Первые беспилотники

Чуть более семидесяти лет назад начались испытания серии дистанционно пилотируемых летательных аппаратов, официально названных воздушными мишенями (Aircraft Target — AT), но в действительности бывшие летающими бомбами. Д.У. Аллен (D. W. ALLEN), отставной глава отделения технологий беспилотных летательных аппаратов (Unmanned Aircraft Technology Section)  Королевского авиационного НИИ (RAE — Royal Aircraft Establishment), описывает некоторые из этих машин, которые были не меньше чем предшественники современных крылатых ракет.

Просматривая списки серийных номеров самолетов Королевского Лётного Корпуса или Королевских ВВС можно встретить полдюжины (от A8957 до A8962), выделенных в качестве радиоуправляемых самолетов-мишеней. Можно задаться вопросом: какого типа были эти летательные аппараты и была ли у них интересная история развития? В свое время они получили мало рекламы и 70 лет назад мало кто знал об их истинном назначении. Для сохранения секретности они назывались воздушными мишенями (AT), но это не то, что было на самом деле. В 1917 году были построены и испытаны всего шесть самолетов, и хотя военные серийные номера были выделены, они никогда не наносились на борта их планеров.

Сейчас хорошо известно, что на последних этапах Первой Мировой войны Королевский Лётный Корпус экспериментировал с радиоуправляемыми самолетами, построенными по спецификациям майора А.М. Лоу (Maj A. M. Low) из расположенного в Фелтеме (Feltham) экспериментального завода Корпуса, и что было несколько опубликованных сообщений, в которых было сказано, что испытания были неудачными. Из-за охватывавшей работы более жесткой секретности было мало известно о дальнейшем развитии, которое продолжиолсь после войны и которое, в конечном счете, оказалось, для своего же блага, слишком успешным.

В 1916 году в Фелтеме на юге Лондона был основан экспериментальный завод Королевского Летного Корпуса. Руководил им эксперт радиосвязи капитан Э.М. Лоу. Ранее он работал над применением некоего вида телевидения для дистанционного управления артиллерийских дальномеров и был запрошен генералом Кэдделлом (Caddell) из Министерства авиации о возможности дистанционного управления самолетами в целях борьбы с дирижаблями противника, которые в то время совершали налеты на Англию. Эти рейды были чем-то новым в ведении боевых действий и вызвали значительное общественное беспокойство с громогласными требованиями, что 

«надо что-то делать».

Со стороны военных также был интерес в использовании таких машин в качестве бомбардировочного боевого средства. Лоу был совершенно уверен, что он может справиться с поставленной задачей и со своей командой из 30 человек взялся за то, чтобы построить и продемонстрировать это оружие.

Арчи Лоу имел сложный характер и  ясно предвидел будущее лучше, чем большинство современников. Он был не только изобретателем, но и был способен подробно рассмотреть направления применения его изобретений. А.М. Лоу был ассоциированным почетным доцентом физики Королевского Артиллерийского Колледжа (Royal Ordnance College), но он не смог заставить себя полубить научные учреждения, хотя называл себя профессором и продолжал этоделать до конца жизни.Однако если человек на самом деле не занимает кресло в университете, то он не может использовать звание "профессор" и должен удались его из списка достижений до тех пор, пока не получит звание почетного профессора. Из-за этого Лоу всегда воспринимался как нечто постороннее.

В межвоенный период Лоу много сделал для популяризации науки и написал сотни статей и книг на эту тему. Как и многие изобретатели он страдал от отсутствия технологии, необходимых для их реализации перспективных идей, и вследствие этого потери к ним интереса как не оправдавших ожидания. Отчасти верно это было и для AT: если только были бы доступны надежные и быстродействующие системы радиоуправления, то, возможно, даже самый первый самолет был бы успешным. С другой стороны, если бы такое оборудование существовало, то кто-то другой мог бы использовать его первым.

Пока не ясно, кто проектировал первый небольшой самолет Лоу: его биограф Урсула Блум (Ursula Bloom) в своей книге "Он зажег лампу" ("He lit the lamp"; Burke, 1958) цитирует его слова, что он 

"построил самолет сам, используя нижнее крыло от B.E.2c"

тогда как в Имперском военном музее утверждают, что было взято крыло от Sopwith Pup. 50-сильный двигатель Gnome судя по единственной сохранившейся фотографии кажется оснащался непомерно большим пропеллером, взятым от S.E.5. Лоу также сказал, что использовал раннюю форму шасси с носовой стойкой, но на изображении этого не видно. По-видимому, фюзеляж имел монококовую конструкцию и был специально построен. Этот

"странный моноплан"

был собран командой Лоу в ангаре рядом со знаменитым рестораном "Синяя птица" (Bluebird Restaurant).

Беспроводное оборудование управления было очень примитивным и состояло из передатчика с искровым генератором и приемника для переключения реле, которое, в свою очередь, управлялось механизмом разрешения последовательного выбора команд "вверх/вниз" и "влево/вправо", использующим на удивление передовые сервоприводу рулей высоты и направления. Хотя такая система подходила для управления лодками и другими наземными транспортными средствами такие последовательные системы были, как известно, слишком медленными для управления самолетом по трём степеням подвижности.

Помощь из Фарнборо

Власти верили в идеи Лоу об радиоуправлении, но, возможно, не в конструкцию его самолета и было решено, что расположенная в Фарнборо Королевский Авиационный завод (RAF — Royal Aircraft Factory) должен быть проинструктирован с целью оказания ему помощи. В нормальных условиях это означало бы, что проект переехал в Фарнбороно, видимо, методы Лоу были несовместимы с техническими дисциплинами ведущего авиационного института (RAE) (не слишком прекрасный момент для Лоу, обладавшего таким трудным характером, что мало кто хотел работать с ним). Соответственно, в январе 1917 года завод начал разработку более подходящего самолета, оставляя Лоу ответственным за разработку оборудования для беспроводной передачи и его установку на аэроплан.

По-видимому промышленность была сагитирована этими идеями и были построены несколько прототипов AT: компанией Sopwith был построен небольшой биплан, а компанией Ruston Proctor — моноплан. Однако только один из них должен был быть оснащен беспроводной системой управления и серийно производиться и им стал самолет, разработанный Генри П. Фолландом (Henry P. Folland) в RAF. Это был изящный моноплан с высокораположенным крылом, оснащенный плоским двухцилиндровым 30-35-сильным двигателем ABC и установленным на полозковое шасси. Форма хвоста напоминала экспериментальный самолет S.E.4, который был (и это не удивительно) также разработан Фолландом.

экспериментальные AT были различных типов, включая один построенный Ruston Proctor и спроектированный компанией Sopwith биплан. Обратите внимание на повреждение законцовки крыла

Биография Лоу сообщает, что AT были построены компанией de Havilland. Из этого сообщения некоторые люди сделали вывод, что конструктором был де Хэвиллендом, что было не так. Джеффри де Хэвилленд ушел с должности конструктора RAF в 1914 году — за три года до начала работ над AT. Чертежи, которые все еще существуют в национальном архиве (Public Records Office) в качестве фотокопий и в архивах RAE, были завизированы Фолландом (в 1918 году после образования Королевских ВВС (RAF — Royal Air Force) Королевский Авиационный завод был переименован). Возможно, некоторые части для шести самолетов, которые, в конечном итоге, были построены в Фарнборо, предположительно могли быть построены фирмой де Хэвилленда Airco. Возможно также, что память подвела Лоу. Так или иначе, истину мы никогда не узнаем. Кажется определенным, что именно этим шести самолетам были выделены официальные серийные номера.

этот вид сбоку самолета-мишени AT дитируется 28 февраля 1917 года; Royal Aircraft Establishment

21 марта 1917 года Лоу был готов к первому испытательному полету и, как сказал мне в 1955 году, это должно было произойти перед представительной аудиторией высших военных должностных лиц (в том числе 30 или 40 генералов) представлявших все союзные страны. В 1921 году, через некоторое время после окончания войны, К.Дж.Грей (C. G. Grey) опубликовал в журнале "The Aeroplane" статью, претендующую на истинную историю того, что произошло в тот день.

фрагмент статьи из журнала "The Aeroplane" выпуск 21 декабря 1921 года

В то время Грей был журналистом, который провел большую часть своей карьеры в безжалостной вендетте против правительственных чиновников вообще и расположенного в Фарнборо RAE в частности. В этом случае он использовал насмешку над тем, к чему мы сегодня уже привыкли в средствах массовой информации, особенно когда репортер сам не понимает то, что он пишет и пытается скрыть свое невежество несерьезностью.

В 1921 году такие методы в технических журналистике не были широко распространены, и в течение многих лет истории Грея воспринимались в качестве веселых образных описаний того, что произошло на самом деле. Это было крайне отрицательными и не указывали ни на какие-либо признаки технических достижений, равно как и не пытались объяснить, почему эксперимент не удался. Хотя фактически в рамках ограничений тогдашних технологий Лоу проделал хорошую работу, что было продемонстрировано после войны. Не удивительно, что версия Грея не совпадает с воспоминаниями Лоу о тех событиях. кроме того, кажется, что с обеих сторон была путаница по отношению к тому какую именно попытку испытательного полета они описывают. Грей не дает никаких конкретных дат, и история с выруливанием на Лаффанс-Плейн (Laffan's Plain), Фарнборо, которую он рассказывает не подтверждаются никакими другими источниками. 

Согласно Лоу его оборудование для выполнения первого полета было перевезено из Апавона (Upavon) в Солсбери-Плейн (Salisbury Plain), и самолет был запущен с установленной на грузовике пневматической катапульты. Поскольку Лоу не был пилотом и имел только пилотское свидетельство наблюдателя, то ему не было позволено самому лично управлять самолетом. Лоу пришлось работать передатчиком команд пилота, который стоял возле грузовика, в котором, в свою очередь, было установлено оборудование. Пилотом был Негри (позднее сэр Генри) Сигрейв (Henry (later Sir Henry) Segrave), прославившийся в межвоенный период участием в авиационных и автомобильных гонках а также являвшийся обладателем мирового рекорда скорости для автомобилей.

Когда сигнал был дан, AT был запущен в свободный полет.

"Вверх!"

— кричал Сигрейв. Лоу переместил ручку "вверх". Он услышал крик снаружи:

"Клянусь Богом, это работает!"

"Вверх! Вверх! Быстрее!"

— отдавал указания Сигрейв. Лоу снова дал команду на подъема самолета, и почти сразу двигатель машины начал разбрызгивать масло.

"Отрегулируй его!"

— пришла новая инструкция. В следующий момент он услышал дикие крики и, глядя из машины, к своему ужасу увидел как самоуверенная группа генералов бежит спасая свои жизни. В течение нескольких секунд AT появился в поле зрения и, сделав почти полную петлю, рухнул на землю в 30 футах (9,14 м) от грузовика управления.

Нет никаких сомнений в том, что задержка при передачи команд от одной к другой в сочетании с задержками, присущими последовательной системе управления, привели полет к описанной картине. Сегодня хорошо известно, что задержка в линиях связи телеуправления является первопричиной перерегулирования и неустойчивости системы и что все, что превышает примерно треть секунды может привести к катастрофическим последствиям при попытках управления устройств с быстрой реакцией, такими как небольшие самолеты.

Ограниченный опыт

Несомненно, Лоу был уверен, что в пределах ограничений конструкции его оборудование работало должным образом, и, похоже, нет никаких сомнений, что он был единственным человеком, обладавшим знаниями, необходимыми для правильной оценки имеющихся данных. В то время было мало людей, имевших опыт дистанционного управления какими-либо устройствами и ни один из них пока не имел успешного опыта управления самолетом на расстоянии. Немногоми знавшими об этих проблемах были армейские офицеры, которые за несколько лет до описываемых событий были ответственными за эксплуатацию дистанционно-управляемые торпеды Бреннана (Brennan) для обороны гаваней. Эти торпеды были установлены в ряде стратегических гаваней Империи. Хотя к этому времени торпеды были устаревшими, само их существование было в те годы засекречено и, по-видимому, никто из офицеров, имевших опыт работы с ними, не присутствовал на демонстрации. Это было обидно, поскольку они также страдали от тех же проблем задержки, когда пытались направить управляемую по проводам торпеду: офицер также устно передавал команды человеку, который фактически осуществлял управление. Вскоре было обнаружено, что методы, пригодные для управления кораблем, были недостаточными, и офицер  должен был запачкать руки и сам поворачивать рычаги управления для преодоления длительных задержек и достижения требуемой точности прицеливания.

5 июня 1917 года менее чем за пять месяцев до первых обсуждений спецификации первый построенный RAF самолет был отправлен в экспериментальный завод для установки контрольно-измерительных приборов. В дополнение к самолету на заводе была спроектирована и построена  рельсовая направляющая для запуска AT; она была смонтирована в Норхолте (Northolt), где и проходили испытания. Монтаж контрольно-измерительной аппаратуры не заняла много времени и 6 июля Лоу был готов к первой попытке.

После неудачной попытки запуска неподходящего первого прототипа и извлечения полезных уроков Лоу имел шесть профессионально спроектированных и построенных улучшенных планеров самолетов и были все основания рассчитывать на успешную серию испытаний. Однако вместо этого несчастный Лоу испытал серию катастроф. Было решено, что для устранения проблем с задержками запуск должен осуществляться с органами управления, установленными в уравновешенное положение, и не отправлять команд, пока самолет не наберет нужную высоту. Несмотря на большое внимание, включая испытания модели самолета в аэродинамической трубе, которое было предпринято, чтобы получить правильную балансировку, во время первого запуска у самолета был, очевидно, очень тяжелый хвост: машина круто поднялась, перевернулась на спину и нырнула вертикально к земле. Самолет был полностью разрушен.

Вторая машина с измененной балансировкой, корректирующей тяжелый хвост первого самолета, была готова 25 июля. К сожалению, это было преувеличением: самолет не смог оторваться от земли, врезался в забор и рухнул. 28 июля была сделана следующая попытка с балансировкой хвоста в промежуточном положении. На этот раз сломался двигатель. Помимо сломанного винта самолету были нанесены небольшие повреждения..

Хотя три остальные самолеты были вскоре доставлены в Фелтем дальнейших попыток запуска (несмотря на сделанную 21 явнаря 1918 года заводом просьбу продолжить запуски на том основании, что проблема балансировки была решена и что AT уже могут летать) предпринято не было. К концу года, когда война закончилась, экспериментальный завод Королевского Летного Корпуса был расформирован, а Лоу перестал иметь какое-либо участие в разработке беспилотных самолетов. Этим история AT могла бы закончиться, но к тому времени местом для приложения в данном направлении сил со стороны ученых и инженеров стал RAE.

Послевоенное развитие

В 1920 году работы были возобновлены, и на этот раз разработкой иобеспечением беспроводным оборудованием занимался расположенный в Биггин Хилле (Biggin Hill) приборный проектно-конструкторский институт (Instrument Development Establishment). К апрелю 1922 года персонал этого института был влит в RAE, и все последующие работы было сделано в Фарнборо.

Вполне вероятно, что четыре планера, оставшихся после тестов 1917 года, были восстановлены и модифицированы для новых испытаний, хотя никаких документальных подтверждений этого предположения не было найдено. Чертежи 1920 года во многом идентичны ранним самолетам, хотя есть существенные изменения. Ненадежный двигатель ABC Gnat был заменен на 45-сильный Siddeley-Deasy (позднее Armstrong Siddeley) Ounce, шасси было удалено, а планер был модифицирован под установку тележки для запуска. Киль и руль направления были перепроектированы и, скорее всего, было установлено новое крыло. Габаритные размеры остались прежними, но результатом был более строгий и целеустремленный внешний вид резко контрастировавший с легким, почти хрупким видом машин 1917 года. Большинство AT, вероятно, были построены с нуля; количество построенных является неопределенным, но поздние фотографии показывают самолеты с фюзеляжными номерами 10, 11 и 12 — таким образом скорее всего были построены шесть самолетов. Если так, то последняя партия самолетов была построена на старом заводе в Фарнборо.

AT производства 1922 года, RAE, оснащался 45-сильным двигателем Siddeley-Deasy Ounce. Этот AT не имел шасси и запускался с простой направляющей, установленной на авианосце "Аргус", позднее с эсминца "Стронгхолд" 

В октябре 1921 года на пилотируемый Bristol F.2B Fighter была установлена единая система управления рулем направления с помощью гироскопа; также на самолет был установлен и отрегулирован одноканальный механизм радиотелеграфного управления для следования поступающим с земли командам. Надежность не было хорошей, но система работала и впервые в Великобритании самолет маневрировал посредством беспроводного управления с земли, выполнявшегося на расстоянии двух-трех миль (3,2-4,8 км). 

Многоканальная система радиосвязи была изготовлена и установлена на D.H.9A; ее селекор подстраивался под свет ламп и указывал правильность функционирования, а не являлся органом управления.

В середине 1922 года были возобновлены попытки запуска и полета беспилотных AT. Была установлено одноканальное радиоуправление, но, опять же, оно не включалось,  пока самолет не достигал рабочей высоты. Направление полета удерживалось гироскопической системой управления рулем направления, а высота полета с помощью анероида, управлявшего рулями высоты.

13 июля и 31 августа 1922 года были сделаны первые две попытки запуска беспилотных самолетов с рельсовых направляющих (тоже рельсы!), установленных на палубе авианосца "Аргус". Они не увенчались успехом. Первый самолет в нужное время не освободился от тележки, а во втором случае были нараставшие во время взлета сильные поперечные колебания. Считалось, что переход от горизонтальной рельсовой направляющей к полёту с набором высоты с зафиксированным рулем направления был предраспологающим фактором данной проблемы. Поэтому было принято решение выполнять запуск с наклонной катапульты, установлены на носу эсминца "Стронгхолд" (HMS Stronghold). Чтобы избежать любой возможности влияния радио на полет, оно было заменено на переключатель программ с механическим приводом.

AT №11 на своей пусковой тележке. Первые запуски были сделаны с авианосца "Аргус" 12 июля и 31 августа 1922 года 

Частичный успех

Первые два запуска с катапульты были удовлетворительными за исключением того, что в каждом случае присутствовали поперечные колебания, увеличивавшиеся по амплитуде во время набора высоты и затухавшие, когда самолет выравнивался на заданной ему высоте. В гироскоп руля направления были внесены некоторы изменения, после чего следующий запуск состоялся в феврале 1924 года. На этот раз подъем хорошо управляемым, но последующее поведение было далеко от устойчивого: AT столкнулся с оснащенным фотокамерой сопровождавшим годропланом Fairey IIID, сорвался в пике и упал в море. К счастью гидроплану, приземлившемуся с застрявшим в стабилизаторе винтом от AT, был нанесен лишь незначительный ущерб. Эта неуправляемая траектория была связана с опрокидыванием — довольно обычно явление для гироскопов тех лет — и поэтому дальнейшие модификации были сделаны с целью установки противоопрокидывающего механизма. Успешный полет 6 июня 1924 года подтвердил причину неисправности, после чего и все было готово для дальнейших полетов с установленным радиоуправлением. 

AT на своей пусковой установке на борту эсминца "Стронгхолд" — на переднем плане можно увидеть AT №11

AT сфотографирован в момент запуска

Седьмой полет состоялся 3 сентября 1924 года. Многоканальная система радиоуправления, работавшая на частоте 267 кГц, была создана для получения четырех команд: повернуть налево, лететь прямо, повернуть направо и выключить двигатель. Запуск был успешным и AT правильно выполнял команды, передаваемые с самолета сопровождения Fairey IIID. Однако, после 12 минут полета двигатель неожиданно остановился и самолет спланировал к водной поверхности и приводнился с небольшими повреждениями.

AT №10 извлекается из воды для последующего запуска

12 сентября и 16 октября 1924 года были выполнены еще два полета. Во время них были установлены два передатчика: один на самолете сопровождения, а второй на борту эсминца "Стронгхолд". В состоявшемся 26 февраля 1925 года последнем полете продолжительностью 39 минут с установленного на "Касторе" (HMS Castor) стандартного военно-морского связном передатчика были отправлены 43 команды, которые все были получены и должным образом отработаны. AT был подобран почти неповрежденным.

В результате этой серии успешных испытаний был сделан вывод, что проблемы дистанционно-управляемого полета были решены удовлетворительно, и оборудование было более надежным, чем двигатель, который оставался источником беспокойства. Также стало совершенно очевидно, что для некоторых ситуаций дистанционное радиоуправление было ненужным и, например, самолет-снаряд мог управляться только автопилотом. Этот вывод непосредственно привел к следующей разработке — Larynx (Long Range Gun with Lynx engine).

В сентябре 1925 года RAE начал работы над Larynx — самолетом-снарядом, способным нести 250 фунтовую (113,4 кг) боеголовку на расстония 300 миль (482,7 км). Larynx был больше AT и оснащался 200-сильным двигателем Armstrong Siddeley Lynx. Значительное улучшение точности наведения было достигнуто применением магнитного компаса для слежения за гирокомпасом руля направления и альтиметра для измерения пройденного пути. Самолет-снаряд Larynx был первой успешной стратегической управляемой ракетой класса "земля-земля" и предшественником крылатых ракет. Интересно отметить, что та же схема была использована 20 лет спустя в немецком самолете-снаряде FZG 76.

Larynx на своей пусковой установке на борту эсминца "Стронгхолд"

Учитывая небольшое число построенных опытных самолетов,испытания Larynx были на удивление успешными как в Вилекобритании, так и в иракской пустыне, причем настолько успешным, что действовавшее в те годы британское правительство решило, что разработка должна прекратиться, поскольку обладание таким оружием, вероятно, принесет больше пользы врагу, нападающему эти острова, нежели британцам. Как пророчески!

Larynx (производство RAE) на своей катапульте на борту эсминца "Стронгхолд". Larynx был оснащен 200-сильным закапотированным двигателем Lynx

Таким образом, те первые шесть маленьких самолетов не были такими незначительными, как это может показаться. Также они были предвестниками работ по управляемому оружию и привели к созданию успешного самолета-мишени и были важным звеном в разработке радиоуправляемого самолета-мишени de Havilland D.H.82B Queen Bee. Джордж Гарднер (George Gardner), который принимал участие в большинстве разработок и который  был руководителем группы в более поздних работах, впоследствии стал первым главой отдела управляемого вооружения (Guided Weapons Department) RAE и затем (как сэр Джордж) директором и президентом Королевского авиационного общества (Royal Aeronautical Society).

Большинство AT было уничтожено в ходе испытаний, но, видимо, что-то уцелело и, согласно книге Дж.М. Брюса, К.Х. Лоу-Уайлда "Британские аэропланы 1914-1918" (British aeroplanes 1914-1918 by J. M. Bruce, C. H. Lowe-Wylde), пытались преобразовать одну машину в легкий спортивный одноместный самолет. Была сделана кабина, установлены элероны и полозья были заменены колесным шасси. Упоминание о  полозьях предполагает, что это была одна из первоначальных версий 1917 года, поскольку на поздних версиях, запускаемыз с катапульты, шасси не было. Неизвестно леталли когда-либо пилотируемый вариант, поскольку никаких фотографий не обнаружено.

ПОПЫТКИ ПОЛЕТОВ AT В ГОДЫ ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ

ПОСЛЕВОЕННЫЕ ПОПЫТКИ ПОЛЕТОВ AT

ДАННЫЕ AT ВРЕМЕН ПЕРВОЙ МИРОВОЙ ВОЙНЫ

ДАННЫЕ ПОСЛЕВОЕННЫХ AT

источник: D. W. ALLEN "PILOTLESS PIONEERS" Aeroplane Monthly, July 1988