Biblioteczka » Artyleria ogólne

"Z dziedziny artylerii przeciwlotniczej" - 1928 - ppłk. inż. Wacław Vorbrodt

"Z dziedziny artylerii przeciwlotniczej"

ppłk. inż. Wacław Vorbrodt1

Przegląd Artyleryjski maj 1928

(zachowano pisownię oryginalną)

 

STRZELANIE ĆWICZEBNE ARTYLERJI PRZECIWLOTNICZEJ.

Artylerja przeciwlotnicza, jako specjalny rodzaj artylerji, posiada swój własny sprzęt, swoje metody strzelania i sposoby obserwacji. Wobec tego należy zwrócić baczną uwagę na swoiste szkolenie artylerzystów przeciwlotniczych, zwłaszcza, że ten rodzaj artylerji znajduje się jeszcze w stadjum rozwoju i metody jej nie są ostatecznie ustalone. Przyszła walka z czwartym rodzajem broni, czyli lotnictwem wymaga intensywnego przygotowania się formacyj obrony przeciwlotniczej, aby stworzyć kadry specjalistów przeciwlotniczych (dowódcy i obsługa) i dążyć do ulepszenia metod strzelania przeciwlotniczego; a letnie strzelania ćwiczebne powinny dać również wskazówki, co do ulepszeń odnośnego sprzętu i taktyki.

 

Przygotowanie celów dla artylerji plot. jest rzeczą o wiele trudniejszą, niż dla artylerji naziemnej, a zrealizowanie idei płatowca, lecącego bez pilota, znajduje się dopiero w opracowaniu.

 

Przytaczamy poniżej różne sposoby strzelania ćwiczebnego, jakie dotychczas stosują się u nas, we Francji, w Stanach Zjednoczonych i w Rosji Sowieckiej. Sposoby te można podzielić na dwie grupy:

1. Ogień do celów powietrznych sztucznych;

2. Ogień (nieszkodliwy) do płatowców rzeczywistych;

 

 

1. Ogień do celów powietrznych sztucznych.

a) Strzelenie do rozprysków. Wywołuje się rozprysk pocisku w dowolnym punkcie przestrzeni, uważając go za cel z uwzględnieniem szybkości wiatru, znoszącego powstały obłoczek. Jako pocisku używa się granatów, napełnionych cegłą sproszkowaną. Ujemną stroną jest tu niewielka szybkość poruszania się celu, (jeden z głównych elementów ognia), natomiast szybkie jego zanikanie z pola działania (3-4 minuty) oraz zbyt duże wymiary celu (niedokładne celowanie i ocena trafności), wreszcie zależność od warunków atmosferycznych.

b) Strzelanie da baloników. Przedstawiają one sobą zbyt drobne i szybko zanikające cele.

c) Strzelanie do latawca. W porównaniu z dwoma poprzedniemi sposobami jest lepsze wobec regulowanej szybkości holowanego latawca, lecz nieprawidłowy jego lot pod względem kierunku znacznie utrudnia celowanie.

 

Powyższe sposoby mają pewne zalety poglądowości, lecz nadają się raczej do wstępnego pokazowego stosowania metod strzelania, bo nie uwzględniają należycie elementu czasu (czas martwy obsługi należy skracać do minimum).

 

2. Ogień do płatowców rzeczywistych.

a) Strzelanie na zmniejszoną wysokość. Elementami strzelania bezpośredniego są: azymut, kąt położenia, rzeczywista odległość do celu. Dwie pierwsze dane otrzymuje się celowaniem, ostatnią - określa się z wysokości i kąta położenia D=h/sin L.

 .

Jeżeli wysokość h zamienimy wysokością h1 równą naprzykład 2/3 h, wtedy D1 równa się 2/3  D, i odbywa się strzelanie do punktu fikcyjnego, położonego na linji przezierania na cel, lecz w odległości bliższej; płatowcowi nic nie grozi, a nawet może on latać dla pewności poza krzywą bezpieczeństwa. Kątowe odchylenia rozprysków od celu, obserwowane z baterji będą dla obu celów (rzeczywisty i fikcyjny) jednakowe. Obserwacja odległości rozprysków wymaga pomiarów ich wysokości. Ponieważ płatowiec lata na stałej wysokości, kąt jego położenia nie powinien przekroczyć pewnego granicznego kąta bezpieczeństwa, bo inaczej cel znajdzie się w istotnym obrębie strzałów baterji.          Sposób ten ma tę niedogodność, że dość znacznie ogranicza wysokość ostrzeliwanego celu i nie może być naprzykład stosowanym przy metodzie strzelania, polegającej na przygotowaniu zgóry podług tabel planu strzelania, gdzie elementami są: wysokość, kierunek i szybkość celu (metoda rosyjska).

 

b) Strzelanie odwrócone na 180˚.  Odbywa się na podstawie istotnych elementów lotu celu, lecz z tą jedynie różnicą, że azymut różni się od istotnego o 180˚ (strzelanie pośrednie lub z pomocą odpowiednio przygotowanych panoram). Obserwacja rozprysków odbywa się zapomocą specjalnego przyrządu optycznego, w którym jeden objektyw skierowany jest na cel, a drugi na ewentualny rozprysk, który powinien znaleźć się w kierunku przeciwnym od celu; oba te przedmioty w polu widzenia okulara nakładają się jeden na drugi. Dodatniemi cechami tego sposobu są: absolutne bezpieczeństwo dla lotnika, możność prowadzenia ognia przy wszelkich wysokościach i kierunkach, jakie mogą trafić się w istocie; ujemną stroną - jest brak poglądowosci dla strzelających i niemożność uwzględnienia poprawek na wiatr, co może ujemnie wpływać na celność ognia.

 

c) Strzelanie do „rękawa“. Płatowiec ciągnie za sobą na lince długości około 500 metrów rękaw (kiszkę) białą lub czarną, płócienną, długości 4 metry, średnicy 1 metr (sposób amerykański). Sposób ten jest bardzo poglądowy, bo, zdawałoby się, zbliża się do warunków istotnej walki, lecz lotnik jest tu skrępowany pod względem kierunku i musi stale defilować pod kątem bliskim 90˚ do kierunku strzału.

 

d) Strzelanie za pomocą wcięć. W czasie lotu płatowca dokonywa się wcięć szeregu położeń celu w przestrzeni zapomocą przyrządów obserwacyjnych i celowania z dział; następnie odbywa się strzelanie na podstawie poprzednio zanotowanych danych i określenie położenia rozprysków, poczem tor celu i miejsca rozprysków oznacza się na wykresach. Ten sposób ma ujemne cechy niepoglądowości, jest dość złożonym i trudnym do zorganizowania i wykonania, zmusza jednak do systematyczności i daje bogaty materjał dla oceny strzelania.

 

Z powyższych rozważań wynika, że ponieważ nie istnieje dotychczas należyty sposób strzelania ćwiczebnego, trzebaby stosować jednocześnie kilka sposobów z powyżej opisanych, aby one uzupełniały się wzajemnie i dawały możność należytego wyćwiczenia dowództwa i obsługi.

 

 

NOWA METODA OKREŚLANIA POŁOŻENIA PŁATOWCA W NOCY.

Konieczność ulepszenia obecnie stosowanej metody strzelania nocnego na słuch jest oddawna oczywistą. Proponowano różne sposoby i teorje dla uzyskania najlepszej metody, zaspakającej tę potrzebę, lecz żadna z nich nie może rościć sobie pretensji do miana całkiem zadawalającej. Podstawowym błędem, jak się zdaje, jest to, że wynalazcy rozważają potrzebę ulepszenia istniejących przyrządów, opartych na zasadzie chwytania dźwięków, - zamiast aby rozpatrzyć zastosowanie całkiem nowych przyrządów, opartych na innych falach niż powolne fale głosowe.

 

Wiedza poczyniła ogromne kroki podczas ostatnich kilku lat i należałoby się postarać wykorzystać nowe wynalazki dla stworzenia pewnej metody, któraby najwięcej nadawała się dla rozwiązania tego zagadnienia. Opierając się na tem rozumowaniu, dwaj oficerowie amerykańscy kpt. Sackville i por. Olivares umieścili w czasopiśmie ,,The Coast Artillery Journal“ w 1927 roku artykuł, opisujący różne metody określenia położenia płatowca w nocy.

 

W każdem określonem zagadnieniu istnieje pewien ideał, który usiłujemy osiągnąć; lecz natura ludzka jest tak niedoskonałą, że ten ideał nie zawsze może być osiągnięty, a zatem rozwiązanie, które najwięcej zbliża się do tego optimum, musi z konieczności stanowić granicę tych dążeń. Idealny przyrząd do określenia położenia płatowca w nocy powinien odpowiadać następującym wymaganiom:

 

Musi on mieć możność działania natychmiastowego, t. zn. że pewne zaburzenie wywołane przez płatowiec, które pobudza przyrząd odbiorczy do działania, nie powinno zabierać dużo czasu, aby dojść od płatowca do odbiornika. Sygnał, wytworzony przez odbiornik, powinien być możliwie intensywnym. Przyrząd powinien określać dokładnie położenie płatowca i być zdolnym do śledzenia za nim. Donośność jego działania musi być możliwie największa. Ma on być czułym na zaburzenia wywołane jedynie przez płatowiec, a eliminować wszelkie inne czynniki podobne (selektywność). Powinien on móc wyróżniać pewien płatowiec z całej grupy, aby dowódca baterji mógł „zaszachować“ płatowiec śledzony. Ma on wykluczać użycie prożektorów, aby wykorzystać pożytek zaskoczenia wroga. Wreszcie powinien on być łatwym do transportu, wytrzymałym na warunki służby polowej i łatwym do obsługi przez średnio wyszkolony personel.

 

Przypuśćmy, że w nocy znajduje się w powietrzu pewien płatowiec; zachodzi pytanie, jakiemi sposobami można określić jego położenie pociemku. Po pierwsze, jego śmigło wytwarza pewne zaburzenie w powietrzu, a powstający szum wydechów silnika wytwarza fale dźwiękowe, które mogą być uchwycone przez odbiornik. Następnie powstają elektryczne zaburzenia w eterze, pochodzące od sposobu zapłonu silnika, co wytwarza fale elektryczne, rozchodzące się w przestrzeń i przedstawiające też czynnik uchwytny. Również istnieje energja, rozproszona wśród gazów wylotowych pod postacią światła, czyli promieni widocznych oraz ultraczerwonych czyli cieplnych. Te promienie mogą być też użyte jako źródło odkrycia obecności płatowca.

 

Fale dźwiękowe, jako środek określenia położenia płatowca w nocy, są podstawą obecnie stosowanej metody. Przyrządy podsłuchowe odznaczają się dużą objętością, prostotą i solidnością konstrukcji; wadą tej metody jest nieznaczna szybkość dźwięku, wynosząca 330 m/sek, co wymaga dość długiego czasu, aby dojść do odbiorczego aparatu, a przez ten czas płatowiec przebywa pewną przestrzeń i „obecne“ jego położenie jest już inne. Jest to „czas zwłoki“. Pozatem energja wiatru wpływa na szybkość fali dźwiękowej i na lot płatowca, powodując pewne zboczenie od położenia istotnego. Jest to „poprawka na wiatr“. Te zboczenia, których dokładnie przewidzieć nie można, powodują niedokładność umiejscowienia płatowca. Ponadto, wskutek tego, że niema sposobu pewnego skierowania dwóch odbiorczych przyrządów na ten sam płatowiec pewnej grupy, elementy strzału można otrzymać tylko przez użycie prożektorów. Jest to znaczna wada, bo odkrywa wrogowi nasze stanowisko.

 

System zapalający silnika spalinowego działa jako przerywacz iskrowy, wytwarząjąc fale rądjowe, które rozchodzą się w przestrzeni z blachy i części metalowych silnika, działających jak antena, wysyłająca fale krótkie. Jak wynika z doświadczeń, zasięg ich dochodzi zaledwie do 1,5 km. Przez zastosowanie kierunkowej anteny odbiorczej jest rzeczą możliwą otrzymać azymut płatowca, lecz określenie kąta położenia związane jest z trudnościami. Metoda ta miałaby następujące zalety: szybkość fal radjowych, niezależność od stanu atmosfery, stosunkowo prosta konstrukcja aparatów. Wadami są: interferencja od innych sygnałów radjowych, szczupła skala wysyłanych fal o długości 20 do 40 metrów oraz niezdolność dokładnego określenia położenia celu. Największą zaś wadą jest łatwość takiego osłonięcia silnika, że energja wydzielana ograniczyłaby się do minimum.

 

Wzrok, użyty jako sposób odkrycia płatowca, jest bezsprzecznie metodą najlepszą. Gdyby udało się używać go w nocy, omawiane zagadnienie byłoby rozwiązane samo przez się. Metoda ta jest o tyle możliwa, o ile silnik wydziela widoczny płomień, pochodzący od niespalonych cząstek paliwa. Z po mocą lunety możnaby zwiększyć zasięg widzenia; jednak ten strumień płomienia o niewielkiej długości daje się łatwo stłumić lub ukryć.

 

Fale cieplne, wydzielane przez gazy spalinowe płatowca byłyby dogodnem źródłem odkrycia i umiejscowienia celu, gdyby wynaleźć dostatecznie czuły odbiornik. Fale te mają szybkość światła, i czas zwłoki, tak krępujący w obecnej metodzie, byłby wyeliminowany; fale te, jako elektromagnetyczne, nie podlegają działaniu wiatru, niema więc poprawek na wiatr. Płatowiec może być dokładnie umiejscowiony, a przez zastosowanie dwóch odbiorników na dwóch kontach pewnej bazy, otrzyma się elementy strzału bez uciekania się do pomocy prożektorow. Przez użycie selektywnych detektorów, wykorzystujących okresowe impulsy wydechowe silnika, otrzymuje się sposób, który zapewnia że te dwa przyrządy odbiorcze są skierowane na jeden i ten sam płatowiec. Wada tej metody polega na fakcie, że wydech silnika może być do pewnego stopnia ukryty, lecz to ukrycie jest ograniczone przez stratę na mocy silnika. Licząc się z tem, że obrona przeciwlotnicza jest skierowana w pierwszym rzędzie przeciw płatowcom bombardującym z dużem obciążeniem, wynika, że moc silnika nie może być zbytnio przytłumioną bez istotnego ograniczenia ich wartości ofensywnej.

 

Z czterech powyższych metod, metoda wzrokowa i radiowa muszą być wykluczone z pod rozważań, bo właściwa osłona może zredukować uzyskany zasiąg na tyle, że wartość jego obronna może być nieprzyjmowaną pod uwagę. Zagadnienie zatem sprowadza się do wyboru jednej z dwóch metod: dźwiękowej lub cieplnej. Jak wynika z powyższych rozważań, dźwiękiem określa się położenie płatowca w przybliżeniu, podczas gdy fale cieplne określałyby położenie jego dokładnie. Pozatem metoda cieplna jest selektywną, czego nie można powiedzieć o metodzie strzelania na słuch. Metoda cieplna daje dokładny szlak drogi płatowca i może być stosowana bez użycia projektorów, czyli daje możność zrealizowania zasady zaskoczenia. Porównania zasięgu działania obu metod, co jest sprawą pierwszorzędnej ważności, nie można obecnie dokonać. Jednakże, zgadzając się nawet na to, że dźwięk może dawać zasięg większy, połączenie obu tych metod pozwoli na usunięcie prożektorow, bo metoda cieplna utrzyma swe posłannictwo, śledząc za płatowcem i otrzymując dane do strzału pod przykryciem nocy.

 

Jak oko zdolne jest do widzenia, tak też istnieją przyrządy, które zdolne są odkryć różnice temperatury, wynoszące miljonowe części stopnia Celsiusza. Energja cieplna, jako niewidoczna, wymaga instrumentów, któreby przekształcały te niewidoczne promienie w inną postać energji, której działanie może być wtedy ujawnione. Wynaleziono różne instrumenty tego rodzaju, a najważniejsze z nich są: radjometr, radjomikrometr, bolometr, termostos i komora foto-elektryczna.

 

Radiometr, który używa się w dużym zakresie przy badaniu ultraczerwonej części widma, jest przyrządem bardzo czułym, lecz wskutek wrażliwości na najmniejsze drgania musi być izolowany od wszelkich mechanicznych drgań w czasie badań. Czyni go to tak delikatnym instrumentem, że użycie jego ogranicza się do laboratorjum.

 

Radjomikrometr, który jest właściwie ruchomą cewką galwanometru, jest również czuły jak poprzedni, lecz ma tę samą wadę zbytniej delikatności budowy i wskutek tego nie może być użytym w warunkach służby polowej.

 

Bolometr jest cokolwiek mocniejszym instrumentem niż oba poprzednie lecz wymaga bardzo złożonej instalacji i trudny jest w obsługiwaniu; nie nadaje się więc dla naszych celów.

 

Termostos jest najprostszym instrumentem do ujawniania promieni cieplnych. Jest on dość solidnej budowy i może być wykonany tak czułym, jak każdy z powyższych przyrządów. Był on już stosowany do odbioru energji cieplnej z gazów spalinowych płatowca. Mianowicie w roku 1919 S. O. Hoffman utywał termostosu Crosshair‘a. którego oddzielnemi częściami (pionowa i pozioma) były osobne stosy po 32 elementy, wzajemnie elektrycznie izolowane i połączone z osobnym galwanometrem. Termostos był umieszczony w ognisku zwierciadła 24", zaopatrzonego ruchami w kierunku i na położenie. Płatowiec o mocy 50 koni mechanicznych był śledzony z odległości około 2-ch km, i otrzymano przeciętne odchylenie galwanometru na 10 cm. Jednakże ciepło z obłoków, przesuwających się w polu działania przyrządu, wytwarzało odchylenia tej samej miary, lecz bez przerywania skoków, które charakteryzowały ruch odchyleń, pochodzących od płatowca. Niedogodność użycia tak delikatnego instrumentu, jakim jest galwanometr, przy zastosowaniu tej metody można przezwyciężyć, jeżeli galwanometr zastąpi się telefonem: przez umieszczenie przerywacza w szereg z termostosem i pierwotnem uzwojeniem transformatora, pulsujący prąd indukowany w uzwojeniu wtórnem pobudza do działania membranę telefonu. Takie urządzenie byłoby bardzo czułe, lecz wadą jego byłaby nieselektywność, bo nie odróżnia on ciepła promieniowania gazów spalinowych od ciepła innego źródła w granicach jego zasięgu. Można jednak temu zapobiec przez umieszczenie zasłony kwarcowej, która przepuszcza krótkie fale gorących gazów, a pochłania długie fale cieplne z obłoków lub innych obcych źródeł.

 

Nadzwyczajna selektywność komory foto-elektrycznej daje jej pierwszeństwo przed wszystkiemi innemi typami przyrządów dla wykrycia promieni cieplnych. Gdyby użyta komora posiadała maximum czułości w strefie, gdzie krzywa wydzielania energji z gazów spalinowych osiąga swe maximum, mielibyśmy przyrząd który byłby bardzo czuły na cieplne promienie płatowca. Inne źródła, wydzielające promienie o falach dłuższych lub krótszych, niż emanacją silnika, nie byłyby sygnalizowane przez odbiornik. Ponadto, ponieważ to ciepło jest wydzielane okresowemi dawkami z częstością, odpowiadającą perjodyczności impulsów wydechowych silnika, to, jeżeli komora mogłaby odzyskać swój opór w czasie pomiędzy temi dawkami, - działanie jej miałoby tę samą częstotliwość, co zapewniałoby odbiór z danego określonego płatowca.

 

Produkty spalania w rurze wydechowej silnika płatowca składają się: z pary wodnej, tlenku węgla, dwutlenku węgla i niespalonych części paliwa. Trzy pierwsze produkty wytwarzają promieniowanie, pochłaniane przez atmosferę i donośność, uzyskana z ich rozpylonego promieniowania, redukuje się do minimum. Niespalone cząstki węglika wytwarzają widoczny płomień i są jednocześnie źródłem promieniowania ciemnego; widmo tego promieniowania ma swoje maximum w okolicy fal 1,3—1,8 U, zależnie od temperatury (koniec widma czerwonego ma fale 0,75 U; U = 0,0001 cm) i nie jest tak pochłaniane przez atmosferę , jak promieniowanie gazów. Na skutek rozproszenia energji promieni niewidocznych, która jest odwrotnie proporcjonalną do kwadratu z odległości, donośność ich działania jest ograniczona. Przez zastosowanie przyrządów, skupiających te promienie, jak np. zwierciadła parabolicznego można znacznie rozszerzyć te granice; ilość skupionych promieni zmienia się proporcjonalnie do kwadratu ze średnicy zwierciadła. A zatem poza czułością odbiornika donośność zasięgu zależy od wielkości zwierciadła (większe dla stanowisk stałych, mniejsze - dla ruchomych). Należy też wybrać odpowiedni materjał na powierzchnię odbijającą zwierciadeł: najwięcej nadają się dobrze wypolerowane powierzchnie metalowe, a zwłaszcza z osadzonej elektrolitycznie platyny lub srebra na szkle, bo są odporne na wpływy atmosferyczne.

 

Przez zastosowanie selektywnego odbiornika do zamiany nadchodzącej energji cieplnej na elektryczną i wzmocnienie jej zapomocą radjowych amplifikatorów, otrzymamy przyrząd, który spełni wszelkie żądania, stawiane idealnym aparatom, przeznaczonym do tego celu.

 

Artykuł zamieszczony z dedykacją dla Stowarzyszenia Historycznego "Reduta Częstochowa"

 

 

 

Opracował: Paweł Ludwiczak


1ppłk. inż. Wacław Vorbrodt - (ur. 1880- zm. 1975). Pudpułkownik służby stałej w korpusie oficerów uzbrojenia. W latach 1931 - 32 był redaktorem naczelnym Przeglądu Artyleryjskiego.