нужный момент на основе различных установленных параметров. В отличие от «Нордена», ранние модели не имели легко видимого индикатора оставшегося времени. Вместо этого, непосредственно перед необходимостью сброса бомб, в поле зрения прицела появлялся небольшой чёрный индикатор. Поздние модели добавили два длинных линейных дисплея «тангенциальной шкалы» на верхней части корпуса, чтобы общее время можно было проверить с первого взгляда. Предохранительный выключатель на правой стороне использовался для предотвращения сброса бомб, если выключатель не был прижат к корпусу.

Ссылки[править | править код]