Второй после «Манхэттенского проекта»: бомбовый прицел «Норден»
Бомбовый прицел «Норден» Mark XV
Карл Норден вступает в игру
У всех должны быть свои тайны. У немцев, например, в годы Второй мировой войны главным секретом можно считать шифровальную машину «Энигма». Сколько было сломано копий, прежде чем союзники смогли раскусить тайны изделия. В Красной Армии было много интересных и уникальных технологий, но ключевым считается система залпового огня БМ-13 «Катюша». Плотность огня, которую создавало орудие, недостижимо ни для одной артсистемы того времени. До конца войны так никто и не смог повторить успех советских конструкторов.
Американцы также были большими мастерами в оружейной технике, и у них можно назвать много достойных машин и устройств. Например, стратегические бомбардировщики, выпускаемые тысячами. Один В-29 чего стоил. Но всё это не идет ни в какое сравнение с бомбовым прицелом «Норден», на который в США возлагали очень большие надежды. И он их оправдал только отчасти. Но обо всем по порядку.
Карл Лукас Норден
Для начала разберемся, в каких условиях приходится работать экипажу среднестатистического бомбардировщика времен Второй мировой войны. Точно попасть по цели без сложных систем прицеливания можно было только с высот до 1500 метров. Но здесь сильно мешала зенитная артиллерия и авиация противника. Если забираться повыше, как это делали американские «Суперкрепости», то расчеты траектории падения бомбы становились почти неподъемной задачей.
Бомбардировщик стремительно перемещался в трех измерениях, вращался вокруг трех осей и постоянно подвергался воздействию турбулентности. Бомбовый прицел должен был в режиме реального времени определять как дальность до цели, так и курс самолета, чтобы рассчитать точный момент сброса бомбы. Прицелу необходимо было компенсировать два ключевых фактора. Сопротивление воздуха, из-за которого бомба в полете начинает отставать от самолета, а также боковой ветер — из-за него бомбу сносит в сторону от линии курса самолета. К другим важным факторам относились баллистические характеристики конкретной бомбы и высота цели, от которой напрямую зависело время падения.
В итоге траектория падения бомбы была производной от ускорения свободного падения и скорости самолета, с поправкой на высоту, направление ветра и баллистические характеристики конкретной бомбы. Задача бомбардира была не просто воздушной версией артиллерийской стрельбы по движущейся цели; это напоминало прицеливание из движущейся пушки с переменным пороховым зарядом, находясь на платформе, которая к тому же уклоняется от огня вражеских истребителей.
В американской военной авиации экипажи в начале работали через систему PDI (индикатор наведения пилота). Следя за целью, бомбардир нажимал кнопки, которые двигали стрелку на панели приборов пилота, указывая тому повернуть влево или вправо. Пилот должен был удерживать самолет идеально ровно на заданной высоте и скорости. Если пилот допускал отклонение, это сводило на нет все усилия бомбардира; если же бомбардир неровно вел сопровождение цели, дрожание стрелки PDI заставляло пилота совершать ошибки в управлении.
Для точного попадания требовалась идеальная гармония в работе асов — пилота и бомбардира. Но в пылу сражения такая комбинация была скорее редким исключением, чем правилом. Именно поэтому к началу мировой войны возникла необходимость создания максимально точного прицельного комплекса, иначе эффективность стратегических бомбардировок оставляла желать лучшего.
Герой нашего повествования – Карл Лукас Норден – эмигрировал в США в 1904 году из Европы после окончания Федерального политехнического института в Цюрихе. Молодой инженер после нескольких лет скитаний по различным конторам устроился в 1911 году в Sperry Gyroscope Company, где занимался гироскопическими стабилизаторами для американских военных кораблей. Норден на новом месте работы не задержался, поругался с владельцем Элмером Сперри, ушел и основал свою компанию.
Проблемами бомбометания Карл занялся в 1921 году в роли консультанта ВМС США. В 1923 году Норден стал партнером другого консультанта ВМС — бывшего армейского полковника Теодора Х. Барта, который обладал ценным опытом в сфере продаж. В течение следующих пяти лет Норден проектировал прицелы, а Барт строил и испытывал прототипы по его сверхсекретным чертежам. В 1928 году они получили свой первый заказ от ВМС на 40 прицелов. В этот момент дуэт официально зарегистрировал компанию Carl L. Norden Inc.
Бомбовый прицел «Норден» Mark XV
В 1931 году компания Нордена представила флоту первый прототип прицела Mark XV. Чтобы сделать телескоп прицела независимым от тряски самолета, его подвесили на карданных опорах — кольцевых подшипниках, позволявших оптике сохранять горизонтальное положение при кренах. Внутри находились два гироскопа на постоянном токе: один для вертикальной ориентации, другой — для азимутальной. Оба вращались со скоростью 7800 об/мин. Через электромеханический сервопривод азимутальный гироскоп стабилизировал оптику, позволяя синхронизировать перекрестие с курсом захода на цель.
Mark XV был хорош, но не без недостатков. Угольные щетки двигателей постоянного тока быстро стирались и требовали частой замены. Более того, угольная пыль забивалась в чувствительные подшипники кардана, увеличивая трение, что требовало постоянной чистки и смазки. Выравнивание вертикального гироскопа было мучительной процедурой, особенно в неспокойном воздухе. Бомбардиру приходилось вручную настраивать два жидкостных уровня (как в строительном уровне). Это занимало от 5 до 10 секунд — критическое время для боевого захода. Ручки настройки азимута и дальности располагались с одной стороны (справа), что делало практически невозможным одновременное наведение двумя руками. Углы свободы гироскопа были ограничены. При сильной турбулентности гироскоп доходил до упора и «сваливался» с оси вращения, что приводило к срыву всего бомбометания.
Несмотря на эти несовершенства, прицел Нордена работал намного лучше всего, что существовало в начале 1930-х, и ВМС быстро приняли его на вооружение. Более того, флот сделал компанию Нордена своим эксклюзивным поставщиком: ВМС покупали прицелы только у Нордена, а Норден поставлял их только флоту. Фактически компания стала производственным филиалом ВМС под частным именем.
Прицел «Норден» в кабине В-29
Но одно дело — строить прицелы для морской авиации, и совсем другое дело — для стратегических бомбардировщиков. Поскольку прицел Норден разрабатывался в первую очередь для средних высот и относительно низких скоростей небольших морских летающих лодок. Для тяжёлых дальних бомбардировщиков он требовал серьёзной доработки — скорости и высоты изделий были гораздо больше.
А ещё Mark XV не подходил для армейской авиации. Для их нужд оптическое поле телескопа Норден оказалось слишком узким — обзор вперёд и в стороны был недостаточным. Кроме того, прицел Норден не позволял точно прицеливаться при бомбометании с планирования — манёвра, который предпочитали использовать вместо горизонтального полёта, поскольку изменение высоты делало бомбардировщик более трудной целью для зенитной артиллерии. Диапазон регулировки баллистического коэффициента отставания бомбы также был слишком ограничен, чтобы учитывать сопротивление воздуха, с которым сталкивались более скоростные армейские самолёты.
Все эти недостатки можно было компенсировать лишь одним способом: бомбардирам армейской авиации приходилось искусственно «подгонять» вводимые данные — намеренно искажать показания высоты, скорости и других параметров с помощью рычагов и рукояток прицела, чтобы добиться хоть какой-то приемлемой точности. Со временем дела у Carl L. Norden Inc. пошли не самым лучшим образом — завод просто не смог удовлетворить растущий спрос. Во многом это стало следствием ручной сборки и подгонки изделий. Подход Нордена был ахиллесовой пятой. Прицелы оказались невероятно дорогим, медленным в производстве и практически неремонтопригодным в полевых условиях — детали от одного «Нордена» часто не подходили к другому без долгой подгонки.
Бомба для бочки с соленьями
Несмотря на всё вышесказанное, компания Карла Нордена адаптировала прицел под нужды армейской и стратегической авиации. Совокупные затраты на Mark XV поражают воображение. Его стоимость разработки и производства в ценах того времени оценивается в 1,5–2 миллиарда долларов (по разным подсчётам, эквивалент 25–40 миллиардов долларов в ценах 2025 года). Есть и более скромные подсчёты, по которым итоговая стоимость разработки суперприцела составила 1,1 миллиарда долларов. Но и это запредельно. Для сравнения: вся Манхэттенская атомная программа обошлась примерно в 2 миллиарда. Программа разработки прицела «Норден» официально стоила дороже, чем один линкор класса «Айова», и его охраняли строже, чем ядерные секреты на ранних стадиях.
Что же предприняли инженеры Карла Нордена для адаптации прицела? Всё свелось к минимальным изменениям: расширили поле зрения телескопа, увеличили диапазон отставания бомбы после сброса, добавили режим бомбометания с планирования с сильфонами для компенсации изменения высоты, ввели низковысотные и высотные модификации.
Нововведения, помимо прочего, позволяли прицелу мгновенно корректировать точку сброса бомбы прямо в процессе снижения или подъема самолета, что делало бомбардировщик менее уязвимой мишенью для зенитной артиллерии. Это помогло решить одну из главных проблем «Нордена» — необходимость лететь строго по прямой в течение долгого времени, что было крайне опасно под огнем ПВО.
Различные модификации прицела «Норден»
Всё это обозначалось как M-серия (M-1, M-4, M-7, M-9), хотя оставалось тем же Mark XV с доработками. К 1940–1941 годам прицелы начали ставить на B-17, но производство отставало катастрофически. Временной заменой стал прицел Sperry S-1, который оказался проще, дешевле и, в ряде случаев, точнее в реальном бою. О том, почему в бомбардировочной авиации США отдали предпочтение прицелу «Норден», а не Sperry, стоит написать отдельный материал. Занимательная история, надо отметить.
На бумаге прицел «Норден» выглядел впечатляюще. Изделие было чрезвычайно дорогим, состояло из 2000 деталей и вполне могло именоваться механическим компьютером. Во время войны верхнюю часть прицела — так называемый «футбол» — снимали с нижнего стабилизатора, когда самолёт находился на земле, и под вооружённой охраной относили в специальный сейф Norden на каждой базе. Прицел позволял достигать кругового вероятного отклонения 23–75 метров с высоты 6–9 км в идеальных полигонных условиях. Но даже это было не пределом. Пропагандисты утверждали, что с 9000 метров с помощью прицела можно попасть в круг диаметром 4,6 метра. Был даже образ бочки с соленьями, на которую якобы можно сбросить бомбу с «Суперкрепости». На деле всё было далеко не так — с высоты 4600 метров бомбардир в лучшем случае попадал в круг диаметром 120 метров, что вряд ли можно назвать высокоточным бомбометанием.
Фото из руководства по эксплуатации прицела позволяют понять всю сложность изделия
Прицел стабилизировал гироскопами линию визирования, автоматически учитывал баллистику бомбы и даже связывался с автопилотом. В последние 30–60 секунд бомбардир фактически «вёл» самолёт через прицел, обеспечивая идеальную прямолинейность и постоянную скорость. В реальных боевых условиях (облачность, сильный ветер, турбулентность, зенитный огонь, стресс экипажа, дым от предыдущих взрывов) точность резко падала: круговое вероятное отклонение бомбометания в Европе 1943–1945 годов составляло 300–1000 метров, а часто превышало 1600 метров (иногда до пары километров). Американцы часто переходили на бомбометание по радару H2X через облака или сбрасывали бомбы «по лидеру», что нивелировало преимущества.
Обучение бомбардиров занимало 6–12 месяцев, прицел был крайне сложным и капризным. Тем не менее, от него не избавились, хотя у американцев был более совершенный бомбовый прицел Sperry S-1. Во многом свою роль сыграла мифология «Норден», которую старательно выстраивал напарник Карла Нордена Теодор Барт. Ходила даже история о том, что сетка прицела была настолько тонкой, что для её изготовления требовались особенно тонкие волосы одной блондинки по имени Мэри Бабник, известной как Arcadia Mary, — она преподавала танцы солдатам на базе Pueblo Army Air Base в Колорадо.
Символичное фото - два самых дорогостоящих проекта американского ВПК времен Второй Мировой войны соединились вместе
В 1940-е годы радиосериал «Джек Армстронг, всеамериканский парень» предлагал в качестве премии «Секретный прицел Норден» — деревянный ящик с зеркальной системой, через которую можно было целиться в игрушечные немецкие подлодки и сбрасывать на картонные мишени маленькие красные бомбочки.
Каким бы ни был совершенным прицел «Норден», высотное бомбометание в плане точности всю войну оставляло желать лучшего. Ковровые бомбардировки Германии тому самое лучшее подтверждение. Хотя «Норден» основывался на технологиях 1914–1920-х годов, он был важен благодаря своей популярности, роли в поднятии морального духа и, в конечном итоге, потому что им оснащались три четверти американских бомбардировщиков. Собственно, только в этом и заключалась ценность самого мифологизированного оружия Америки во Второй Мировой войне.
Информация