Навигационный/боевой тренажер Линка
В начале Второй Мировой Войны, стремительно развивающиеся воздушные силы армии США (USAAF) столкнулись с кадровым вопросом. Им остро не хватало обученных воздушных навигаторов, способных определять положение самолетов при дальних перелетах. Проведенная ревизия выявила слегка леденящий душу акт: на все USAAF летом 1940 года имелось ровно полсотни специалистов-навигаторов.
Этого было совершенно недостаточно не только для сколь-нибудь масштабных боевых действий, но даже и для адекватного комплектования учебных курсов. Для создания воздушной армады, о которой грезили Арнольд и ЛеМэй требовались тысячи — возможно, десятки тысяч! — хорошо обученных специалистов, способных как ориентироваться днем по карте местности, так и ночью по звездам. И внезапно оказалось, что генералы USAAF понятия не имеют, как подготовить столько навигаторов в разумные сроки.
Пытаясь решить проблему, американские авиаторы обратились к гражданским летным училищам, но и тут их ждала неудача. Курсы подготовки навигаторов для почтовых и пассажирских экипажей хотя и решали часть проблемы, но тоже не могли дать требуемого объема. Американцы также с большим неудовольствием выяснили, что их «подсидели» британцы: большинство вакансий в гражданских летных школах США и Канады были уже забронированы за будущими навигаторами RAF.
Главным же «бутылочным горлышком» во всей проблеме оказалась нехватка учебных самолетов. Обучение навигаторов было долгим, ресурсоемким процессом, требовавшим множества часов летного времени днем и ночью, над самой разной местностью. В Америке просто не было должного количества подходящих учебных машин — и требуемое расширение их парка влетало бы в копеечку, не говоря уже о затратах горючего, риске аварий и т.д.
— Well, excuuuuuuse me, generals! — Эд Линк
27 ноября 1941 года, представители USAAF обратились к компании «Авиационные устройства Линка» (англ. Link Aviation Devices) с просьбой разработать многофункциональный тренажер для начального обучения экипажей бомбардировщиков. Основанная знаменитым изобретателем Эдвином «Эдом» Линком — создателем первого в мире авиационного тренажера с симуляцией реальности — компания уже много лет успешно поставляла США и другим странам тренажеры, предназначенные для обучения пилотов полету «по приборам», в условиях слабой или нулевой видимости. Но поставленная USAAF задача была гораздо сложнее всего, над чем прежде работал Линк. Генералы хотели получить тренажер, способный реалистично обучать воздушной навигации экипаж бомбардировщика — и они не были уверены, возможно ли это вообще сделать.
Эд Линк считал, что можно. На деле, он уже работал над аналогичным проектом (по британскому заказу), но пока еще не продвинулся дальше чертежей. Имея же гарантии заказов от родного правительства, он и его компания развили бешеную деятельность, и уже в начале 1942 новый тренажер был представлен на испытания.
Тренажер Боевого Экипажа (англ. Combat Crew Trainer), также известный как Тренажер Звездной Навигации (англ. Celestial Crew Trainer) был впечатляюще монументальным сооружением. Он собирался в специально построенной 40-футовой (12 метров) полой башне, весьма смахивавшей на элеватор для зерна. Такие размеры были необходимы, чтобы точно соблюдать масштаб симулируемой обстановки: экипаж, проходящий обучение на тренажере должен был наблюдать ее точно так, как видел бы небо над головой и землю внизу экипаж настоящего бомбардировщика в настоящем вылете.
(1) — вентиляционные щели
(2) — лампочки, имитирующие звезды
(3) — поддерживающие рельсы купола
(4) — моторы и коробка передач для вращения и наклона купола
(5) — моторы для движения купола по рельсам
(6) — противовес купола
(7) — проектор, проецирующий изображение местности
(8) — экран
(9) — кабина на гидравлических актуаторах
(10) — пилот за рычагами управления
(11) — навигатор с секстантом
(12) — радиооператор с радиокомпасом
(13) — второй пилот
(14) — бомбардир с бомбовым прицелом
(15) — дымовая аппаратура для имитации облаков
(16) — поворотное основание для имитации поворотов кабины
(17) — гидравлические актуаторы крена кабины
(18) — гидравлические актуаторы тангажа кабины
(19) — кабина оператора тренажера
(20) — откидной мостик для входа
Центральной частью тренажера был полноразмерный макет кабины тяжелого бомбардировщика, оснащенный всеми полагающимися приборами и рабочими местами экипажа. В нем могли одновременно находиться пилот, второй пилот, радист, бомбардир, и, конечно же — навигатор. Для последнего был предусмотрен навигационный астрокупол, а для бомбардира в полу кабины было устроено наблюдательное окошко с бомбовым прицелом.
В отличие от стандартной «синей коробки» базового тренажера Линка, кабина CCT имела лишь ограниченную подвижность. Она могла наклоняться (не слишком сильно) в нужном направлении, имитировать тряску и действие ветра на самолет. Гидравлические актуаторы под основанием кабины реагировали на движения органов управления: например, когда пилот переводил рули на снижение, нос кабины реалистично наклонялся вперед. Управляющий тренажером оператор мог в любой момент подключить «ветер» любой желаемой силы и с любого желаемого направления: действие «ветра» выражалось в том, что гидравлические актуаторы начинали оказывать на кабину дополнительное воздействие с выбранной стороны, и пилот должен был прилагать дополнительные усилия, чтобы удерживать самолет на курсе.
Сверху над кабиной располагалось «небо»: большой проволочный купол на жестком каркасе. На внутренней его поверхности были размещены лампочки, изображавшие звезды. Расположение лампочек точно воспроизводило рисунки созвездий, видимых над заданной местностью в заданное время. В зависимости от выбранного «полетного задания», оператор тренажера мог включить тот или иной рисунок «неба», точно соответствующий имитируемой местности. Он также мог отключить часть звезд, или заставить их мерцать, имитируя облачность, скрывающую небо.
Конструкция купола и коллиматора из патента Линка
Купол «неба» был установлен на подвижном подвесе, и мог наклоняться, поворачиваться и вращаться, в соответствии с «перемещением» кабины тренажера. Положение купола устанавливалось оператором так, чтобы соответствовать виду звездного неба над выбранной для «вылета» местностью. В ходе «вылета», купол поворачивался и наклонялся, соответствуя текущей широте и долготе самолета (отслеживавшейся оператором по карте при помощи небольшого робота-самописца). Учитывалось и видимое суточное движение звезд — ведь каждый «вылет» на тренажере занимал несколько часов.
Большая часть звезд «неба» была просто огоньками — но для ключевых навигационных звезд (вроде Полярной, Арктура и Сириуса) использовались специальные коллиматоры. Тем самым решалась проблема параллакса — изменения видимого положения объекта относительно удаленного фона в зависимости от положения наблюдателя — и становилась возможной реалистичная звездная навигация.
Внизу, под кабиной, на достаточном удалении располагался большой горизонтальный стеклянный экран. Специальный проекционный аппарат снизу проецировал на экран изображение местности, записанное на кинопленку. Этот экран служил «землей» тренажера, использовавшейся для обучения навигации по картам местности и бомбометанию. Кабина и экран были смонтированы на общем вращающемся основании, чтобы упростить конструкцию тренажера.
По мере «движения» кабины, пленка в проекторе плавно прокручивалась вперед, и «земля» под бомбардировщиком реалистично двигалась. Если бомбардировщик менял курс, пленка, соответственно, смещалась вправо или влево в соответствующем направлении. По желанию оператора, можно было усилить или ослабить освещенность местности, или добавить «облака», подпустив в луч проектора дым из специальной пиротехнической установки.
Будущие члены экипажа заходили в кабину с помощью специального откидного мостика, который затем убирался. В кабине, их окружали полностью действующие приборы: датчики топлива и масла двигались пропорционально «расходу», альтиметр реагировал на подъем и опускание носа их «самолета», радиоаппаратура принимала сигналы (поступавшие, разумеется, из проводной сети).
Проверив аппаратуру и выполнив все необходимые операции по запуску двигателей, экипаж поднимал свой «самолет» в воздух. Виртуальное окружение их было так реалистично, как только могла обеспечить аппаратура 1940-ых: специальные вентиляторы обеспечивали встречный напор воздуха, динамики передавали шум ветра и рокот моторов, и специальные аппараты отвечали за вибрацию корпуса кабины. Резкие порывы контролируемого оператором «ветра» раскачивали самолет, придавая дополнительную атмосферу реализма происходящему. По некоторым данным, во время «взлета» на лобовое стекло кабины проецировался соответствующий ролик пробежки по взлетной полосе и набора высоты, но мне не удалось достоверно подтвердить эту деталь.
«Подняв» тренажер, экипаж вел его к цели, используя различные методы навигации. В них входили:
* Навигация по карте местности — с использованием экрана «земли» под кабиной.
* Навигация по звездам — с использованием купола «неба» над кабиной и секстанта.
* Навигация по радиокомпасу — для этой цели в кабине имелась кабельная аппаратура, имитировавшая работу навигационных радиомаяков.
* Поддержание курса — экипаж вел самолет «вслепую», без внешних ориентиров, рассчитывая свое положение исходя из «скорости», «направления» и «сноса ветром».
В типичном случае, каждый «вылет» на тренажере требовал от экипажа использовать все методы навигации для достижения цели. Например, самолет взлетал «днем», и поначалу ориентировался по экрану «земли». Затем изображение поверхности на экране сменялось океаном, и экипаж вел самолет, ориентируясь по радиокомпасу. Затем, оператор включал «ночь»: экран «земли» внизу темнел, зато сверху зажигался купол «неба» для навигатора. А потом и «небо» могло потемнеть (имитируя полет сквозь плотную облачность), и экипаж должен был поддерживать курс вслепую, рассчитывая свое положение по карте, до тех пор, пока оператор вновь не включал «небо» (имитируя просвет в облаках), позволяя им установить свое положение.
Текущее «положение» самолета непрерывно отмечалось на карте у оператора. Для этой цели служил небольшой трехколесный робот-самописец, называемый «крабом». Изобретенный Линком еще для своего первого базового тренажера, «краб» управлялся электромеханическим вычислителем, который автоматически преобразовывал курс, скорость и ветровой снос, заданные на тренажере, в команды для «краба». Двигаясь по прикрытой стеклом карте, «краб» оставлял за собой чернильную полосу, по которой оператор тренажера мог видеть, насколько хорошо (или плохо) экипаж выполняет полетное задание.
Панель оператора тренажера. «Краб» на столе отмечает на карте курс. Циферблаты и переключатели на панели управления позволяют двум девушкам из WAVES устроить парням-пилотам веселенькую жизнь
Если возникала необходимость, оператор тренажера мог связаться с экипажем в кабине с помощью аппаратуры радиста. Многие полетные задания, в частности, подразумевали необходимость для радиста «поймать нужную станцию» и получить инструкции от оператора. При этом, «в эфире» (проводном, но достоверно имитирующим работу радио) могли присутствовать и другие станции, в том числе и передающие ложную информацию.
Помимо чисто навигационных заданий, тренажер CCT мог выполнять и обучение бомбардировке. Место бомбардира было оборудовано бомбовым прицелом, вполне достоверно воспроизводившим работу армейского прицела конструкции Сперри. После того, как пилот «выводил» кабину тренажера на курс к цели — в качестве таковой был весьма популярен дворец японского императора в Токио — задачей бомбардира было точно ориентировать самолет, и правильно рассчитать момент сброса бомб с учетом «высоты», «скорости» и «ветрового сноса», так, чтобы бомбы попали в цель.
Бомбардир за прицелом
После «сброса бомб» (сопровождавшегося вполне реалистичным рывком кабины, обеспечиваемым гидравлическими актуаторами), следовала пауза, соответствующая времени падения бомб, а затем в точке попадания сверкали пиротехнические вспышки и выбрасывались облачка дыма. Оператор тренажера затем оценивал, как далеко упали бомбы от намеченной цели. Разумеется, на самом деле точка попадания на экране была фиксирована — кабина тренажера ведь не двигалась относительно экрана! — и действия бомбардира двигали проецируемое на экран изображение. Что, впрочем, воспринималось тренирующимися вполне себе реалистично.
В распоряжении оператора имелся огромный объем записанных на пленку карт, достоверно воспроизводящих более 210.000 квадратных миль поверхности. С их помощью, оператор мог задать практически любое полетное задание: от кругового полета Нью-Йорк — Сан-Франциско, и до бомбардировочного вылета против Германии или Японии.
Девушки из WAVES тоже часто использовали тренажеры Линка для отработки навигационных задач
Новый тренажер Линка стал немедленным успехом. В 1941-1945, множество «элеваторов» CCT было торопливо возведено на авиабазах континентальных США. Масштабы программы были таковы, что, по словам современников, «в городках вблизи от авиабаз невозможно было купить ни метра сетки для курятников — все растаскивали авиаторы для ремонта тренажеров». По подсчетам самого Линка, за годы войны на его тренажеры было израсходовано более 300.000 квадратных метров сетки.
Их обслуживанием и управлением начиная с 1942 в основном занимались женщины-добровольцы из WAVES (англ. Women Accepted for Volunteer Emergency Service — Женщины Принятые для Волонтерской Экстренной Службы), женской составляющей резерва военно-морского флота США. Основной целью программы WAVES было, разумеется, высвободить мужчин с тыловых и вспомогательных должностей для боевой службы; но работа на тренажерах также позволяла обучить женщин-пилотов и навигаторов на тот случай, если, например, им понадобиться срочно перегонять самолеты или пилотировать транспортники.
За годы войны, тренажеры Линка подготовили десятки тысяч экипажей для бомбардировщиков USAAF и RAF, а также патрульных самолетов флота.
После войны, однако, популярность CCT Линка быстро упала. Военно-воздушные силы США имели в резерве буквально десятки тысяч подготовленных пилотов и навигаторов — значительно больше, чем имелось для них бомбардировщиков! — и более не нуждались в столь экстренной программе обучения новых.
Технология также шагнула вперед за годы войны. Приоритет в обучении начал уделяться более современным средствам навигации: таким, как обзорные РЛС и радарные прицелы, а также радионавигационные системы вроде Gee/Oboe и LORAN/SHORAN. Звездная навигация и навигация по карте местности отошли на второй план, в сравнении с полетами по приборам — для чего компания Линка строила уже совершенно другие тренажеры.
Наконец, наступление реактивной эпохи привело к тому, что скорости и высоты полета бомбардировщиков значительно превысили верхние ограничения старомодного тренажера Линка.
Остатки пяти башен CCT на заброшенной авиабазе МакКук (McCook), штат Небраска — последнее напоминание о грандиозном проекте Линка
В 1950-ых, большая часть башен ССТ была демонтирована, авиабазы, на которых они стояли — закрыты или перестроены. В настоящее время не сохранилось ни одного образца тренажера CCT. Но память об этих устройствах и об их создатели жива до сих пор: эта память — тысячи успешных бомбардировочных миссий против Германии и Японии, выполненных американскими экипажами, чье обучение началось с проволочного «неба» над головой и проекционной «земли» под кабиной.
