До радаров: Эти гигантские акустические рупоры использовались для обнаружения вражеских самолетов
Долгое время до того, как радар стал стандартной военной технологией, армии всего мира были вынуждены полагаться на нечто гораздо более простое для поиска вражеских самолетов в небе: звук. Решением стали различные большие, странно выглядящие устройства, построенные вокруг гигантских рупоров или микрофонов, предназначенных для улавливания звука двигателей приближающихся самолетов и дирижаблей. Эти акустические системы находились в активном военном использовании с середины Первой мировой войны до ранних лет Второй мировой войны, предоставляя наземным экипажам единственное реальное предупреждение о воздушной угрозе до того, как самолеты становились видимыми.
Основной дизайн соединял большие рупорные приемники с ушами оператора через наушники в стиле стетоскопа. Рупоры собирали и усиливали звук с неба, и обученные слушатели пытались определить направление и расстояние до двигателей самолетов. Операторы вращали и настраивали устройства до тех пор, пока звук не становился самым сильным, что давало им приблизительное направление на цель. Системы были полностью пассивными — они ничего не излучали и просто слушали, что делало их полезными для ночных операций и операций в плохую погоду, когда визуальное обнаружение было невозможно.
К 1917 году портативные версии уже появились на поле боя. Немецкие артиллерийские подразделения использовали носимые аппараты для акустического обнаружения, которые отдельные солдаты могли носить и управлять ими, что позволяло акустическому обнаружению перемещаться вместе с передовыми силами, а не оставаться на одном месте. Эти личные устройства были намного менее мощными, чем большие рупорные массивы, но они предоставляли полевым командирам мобильный вариант для отслеживания движения самолетов во время операций.
Одним из первых хорошо задокументированных случаев использования акустического обнаружения стало событие в 1916 году, когда командир Альфред Ролинсон из Королевского военно-морского резервного флота развернул оборудование, командуя мобильной зенитной батареей вдоль восточного побережья Англии. Его конкретной проблемой было обнаружение немецких дирижаблей в плохую погоду и при сильном облачном покрове, условиях, которые делали визуальное обнаружение бесполезным. Акустические локаторы предоставили его экипажам хотя бы некоторую возможность отслеживать приближение дирижаблей и направлять зенитный огонь, даже когда небо было полностью закрыто.
После войны армии продолжали разрабатывать и тестировать оборудование для акустического обнаружения. Армия США экспериментировала с многорупорными конфигурациями на таких объектах, как поле Боллинг в Вашингтоне, округ Колумбия, где оценивались парные рупорные системы на точность и дальность. Эти послевоенные испытания помогли уточнить геометрию устройств — чем шире расстояние между приемными рупорами, тем точнее операторы могли триангулировать положение цели в небе.
Немецкие производители были одними из самых активных производителей акустического оборудования. Компания Goerz производила ранние прослушивающие устройства с изогнутыми приемными раковинами, предназначенными для фокусировкиIncoming звуковых волн к центральной точке. Эти раковины работали по тому же принципу, что и ладонь, держимая за ухом — простая техника усиления, масштабированная до промышленного уровня.
Армия США разработала свои собственные рупорные локаторы, некоторые из которых достигли значительных размеров. Четыре или более крупных рупора часто устанавливались вместе на вращающейся платформе, позволяя одному экипажу эффективно сканировать небо. Совокупный вход от нескольких рупоров помогал операторам перекрестно ссылаться на сигналы и более точно определять направление приближающегося самолета, чем это позволял однорупорный прибор.
Немецкая компания Askania произвела Doppelt Richtungshörer, двойного направленного слушателя, предназначенного для предоставления операторам как горизонтальной, так и вертикальной информации о направлении одновременно. Улавливая звук на двух плоскостях одновременно, устройство позволяло экипажам оценивать не только компасное направление самолета, но и его высоту — критически важные данные для направления зенитных орудий или поисковых огней.
Франция развернула свое собственное оборудование для акустического обнаружения через производителей, таких как Barbier, Bénard et Turenne, фирма, более известная производством оптики для маяков. Их устройства для акустического обнаружения отражали ту же философию точной инженерии, применяемую в их оптической работе. Французские военные планировщики интегрировали эти системы в свою более широкую сеть противовоздушной обороны в межвоенный период.
Нидерланды также построили акустические локаторы, производя оборудование, начиная с 1934 года, как для внутреннего использования, так и для развертывания с армией Нидерландов в Ост-Индии. Голландские конструкции были спроектированы для практического использования в полевых условиях Инженерным полком. Наряду с этими более крупными системами голландские инженеры также исследовали миниатюрные прослушивающие устройства на протяжении 1930-х годов, жертвуя некоторой дальностью обнаружения ради возможности быстро перемещать оборудование между позициями.
Япония построила некоторые из самых визуально впечатляющих акустических локаторов той эпохи. К 1936 году Императорская японская армия использовала массивные электрические прослушивающие устройства в форме трубы — часто называемые «военными тубами» в западной прессе — которые затмевали стоящего солдата. Эти огромные устройства направляли шум двигателя в электрические микрофонные системы, которые усиливали сигнал и передавали его операторам, сидящим на контрольных станциях. Это были внушительные устройства, и фотографии японских солдат, работающих с ними, привлекали значительное внимание в международной прессе.
К концу 1930-х годов акустическое обнаружение распространилось по всем основным военным державам, но технология имела серьезные ограничения. Самолеты становились быстрее. Самолет, обнаруженный по звуку, часто уже находился прямо над слушателем или пролетал мимо него к тому времени, когда оператор мог отреагировать. Временной задержка между фактическим положением самолета и звуком, достигающим рупоров, становилась все более значительной по мере увеличения скорости двигателей. Операторам приходилось рассчитывать, где самолет будет находиться — а не где он был — что усложняло прицеливание.
Британия не отставала от развития на континенте. Четырехрупорные массивы использовались на протяжении 1930-х годов, предоставляя зенитным экипажам по всей Англии возможность раннего предупреждения на уровне земли. Эти системы работали вместе с батареями поисковых огней, при этом акустические локаторы предоставляли начальное направление, которое экипажи поисковых огней могли использовать для начала сканирования до того, как самолет приблизится достаточно близко, чтобы быть пойманным в луче визуально.
Германия формализовала эту роль поддержки поисковых огней с помощью Ringtrichterrichtungshoerer, или RRH. Этот акустический локатор был специально разработан для использования с батареями зенитных поисковых огней, предоставляя экипажам начальную точку прицеливания для ночных операций, прежде чем радар мог подтвердить цель. RRH использовал кольцо небольших воронкообразных приемников, расположенных в круге, которые операторы настраивали до тех пор, пока все приемники не начали улавливать звук одинаково — точка, в которой устройство было нацелено непосредственно на источник.
Некоторые акустические устройства принимали необычные формы. Shout-O-Phone, сфотографированный в 1940 году, представлял собой один из более необычных подходов к усилению звука для военных целей. Тем временем Советский Союз продолжал развертывать акустические локаторы вплоть до военных лет, оснащая экипажи звуковыми локаторами ZT-4, которые оставались на службе даже с появлением радаров. Советские войска действовали в условиях — особенно на Восточном фронте — где поддержание всех доступных методов обнаружения имело практический смысл.
Акустическое обнаружение имело одну основную проблему, которую никакое количество инженерии не могло полностью решить: скорость звука. Звук распространяется примерно со скоростью 767 миль в час на уровне моря. К 1930-м годам и в годы войны военные самолеты приближались к скорости или превышали 300 миль в час. Это означало, что звук, достигающий ушей слушателя, всегда отставал от истинного положения самолета на несколько секунд — достаточно времени, чтобы быстрый самолет переместился на сотни метров. Радар, использующий радиоволны, движущиеся со скоростью света, полностью устранял эту задержку. Как только радарные сети были установлены в Британии, а затем и в других странах, акустические системы стали устаревшими почти мгновенно.
