Левитин И. Б. Видимость и маскировка кораблей Физические основы и приемы маскировки -------------------------------------------------------------------------------- Издание: Левитин И. Б. Видимость и маскировка кораблей. — М.: Воениздат МВС СССР, 1949. — 148 с. Цена 5 р. Scan: Андрей Мятишкин (amyatishkin@mail.ru) Аннотация издательства: Книга лауреата Сталинской премии инженер-майора И. Б. Левитина «Видимость и маскировка кораблей» посвящена рассмотрению вопросов физической сущности оптической маскировки кораблей. В первой главе книги кратко излагается история возникновения и развития маскировки на нашем флоте. Вторая, третья и четвертая главы включают в себя сведения о природе дневного освещения, об оптических свойствах фонов, о зрительных иллюзиях и по теории видимости кораблей в море. Пятая, шестая, седьмая и восьмая главы посвящены изложению всех видов оптической маскировки Последняя — девятая — глава излагает способы повышения видимости. Книга рассчитана на широкий круг морских офицеров. Книга в формате DjVu — 1604 кб Невыправленный текст в формате TXT — 227 кб ОГЛАВЛЕНИЕ От издательства (стр. 3) Введение (стр. 5) Глава 1. Краткая историческая справка о развитии маскировки на нашем флоте (стр. 10) Глава 2. О природном дневном освещении и оптических свойствах фонов (стр. 17) Природное дневное освещение (стр. 17) Оптические свойства фонов (стр. 22) Глава 3. Видение в дневных условиях (стр. 37) Глаз как приемник лучистой энергии. Зрительные функции (стр. 37) О зрительных иллюзиях (стр. 43) Цветное зрение (стр. 48) Глава 4. Видимость кораблей (стр. 50) Оптические явления в атмосфере и видимость (стр. 50) Основы теории видимости кораблей в море (стр. 55) Измерение дальности видимости кораблей (стр. 63) Глава 5. Маскировочное окрашивание кораблей (стр. 69) Основные задачи и виды маскировочного окрашивания (стр. 69) Защитное окрашивание кораблей (стр. 70) Камуфляж корабля (стр. 72) Глава 6. Декоративная маскировка кораблей (стр. 94) Общие свойства декоративной маскировки. Применяемые в ней материалы (стр. 94) Маски и перекрытия (стр. 97) Деформирующие сооружения. Макеты (стр. 99) Глава 7. Дымовая маскировка кораблей (стр. 103) Сущность и приемы дымовой маскировки на море (стр. 103) Оптические свойства дымовых завес. Маскирующее действие завесы (стр. 105) Глава 8. Световая маскировка кораблей (боевое затемнение) (стр. 110) Задачи светомаскировки кораблей (стр. 110) Природное ночное освещение. Видение в ночных условиях (стр. 112) Понятие о расчете маскированного освещения (стр. 121) Приемы выполнения маскированного освещения (стр. 125) Светящиеся материалы и их применение на кораблях (стр. 130) Глава 9. Способы повышения видимости (демаскирование) (стр. 138) Задачи и способы оптического демаскирования (стр. 138) Светофильтры, демаскирующие в видимом спектре (цветоконтрастные светофильтры) (стр. 140) Поляризационные светофильтры (стр. 141) О способах демаскирования в невидимых лучах (стр. 144) Литература (стр. 147) ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА Бурное развитие техники в течение последних 10—15 лет и громадный опыт минувших Великой Отечественной и второй мировой войн привели к интенсивному развитию маскировки. Если 10—12 лет назад для осуществления маскировки корабля морскому офицеру, имеющему хорошую оперативно-тактическую подготовку, было вполне достаточно разбираться в основах только оптики и акустики, то в настоящее время такой объем знаний указанных разделов физики уже не может удовлетворить современным условиям войны на море. Ныне маскировка опирается на целый ряд отраслей науки, в том числе на исследование вопросов оптического наблюдения, радиолокации, гидролокации и многих других. Поэтому вполне понятно, что для успешного решения задач маскировки морскому офицеру необходим комплекс знаний из разных областей науки. Предлагаемая вниманию читателей книга лауреата Сталинской премии, кандидата технических наук И. Б. Левитина не претендует на полноту изложения всех вопросов, связанных с маскировкой, а преследует цель расширить кругозор читателей лишь в области оптической маскировки. Материал изложен на основе последних в этой области научных работ советских ученых и лично автора и рассчитан на морских офицеров, имеющих нормальное военно-морское образование. ================================================ И. Б. ЛЕВИТИН ВИДИМОСТЬ и МАСКИРОВКА КОРАБЛЕЙ (ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ПРИЕМЫ МАСКИРОВКИ) ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ СОЮЗА ССР МОСКВА— 1949 Книга лауреата Сталинской премии инженер-майора И. Б. Левитина "Видимость и маскировка кораблей" посвящена рассмотрению вопросов физической сущности оптической маскировки кораблей. В первой главе книги кратко излагается история возникновения и развития маскировки на нашем флоте. Вторая, третья и четвертая главы включают в себя сведения о природе дневного освещения, об оптических свойствах фонов, о зрительных иллюзиях и по теории видимости кораблей в море. Пятая, шестая, седьмая и восьмая главы посвящены изложению всех видов оптической маскировки Последняя — девятая — глава излагает способы повышения видимости. Книга рассчитана на широкий круг морских офицеров. Релактор капитан-лейтенант Лупач В. С. Технический редактор Кузьмин И. Ф. Корректор Иванова А. П. Г-11650. Подписано к печати 29.01.49 г. Изд. № 6/1429 Объем 91,, п. л Уч. изд. л. 7,4. В 1 п. л. 38000 тип. зн. Зак. № 369 9-я типография Управления Военного Издательства МВС СССР ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА Бурное развитие техники в течение последних 10—15 лет и громадный опыт минувших Великой Отечественной и второй мировой войн привели к интенсивному развитию маскировки. Если 10—12 лет назад для осуществления маскировки корабля морскому офицеру, имеющему хорошую оперативно-тактическую подготовку, было вполне достаточно разбираться в основах только оптики и акустики, то в настоящее время такой объем знаний указанных разделов физики уже не может удовлетворить современным условиям войны на море. Ныне маскировка опирается на целый ряд отраслей науки, в том числе на исследование вопросов оптического наблюдения, радиолокации, гидролокации и многих других. Поэтому вполне понятно, что для успешного решения задач маскировки морскому офицеру необходим комплекс знаний из разных областей науки. Предлагаемая вниманию читателей книга лауреата Сталинской премии, кандидата технических наук И. Б. Левитина не претендует на полноту изложения всех вопросов, связанных с маскировкой, а преследует цель расширить кругозор читателей лишь в области оптической маскировки. Материал изложен на основе последних в этой области научных работ советских ученых и лично автора и рассчитан на морских офицеров, имеющих нормальное военно-морское образование. ВВЕДЕНИЕ Маскировка своих действий представляет один из видов боевого обеспечения флота. Так же как и другие виды боевого обеспечения (боевое охранение, раззедка и т. д.), маскировка является органической частью тактики флота и составляет сумму поступков, осуществляемых для сокрытия или уменьшения заметности своих сил. Чтобы достигнуть этой цели, приходится применять разнообразные средства маскировки, которые чаще всего состоят из чисто инженерных средств и приемов специального характера. Эти средства и способы применяются обычно при тактической маскировке командирами кораблей в отличие от стратегической и оперативной маскировок, задачи которых решаются высшим морским командованием. В этой книге речь будет итти об одном из разделов тактической маскировки — оптической маскировке. Маскировка как специальность представляет собой науку технического характера, подчиняемую и направляемую требованиями тактики. Вместе с тем, в процессе развития маскировка в свою очередь также воздействует на тактику. Это нетрудно пояснить некоторыми примерами. До применения в морских операциях подводных лодок корабли окрашивали с расчетом уменьшения их видимости на далеком расстоянии. Появление подводных лодок, способных незаметно сблизиться с атакуемым кораблем на незначительное расстояние, потребовало изменения маскировочных приемов: был введен камуфляж, искажающий видимый курсовой угол и вид корабля. В современных условиях, как это подтвердил опыт прошедших войн, часто приемы маскировки кладутся в основу тактического решения проведения операции. Примером может служить десантная операция Черноморского флота у Мысхако в Великой Отечественной войне. Предвидя огне- вое противодействие со стороны противника в районе высадки десанта, наше командование организовало и провело высадку демонстративного десанта на близлежащем участке побережья противника. Чтобы разобраться в сущности маскировки, надо дать ей точное определение, которое должно содержать признаки связи маскировки с тактикой и признаки технической сущности маскировки. Маскировка есть совокупность мероприятий, имеющих целью сокрытие от противника истинной обстановки. Эти мероприятия состоят из приемов и средств, назначенных для противодействия наблюдению, т. е. для того, чтобы результаты наблюдения приводили противника к неправильной оценке обстановки. Маскировка корабля может быть естественной и технической. Естественной маскировкой называют совокупность приемов,' при которых для сокрытия или уменьшения видимости корабля используются благоприятные природные условия (туман, плохая видимость, тень от берега и т. д.). Технической маскировкой называют такую, при которой для сокрытия или уменьшения видимости корабля применяется совокупность инженерных приемов (маскировочное окрашивание, возведение декораций, применение дымовых завес, маскировочное затемнение и т. д.). Право выбора путей и средств маскировки принадлежит командиру корабля (при совместном плавании группы кораблей — командиру соединения). Но при этом следует помнить, что если естественная маскировка требует от командира отличного знания района плавания и умения быстро ориентироваться в окружающей обстановке, то техническая основана, сверх этого, на знаниях физической сущности маскировки и наблюдения, свойств маскировочных средств и требует специальной технической подготовки. Для успешного осуществления маскировки очень важно иметь правильное понятие о взаимосвязи маскировки и наблюдения. Маскировка всегда противодействует наблюдению. В зависимости от того, какими свойствами обладают средства наблюдения, должны выбираться средства противодействия. Если наблюдение ведется оптическими способами (глазом, оптическими наблюдательными приборами, фотоаппаратурой и т. д.), то для маскировки применяются оптические приемы (маскировочное окрашивание, дымовые завесы, декорации 6 ; и т. д.). Однако оптические приемы маскировки корабля в / море бессильны при необходимости противодействовать радиолокационному наблюдению. Ему должны противодействовать особые приемы маскировки, основанные на изучении свойств радиолокаторов. Появление новых средств наблюдения обычно вызывает появление и новых средств маскировки, и, наоборот, хорошо действующая маскировка толкает на поиски новых средств наблюдения. В последнее время часто можно слышать мнение о том, что появление средств радиолокации совершенно обесценивает оптическую маскировку. Это мнение, конечно, совершенно неверно. До тех пор пока на флоте применяется оптическое наблюдение (а оно не только продолжает применяться, но все более и более совершенствуется), будет прямая необходимость и в оптической маскировке. Жизненность оптических методов наблюдения состоит в их огромном преимуществе — полной скрытности, вследствие чего противник может и не знать, что за ним ведется наблюдение. Радиолокация же, несмотря на все ее положительные стороны, не является скрытным способом наблюдения: при обнаружении действия радиолокатора противник станет применять соответствующую маскировку. Таким образом, оптическая маскировка является в настоящее время жизненной и важной отраслью морских наук. Более того, она оказывает серьезное влияние на развитие сопредельных с ней знаний. Так, развитие маскировочного дела непосредственно влияло на получение научных данных, имеющих весьма широкий общий интерес, как, например, на развитие изучения видимости, природного освещения и т. д. Если практика маскирования кораблей имеет более чем вековую историю, то маскировка в современном понимании ее как отрасли морской науки представляет собой науку новую, молодую, развившуюся на нашем флоте в предвоенный период (1939—1940 гг.), получившую большое практическое применение во время Великой Отечественной войны. Разберем теперь сущность и содержание оптической маскировки кораблей. Оптическая маскировка" должна скрыть или изменить признаки маскируемого корабля или его деятельности. Корабль обнаруживается потому, что его корпус излучает и отражает лучистую энергию не так, как вода, воздух и другие фШы', на которых его наблюдают. Оптическое наблюдение использует свойства распространения лучистой! энергии: видимого света и невидимых инфракрасных и' ультрафиолетовых лучей. В морских условиях существует много способов оптического наблюдения. К ним относятся: наблюдение невооруженным глазом, наблюдение через оптические приборы (бинокли, стереотрубы, дальномеры, светофильтры и т. д.), наблюдение с помощью приборов, использующих свойства невидимых (ультрафиолетовых и инфракрасных) лучей и, наконец, фотосъемка. Наблюдение может осуществляться с кораблей, с берега и с воздуха, но почти всегда его результаты зависят в конечном итоге от зрительного восприятия (за исключением тех случаев, когда глаз заменяют особыми оптическими приемниками), а само зрительное восприятие в сильной степени зависит от условий наблюдения. Поэтому оптическая маскировка кораблей должна обязательно учитывать: в каких условиях придется применять маскировочные средства — днем, ночью или в сумерках, с каких расстояний должно сказываться действие маскировки и каким оптическим приемникам она должна противодействовать. Далее, следует отчетливо знать оптические характеристики фонов, на которых противник может наблюдать корабли, и оптические характеристики маскировочных средств (красок, дымов и т. д.). Столь же важно знать и свойства природного (дневного и ночного) и искусственного (посредством прожекторов, светящихся снарядов, ракет и авиабомб) освещения. Наконец, необходимо знать основные свойства глаза, оптических приборов и оптических приемников, применяемых для наблюдения, а также свойства атмосферы между маскируемым кораблем и наблюдателем. Прямая задача маскировки состоит либо в обеспечении полной невидимости, либо в уменьшении заметности объекта. Разница этих двух понятий заключается в требуемой точности совпадения оптических свойств объекта и фона. Можно считать, что корабль невидим, если наблюдатель не может его обнаружить, зная вполне определенно, что он находится в поле зрения. Однако в действительности естественные фоны всегда отличаются некоторой пестротой: яркость их и цвет никогда не бывают равномерными. Это позволяет стремиться не к точному совпадению свойств объекта и фона, а к достаточному приближению этих свойств," чтобы сходным оказался только их характер. При этом можно сделать так, что корабль окажется незамеченным при наблюдении. Употребительные способы оптической маскировки кораблей разделяются на следующие виды: 1) маскировочное окрашивание (защитное и камуфляжное), состоящее в применении разнообразных красок и особых приемов окрасок; 2) декоративную маскировку, состоящую в изменении вида корабля посредством устройства специальных декораций из различных материалов, искусственных и естественных; 3) дымовую маскировку, состоящую в применении маскирующих дымов или туманов; 4) световую маскировку, представляющую совокупность приемов, скрывающих корабль ночью, но позволяющих нормальные действия его личного состава. Все эти виды маскировки и будут кратко рассмотрены в этой книге. Глава 1 КРАТКАЯ ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА О РАЗВИТИИ МАСКИРОВКИ НА НАШЕМ ФЛОТЕ Более ста лет назад русские военные моряки применили маскировочное окрашивание своих кораблей с целью уменьшения их видимости. История, к сожалению, не сохранила имена первых инициаторов этого дела, но зато на любой старинной гравюре, изображающей русские парусные корабли, можно увидеть их корпуса окрашенными черной краской с белыми продольными полосами. Применение подобной резко контрастирующей окраски и характеризует эпоху парусного флота. В 1854 г. во время войны России с Англией и Францией, в целях достижения скрытности русских канонерских лодок на Балтийском море, их стали красить в серо-голубой цвет, приближающийся к цвету шхер. Это был первый известный случай организованной маскировки кораблей. Ескоре и бомбардирские корабли англичан, действовавшие против русского флота, были окрашены в такой же цвет. Маскировочная окраска применялась на русском флоте и во время русско-турецкой войны 1877—1878 гг. Действовавшие против турок миноноски «Чесма», «Синоп», «Нава-рин» и «Сухум-Кале» были окрашены светлозеленой краской под цвет морской воды. Но полученному в результате этих войн опыту по маскировке кораблей значения придано не было, и он вскоре был забыт. Только этим можно объяснить, что во время русско-японской войны 1904— 1905 гг. русские корабли были окрашены в черный цвет и имели высокие желтые трубы. Такая окраска прекрасно различалась на большом расстоянии и, бесспорно, сыграла отрицательную роль в Цусимском бою. Японцы же, отлично учитывая фактУр видим'о'оти, окрасили сво'и корабли в 10 темносерый цвет, близкий к цвету морской воды в тех районах. До наших дней сохранились приказы адмирала С. О. Макарова, в которых он отмечает роль окраски кораблей и требует их маскировки. Когда японцы заняли Высокую гору в Порт-Артуре и получили возможность наблюдать внутренний рейд, то именно благодаря влиянию адмирала Макарова корабли, стоявшие на рейде, были окрашены в зеленовато-серый цвет. В то же время во владивостокском отряде крейсера еще раньше были окрашены в темный зеленовато-серый цвет, а миноносцы — под цвет песчаного побережья, возле которого они стояли. Русскому флоту принадлежит также приоритет в применении неравномерной по светлоте защитной окраски кораблей — более темной окраски корпуса и более светлой надстроек и труб. Этот способ применяется теперь на всех флотах для окраски кораблей в мирное время. В русском флоте такая окраска была введена еще в 1912 г. циркуляром штаба командующего Балтийским флотом. В иностранных флотах также постепенно стали переходить на защитную окраску кораблей, — в германском флоте в конце XIX века, во французском, итальянском и австрийском в период 1908—1910 гг. Английские корабли вплоть до 1914 г. сохраняли окраску корпусов в черный цвет, а надстроек в коричневатый, и только в 1914 г. англичане перекрасили крейсера и линейные корабли в темносерый цвет, а остальные корабли — в черный. Таким образом, к первой империалистической войне 1914—1918 гг. на всех флотах мира установилась окраска боевых кораблей в серые тона. Такая окраска преследовала цель уменьшить видимость кораблей при ведении артиллерийского боя. Следующим крупным шагом в морской маскировке было введение камуфляжа кораблей. Причиной его появления явилось применение подводных лодок, способных незаметно подойти на близкое расстояние к кораблю для нанесения торпедного удара. Следовательно, надо было искать способы затруднить противнику ведение торпедных атак. Идея камуфляжа заключалась уже не в уменьшении видимости кораблей, что не дало бы результатов на малых дистанциях боевых столкновений, а в искажении вида корабля и элементов его движения (курсового угла, скорости, дистанции до него), знание которых необходимо для расчета торпедной атаки. 11 Весной 1915 г. севастопольский художник Шпажинский предложил русскому морскому ведомству особую раскраску кораблей, которую он назвал «иллюзорной». По идее Шпа-жинского такая окраска должна была затруднить оценку дистанции корабля. Тогда же по его методу были окрашены старый броненосец Черноморского флота «Синоп» и несколько позднее на Балтийском флоте крейсера «Кондор» и «Беркут». Окраска имела характер правильных чередую- ;..ЛлЛ.а A,*,Z,~,Z~Z~^ Рис. 1. „Иллюзорная" окраска по методу Шпажинского Щихся пятен (наподобие шахматной доски), чередующихся прямых полос или треугольников и т. д. В таком виде она не реЙКала поставленной задачи, так как правильность чередования пятен не затрудняла наблюдения, а поэтому принята ке была. В 1916 г. к методу Шпажинского возвращались несколько раз, но, как и многое в царском флоте, эта работа проходила совершенно бессистемно и реальных результатов не дала. В первой мировой войне камуфляж применения в русском флоте не получил. На рис. 1 показан пример одной из первых «иллюзорных» раскрасок по методу, предложенному Шпажинским. В 1917 г. в Англии под влиянием развернутой немцами неограниченной подводной войны были начаты работы по камуфляжу кораблей. Новые предложения были довольно примитивны. Например, на корабле накрашивались линии, 12 имитирующие морские волны (рис. 2). Вполне Понятно, <1тб такая раскраска могла дать какой-либо эффект на фоне волнующегося моря и отнюдь не способствовала маскировке корабля на фоне спокойного моря. Во второй половине 1917 г. нашли широкое применение предложения лейтенанта морского резерва художника Нормана Вилькинсона, который поставил целью своих окрасок искажение курсового угла. Резкие контрасты и сильно искажающие пятна этих ' ч........... **•"I................"TwlW'1 Рис. 2. Камуфляжная окраска, имитирующая морскую волну окрасок были хорошо видны на далеком расстоянии, но крайне затрудняли определение курса корабля, и вскоре камуфляж по системе Вилькинсона был распространен на весь торговый флот, а затем и на английские боевые корабли. На рис. 3 показана типичная окраска кораблей-по способу Вилькинсона, оказавшая некоторое влияние на выбор рисунков камуфляжа и на русском флоте. Но это влияние было весьма кратковременным, так как принципы окраски Вилькинсона оказались неудовлетворительными потому, что сочетания красок по его способу не уменьшали видимость корабля. На нашем флоте от них отказались и кашли свои собственные и совершенно правильные маскировочные решения, основанные на применении красок защитных тонов, которые вблизи искажали силуэт корабля, а на большом расстоянии уменьшали его видимость. К этому же времени камуфляж кораблей был принят на флотах Франции, Италии и Японии и таким образом получил окончательное признание. 13 В период 1918—193? гг. ййтерей к камуфляжу понй^ зился, корабли были вновь окрашены одноцветной серой краской, и создавалось впечатление, что с окончанием войны камуфляжем кораблей более не занимаются. Однако на самом деле почти во всех флотах велась дальнейшая разработка вопросов морской маскировки. В нашей* стране в период 1930—1940 гг. работа по исследованию маскировочного окрашивания проводилась в НИИВК, где существовала специальная маскировочная группа, и одновременно с этим велись опыты на флоте. ;|; , fts' Рис. 3. Камуфляж по способу Вмлькинсоиа Результаты работы над вопросами маскировки дали себя знать с началом второй мировой войны. В 1939 г. камуфляж был сразу же введен на флотах всех воюющих стран. Более того, методы его были серьезно изменены и приобрели характер универсального решения задачи искажения элементов движения корабля и понижения его видимости на дальнем расстоянии. Ниже об этом будет сказано подробно. С 1940 г. и в особенности с началом Великой Отечественной войны работы по маскировке кораблей на нашем флоте приобрели систематический характер, причем к разработке вопросов морской маскировки были широко привлечены видные советские ученые и многие научные лаборатории. Значительную роль в этих исследованиях играли ученые оптики и 14 светотехники, которые разработали теорию видимости ко-рйблей и научные основы их маскировки, опередившие достижения американцев и англичан. Многие научные работники в лабораториях Государственного оптического института и других институтов вели напряженную работу, результаты которой не замедлили сказаться. С началом Великой Отечественной войны росла и развивалась маскировочная служба на флотах, в базах и крупных соединениях кораблей. Собирались всефлотские сборы специалистов морской маскировки, на которых происходил обмен опытом практической и научной работы. Эти сборы были особенно ценны тем, что на них встречались моряки и ученые и что достижения науки, в особенности советской физики, находили все большее и большее применение в морском маскировочном деле. В ^результате этой большой работы в течение Великой Отечественной войны маскировка кораблей получила у нас огромный размах и достигла технического уровня, который значительно превосходил технический уровень маскировки флотов других стран. Кроме маскировки кораблей окрашиванием, уже в войну 1914—1918 гг. делались попытки маскировать их и другими техническими средствами, среди которых большое распространение получила декоративная маскировка. К ее приемам относились: установка на кораблях фальшивых труб и мачт, изменение силуэта корабля с помощью фальшбортов и ложных надстроек и т. д. Этот вид маскировки больше всего использовался англичанами на судах-ловушках, боровшихся против немецких подводных лодок. В Великой Отечественной и второй мировой войнах декоративной маскировкой пользовались для укрытия кораблей, стоящих у берега. Такая маскировка с помощью всевозможных маскпокрытий, имитирующих сооружения, применялась в частности при блокаде Ленинграда. Первое применение дымовой маскировки кораблей относится к гражданской войне 1862 г. в Америке. Для получения дымовых завес в корабельных топках жгли содержащее много смолы дерево, от неполного сгорания которого получалась черная дымовая завеса. Под прикрытием таких завес флоту южан удавалось прорывать блокаду и отрываться от противника. Использование дымовых эазес для маскировки кораблей привлекло внимание флотов различных стран, В войне 1914—1918 гг. этот вид маскировки применялся уже доста- 15 точно широко посредством созданной специальной дымовой аппаратуры. Исследования показали, что черные дымовые завесы за счет неполного сгорания топлива имеют недостаточные маскирующие свойства и недостаточную стабильность. Это заставило перейти к применению белого тумана, образуемого взаимодействием хлорсульфоновой кислоты и серного ангидрида с влагой воздуха. После окончания первой мировой войны на всех флотах продолжалась серьезная работа по усовершенствованию дымообразующих веществ и дымовой аппаратуры. В частности, велись работы по применению дымовых завес морской авиацией с целью прикрытия кораблей. В ходе Великой Отечественной войны дымовая маскировка широко и успешно применялась на нашем флоте, накопившем огромный боевой опыт ее использования. Краткий исторический обзор мы закончим сведениями о применении на кораблях световой маскировки. Еще во время русско-японской войны 1904—1905 гг. в ночное время на русских кораблях для наружного освещения применялись синие лампы. В 1914—1918 гг. синий свет использовался также для светомаскировки и на других флотах. Углубленная теоретическая и практическая разработка вопросов светомаскировки, начатая в 1939 г. в связи со второй мировой войной, нашла свое отражение и на флотах. Кроме синих ламп, на кораблях стали применяться источники света пониженного накала и светящиеся (люминесци-рующие) материалы. Начали использовать также различные источники ультрафиолетового облучения в сочетании со светящимися знаками, шкалами приборов и указателями. Опыт Великой Отечественной войны доказал, что мероприятия по оптической маскировке являются необходимым условием проведения боевых операций в море, надежного укрытия кораблей на стоянках в базе и на открытых рейдах. Все это обеспечивает дальнейшее развитие оптической маскировки. Глава 2 6 ПРИРОДНОМ ДНЕВНОМ ОСВЕЩЕНИИ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ФОНОВ Природное дневное освещение Первичным источником природного дневного света является солнце. По пути к земной поверхности солнечная радиация проходит через атмосферу, которая ослабляет солнечные лучи (поглощает и рассеивает их). Видимое нами голубое небо и представляет собой рассеянный атмосферой солнечный свет. Освещение земных объектов создается прямыми солнечными лучами, идущими параллельно друг другу, и рассеянным атмосферой солнечным светом, падающим на объект с различных сторон. К этим двум основным составляющим природного дневного освещения почти всегда добавляется освещение за счет отражения света от поверхности земли или воды. Каждый моряк знает, как на наклоненных бортах кораблей в ясный солнечный день играют отблески света, отраженного от волнующейся воды. Мерой освещения служит освещенность (отношение падающего на поверхность светового потока к величине площади этой поверхности). Единицей освещенности является люкс (лк) 1. Если обозначить через Е освещенность прямыми солнечными лучами, е — освещенность рассеянным атмосферой солнечным светом, ег — освещенность отраженным от земли или воды светом, то суммарная освещенность выразится Е = Е + е + ег. (1) 1 Освещенность в 1 лк создает источник света силой в одну свечу на перпендикулярной лучам поверхности, удаленной от него на 1 м. 2-Зак. 369 17 Соотношение между составляющими суммарной освещенности зависит от состояния погоды, астрономического положения солнца и положения освещаемой поверхности. Это последнее обстоятельство особенно важно при рассмотрении вопроса о видимости кораблей. Говоря о природном дневном освещении корабля, надо рассмотреть освещенность горизонтальной, вертикальной и наклонной поверхностей. Освещенность горизонтальной поверхности (палубы корабля, рассматриваемой наблюдателем с воздуха) называют горизонтальной освещенностью и обозначают через Ег. При наблюдении корабля в открытом море составляющая ег= О, и поэтому Ет=Е+е. (2) Освещенность вертикальной и наклонной поверхностей (борт корабля, рассматриваемый наблюдателем с воды, с берега или с удаленного самолета) называют соответственно вертик<ыьной освещенностью Ев и наклонной освещенностью Ен • Если рассматривать условия освещения корабля в полном виде, то в величину вертикальной и наклонной освещен-ностей должна входить составляющая отраженного света ег. Чем больше наклонен борт корабля к воде, тем больше эта составляющая. Она зависит также от отражающих свойств воды и от направления, к которому обращен борт корабля. Если это направление совпадает с направлением'на солнце, то отраженный от воды свет может быть весьма значительным. При рассмотрении условий дневного освещения большое значение имеет установление соотношения между величинами освещенности от рассеянного и прямого солнечного света. Качественное различие между ними состоит в том, что освещенность от рассеянного света более или менее равномерна, а само освещение является почти бестеневым. Чем больше мутность воздуха, тем больше солнечного света рассеивается и тем мягче становится освещение. Особенно отчетливо это наблюдается при сплошной облачности или густом тумане, когда предметы не отбрасывают тени. Прямое солнечное освещение, наоборот, создает резкие тени, являющиеся важным демаскирующим признаком. Поэтому при выполнении маскировки стремятся исказить или смяг- 18 1,0 0,8 ЧйТь очертаний падающих теней, помогающих наблюдатели опознать объект. Освещенность прямыми солнечными лучами зависит прежде всего от координат солнца (его высоты над горизонтом и азимута). Для определения координат солнца используют специальные таблицы •, в которых высота и азимут солнца даются для широты местности, даты и часа. Максимальное значение освещенности прямыми солнечными лучами в полдень достигает 100 000 як. Это очень большая освещенность, значение которой можно оценить, если вспомнить, что вечером при электрическом свете мы | о,б читаем и пишем при освеще- § нии порядка 50—100 /г/с. Если * солнце - светит даже через з °>4 легкие облака, освещенность' g сильно снижается. В зависи- ^ мости от высоты солнца и плотности облаков ослабление освещенности может составлять от 10 до 8О°/о и более. На рис. 4 показана зависимость освещенности прямыми солнечными лучами от высоты солнца. Чем больше составляю- Рис 4_ зависимость освещен-щая ? от прямого солнечного Ности прямыми солнечными света в суммарной дневной лучами от высоты солнца освещенности, тем резче и контрастнее образующиеся тени. В зависимости от направления падающих солнечных лучей в течение суток тени перемещаются, изменяя свою интенсивность и длину. При безоблачном небе освещенность в тени зависит только от высоты солнца над горизонтом. Эта зависимость дана в табл. 1, в которой п — коэфициент, показывающий, во сколько раз освещенность в тени меньше, чем на открытом месте. 0,2 о,о / / / / / 1 / 1 1 / У f / / 0° 20° U0" 60° 30° Высота солнца Натд. ординату множить на иО.ОООлн 1 Таблицы для расчета природной освещенности и видимости, составленные под руководством проф. В. В. Шаронова, изд. АН СССР, 1945 г. 2* 19 Таёлицй I Зависимость межДу освещенностью в тени и освещенностью на открытом месте Высота солнца в градусах . . 10 20 30 40 50 60 70 80 и 90 Коэфициент п . 2 4 5,5 6 6,5 6,8 7 7,3 Эта таблица показывает, что при высоком солнце тени особенно контрастны. Чем светлее фон, на который падает тень, и чем более гладка его поверхность, тем темнее кажется падающая тень. Это имеет большое значение при маскировке кораблей: если корабль окрашен светлосерой (шаровой) краской, то тени от мостиков, выступающих частей и вооружения могут выдавать характерные для него очертания. Как мы увидим дальше, для противодействия этому служит специальное противотеневое окрашивание кораблей. Освещенность рассеянным солнечным светом е может быть достаточно точно учтена посредством весьма сложных расчетов, но можно судить о ее порядке гораздо проще по данным табл. 1, помня, что освещенность в тени как раз и создается рассеянным солнечным светом. Так, например, если в солнечный ясный день солнце в зените (высота его равна 90°), то освещенность прямыми лучами имеет величину порядка 100 000 лк. В этом случае освещенность в тени будет примерно в 7,3 раза меньше, т. е. около 14 000 лк. Это и есть освещенность, создаваемая рассеянным солнечным светом. Очень интересен вопрос о природном освещении в сумерки. Сумерками называется время, в течение которого происходит постепенный переход от ночной темноты к дневному свету и обратно. Сумерки бывают дважды в сутки: утренние, начинающиеся с появлением признаков рассвета и заканчивающиеся в момент восхода солнца, и вечерние, начинающиеся в момент заката солнца и заканчивающиеся с наступлением ночной темноты. Вечерние сумерки не имеют резкой границы и характерны плавным переходом к темноте. Условной практической границей вечерних сумерек считают глубину погружения солнца на 7° под горизонт. 20 В высоких широтах в летнее время вечерние сумерки смыкаются с утренними, образуя белую ночь. Практическое значение сумерек состоит в том, что еще имеется достаточно хорошее освещение для отчетливого видения далеких и близких предметов, однако подробности на них уже не различаются. Это очень важно, если делается маскировка корабля, который должен оперировать на севере летом, в период белых ночей. Разумеется, свойства сумерек должны быть приняты во внимание. В сумерки видимость удаленных объектов в каждый момент находится в прямой зависимости от величины освещенности, а на последнюю сильно влияет наличие облаков. На рис. 5 показаны значения горизонтальной освещенности во время сумерек в зависимости от глубины погружения солнца под горизонт. Кривая / относится к безоблачному небу, кривая // — к частичной облачности средних ярусов, кривая /// — к сплошной низкой облачности (которая, кстати, снижает освещенность примерно в десять раз). Так, на северном театре один из кораблей противника был обнаружен нашими дозорными катерами в сумерки, когда он переместился на линию пеленга зашедшего солнца, и был успешно атакован. До этого времени корабль противника оставался невидимым. Вертикальная освещенность во время сумерек (она важна для учета видимости силуэтов кораблей) различна для различных вертикальных плоскостей и имеет наибольшее значение для плоскости, обращенной к солнцу. Необходимо отметить, что вопросы природного дневного освещения были очень серьезно изучены советскими учеными, среди которых назовем профессоров А. А. Гершуна, Ц, Ц. Калитвда щ в\ В. Шаронова, 500 6.ПП \\ \1 I "V \ \ 200 1 \ \ \ ш ч. О" 1° 2° 3° 4° 5" 6° 1° в" Глубина погружения \ солнца под горизонт Рис. 5. Горизонтальная освещенность в сумерки в зависимости от глубины погружения солнца под горизонт Оптические свойства фонов Для правильного выполнения маскировки надо знать оптические свойства наиболее вероятных фонов, на которых может быть обнаружен корабль. Если разведка корабля ведется с уровня воды, с берега или с воздуха на очень больших дистанциях в условиях хорошей видимости, то корабль наблюдают под пологими углами к Горизонту. При этом видны главным образом вертикальные поверхности корабля — борт, надстройки, трубы. Только в тех случаях, когда атмосфера мало прозрачная и видимость плохая или когда разведываемый корабль находится в базе и пологому наблюдению мешают окружающие здания и постройки, воздушное наблюдение производится под крутыми углами к горизонту. В этом случае видны и горизонтальные поверхности (палуба) корабля. Таким образом, чаще всего наблюдаются вертикальные поверхности корабля. Их и приходится рассматривать на фоне воздушной толщи (неба), моря или берега. Чтобы обнаружить корабль в открытом море, необходимы следующие условия: 1) толща воздуха по линии наблюдения должна быть достаточно прозрачна; 2) на данной дистанции корабль должен иметь достаточные угловые размеры, а окраска его должна составлять такой контраст с фоном, при котором глаз в силу своих физиологических свойств был бы в состоянии его обнаружить. Об этих свойствах глаза, определяющих условия видения, будет сказано в следующей главе. Дальность обнаружения никогда не может быть больше географической дальности видимости. Последняя для предметов на уровне моря определяется следующей простой формулой 1 = 2,08/А- (3) 1 ь гТ S h' -АЛ i- »-> **•- ~*- Рис. щ где L — дальность, выражаемая в морских милях; Л — высота глаза наблюдателя, выраженная в метрах. Обозначим через Л' высоту данной точки корабля (мачты, трубы) над ватерлинией. Дальность видимости этой точки определится из формулы ?' = 2,08^ (4) Если анализировать формулы (3) и (4), то можно вывести следующие заключения: а) на дистанции L -f- U будут скрыты за горизонтом те части корабля, высота которых меньше //, а все части, расположенные выше, будут видны на фоне неба; б) на дистанции L — U части корабля, высота которых меньше h>', видны на фоне моря, а части, расположенные выше, видны на фоне неба (рис. 7). Таким образом, в открытом море фоном, на котором виден корабль, является либо небо (полоса его, близкая к горизонту), либо море. Фон моря иногда рассматривается под пологими углами, вблизи от горизонта, иногда под крутыми углами, прямо под самолетом. Наконец, в тех случаях, когда корабль стоит у берега, противник будет видеть его на фоне кустарника или леса, песчаного пляжа, обрыва, береговых портовых, сооружу* =!¦• ,1 (ИЗ 23 ний и т. д. Учесть все разнообразие таких фонов, конечно, невозможно, и их приходится исследовать в каждом отдельном случае. Рассмотрим оптические свойства фонов неба и моря при наблюдении кораблей в открытом море. Для суждения об оптических свойствах этих фонов надо ввести понятие яркости. ,| юо ооо -о с; I 80 000 60.000 * 40.000 го.ооо _ _ —,-------- О 30" 50° 120° 150" 90' Азимут Рис. 8. Яркость неба у горизонта в зависимости от азимута солнца №а Яркость представляет собой отношение силы света, исходящего в данном направлении, к видимой с этого направления величине испускающей свет поверхности. В качестве единицы яркости употребляют апостильб (сокращенно — асб). Яркость в 1 асб имеет идеально белая равномерно рассеивающая свет площадка, если освещенность ее равна 1 лк. Яркость неба у горизонта в сильной степени зависит от азимута и высоты солнца. Даже глазом ощутимо, что вблизи солнца небо ярче, чем вдали от него. На рис. 8 показана зависимость яркости летнего безоблачного неба в полосе 2° над горизонтом от азимута солнца. Каждая из кривых построена для определенной высоты солнца. Из этих кривых видно, что при азимуте солнца от 0 до 30° яркость неба у горизонта тем выше, чем ниже высота солнца. Если удаленный корабль наблюдается на фоне неба, происходит своеобразная борьба яркостей силуэта корабля Щ № ' :......'...... ' • "'" неба: ярко освещенный лучами солнца корабль на фоне темной части горизонта виден как светлый силуэт, и, наоборот, на фоне светлой части горизонта и против солнца силуэт будет казаться темным. Наблюдения такого рода не раз отмечались при описании морских боев. Большое значение для разработки и оценки маскировки кораблей имеют оттенки неба, которые меняются от ярко голубого до жемчужно-серого. Читатель, наверное, знает, что на закате &ежду ярко расцвеченными облаками небо окрашивается в разнообразные цвета, быстро, на глазах изменяющиеся. Понятно, что такие изменения учесть трудно, и мы скажем только о характеристиках безоблачного и облачного неба, необходимых для общих заключений. Для суждения о цвете поверхности наблюдаемого предмета говорят о ее спектральных характеристиках, указывающих, каков состав испускаемого ,2,5 и О; * 1 в 5?,0 J ] А 1 V \ - >— 1*00 500 Длина волны В00 м/< Рис.1 9. Спектральное распределение света от безоблачного неба света, или, другими словами, какую долю в нем составляют излучения той или иной спектральной окраски (красные, оранжевые, желтые, зеленые, синие и т. д.). В зависимости от доли излучений той или иной длины волны ' суммарный свет приобретает ту или иную окраску. На рис. 9 показана средняя кривая спектрального распределения света дневного безоблачного неба по исследованиям В. В. Шаронова. Эта| кривая имеет максимум в голубой части спектра, что вполне объясняет чистый голубой цвет безоблачного неба. Если небо покрыто облаками, то его спектральные характеристики изменяются. Они зависят в этом случае от характера и плотности облаков. На рис. 10 показана средняя кривая спектрального распределения света от неба, совер- } Длин§ Bojjaw издученця[ определяет ?го положение в спектре. 2f шенно закрытого плотными облаками. Она похожа на кривую для безоблачного неба, но с меньшим содержанием красных излучений, которые поглощаются в плотном тумане (в облаках). При восходе и заходе солнца покраснение неба зависит от влажности воздуха: чем выше влажность, тем небо кажется краснее. Море, в особенности волнующееся, обычно темнее той части неба, которую оно отражает. Чем ближе к 90° угол наблюдения, тем больше эта разница в яркостях моря и неба. Только ослепительная солнечная дорожка, узкая при низком солнце и достигающая ширины 50° при высоком солнце, представляет в данном случае исключение: она много ярче неба. Таким образом, яркость поверхности моря зависит от его состояния и от того, под каким углом ведется наблюдение. Дело в том, что доля отраженного от поверхности воды света, выражаемая коэфициентом от- №~ТГа Job I50 600 650Ш/Л ражения, сильно зависит от Длина во/шы угла падения лучей на no- Pur. 10. Спектральное распреде- верхность. лекие света от неба, совершенно .эта зависимость приведе- закрытого плотными облаками на в табл. 2. 4,0 $3,0 %2,0 § 1,0 I \ 1 \ ч \ \ \ \ \ \ ч Таблица 2 Зависимость коэфициента отражения поверхности воды от угла падения на нее лучей света Угол падения лучей в градусах .... 0 30 60 80 90 Коэфиииент отраже- ния в процентах . 2,0 2,0 6,5 35,0 100,0 26 Из этой таблицы видно, что когда лучи скользят по поверхности воды, то она отражает почти 1009/о падающего света. Наоборот, при отвесном падении лучей почти весь свет уходит под поверхность воды, а от нее отражается только 2% падающего света. L' штилевую погоду и при пологих углах наблюдения море лишь слегка темнее неба и горизонт почти незаметен. Небо и море сливаются в одну равномерную яркую поверхность. Это происходит потому, что у горизонта падающие лучи почти скользят по касательной. Достаточно появления на воде даже небольшой ряби, чтобы в глаз наблюдателя стали попадать лучи, отраженные от боковых поверхностей мельчайших и очень крупных волн. Коэфициент отражения света у горизонта в этом случае сразу уменьшается в два-три раза, море темнеет и горизонт оказывается резко очерченным. При крутых, близких к 90° углах наблюдения (например, при наблюдении с самолета отвесно вниз) спокойное море кажется темнее неба — в еще большей мере, чем бурное море при таких же условиях наблюдения, хотя последнее всегда значительно темнее неба, причем разница в коэфи-циенте отражения при пологих или крутых углах наблюдения его незначительна. Г'ажио, что яркость поверхности моря определяется не только отраженным от него светом, но также светом, выходящим из толщи воды, где он рассеян частицами примесей, содержащихся в воде. Поэтому, в общем случае, чем мутнее вода, т. е. чем больше в ней частиц ила, мелких организмов и т. д., рассеивающих свет и возвращающих часть его по направлению к наблюдателю, тем светлее кажется вода сверху (тем больше ее коэфициент отражения). Измерения козфициента отражения воды при разной мутности показали, что мутные воды реки отражают 10—12% падающего света, прибрежная зона моря 6°/о, а воды открытого океана только 4°/о. Для рассмотрения вопросов маскировки кораблей важна не только яркость, но и цвет моря. Из сказанного выше ясно, что цвет моря определяется спектральным составом света, отраженного от его поверхности, и света, идущего из его толщи. Это и есть тот бесконечно изменчивый цвет моря, который интересует обычно художников. .Так как он определяется в значительной мере отраженным от поверхности моря светом неба, то оттенки моря меняются в зависимости от состояния неба. Вода не 27 только в открытом море, но и в мутной реке в ясный солнечный день может казаться небесно-голубой или ярко синей. Однако достаточно появиться облакам, как вода станет свинцового цвета. При выполнении маскировки кораблей, конечно, нельзя учесть все возможные перемены в цвете моря. Можно говорить лишь о наиболее характерных фактах. Отраженный от поверхности моря солнечный свет (прямой и рассеянный) весьма близок по спектральному составу к белому. Поэтому в штилевую • погоду по мере приближения к горизонту окраска моря бледнеет. Насыщенный синий цвет моря разбавляется белым светом и становится белесоватым. Это же наблюдается при штиле, особенно в облачную погоду, когда солнце закрыто. Моря в этом случае теряют свою индивидуальность: обычно лазурное Черное море ничем не отличается от свинцовой Балтики. Однако достаточно появиться небольшой ряби, как изменяется не только яркость моря, но и, кроме того, окраска его становится интенсивной и свойственной данному морю. Собственный цвет, присущий данному морю и отличающий его от других морей, определяется только спектральным составом света, идущего из толщи воды. Этот свет в толще моря приобретает свои цветовые свойства в зависимости от характера рассеяния и поглощения света молекулами воды и взвешенными в ней частицами. Исследования советского ученого А. А. Гершуна показывают, что чем более прозрачна вода, чем меньше в ней взвешенных частиц и микроорганизмов, тем меньше света выходит из толщи моря, тем больше в нем синих лучей и тем насыщеннее цвет моря. На рис. 11 показаны кривые распределения по спектру света, выходящего из толщи воды некоторых наших морей (по работам А. А. Гершуна, Д. Н. Лазарева и И."Б. Левитина). Если наблюдаемый участок моря так неглубок, что сквозь толщу воды просматривается дно, то собственный цвет моря определяется цветом дна и светом, рассеянным толщей воды. Последняя, в данном случае, играет роль.своеобразного светофильтра, сквозь который видно дно. Цвет морского дна определяется его отражательной способностью по спектру и спектральной интенсивностью света, достигающего дна. Для расчетов видимости и маскировки кораблей часто употребляют величину, называемую коэфициентом яркости неба. i прозрачности no диску СеннО (12 м I ¦i. 500 BOO Длина волны /л/л Рис. П. Спектральное распределение света, выходящего из толщи моря Коэфициентом яркости неба (/¦„) называют отношение яркости неба к освещенности идеально белой матовой вертикальной плоскости, перпендикулярной направлению взгляда. Таким образом, где Вн — яркость неба; Е — освещенность идеально белой площадки (численно равная ее яркости). Коэфициеят яркости моря гы определяется точно таким же образом: если яркость моря оы, то rM = -jr • В приведенных формулах яркость В выражена в апо-стильбах, а освещенность Е в люксах. 29 Величины коэфициента яркости фонов исследовали пу'-"тем подробных натурных измерений Н. Н. Ауслендер, ¦Д. М. Лазарев и Н. С. Шестов. Результаты этих измерений, •обработанные по предложенному А. А. Гершуном Способу, приведены на рис. 12 (коэфициенты яркости неба гн) и на рис. 13 (коэфициенты яркости моря гм): На горизонтальной оси отложены значения угла падения солнечных лучей "У (угла между направлением на солнце и на рассматриваемую точку), а на вертикальной оси—значения коэфициентов 30 20 10 9 8 7 S 5 1 S .э * s Ч 5 а; Э п> \ 30 X 30° ВО' we небо Облачно" 0° 120° 150° 180' Угол t Рис. 12. Коэфициенты яркости неба Яркости й логарифмическом масштабе. Угол Y отсчитываётся от перпендикуляра к освещаемой плоскости до направления падающих на эту плоскость лучей. Если азимут солнца есть А, а высота солнца Лд, то cos у = cos U0 cos A. Кривые построены, как средние для высот солнца от О до 60°. 30 20 г - с* §1.0 g. .9 а .5 5.J г - а ¦ парное небо - ч Облачно ----------------- \ ^^ 30' 60° 90° Угол Г 120° 150" IB U° Рис. 13. Коэфициенты яркости моря 31 Н. Г. Болдырев составил табл. 3, в которой даны коэфй-циенты яркости морских фонов в зависимости от гидрометеорологических условий. Таблица 3 Коэфициенты яркости морских фонов Ко Н эициент ярк ости Koscj лщиент ярк ости Горизонталь- моря неба ный угол иежду солнцем и наблюдаемым участком ясная перемен- пасму рная ясная перемен- пасмурная в градусах погода ная облачность пог ода погода ная облачность погода ' 0—30 5 ,0-1, 5 2,0—1,0 0 ,6 10—3 4-2 1.2 30—75 1 ,0-0, 6 0,8-0,5 0 ,5 1 ,5-1,0 1,5-1,0 1,0 75-135 0 ,5-0, 3 0,4-0,3 0 ,4 0 ,8—0,6 0,8-0,6 0,8 135-180 0 ,2-0, 1 0,3—0,2 0 ,3 0 ,5-0,2 0,5 0,6 Так как коэфициент яркости зависит от состояния моря, то данные этой таблицы надо умножить на следующие поправочные множители, учитывающие изменение яркости вследствие волнения: Волнение в баллах ¦ Попр< вочны \ множитель Штиль ..... 1 5 1— 2 1 0 3—4 .... о 7 Ниже мы увидим, как важно знать величины коэфй-циентов яркости фонов, чтобы успешно выполнять маскировку кораблей. Обратимся теперь к оптическим характеристикам береговых фонов. Эти фоны весьма разнообразны, и мы из них кратко рассмотрим характеристики естественных земных покровов, на фоне которых корабли нередко наблюдались во время войны (на реках, озерах, в шхерах и т. д.). Маскировщику важно знать спектральные и фактурные свойства этих фонов. Фактура поверхности (ее шероховатость, имеющиеся неровности и т. д.) определяет характер распределения отраженного света в пространстве. Естественные земные покровы изменяют свой вид в зависимости от времени года. Весной и летом господствуют раз- 32 Лйчйыё оттенки свежей зелени, осенью увядающая листва и травы придают ландшафту желтые, красные и оранжевые оттенки, зимой береговые фоны покрывает снежный покров. Каждое видоизменение земного покрова отличается характерными для него кривыми коэфициента отражения по спектру. Цвет естественной зелени весной и летом определяется хлорофиллом, содержащимся в листьях растений и в 0,75 $0,50 о № 0.25 if •е-<¦> 5 400 500 600 ТОО 800 900 1000 т/л Длина волны Рис. 14. Коэфициенты отражения по спектру для разных видов зелени г. *"— Сосна .--- Ель А / травах. Хлорофилл придает спектральной кривой отражения совершенно своеобразный вид. Коэфициент отражения природной зелени, очень малый в фиолетовой части спектра (в которой отражается только около 5%' падающего-света), начинает увеличиваться от длины волны 500 тр.1, причем в крайнем красном конце спектра он быстро растет, достигая значений до 60—70%. В ближней инфракрасной части спектра сохраняется такое же большое отражение. Сказанное иллюстрируется на рис. 14, на котором даны кривые коэфициентов отражения для разных видов зелени. Таким образом, листва, которая нашему.,глазу кажется зеленой, на самом деле отражает очень большое количество красного света. Как мы увидим дальше, это обстоятельство используется для демаскировки. 1 Длины волн световой радиации измеряются в миллимикронах (ту.). 1 /И|л = 0,000001 мм. З-Зак. 369 33 При стоянке кораблей у берега ё летнее время фоном могут явиться откосы с обнаженными почвами, песчаные пляжи и другие земные покровы. На рис. 15 приведены спектральные кривые коэфициентов отражения от песка и некоторых почв. Все они имеют приблизительно одинаковый характер повышения по направлению к красной части спектра. Л7 ПН Р f -¦ Г"* П/, - s; у' *^ 1 г" _ ш Г)п *> i 01 W f ^ I..- -' > _ ¦ н • - - i LOO 500 SOD 700 800 900 WOO Атц Рис. 15. Коэфициенты отражения по спектру для песка и некоторых почв: / — гашня; // — луговая почва; ///—полуболотная почва; IV—болотная почва (юрф); V — песок Осенью увядающие листья и травы принимают бесконечное разнообразие желто-красных оттенков. При маскировке корабля на фоне увядающей зелени задача упрощается благодаря большой пятнистости и разноцветности фона. В этом случае соответствующая пятнистая раскраска корабля может обеспечить неразличимость его на фоне. Зимой основным фоном является снежный покров, обладающий высокой белизной, т. е. примерно одинаковым по всему спектру высоким коэфициентом отражения. В частности, в ультрафиолетовой части спектра снег отражается столь же хорошо. * Фактурные свойства земных покровов (травы, глины, песка, снега) также очень разнообразны. В сухом состоянии земные покровы отражают свет иначе, чем во влажном (например, после дождя). 34 Характер распределения отраженного света " в йрб-странстве иллюстрируется обычно особыми кривыми — индикатрисами яркости, которые показывают распределение яркости в различных плоскостях, проведенных через перпендикуляр в точке падения луча. Индикатрисы яркости бывают весьма сложными: сказывается наличие зеркального, рассеянного и смешанного отражения. го ч ю 5 о 5 to is го Рис. 16. Индикатрисы яркости для травы 25 30 На рис. 16 показаны индикатрисы яркости для сухой травы, а на рис. 17 — для сухого и мокрого песка, (по исследованиям В. С. Кулебакина). Из рассмотрения этих кривых можно заключить, что коэфициентчы яркости ' земных покровов зависят от рода и состояния их. При этом, чем влажнее земной покров, тем меньше козфициент яркости, а мокрые покровы служат своего рода «зеркалом», приобретая наибольшую яркость в направлении, противоположном источнику света. Это свойство хорошо известно каждому, кто сравнивал, например, вид сухой асфальтовой дороги и этой же дороги во время дождя: мокрый асфальт сильно темнеет, и предметы отражаются в,нем, как в зеркале. По этой же причине мокрые листья и травы блестят. 1 Коэфициентом яркости поверхности в данном направлении называется отношение яркости этой поверхности к яркости, которую имела бы идеально белая и матовая пластинка. 3* 35 Песок (сухой) 90° '/)$« ^00 180 WO ПО 120 100 80 SO kO 20 0 20 40 60 80 100 ПО НО ISO 180 20(Р> в -— —- Лесок (мокрый) 90° 200 180 160 но 120 то во во lo го о го ио во во то ко но юо то 200 Рис. 17. Индикатрисы яркости для песка Гл а в а 3 ВИДЕНИЕ В ДНЕВНЫХ УСЛОВИЯХ Глаз как приемник лучистой энергии. Зрительные функции Лучистая энергия, попадающая в глаз, вызывает раздражение зрительного нерва, которое дает ощущение света и цвета. Свет, проникающий внутрь глаза через его оптическую систему, подобную маленькой фотокамере, попадает на светочувствительный слой на дне глаза. Этот слой называется сетчаткой и состоит из множества нервных клеток, оканчивающихся особыми светочувствительными элементами — палочками и колбочками. Палочек в глазе ПО— 125 млн., а колбочек 6—7 млн. Расположены они весьма определенным образом: в середине сетчатки находится желтое пятно с центральной ямкой, в которой находятся колбочки я совсем отсутствуют палочки, а на крайних частях сетчатки, наоборот, имеются только палочки и нет колбочек. В палочках и колбочках содержатся особые вещества, в которых при воздействии света происходят химические изменения. Продукты химического разложения под воздействием света вызывают электрические импульсы в волокнах зрительного нерва, которые и передаются в головной мозг. Физиологические функции палочек и колбочек совершенно различны: палочки вовсе не чувствуют цвета, а только яркости и разницу яркостей, тогда как при участии колбочек создается ощущение цвета. Кроме того, палочки действуют при слабом, сумеречном освещении, а колбочки при ярком, дневном освещении. Если освещать глаз лучами различных длин волн (различных спектральных цветов), то окажется, что колбочки воспринимают излучения только от 390 mjx (фиолетовые) до 760 W[x (красные) и лучше всего чувствуют желто-зеленый 37 свет при длине волны 556 т,«.. Палочки же чувствуют излучения от 380 до 630 /п,ч и лучше всего излучения при длине волны 510 т^. Таким образом, при слабом освещении максимум чувствительности глаза смещается в сторону коротких волн. Это очень существенное для изучения вопросов ночной маскировки явление названо эффектом Пуркинье, по имени открывшего его чешского ученого. Ночью и при слабом освещении вследствие эффекта Пуркинье зеленые и синие цвета кажутся светлее красных и желтых, имеющих равную с ними светлоту при ярком дневном освещении. Само собой разумеется, что при ночном освещении глаз вовсе не воспринимает цвета поверхностей, а различает их один от другого только по светлоте. Вот что пишет по поводу эффекта Пуркинье профессор А. А. Гершун в своей книге, посвященной основам световой маскировки: «Обратим внимание на пылающий красный цвет герани на фоне зелени листьев. В сумерки этот контраст явно меняет знак, цветы воспринимаются много темнее листвы. Если взять две поверхности —• одну красную и другую синюю или зеленую, кажущиеся равно яркими при сильном освещении, то при слабом освещении красная поверхность будет казаться глазу несравненно темнее, чем синяя или зеленая. Пуркинье очень образно иллюстрировал эту особенность зрения, говоря, что прямая наблюдательность свидетельствует, что днем мак кажется ярче, чем василек, в то время как в поздние сумерки мак кажется черным. Красный предмет малой яркости на черном фоне ночью невидим. Поэтому предметы, которые должны быть ночью видны на темном фоне (например, почтовые ящики), не следует окрашивать красной краской. Если желательно, чтобы днем они выделялись по цвету, лучше красить их синей или зеленой краской». Эффект Пуркинье важен при выполнении камуфляжа кораблей, рассчитанного на использование при сумеречном и ночном свете. Сочетание синих и зеленых пятен окраски рядом с черными (красные в современном камуфляже кораблей не применяются) может создать желательный контраст и при очень слабом освещении. На рис. 18 показаны кривые спектральной чувствительности глаза, относящиеся к дневному и ночному зрению. Эти кривые и показывают в' графической форме эффект Пуркинье. ¦ • ; „ . - 38-' Работа глаза состоит в разрешении ряда зрительных за-1ач, возникающих последовательно или одновременно. Этими задачами являются обнаружение объекта и распознавание его по цвету, форме и наличию характерных Деталей. 1.0 %0,8 «о lie I0'4 «S о / \ f \ / 1 f\ \ / I \ \ \ \ t / \ \ 1 / \ i / \ \ \ t i / \ \ / f / \ / 1*00 500 БО0 Длина волны —— Дневное зрение •-------Сумеречное зрение lOOnjA Рис. 18. Спектральная чувствительность глаза при дневном и кочном зрении (эффект Пуркинье) Существуют условия, при которых глаз не видит объекта вовсе; в этом случае говорят, что видимость объекта ниже порога зрительного восприятия. При других условиях глаз видит объект вполне отчетливо. Между этими крайними условиями существует область неуверенной видимости, когда наличие объекта в поле зрения кажется сомнительным. Для успешного выполнения глазом зрительной работы необходимо, чтобы он имел достаточно большую световую чувствительность. Ее принято количественно оценивать величиной у, обратной световому порогу г, т. е. наименьшему количеству лучистой энергии, способной вызвать световое ощущение. Световые пороги иногда выражают в люксах освещенности на зрачке наблюдателя. Иными словами, световой порог есть та наименьшая освещенность на зрачке наблюдателя, при которой он ощущает светящийся объект. Глаз работает в самых разнообразных условиях освещения, днем и ночью, причем диапазон воздействующих 39 на глаз яркостей чрезвычайно широк. Для оценки этого' диапазона достаточно сказать, что отношение крайних! величин яркостей достигает огромной цифры — 1О12.! Чтобы глаз мог работать при таком разнообразии свето-i вых условий, он должен хорошо приспосабливаться к ним.: Способность глаза приспосабливаться к различным ярко- ^ стям называют адаптацией ^юоо^ глаза. Процесс адаптации ё *** / 1 1 1 1 / *** " 0 10 20 30 40 Время преВывания в темноте в мин. Рис. 19. Кривая темновой адаптации глаза | 800 е 600 МО 1 1 ^ \ V ¦200 » 0 50 100 Ы 200 время с начала световой адаптации б грн. Рис. 20. Кривая световой адаптации глаза требует известного времени, в некоторых случаях весьма длительного. Световая адаптация (приспособление глаза, переходящего от темноты к свету) длится 5—8 минут, темповая адаптация (приспособление глаза, переходящего от света к темноте) длится 60—80 минут, причем чувствительность глаза при этом изменяется в 50—100 тысяч раз. На рис. 19 показана кривая темновой адаптации, а на рис. 20 — кривая световой адаптации глаза. Явление адаптации имеет очень важное значение, в особенности для видения слабо освещенных предметов. Поэтому перед выходом на ночную вахту наблюдатель должен предварительно адаптироваться к темноте. Работоспособность глаза обычно оценивают уровнем зрительных функций, важнейшими из которых являются разрешающая сила глаза, контрастная чувствительность и быстрота различения деталей, 40 Разрешающая сила глаза есть величина, обратная угловому размеру наименьшей, еще различаемой глазом детали. Она зависит от формы рассматриваемой детали, от контраста между нею и фоном, от величины освещенности и от времени различения. Для оценки разрешающей силы глаза обычно принимают стандартную деталь — так называемое кольцо Ландольта, изображенное на рис. 21. Оно имеет разрыв, поворачиваемый при испытаниях разрешающей силы глаза в ту или иную сторону. Угловой размер разрыва и является различаемой деталью. Кольцо составляет предельный контраст с фоном (черное на белом) и рассматривается при высокой. освещенности и неограниченном времени наблюдения. Определенную в таких условиях разрешающую силу глаза называют остротой зрения. За единицу остроты зрения принимают такую, при которой глаз различает деталь с угловым размером в 1 минуту. Люди с нормальным зрением при хорошем освещении имеют остроту зрения несколько больше единицы. При изменении яркостей от малых к большим разрешающая сила глаза растет и при яркости около тысячи апостильбов достигает предельной величины. Если яркости увеличивать еще больше, то наблюдаемый фон начинает слепить глаз и разрешающая сила глаза падает. Поэтому наблюдение удаленного корабля на фоне ослепительно яркой солнечной дорожки практически невозможно, если глаз не снабжен специальными светофильтрами. В табл. 4 дана зависимость разрешающей силы глаза от яркости. Таблица 4 I-----5----- Рас. 21. Зависимость ра зрешающей силы глаза о т яркости Яркость в апостил ь- Наименьший углопой размер бах различаемой детали в мину- тах 1 1,5 5 1,2 10 0,9 100 0,8 500 0,7 1000 0,7 41 Контрастная чувствительность глаза есть функция, характеризующая способность глаза различать разницу в яркости двух соприкасающихся полей (иными словами, различать объект с данной яркостью на фоне с другой яркостью). Если разница в яркостях объекта и фона очень мала, то объект различается с трудом. Предельно малая, еще ощутимая разница яркостей двух соприкасающихся полей, отнесенная к большей из яркостей этих полей, называется порогом контрастной чувствительности. Контрастная чувствительность, есть величина, обратная порогу контрастной чувствительности. Ее значения резко зависят от углового размера поля зрения, яркости фона и некоторых других условий. В табл. 5 приводятся определенные в лабораторных условиях значения порога контрастной чувствительности в зависимости от яркости, на которую адаптирован глаз. Таблица 5 Зависимость порога контрастной чувствительности от яркости Яркость в апостиль- Порог контрастной чувстви- бах тельности в процентах 1 2 10 1 100 0,8 1 000 0,7 При больших яркостях и днем глаз воспринимает различие в яркостях в 1—2% (например, различают яркости в 100 и 102 асб). Начиная с яркости 100 асб и более порог контрастной чувствительности "практически становится неизменным. Быстрота различения деталей есгь минимальное время, необходимое для распознавания формы детали. Чтобы определить характерные признаки детали (например, свойственные данному типу корабля, наблюдаемого на большом удалении), требуется известное время. Оно зависит от контраста между объектом и фоном, а для темных объектов на светлом фоне (например, при наблюдении силуэта корабля на фоне неба) и от яркости фона. , . 42 Черные объенть* на сером фоне й 2 U 6 в 10 12 %*\0*т . На рис. 22 приведена кривая зависимости быстроты различения деталей от освещенности. На вертикальной оси нанесены величины -у, где Т — минимальный промежуток времени для различения объекта. На горизонтальной оси даны величины освещенности. Верхняя шкала относится к случаю различения черных объектов на сером фоне, нижняя — черных объектов на белом фоне. При различении объектов малых угловых размеров на пределе их видимости в некоторые промежутки времени они видны отчетливо, в другие — расплывчато, не-' ясно. Такое явление бывает при обнаружении корабля __|ь на пределе видимости. ¦ Следовательно, не все время наблюдения используется полезно: часть времени наблюдатель не видит корабль вовсе. Степень полезного использования глаза оцени- но ___— 1°0 100 / an / 60 / / го 1 f ? и Черные объекты на белом фоне Рис. 22. Зависимость быстроты различения деталей от освещенности вается устойчивостью ясного видения, под которой понимают - отношение времени, когда объект виден, к времени, когда он не виден, считая, что условно время наблюдения принято равным трем минутам. О зрительных иллюзиях Часто, рассматривая предметы, мы создаем себе неправильное представление об их внешнем виде вследствие "того, что глазу свойственны в некоторых условиях вполне определенные ошибки в восприятии. Их причины сводятся к следующему: а) глаз не замечает трудно различимые признаки объекта; часть ощущений, получаемых глазом, уничтожается, и предмет воспринимается неправильно; б) сознание старается группировать полученные зрительные ощущения так, чтобы угадать признаки предмета; иногда эта группировка дает неверные результаты; в) наблюдатель привык видеть объект в некоторой л обычной для него форме, поэтому у него заранее суще- 43 Рас. 23. ствует предвзятое мнение о том, какой именно объект обнаружится; нетрудно понять, что подобное мнение может и не соответствовать истине. Результаты ошибок, свойственных восприятию глазом, образуют зрительные иллюзии. На сознательном учете зрительных иллюзий строятся многие маскировочные приемы. Дадим примеры некоторых, наиболее эффективных зрительных иллюзий. Разное расположение в поле зрения совершенно одинаковых предметов часто приводит к зрительным ошибкам. На рис. 23 вертикальная линия кажется длиннее горизонтальной, а на рис. 24 прямоугольник, заштрихованный вертикальными линиями, кажется выше и более узким, чем прямоугольник, заштрихованный горизонтальными линиями, тогда как в том и другом случае фигуры равны. Вообще, вертикальные размеры в нашем сознании обычно связываются с большей протяженностью, нежели горизонтальные. По этой причине столб или дерево в стоячем положении всегда кажутся длиннее, чем тогда, когда они лежат на земле. Как мы увидим дальше, эта зрительная иллюзия применяется в маскировке кораблей: когда хотят создать впечатление, что корпус корабля ниже и длиннее, чем на самом деле, его раскрашивают полосами, параллельными поверхности воды; когда хотят создать иллюзию высокого борта, его рас- рис_ 25. крашивают вертикаль- ными (Полосами. 44 Рас. 24. Интересные ошибки вызываются йМюзйймй «oftfypa. На рис. 25 показаны два полукруга: один замкнутый по диаметру, другой незамкнутый. Незамкнутый кажется более растянутым и имеющим несколько больший радиус, чем замкнутый. На самом же деле они одинаковы. Л^ногие зрительные иллюзии вызываются ошибками в оценке углов, а именно: стороны угла кажутся отклоняющимися к его внутренности, отчего угол кажется меньше,---------- чем он есть на самом деле, при этом с величиной угла это кажущееся отклонение растет. Следовательно, когда острые углы рассматриваются как Рис- 26- смежные с тупыми, острые увеличиваются за счет тупых. На рис. 26 горизонтальная линия слева кажется проходящей ниже, чем горизонтальная справа. На рис. 27 четыре горизонтальные ^^^^^^^ ^^^^^^^^ Рис. 27. линии строго параллельны, а между тем две внутренние кажутся кривыми, повернутыми вогнутостью к центру. На рис. 28 из двух, на самом деле равных, диагоналей одна кажется отчетливо длиннее другой. А Рис. 28. 45 На рис. 2§ изображен Пример так называемой иЛЛю-эии Поггендорфа: кажется, что левая наклонная линия продолжает правую верхнюю линию, а не нижнюю, что °6° о Рис. 29. Рас. 30. есть на самом деле. На рис, 30 дан пример иллюзии «контраста» (относящегося к очертаниям, но не яркостям фигур): два центральных круга равны между собой, тогда как один из них, окруженный маленькими кружками, кажется больше второго, окруженного большими кружками. Ряд иллюзий основывается на обычно сложившемся впечатлении о перспективном виде предметов. Сложившиеся ассоциации, связанные с видом предметов, и переключение внимания вызывают любопытнейшие иллюзии. Так, изогнутая под углом картонка («раскрытая книга», рис. 31) может в одинаковой степени казаться выпуклой или вогнутой по направлению к наблюдателю. Удаленная часть объекта может казаться более близкой, чем части объекта, на самом деле расположенные ближе к наблюдателю. Плоский рисунок может казаться пространственным, — это ценно для выполнения камуфляжа и часто применяется в маскировочной практике. Раскрашенные подобным образом корабли настолько меняют свой вид, что в благоприятных условиях определение типа корабля (характерных призна- 46 Рис. 31. льё его формы) становится чрезвычайно затруднительным. Примеры этого рода даны на рисунках к главе 6, в которой рассматриваются приемы камуфляжа, основанные на иллюзиях ложной перспективы. Часто мы видим то, что хотим видеть, или то, что обычно встречаем в практике. Например, чаще всего мы встречаемся с выпуклыми рельефами, нежели с вдавленными, поэтому одно и то же распределение теней, создающее впечатление вдавленного или выпуклого рельефа, кажется выпуклым. Часто наблюдается иллюзия инверсии (обращения) рельефа. Так, напри* мер, на рис. 32 изображена «оборачивающаяся» лестница, которая кажется то лестницей, то ступенчатым нависающим сводом. Подобные иллюзии замечательны тем, что эти изменения рельефа возникают иногда вопреки желанию видеть так или иначе, а иногда сооб- Рис- 32- разно с желанием видеть именно определенную картину. Легко представить себе, как трудно определить признаки, типичные для данного корабля, если он камуфлирован рисунком, использующим иллюзию инверсии. Трудность фиксирования рельефа поверхности усугубляется движением корабля, меняющимся направлением света, изменением раккурса пятен при поворотах и т. д. Многие зрительные иллюзии вызываются иррадиацией, в силу которой светлые предметы кажутся по размерам большими, нежели темные, на самом деле равные им по величине. На рис. 33 по этой причине белый квадрат кажется больше темного, хотя на самом деле оба квадрата имеют одинаковую величину. Описанные ниже приемы камуфляжной окраски кораблей в большинстве случаев оказываются эффективными именно тогда, когда в основе их заложено использование зрительных иллюзий. 47 Рис. 33. Цветное зреййё Для понимания сущности многих приемов маскировки необходимо иметь представление о цветном зрении. Мы уже говорили о том, что цветоощущающим аппаратом глаза являются колбочки. В пределах их чувствительности (от 390 до 760 /и,а) глаз различает в спектре восемь основных цветов: красный, оранжевый, желтый, желто-зеленый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Границы этих цветов условны и указываются по-разному. Один из крупнейших авторитетов цветоведения Н. Т. Федоров указывает эти границы следующим образом: Красный 760—620 От(х Зеленый 550—510 тр Оранжевый 620—585 пц>. Голубой 510—480 тр Желтый 585—575 пцх Синий 480—450 тр Желто-зеленый 575—550 thja Фиолетовый 450—390 пцх Однако глаз способен различать не только эти основные цвета, но много едва отличимых один от другого цветных тонов, число которых в спектре превышает сто. Изучением вопросов о цвете занимается особая наука — колориметрия. Это очень глубоко разработанная область знаний, использующая очень точную специальную аппаратуру для цветовых измерений. Аппаратура эта все время совершенствуется; в последнее время в цветовых измерениях начали применять объективные методы, при которых глаз человека заменяется фотоэлементом. Колориметрия в частности занимается вопросом о смешении цветов. Следует заметить, что смешение цветов в узком смысле слова, т. е. смешение света различной окраски, совсем не одно и то же, что смешение красок. В цветном зрении большое значение имеет явление цветового контраста, который наблюдается, если в поле зрения, кроме рассматриваемого цвета, имеется и другой цвет. Каждый цвет характеризуется цветовым тоном (той его особенностью, которая отличает данный цвет от белого и серого), насыщенностью (которая показывает, насколько высока чистота цвета и насколько мало он разбавлен белым) и яркостью. Изменение цвета вследствие цветового контраста может относиться к любой из этих характеристик цвета или ко всем трем вместе. Если накрасить серое пятно на белом корпусе корабля, то это пятно покажется темнее, чем пятно, накрашенное той же серой краской на черном корпусе (например, окрашенном куз-басслаком). 48 Этот пример пбказывает контраст по яркости. Если рассматривать серое пятно на разных цветных фонах, то оно будет изменять свой оттенок: на синем фоне оно покажется желтоватым, на красном — зеленоватым, на зеленом приобретает малиновый оттенок. Взяв вместо серого пятна цветные пятна, получим новые изменения цветового контраста: желтое на красном кажется зеленоватым, желтое на зеленом приобретает оранжевый оттенок, желтое на синем покажется более насыщенным желтым. Во всем этом нетрудно убедиться, проделав опыты с цветной бумагой. Легко понять, что знание этих явлений очень полезно при выполнении маскировочного окрашивания кораблей, особенно камуфляжа (пятнистой окраски). На цветной контраст влияет объединение полей, лежащих на различных фонах, в общую форму. Это часто встречается в рисунках камуфляжа. При таком объединении пятен различие полей, вызванное цветовым контрастом, заметно уменьшается. Так, например, два серых кружка, положенные на красный и зеленый фоны, кажутся менее различными по цвету, если их соединить тонкой серой полоской. Контрастный цвет становится гораздо заметнее, если отделить пятно от фона тонким черным контуром. Окон-туривание пятен также применяется в камуфляже кораблей, когда желательно сохранить контраст пятен на большом удалении. Если закрыть цветные поля и фон (например черный круг на зеленом фоне) папиросной бумагой, то контрастная окраска становится более заметной (черный круг кажется красным). Это происходит потому, что папиросная бумага смягчает резкость границ и уменьшает яркостный контраст. В натуре это можно наблюдать, когда окрашенные поверхности рассматривают сквозь атмосферную дымку. Благодаря дымке цвета на расстоянии изменяются. Установлено, например, что почти все цвета, кроме синего, на ярком дневном свете при удалении светлеют, а синий, наоборот, темнеет, что зеленый цвет на расстоянии сливается с темносерым, что черный цвет уже с 1000 м начинает сильно светлеть; что, вообще, в тени все цвета при удалении темнеют, за исключением белого, который светлеет, и т. д. Все эти явления полезно знать, изучая и выполняя маскировку кораблей. 4—Зак. 369 Глава 4 ВИДИМОСТЬ КОРАБЛЕЙ Оптические явления в атмосфере и видимость Проходящий через толщу атмосферы свет теряет часть энергии на поглощение и рассеяние. Сущность поглощения заключается в переходе лучистой энергии в теплоту, которая идет на нагревание воздуха и содержащихся в нем водяных паров. Сущность рассеяния заключается в том, что лучи света, встречая на своем пути молекулы воздуха и взвешенные в нем частицы (капельки воды, пыль и т. д.), отклоняются от своего первоначального направления, так что лучистая энергия частично рассеивается по сторонам. Отклонившиеся в сторону лучи встречают другие частицы и снова рассеиваются ими и т. д. Законы рассеяния света в атмосфере очень сложны. Нам важно установить здесь только факт ослабления проходящего через толщу воздуха света, происходящий по упомянутым выше причинам. Основной закон ослабления света е реальной среде установлен Бугером и выражается следующей формулой: т =/>*>. (5) В этой формуле р называется коэфициентом прозрачности (он учитывает долю света, пропущенную слоем воздуха единичной толщины: за единичный слой берут толщу 1 км), т представляет прозрачность данного слоя воздуха толщиной D км. Зная коэфициент прозрачности и расстояние D до объекта наблюдения, можно таким образом рассчитать ослабление света на этом расстоянии. В идеально чистом (сухом и не содержащем пыли) воздухе ослабление света невелико: слой такого воздуха 50 Толщиной 1 им пропускает До 0,987 иступившего в него света. Однако такая прозрачность в низших слоях атмосферы практически никогда не бывает, так как обычно воздух влажен и загрязнен взвешенными в нем частицами. Чтобы рассчитать видимость удаленных предметов, важно знать характер ослабления света в атмосфере при разных ее состояниях (в прозрачном воздухе, при легком и сильном тумане и т. д.). Для характеристики рассеяния света служат индикатрисы рассеяния, которые указывают, какая доля света рассеивается в том или другом направлении. Форма индикатрис рассеяния находится в прямой зависимости от величины и вещества рассеивающих частиц. Молекулы чистого -воздуха, как показал Релей, рассеиваются симметрично, причем вид индикатрисы таков, как это показано на рис. 34. Рассматривая эту кривую, мы видим, что Рис- 34-рассеяние световой энергии в направлении прохождения луча и в обратном направлении одинаково и в два раза больше рассеяния в направлении, перпендикулярном пути луча. Релей показал также, что коэфициент рассеяния увеличивается с уменьшением длины волны проходящего света. Иными словами, фиолетовые и синие лучи рассеиваются сильнее красных; этим и объясняется голубой цвет ясного неба и воздушной дымки, покрывающей пеленой далекие предметы. Но это положение справедливо только для ничем не загрязненного воздуха, когда размер рассеивающих частиц значительно меньше длины волны проходящего света. Взвешенные в воздухе частицы (пыль, дым, водяные капли) по своим размерам значительно больше, чем молекулы воздуха, и близки к длине волны проходящего света. Увеличение частиц сильно усложняет законы рассеяния, а форма индикатрис рассеяния становится несимметричной. Установлено, что характер рассеяния зависит от соотношения между радиусом частицы р и длиной волны А проходящего света 2 др а— ~~т~ • 4* 51 Чем больше величина а, тем больше растет асимметрий Индикатрисы рассеяния и тем больше увеличивается рассеяние света в сторону, противоположную источнику. Другими словами, достаточно большие капельки воды, встречающиеся на пути луча, играют роль маленьких выпуклых линзочек, которые как крохотные прожекторы усиливают свет по направлению проходящего луча. На рис. 35 показан вид индикатрис рассеяния при значениях ос, равных 1, 3 и 9. Таким образом, в реальной атмосфере часть света всегда рассеивается не только по направлению к освещаемому предмету, но и в стороны и в СС-1 ос=з ос=9 Рис. 35. частности по направлению к наблюдателю. Это создает мешающую наблюдению воздушную световую дымку, о которой надо иметь понятие при рассмотрении вопроса о видимости и о маскировке кораблей. Чтобы разобраться в этом вопросе, надо прежде всего установить основное для маскировки понятие о яркостном контрасте объекта с фоном. Под яркостным контрастом подразумевают отношение разности яркостей объекта и фона к большей из этих яркостей. Таким образом, яркостный контраст равен Вф~В0 ВФ если яркость фона Вф больше яркости объекта Во , и к= вп-вЙ в: (б) (7) если яркость объекта больше яркости фона. 52 Контраст К называют истинным контрастом, если он измерен в непосредственной близости к объекту (например, если измерена около самого корабля яркость его окраски и берется соотношение с яркостью неба). На большом удалении от объекта, как обычно, и ведется наблюдение; воспринимаемое глазом наблюдателя различие по яркости будет иметь уже иную величину К', так как скажется изменение яркости в связи с ослаблением света в атмосфере и наложением дымки. Контраст К' называют видимым (кажущимся) контрастом, причем /С'=^=Д, (8) ВФ где Вф и В'о есть видимые на данном ' расстоянии яркости фона и объекта с учетом ослабления света и дымки. Если днем достаточно большой объект с истинной яркостью Во наблюдается на фоне с истинной яркостью Вф и если наблюдатель расположен на расстоянии / км от объекта, то из-за рассеяния света в воздухе на объект и фон будет наложена пелена воздушной дымки. Еоздуш-ная дымка будет иметь некоторую яркость Вд , которая при наложении на яркость объекта и фона увеличит их видимые яркости и уменьшит контраст между ними. Яркость воздушной дымки в слое воздуха толщиной / км составляет часть яркости Д» (бесконечно большого слоя воздуха) и может быть выражена следующим образом: , , ' Вя=В00(1~р'), (9) где р — коэфициент прозрачности. Это выражение называется световоздушной формулой и имеет большое значение в расчетах видимости. Мы говорили уже в главе 1, что для различения объекта на фоне надо, чтобы разница в их яркостях была более порога контрастной чувствительности е. При расчетах видимости кораблей днем принимают ? = 0,02 (2%). Следовательно, объект будет виден на фоне, если Кг>&, т. е. когда видимый контраст объекта с фоном будет больше порога контрастной чувствительности е. Объект не будет виден на фоне (замаскирован), если 53 Яркость объекта зависит от его освещенности и от коэфициента отражения. Если наблюдается черный или очень темный объект, яркость которого очень мала по сравнению с яркостью неба у горизонта (контраст К можно считать равным единице), то дальность видимости такого объекта не будет зависеть от яркости фона и условий освещения, а только от метеорологических условий (от прозрачности атмосферы). Дальность видимости такого большого темного объекта (темных гор и скал, хвойного леса, потемневших от времени строений), наблюдаемого днем на фоне неба, называется метеорологической дальностью видимости L. В метеорологических сводках величина метеорологической дальности видимости L дается в баллах международной шкалы, содержащей, кроме значений L, соответствующие значения коэфициента прозрачности р и глазомерную оценку видимости, Эта шкала приводится в табл. 6. Таблица б Международная шкала для оценки видимости те X Метеорологиче екая дальность ч к 55 видим ости Z X а Глазомерная оценка о3 прозрачности видимости се на 1 км р в кабельтовах в м га о 10 а 0 V« 50 _ Очень сильный туман 1 1 200 — Сильный туман 2 2 V8 500 0,0004 Средний туман 3 5 1000 0,02 Слабый туман 4 10 2 000 0,14 Очень сильная дымка 5 20 4 000 0,38 Сильная дымка 6 50 10 000 0,67 Слабая дымка 7 100 20 000 0,82 Удовл етворител ь • ная видимость 8 250 50 000 0,92 Хорошая види- мость 9-10 Свыше Свыше __ Исключительно 250 50 000 хорошая види- мость 54 При исключительной прозрачности воздуха, которая бывает обычно в южных широтах, дальность видимости огромна. Так, например, иногда с горы Арарат видно Черное море на расстоянии 250 км, горы Алжира видны из Испании на расстоянии 270 км; автор сам наблюдал зимой 1943 г. у иранского побережья гору Демавент на расстоянии около 250 км, причем вершина эта, находящаяся в глубине горной цепи, была отлично видна с моря. Прозрачность воздуха и метеорологическая дальность видимости измеряются специальными приборами. Наиболее современным прибором для этой цели является нефелометр Государственного оптического института. Принцип его основан на измерении яркости пучка света, создаваемого внутри прибора небольшой лампой, питаемой от аккумулятора. Внутрь прибора засасывается окружающий воздух, в зависимости от прозрачности которого яркость рассеянного света будет иметь то или иное значение, пересчитываемое либо на коэфициент прозрачности, либо на метеорологическую дальность видимости (эти' величины указываются непосредственно на шкале прибора). Основы теории видимости кораблей в море В конце первой мировой войны 1914—1918 гг. физик Лойд Джонс предложил теорию видимости кораблей в море, широко использованную в практике морской маскировки. Впоследствии взгляды Лойд Джонса были пересмотрены и значительно развиты советскими учеными А. А. Гершуном и Н. Г. Болдыревым, создавшими самостоятельные теоретические построения о видимости кораблей в море. Познакомимся с основой теории, разработанной профессором А. А. Гершуном. Если корабль наблюдают на фоне неба или моря вблизи от горизонта, то дальность видимости его зависит от отражающих свойств поверхности корабля и от условий природного освещения. Условия природного освещения определяют как освещенность поверхности корабля, обращенной к наблюдателю, так и яркость фона, на котором корабль рассматривается. Мы уже знаем, что при увеличении расстояния от наблюдателя до корабля все более будет сказываться влияние воздушной дымки, благодаря которой разница между яркостями корабля и фона будет уменьшаться. 55 Обозначим через / — расстояние от наблюдателя до корабля, L — метеорологическую дальность видимости, р — коэфициент прозрачности атмосферы, отнесенный к 1 км. Приняв во внимание световоздушную формулу (9), можно написать, что на расстоянии / истинная яркость В приобретает некоторое новое значение видимой (кажущейся) яркости В', причем В' = Вр1 + Вл(\-р1). (10) Через ВА здесь обозначено предельное значение яркости воздушной дымки при бесконечно большой толщине слоя, когда / = оо, а это и есть в первом приближении яркость неба у горизонта в данном направлении. Смысл написанной формулы ясен: истинная яркость В изменится на расстоянии I в р' раз, однако к этой величине прибавится яркость дымки. Обращенная к наблюдателю поверхность корабля никогда не имеет равномерной яркости: часть поверхности занимают тени, другая часть освещена солнцем и небом, поэтому следует говорить о некоторой средней яркости Вк этой поверхности. Обозначим также через Вф яркость фона и условимся, что она измерена с того места, в котором расположен наблюдаемый корабль. Видимые (кажущиеся) яркости корабля В'к и фона Вф' для наблюдателя, находящегося на расстоянии / от корабля, можно выразить на основании формулы (7) В[=Вкр1 + Вл{1-~Р1), (П) В1 = Вфр1 + Вл(\-р1). (12) в' , Возьмем теперь отношение видимых яркостей —г- . Если расстояние / увеличивается, то отношение —г-стре- мится к единице, т. е. яркость корабля и яркость фона приближаются друг к другу. Иными словами, чем больше становится расстояние от наблюдателя до корабля, тем труднее различить корабль на фоне. Вместо значений яркости корабля Вк, яркости фона Вф и яркости дымки Вл 56 удобно адести соответствующие значения коэфициентой яркости, о которых говорилось в главе 2, а именно:. г -Ь I К ------ т- '¦=4-. Напомним, что Е — освещенность вертикальной площадки, ''Перпендикулярной направлению наблюдения, со стороны, обращенной к наблюдателю. Коэфициент яркости корабля гк отнюдь не представляет собой коэфициент отражения его окраски, так как обращенная к наблюдателю поверхность корабля состоит из множества различным образом расположенных поверхностей. Некоторые из них, как уже говорилось, затенены, причем площадь теней может изменяться, а сами тени перемещаться. Масляные краски, которыми окрашивается корабль, кроме того, блестят. Таким образом, коэфициент яркости корабля гк учитывает некоторую среднюю равноценную яркость его видимого силуэта. Наблюдателю, удаленному от корабля, будет казаться, что силуэт корабля совмещен с фоном неба. Поэтому коэфициент яркости фона гф принимается численно равным коэфициенту отражения матовой вертикальной пло,-скости, сливающейся с фоном и расположенной в том же месте, где и наблюдаемый корабль. Представим себе теперь, что фоном является безоблачное небо у горизонта. Можно считать, что яркость фона равна яркости дымки или /"ф = гд . Разделим выражение (10) на выражение (11) и заменим в них яркости значениями коэфициентов яркости (для чего числитель и знаменатель почленно разделим на Е): В/ __ гк р1 + гд (1 -р1) V ГфР1 + га(1-р1)' Видимый контраст К' яркостей корабля с фоном (выражение 5) при удалении наблюдателя от корабля 57 будет уменьшаться, стремясь к нулю. Напомним, что в непосредственной близости от корабля видимый и истинный контрасты равны друг другу по величине, так как влияние дымки вблизи не сказывается. Истинный же контраст можно выразить К= В«-В* Или К= Гк~Гф . (14) Ео втором случае мы заменили значения яркостей коэ-фициентами яркости, что не изменит величины отношения. Итак, для достижения некоторого предельного удаления от корабля видимый контраст принимает такое малое значение, что наблюдение корабля становится невозможным. Это происходит от того, что видимый контраст становится меньше порога контрастной чувствительности ?, который принимается для дневного освещения равным 2°/о (это указывалось в главе 3), т. е. s = 0,02. Если говорить точно, то значение порога контрастной чувствительности зависит от наблюдаемых угловых размеров корабля, от условий наблюдения, которое можно вести либо невооруженным глазом, либо через оптический прибор, и, наконец, от поставленной перед наблюдателем зрительной задачи (обнаружение корабля, опознание его класса и т. д.). Заметим теперь, что если мы примем расчетный порог контрастной чувствительности е = 0,02 и метеорологическую дальность видимости L, то pL =¦ 0,02. В самом деле, метеорологическая дальность видимости, характеризующая состояние атмосферы при наблюдении, при данном коэфициенте прозрачности определяется предельным различимым контрастом. Эго выражение можно написать иначе следующим образом: /; = 0,02т. Учитывая все это и приняв, что корабль наблюдается на фоне безоблачного неба (яркость фона Гф равна яркости дымки гл), можно преобразовать выражение (13), и оно примет следующий вид: в'ф 58 В данном случае используется не абсолютная величина дистанции до корабля /, а величина -у как отношение этой дистанции к метеорологической дальности видимости. Это удобно, так как позволяет исключить при расчетах значение коэфициента прозрачности р (уже учтенное в значении L). На рис. 36 построена зависимость отношения видимых В'к яркостей корабля и фона (неба) я-т- от изменения ди- Ф станции до корабля / (выраженной в долях L для трех различных значении-—). Ф Для расчета дальности видимости А. А. Гершун вывел следующую формулу: 1 Х log —?----- . (16) log 0,02 к 1 «QlCQ I Ъ <§ Л. 5\; \ \ \ \ ^—— ^----------- 0 0,5 1,0 1,5 Дистанция до корабля в дол/" метеорологической - . дальности видимости Рис. 36. Зависимость отношения видимых яркостей корабля и фона от дистанции до корабля 59 В таком виде эта формула пригодна для случая наблюдения корабля на фоне безоблачного неба у горизонта. Для общего случая наблюдения имеется более сложное выражение, здесь не приведенное. Если принять для видимого контраста К' определенное значение порога контрастной чувствительности, то можно построить кривую зависимости-г- от —-.Эта зави- симость дальности видимости корабля (выраженной в долях метеорологической дальности видимости) от отношения козфициента яркости корабля к коэфициенту яркости неба показана на рис. 37. Для К' принято значение, равное 0,05, с некоторым запасом против порога контрастной чувствительности, равного "0,02. Чем меньше угловой размер наблюдаемого корабля, тем большим надо ',5 I с; 10,5 / у • - / / / / ) г 4 6 8 10 12 М Ноэфициент ярности норабля гн Коэфициен/р ярности неба Гф Рис. 37. Зависимость дальности видимости корабля __ от отношения коэфициентов яркости корабля и неба] —!1- 60 брать пороговое значение К\ чтобы быть ув'ерёйньШ й обнаружении корабля. Как видно из всего сказанного, для оценки видимости корабля весьма важно знать величины коэфициентов яркости фона (неба и моря у линии горизонта). Эти величины приведены в табл. 3 (стр. 32). Далее, нетрудно понять, что, изменяя коэфициент яркости поверхности корабля Л<, т. е. подбирая ту или иную окраску, можно подогнать его к значению коэфициента яркости фона Гф, сделать корабль неразличимым на данном фоне. Это и есть основная задача маскировки корабля. Она целиком решалась бы, если бы фон оставался неизменным. Однако мы знаем, что яркость фона в море изменяется в очень широких пределах, а поэтому равномерная окраска корабля достигает цели только в ограниченных случаях. Для более универсальных случаев существуют особые способы маскировки, о которых далее будет сказано. Таким образом, из-за непрерывных изменений яркости фона моря и неизменности окраски корабля, как бы хорошо она ни была подобрана, невозможно полностью скрыть корабль на таких расстояниях, на которых его угловые размеры достаточно велики. Если при этом атмосфера очень прозрачна, т. е. велика метеорологическая дальность видимости, то на видимость корабля в сильнейшей степени влияют условия освещения. При маневрировании корабля они могут сильно изменяться: корабль может занять любое положение относительно солнца (а ночью — относительно луны), а также любое положение! относительно ^наблюдателя. При этом видимый борт корабля то будет освещен прямым светом, то представится темным силуэтом, если рассматривать его против солнца. Поэтому корабль будет казаться наблюдателю то светлее, то темнее фона, то будет в некоторых положениях сливаться с фоном. Тем не менее для каждой окраски корабля можно вывести определенную закономерность изменения его видимости, условившись о заданном курсе корабля и об определенном его освещении. Эту закономерность удобно выражать полярной диаграммой, которая наглядно демонстрирует изменения видимости корабля. На рис. 38 и 39 показаны также диаграммы, построенные для средних высот солнца (20—40°), при волнении моря 1—4 балла,для однотонной окраски корабля. При рассмотрении этих диаграмм надо представить себе солнце находящимся вверху 61 3 Чертежа, а Наблюдатели — в его центре. Поэтому углЫ 6f О до 40° соответствуют наблюдению корабля против солнца, а углы от 140 до 160° — наблюдению по солнцу, углы около 90° — наблюдению в скользящем свете. Диаграмма на рис. 38 построена для ясного солнечного дня. Она показывает, что из нанесенных на чертеж вариантов окраски корабля лучшей для его маскировки оказывается темная окраска. Хуже всего маскируется или (что то же) дальше всего виден корабль, окрашенный белой краской. Беем известно, как далеко и отлично виден освещенный солнцем белый парус рыбацкой шлюпки. Поэтому понятно также, какую предательскую роль в бою могла бы сыграть нарядная белая окраска кораблей, принятая в начале этого столетия, если бы этот бой проходил в ясный солнечный день. Диаграмма на рис. 39 построена для пасмурного дни и сплошной облачности. Из нее видно, что в этом случае маскируется лучше всего как раз корабль, окрашенный светлой краской. При этом направление наблюдения становится безразличным, так как корабль освещается равномерно со всех сторон рассеянным светом от затянутого облаками неба. Описанные диаграммы имеют еще одно полезное применение: они дают возможность определить, насколько вероятно обнаружение корабля в тех или иных условиях. В самом деле, кривая на диаграмме замыкает ту зону дистанций, на которых противник может обнаружить корабль. Попав внутрь зоны расстояний, замыкаемых той или иной кривой, противник с большой вероятностью увидит корабль. Находясь вне этой зоны, противник корабля не увидит. Измерение дальности видимости кораблей Часто бывает необходимым знать, на каком расстоянии противник может обнаружить данный корабль при различных условиях освещения, на каком расстоянии он сможет безошибочно опознать его и, наконец, как выглядит корабль на промежуточных расстояниях. В особенности интересны эти сведения о корабле, подвергнутом маскировке. Для определения дальности видимости удаленных объектов, в том числе кораблей, предложено много спо- 63 собов й приборов. Мз них мы опишем два способа: йзМё-рение дальности видимости с помощью специального прибора — измерителя дальности видимости — и безинстру-ментальный способ оценки дальности видимости. Измеритель дальности видимости В. В. Шаронова При удалении корабля от наблюдателя угловые размеры корабля уменьшаются, а различия яркостного контраста и цвета корабля и фона сглаживаются. Причиной уменьшения яркостного и цветового контраста, как мы уже знаем, является воздушная дымка, накладывающаяся на корабль и фон. О дальности видимости корабля при разных условиях освещения можно судить, если рассматривать на небольшом расстоянии в прибор, в котором создается искусственная дымка, равноценная той, которая создавалась бы в природных условиях при большом удалении. Иными словами, для того, чтобы хорошо замаскированный корабль перестал различаться в прибор, требуется создать *в нем слабую искусственную дымку (это равноценно тому, что в природных условиях хорошо замаскированный корабль перестанет различаться на небольшом удалении). Плохо замаскированный корабль перестанет различаться в прибор только тогда, когда будет создана сильная искусственная дымка (соответствующая большому удалению корабля в натуре). Отсюда ясно, что по величине яркости искусственной дымки, необходимой для того, чтобы корабль перестал различаться в прибор, можно судить о дальности видимости корабля в природных условиях. Удобным прибором для определения дальности видимости кораблей может служить измеритель дальности видимости (дымкомер). Этот прибор, как мы уже сказали, позволяет судить о дальности видимости корабля, находясь на- сравнительно небольшом расстоянии от него. Такая возможность очень удобна, так как измерять расстояние до корабля, находящегося на пределе видимости, чрезвычайно трудно, а это пришлось бы делать при непосредственном определении дистанции исчезновения. Измеритель видимости В. В. Шароноза (рис. 40) представляет' собою небольшую телескопическую систему, на оптической оси которой помещена плоскопараллельная 64 стеклянная пластинка, наклоненная к оси прибора под?, углом в 45°. Эта пластинка (П) отражает в направления--наблюдателя световой поток от пластинки из молочного стекла (М), освещенной дневным светом. Искусственная яркость дымки Ьп, , накладываемая на< изображение рассматриваемого корабля, пропорциональна освещенности Е на пластинке (М): Ьд=к-Е, где k—козфициент пропорциональности, свойственной данному прибору. Яркость Ьл , наложенная на изображение,,, остается во время измерения неизменной. Яркость самой панорамы может в нужной мере ослабиться фотометрическим клином (К), перемещаемым с помощью кремальеры (А). В трубке (Ti) помещен окуляр (У) с чашкой-наглазником (Ч). • ... . м е;......'.......^ > Рис. 40. Оптическая схема измерителя видимости В. В. Шаронова 5—За к. 369> Рис. 41. Общий вид измерителя видимости В. В. Шаровова 65» В трубке (Т2) помещается объектив (О). Поворотная шризма полного внутреннего отражения (3) позволяет (наблюдать объекты, расположенные на любых высотах и азимутах, не нарушая вертикального положения трубы (Д) ¦со стеклом-осветителем (М). Вместо плоского молочного стекла изготовляется также лымкомер с шаровым осветителем из молочного стекла (из колб молочных ламп накаливания), изображенный на рис. 41. Такой осветитель позволяет менять положение ¦трубы (Д), не меняя при этом освещенности Е. Наблюдение дымкомером Шаронова состоит в том, что, рассматривая в поле зрения изображение корабля (это жзображение будет обратным), наблюдатель понемногу выдвигает клин (К), пока корабль не перестанет различаться. Результат отсчитывается на миллиметровой шкале жлина и по специальным формулам или графикам пересчи-тывается на значение дальности видимости корабля «в кабельтовах. Безинструментальный способ оценки дальности видимости Д. Н. Лазарев предложил интересный способ безин-«струментальной оценки видимости корабля с малых дистанций наблюдения. В основу его положена возможность «использования в качестве меры видимости корабля величины видимого контраста его с фоном. Видимый контраст при этом предложено оценивать в «баллах, которые для удобства запоминания обозначаются не цифрами, а словами или, точнее говоря, сокращениями слов. Контрасты оцениваются как отличный, хороший, средний и плохой. Соответственные буквенные обозначения этих баллов — О, X, С, П. Кроме этих четырех ¦основных баллов, устанавливаются промежуточные баллы: ОХ (средний между О и X), СП (средний между С и П) .и ПП (контраст хуже плохого, корабль почти сливается -с фоном). Баллу придается знак плюс, если корабль светлее фона, и знак минус, если корабль темнее фона. Так -1'бразуется шестнадцатибальная система, которая, после щекоторой совместной тренировки наблюдателей, дает шполне согласные оценки видимых контрастов. Каждый из баллов имеет соответствующее значение контраста в процентах, найденное опытным путем. Эти значения сведены в табл. 7. 66 Таблица 7 Значения контраста но глазомбрйой шкале оценки Баллы видимости пп п СП с хс X ОХ о Видимый контраст в процентах . . . 8 11 18 34 40 45 50 54 и больше Зависимость между контрастом корабля с фоном и дальностью видимости находится по известным данным о зависимости между разрешающей силой глаза и его контрастной чувствительностью (рис. 42). На рисунке кривая/ соответствует яркости фона 0,2 асб, кривая II — 0,02 асб и кривая /// — 0,002 асб. 1°го'г 50% 1QQ% — ,^ Нонтраат> Рис. 42. Зависимость между разрешающей силой глаза II .контрастной чувствительностью Предельная дальность видимости корабля D выражается отношением D = (17) где а — предельный угол обнаружения корабля в радианах; L — квадратный корень из видимой наблюдателю площади корабля. 5* 67 По найденному из наблюдений значению KoHfpacfa Kf из рис. 42 определяют значение предельного угла обнаружения а, а по нему и значению L = У S, где S — видимая наблюдателю площадь корабля, находят по приведенной выше формуле (14) предельную дальность видимости D. Найденное значение D относится к наблюдению В идеально прозрачной атмосфере, но на самом деле наличие дымки уменьшает значение D. Чтобы учесть влияние формы силуэта корабля, величину L умножают на коэфициент а, причем для удлиненного и относительно низкого силуэта (подводная лодка, миноносец) а = 0,6—0,8, для короткого и относительно высокого силуэта (транспорт, буксир) а = 0,95. Описанный способ оценки видимости действителен лишь тогда, когда корабль наблюдают на сравнительно небольших расстояниях (когда угловой размер корабля более 10')- При малых угловых размерах, т. е. при наблюдении очень удаленного корабля, этот способ не применим. Глава 5 МАСКИРОВОЧНОЕ ОКРАШИВАНИЕ КОРАБЛЕЙ Основные задачи и виды маскировочного окрашивания Рассматривая вопрос о видимости кораблей, мы установили, что вероятность обнаружения корабля зависит от характера его окраски, а поэтому, естественно, маскировочное окрашивание является одним из употребительных способов маскировки кораблей. Основные задачи маскировочного окрашивания кораблей сводятся к: 1) уменьшению заметности корабля, т. е., другими словами, к уменьшению дальности, на которой корабль может быть обнаружен; 2) введению противника в заблуждение относительно класса, типа, курсового угла и скорости хода корабля; при этом если ошибка в определении перечисленных данных будет у противника даже временной, то и тогда маскировочное окрашивание достигнет своей цели. Опыт войны 1941 —1945 гг. указывает, что основным является первое, а второе имеет подчиненное значение. Однако в определенных условиях обстановки искажение вида и элементов движения корабля часто становится главной задачей маскировки. При хорошей видимости в дневное время уменьшение заметности может быть достигнуто практически только на больших расстояниях от наблюдателя, а при плохой видимости в дневное время, при тумане и т. п. — и на небольших расстояниях. Наблюдение при этом возможно как с воздуха, так и с корабля. Наконец, ночью или в сумерки уменьшение заметности легко может быть достигнуто и на очень малых дистанциях. Маскировочное окрашивание кораблей выполняется различными способами, которые могут быть разделены на два основных вида: защитное окрашивание и камуфляж, к подробному рассмотрению которых мы и переходим. 69 Защитное окрашивание кораблей Мы знаем уже, что предельная дальность обнаружения зависит от условий природного освещения. Эта зависимость очень резка при низких и незначительна при высоких освещенностя^. Уменьшение заметности корабля может быть достигнуто, как об этом говорилось в главе 4, если имеется надлежащее соответствие между коэфициентом отражения окраски корабля и коэфициентом яркости фона. С помощью защитного окрашивания стремятся уменьшить дальность обнаружения корабля. Если окрасить весь корабль одноцветной краской, то распределение яркости по видимой поверхности корабля отнюдь не будет равномерным: поверхность борта является ровной и незатененной, тогда как на надстройках и вооружении корабля имеются многочисленные затененные места. Так как защитное окрашивание имеет в своей основе создание равномерной яркости всего видимого силуэта, то при его выполнении надо считаться с неровностями поверхности корабля. Обычно надстройки корабля окрашиваются светлее, чем борта; этот прием был принят на русском флоте еще в 1912 г., а после него перенят флотами других стран. Тени создают характерный рисунок, контрастирующий с основной окраской корабля, и подчеркивают рельеф его поверхности, помогающий точно опознать корабль. На большом расстоянии тени сливаются одна с другой и уменьшают общий коэфициент отражения видимой проекции корабля. Это идет в ущерб скрытности, когда по условиям маскировки надо обеспечить очень светлую окраску корабля. Для борьбы с тенями применяется противотеневое окрашивание, которое уравнивает яркости затененных и незатененных поверхностей, причем принимаются во внимание не только затененные места, но и места, всегда освещенные ярче бортов и надстроек. Практически делается это следующим образом: окрашивают более темной, чем основная, краской все поверхности, заведомо ярко освещенные (верхнюю часть стволов орудий, куполов дальномеров, башен и т. д.), а более светлой, чем основная, краской все поверхности, находящиеся в тени (глубокие впадины на поверхности надстроек и оборудо- 70 вания, раструбы вентиляторов и т. д.). Для этого применяют белую эмалевую краску. Что касается основного тона защитной краски, то в настоящее время в основу его выбора кладутся следующие положения. 1. При наблюдении корабля против света предельная дистанция обнаружения очень слабо зависит от окраски бортов корабля (это относится к ясной погоде с небольшой облачностью или вовсе безоблачной). 2. При наблюдении корабля в тех же условиях в направлении света предельная дистанция обнаружения заметно меняется в зависимости от окраски бортов корабля, причем при направленном солнечном свете темная окраска помогает уменьшению видимости корабля. 3. При наблюдении в пасмурную погоду предельная дистанция обнаружения сильно зависит от окраски бортов корабля: менее всего заметен очень светло окрашенный корабль; так, например, при белой окраске предельная дистанция обнаружения в полтора-два раза меньше, чем при черной. 4. Если цвет окраски выбран в защитной гамме тонов, то применение серого, зеленоватого или голубоватого тонов из этой гаммы будет очень слабо влиять на дальность обнаружения корабля. Цвета, резко контрастирующие с фоном, например, желтые, оранжевые и др., наоборот, отлично видны на далеких расстояниях, а потому для маскировки кораблей в море вовсе непригодны. Из сказанного видно, что ни одна защитная окраска не может обеспечить универсальной маскировки корабля при всех возможных условиях освещения, которые к тому же на море могут быстро и резко изменяться. Поэтому при выборе защитной окраски кораблей исходят из наиболее вероятной погоды на театре в данное время года. Для более точного определения защитных тонов окраски анализируют результаты наблюдения за погодой в течение последних лет и метеорологические прогнозы, определяют Наиболее вероятное количество солнечных и пас-мУрйы'х дней, Выбирают из астрономических ежегодников среднюю продолжительность ночей с прямым лунным освещением и только после этого определяют необходимые тона, руководствуясь следующими соображениями: если преобладают пасмурные и облачные дни и ночи, т. е. вполне' рассеянное осйещен'и'е, выбирается светлая окраска 7-1 (светлошаровые, светлые голубоватые или зеленоватые тона); если преобладают ясные солнечные дни и лунные ночи, т. е. резко направленное освещение, выбирается темная окраска (темношаровые, темные синеватые или зеленоватые тона). В мирной обстановке выбирают колорит защитной окраски кораблей по преобладающей характеристике театра. Так, на флотах северных широт обычно принимают светлошаровые, нейтрального тона окраски, а на флотах южных широт, где преобладают ясные солнечные дни и море имеет яркую окраску, выбирают более тем* ные шаровые краски, придавая им голубоватый или зеленоватый, в зависимости от преобладающего цвета моря, оттенок. Камуфляж корабля Камуфляж, или искажающее окрашивание корабля пятнами разных цветов и разной светлоты, может служить для: 1) уменьшения заметности корабля на далеких расстояниях; в этом случае отдельные пятна сливаются друг с другом и окраска будет действовать как защитная; 2) деформации силуэта корабля, при которой форма его искажается и, следовательно, вносится ошибка в определение класса, типа и элементов движения; 3) имитации какого-либо иного объекта, т. е. для кажущегося превращения корабля в корабль иного класса и типа, в береговое сооружение и т. д. Приемы камуфляжа имеют свои особенности, которые позволяют разделить его на крупнопятнистый, мелкопятнистый и смешанный. В последнем случае используются одновременно и крупные и мелкие пятна и с их помощью создается конкретный имитирующий рисунок. Условия, в которых может находиться корабль, различны: в открытом море, в базе, в плавании вдоль побережья, на открытой стоянке и т. д. Во всех случаях с большим или меньшим успехом можно применять камуфляж. Для этого необходимо знать основные положения, базируясь на которых, можно его осуществлять. Поэтому мы переходим к рассмотрению камуфляжа корабля в открытом море и на фоне берега как, наиболее типичных вариантов. : 72 Камуфляж кораблей для действий в открытом море Современный камуфляж кораблей для действий в открытом море по своим целям несколько отличается от камуфляжа, применявшегося в первой мировой войне, когда преследовалась ограниченная цель — искажение вида и элементов движения корабля в ряде случаев за счет увеличения дальности видимости, поскольку тогда применялись резко контрастные сочетания пятен, вплоть до использования желтых или красных тонов. Теперь при выполнении камуфляжа кораблей стремятся добиться искажения на близких и средних дистанциях (15—40 каб.) и уменьшения заметности на больших дистанциях (от 50 каб. и более). При решении специальной задачи камуфляжа — искажения — раскраска корабля должна деформировать его силуэт или имитировать какой-то иной объект наблюдения. Характерные признаки силуэта корабля определяются типом корабля, очертаниями его корпуса, расположением труб, мачт, надстроек и вооружения. Камуфляж, в первую очередь, должен нарушить эти признаки посредством видимого изменения очертаний и рельефа поверхности корабля. Камуфляж кораблей для действий в открытом море представляет собой типичный вид крупнопятнистого камуфляжа. Выбирая рисунок камуфляжа, стремятся подобрать наиболее целесообразную форму, величину и расположение пятен. окраски. Неопытному глазу камуфляжная окраска кажется хаотическим и бессистемным сочетанием произвольных цветовых пятен. На .самом деле в выборе рисунка камуфляжа имеется определенная система, дополненная практическим опытом командира. Форма пятен камуфляжа может быть самой разнообразной. Это видно из помещенных ниже фотографий кораблей, камуфлированных в войне 1941—1945 гг. Пятна с прямолинейными границами создают эффект резкого изломанного рельефа, выступающих углов и впадин. Такие очертания пятен употребляются в тех случаях, когда стремятся исказить курсовой угол или «укоротить» корабль, использовав, например, слияние, некоторых пятен С кильватерной струей, 73 Рис. 43. Пример камуфляжной окраски корабле? "¦ uuj/^^W ъ^Л'&Ь&ЬЛЛГ. 5№&t& SO. ЛЛЛЛЛ/t Рис. 44. Пример камуфляжной окраски кораблей При удачно выполненном камуфляже белая пена кильватерной струи сливается на большом расстоянии с кормовой оконечностью корабля, и он кажется короче, чем на самом деле, что затрудняет глазомерное определение данных, необходимых при торпедной стрельбе. Криволинейные пятна искажают общие очертания корабля и вносят неопределенность в результаты наблюде-ния уже хотя бы потому, что силуэтным очертаниям мало свойственны кривые, изогнутые линии. Поэтому рисунки с криволинейными пятнами удобны для уменьшения видимости корабля. Величина пятен или ширина полос камуфляжа выбирается такой, чтобы они были хорошо различимы на далеких расстояниях, раздельно друг от друга. При этом величина пятен должна быть согласована с размерами маскируемого корабля. Обычно рассчитывают действие камуфляжа для некоторой заданной дистанции наблюдения /. При этом определяют ширину пятен и полос по формуле Ы а = 3300 ' . где а — ширина пятен в м; к — коэфициент, учитывающий величину корабля и равный от 1 до 6 (для больших кораблей берется большая величина). Дистанция / выражается в 'м; 1/3300 в этой формуле есть тангенс угла в 1 минуту, т. е. наименьшего различимого глазом углового размера предмета. Обычно для того чтобы разнообразить рисунок, берут пятна различной ширины и размеров. Основную задачу и трудность представляет расположение и разбивка пятен относительно очертаний корабля, которые требуется исказить. Искажение основано на слиянии с фоном («отпадении» к фону) при определенных условиях освещения части пятен камуфляжа в то время, как пятна, контрастирующие с отпавшими к фону, видны. Чтобы силуэт корабля был резко изменен, стремятся исказить его контурные линии, т. е. создать кажущиеся очертания, совершенно не характерные для данного корабля. Поэтому пятна разбиваются так, чтобы они ни в коем случае не повторяли действительных очертаний корабля, а ориентировались под 76 какймй-то углами к ним. На рис. 45 показано на примере, как следует и как не следует располагать пятна камуфляжа. Иногда полезно делать сквозные пятна, например, от верхней части борта до ватерлинии. Закрытые пятна, т. е. не соприкасающиеся с фоном, отпадают к а) Правильное расположение пятен камуфляжа (пятна не повторяют нонтурь/ объекта) б) Неправильное расположение пятен камуфляжа 'пятна повторяют контуры объекта) Рис. 45. Правильное и неправильное расположение пятен камуфляжа нему только в том случае, если они расположены настолько близко к контуру корабля, что отделяющая^ от фона полоска на расстоянии перестает замечаться. Сказанное поясняется рис. 46. Трубы кораблей часто окрашиваются так, чтобы пятна создавали впечатление их наклона в сторону, противоположную действительному наклону. Трубы, башни и другие части корабля окрашивают в разные тона: одни в светлые, другие в темные. 77 Рис. 46. Открытые, закрытые и сквозные пятна При нанесении пятен камуфляжа соблюдаются некоторые правила, которые можно свести к следующему. 1. Пятно или полоса, начавшаяся на одной плоскости, продолжается на другой, с нею не совпадающей, так же, как если бы плоскости совпадали одна с другой (рис. 47). При этом продолжение пятен, переходящих с вертикальной плоскости на горизонтальную, например, с борта на палубу, следует делать на горизонтальной поверхности Неправильное расположение Правильное расположение Рас. 47. Переход пятен с одной плоскости на другую 78 примерно вдвое темнее, чем на вертикальной, так как на первой освещенность почти всегда больше, чем на второй. Переход обеих красок полезно сделать плавным, а линия перехода не должна совпадать с линией сопряжения поверхностей, как это и показано на рис. 48. 2. Изгиб контурной линии пятен ни в коем случае не должен находиться на линии сопряжения пересекающихся поверхностей (рис. 48). Ь Рис. 48. Изгиб контурной линии пятен 3. Линия сопряжения двух пересекающихся поверхностей не должна служить границей пятен. Желательно, чтобы граница пятен пересекала линию сопряжения двух поверхностей под острым углом. 4. Окраска выступающих или входящих пространственных углов должна производиться так, чтобы пространственный угол, например, трехгранный угол мостика, угол щита артсистемы и т. д., подчеркивался темным пятном, центр которого не должен совпадать с истинной вершиной угла (рис. 49). Неправильная раскраска Правильная распраснп Рас. 49. Окраска пространственных углов 79 Существует также ряд приемов искажения размеров корабля и элементов его движения — курсового угла и скорости: подчеркивание якобы укороченных очертаний, пририсовка ложных носовых и кормовых бурунов, нанесение ложных штевней, не параллельных истинным, и перечеркивание истинных штевней пятнами, ориентированными под углом к ним. Ряд таких приемов показан на рис. 50 и понятен без особых пояснений. Ложный форштевень и ложный бурун Л й. Унороченная " норма Ложная перспектива V Рис. 50. Некоторые приемы искажения размеров корабля и элементов его движения: 1—ложный бурун; 2—ложный форштевень; 3—ложный ахтерштевень; 4—истинный форштевень; 5—истинный ахтерштевень; 6—пятно или окраска, отпадающая к фону; АВ—линия, не параллельная уровню воды, создающая ложную перспективу Очень интересного эффекта для искажения курсового угла можно достигнуть, располагая пятна, создающие ложную перспективу. Варианты камуфляжных рисунков могут быть бесконечно разнообразны и зависят от опыта и изобретательности командира. Нетрудно видеть, что в основе этих правил камуфляжа лежат законы зрительных иллюзий, о которых подробно говорилось Еыше. Умело применяя эти законы, можно добиться поразительного искажения вида корабля, совершенно изламывающего его форму и очень затрудняющего определение элементов, движения. Даже 80 очень опытные морские офицеры часто ошибаются в определении наблюдаемой картяны, если камуфляж корабля выполнен умело и со знанием дела. При разработке камуфляжа для открытого моря весьма существенным является выбор цвета„пятен. При дневном наблюдении цветовые контрасты будут сказываться только на сравнительно небольших расстояниях. На больших расстояниях воздушная дымка уменьшает цветовой контраст быстрее, чем яркоетный, а следовательно, в этом случае важнее всего вопросы, связанные с яркостным контрастом пятен, и не имеет значения некоторое цветовое несоответствие камуфляжных красок с цветом моря. Ночью цвета вследствие эффекта Пуркинье но различаются вовсе и камуфляжные рисунки имеют смысл только при резких контрастах яркостей, да и то на очень коротких дистанциях. При выборе цветов камуфляжа для меняющихся условий освещения должен применяться тот же подход, что и. при защитном окрашивании. Необходимо, стало быть, выбирать такие цвета и сочетания красок, которые были бы выгодны для наиболее вероятных условий освещения для данного сезона и театра. Преимущества камуфляжа перед защитной окраской заключаются в том, что при изменении условий освещения к фону будут отпадать те или другие пятна: при рассеянном освещении — светлые, при направленном — темные. Однако и в том и-е другом случае вид корабля будет искажен. В современном камуфляже кораблей для открытого моря применяют защитную гамму красок, различающихся одна от другой ;не только по цвету, но и по коэфициенту отражения. Гамма эта состоит из неярких, тусклых, серых, серо-зеленых, серо-голубых и голубых тонов, которые лучше всего маскируются в открытом море и легко сливаются в общий защитный тон на большом расстоянии. Для условий рассеянного освещения выбираются бледные оттенки голубого и зеленого тонов, с достаточно высокими коэфициентами отражения. Примеры их показаны на рис. 51 и 52. Для условий направленного освещения применяются более темные сочетания серых, зеленоватых и голубоватых тонов, с низкими коэфициентами отражения. Примеры такого камуфляжа даны на рис. 53, 54. 6-3ак. 369 81 Бела» краска кСветлошаровая краска Рис. 51. Пример светлого типа камуфляжа - Белая красно ^Светлошаровая прасна Рис. 52. Пример светлого типа камуфляжа Средняя шаровая красна Темносерая нрасна Рис. 53. Пример темного типа камуфляжа Средняя шаровая нрасна Темносерая красна Рис. 54, Пример темного типа камуфляжа Рисунки показывают типичные примеры камуфляжи боевых кораблей, употреблявшегося в войне 1941 — 1945 гг. Выбирая цвета камуфляжа, надо помнить, что на расстоянии цвета изменяются и выглядят совсем иначе, чем вблизи. Поэтому, желая сохранить рисунок камуфляжа на возможно большем расстоянии, подбирают цвета, сохраняющие достаточный контраст на удалении.' Наоборот, стремясь « уменьшению заметности корабля, подбирают такие сочетания цветов, которые при удалении светлеют и сливаются один с другим и с атмосферной дымкой. Эффект от встречи с камуфлированным кораблем в море при благоприятных для маскировки условиях освещения бывает удивительным. Наблюдатель подчас видит картину, совершенно не соответствующую истине. Вот примеры, подтверждающие это: 1. В период летних боев 1942 г. на Черном море один из наших боевых кораблей был камуфлирован таким образом, что даже опытные подводники ошибались в определении дистанции до корабля. Камуфляж такого типа был широко распространен и на другие корабли. 2. Маскировка многих кораблей Краснознаменного Балтийского флота в 1941 г. создавала эффект настолько сильного искажения силуэтов, что невозможно было определить не только тип, но и класс корабля. Во всех случаях, когда для использования камуфляжа создавалась благоприятная обстановка (освещение, курсы, дистанции), он бесспорно приводил наблюдателей в заблуждение. Нетрудно понять, что даже временное замешательство противника и введение его в заблуждение могут сыграть неоценимо полезную роль в исходе боевой встречи. Это и заставило все военные флоты, участвовавшие в войне 1941 —1945 гг., применять камуфляж кораблей в самых широких размерах. Камуфляж кораблей для их маскировки на фоне берега Кораблям, находившимся в портах (на стоянке, ремонте или постройке), действующим на речных и озерных театрах, как показал это опыт Великой Отечественной войны, приходилось повседневно применять маскировку на фоне 84 . ' . берега. Перед маскировочным окрашиванием в данном случае могут быть поставлены следующие задачи: 1) уменьшение заметности корабля на фоне берега, т. е. достижение такого эффекта, при котором наблюдатель при разведке берега не сможет обнаружить корабль; 2) деформация корабля, при которой противник будет .наблюдать неопределенный объект, ничем не напоминающий корабль. Уменьшение заметности корабля на фоне берега достигается при помощи маскировочных приемов, имитирующих неразличимый от окружающего участок берега. Правильно окрашенный корабль будет ^хорошо замаскирован, если он расположен близко к берегу. При большом расстоянии сказывается влияние атмосферной дымки между кораблем и берегом, изменяющей контраст между окраской корабля и цветовыми характеристиками берегового фона. Основная особенность маскировки речных кораблей состоит в том, что она рассчитывается на наблюдение с малых дистанций. В самом деле, воздушный противник может наблюдать речные корабли чаще всего с расстояния не более 2—3 км, так как на более далеких подходах корабль обычно заслоняется рельефом местности, лесом и другими преградами. При таком наблюдении корабль может быть виден или на фоне поверхности воды или на фоне берега (травы, песка, леса и т. д.). Кроме того, при маскировке речных кораблей надо считаться с наземным наблюдением с противоположного берега, т. е. с расстояния 300—1500 м. Понятно, что маскировка элементов движения корабля — курсового угла и скорости — на реках никакого значения не имеет. Каким же образом можно добиться решающего уменьшения видимости или полного сокрытия на фоне природного берега? Эта цель может быть достигнута, если: 1) маскировочный рисунок будет конкретен и возможно более близок к характеру пейзажа берега, на фоне которого будет скрываться корабль; 2) цветные пятна окраски будут невелики, а число тонов довольно многочисленно; при этом можно наиболее точно передать распределение светотени, свойственное берегу; 3) отсутствуют резкие контрасты пятен (например, белого с черным, синего с,желтым и т. д.), обычно редкие в 85 природе; только зимний, покрытый снегом берег дает подобные контрасты; 4) контуры цветных пятен и группировок будут плавны и извилисты. На фоне берега в порту с искусственными сооружениями и постройками маскировка удается только при большой конкретности рисунка камуфляжа. Иногда приходится изображать на фоне проекции корабля такие детали, как, например, подъемный кран, кладку камней пирса и т. д. Разница в обоих случаях камуфляжа состоит еще в том, что камуфляж у природного берега часто достигает эффекта и при движении корабля, тогда как в порту сохраняется неподвижность корабля и вся маскировка «пририсовывается» к вполне определенному месту берега. Разработка камуфляжа для применения у берега требует предварительных приготовлений . Прежде всего необходимо сделать ряд цветных зарисовок фона с 'Направлений ожидаемого подхода противника. Эти зарисовки делают в разное время дня, в солнечную и пасмурную погоду. Еще лучше для этой цели могла бы служить цветная фотосъемка. Фотографии берега обычного вида (серые) также являются нужным материалом и дополняют зарисовки. По этим зарисовкам можно выбрать число и цвет маскировочных красок. В этом выборе при маскировке у берега есть гораздо больше свободы, нежели при маскировке в море. На первый взгляд работа по маскировке в рассматриваемом случае имеет сходство с работой художника-декоратора в театре. Однако сходство это не идет далеко: маскировщик всегда схематизирует рисунок берега. Этого вполне достаточно для достижения эффекта маскировки, и в то же время техника выполнения камуфляжа сильно упрощается. В этом смысле надо воздержаться от увлечения излишним реализмом изображения имитируемых деталей. Во время войны нередко можно было видеть, как неопытные маскиров!Щики-«живолисцы» старались разрисовать на объектах деревья с веточками, окна с переплетами рам и т. д. Подобные усилия совершенно излишни и ведут только к самообману. Правильные приемы маскировки не могут быть мыслимы без известной схематизации имитируемого объекта. На основе исходных материалов выполняют проекты раскраски кораблей, причем форма пятен должна обяза- 86 тельно соответствовать характеру пятен фона в природном пейзаже. , Так, например, зеленым пятнам, имитирующим зелень, придают плавные извилистые очертания, напоминающие контуры кустарников и деревьев, желтым пятнам, изображающим песок, — очертания отмелей, коричневым пятнам — форму окал, стволов деревьев и т. д. При переходе от пятна к пятну иногда, вместо резкой границы, делают мягкую растушевку, осуществляющую плавный переход из тона в тон. При маскировке кораблей в портах пятна должны иметь резкие очертания и границы и служить для имитации зданий, сооружений и тому подобных объектов, скрывающих очертание корабля. В сочетании с декоративными сооружениями такая раскраска скрывает корабли настолько надежно, что противнику не удается разыскать их. На рис. 55 и 56 показаны примеры камуфляжных рисунков, предназначенных для маскировки кораблей у берега. Наш флот имеет значительный опыт такого камуфляжа в Великой Отечественной войне. Можно указать следующие примеры успешного раскрашивания кораблей, которые резко уменьшали их заметность у берега: 1. При обороне Ленинграда один из миноносцев был отлично камуфлирован под фон берега; уже с другого берега реки корабль не различался. Несмотря на то, что он часто стрелял, немецкие корректировщики не смогли его обнаружить, и корабль повреждений не имел. 2. Отряд боевых катеров Каспийской флотилии был камуфлирован настолько удачно, что даже собственные корректировочные посты обнаруживали корабли только в момент стрельбы. 3. Во время боевых действий против империалистической Японии в 1945 г. наши боевые корабли на Амуре были камуфлированы под фон берегов так, что не обнаруживались ни вблизи от берегов, ни с другого берега, ни с воздуха, ни даже тогда, когда находились в движении. 4. Очень удачной оказалась разумно сочетаемая с декоративной маскировкой зимняя маскировочная окраска кораблей КБФ в период блокады Ленинграда. Воздушное наблюдение показало, что заметность кораблей, стоявших у берега, была понижена в сильнейшей степени. Совершенно своеобразным приемом камуфляжа у берега является мелкопятнистый камуфляж. Он состоит в 87 00 Шаровая Охра Зеленая Шаровая Тем но-' 'зеленая* .екнозеленая Коричневая Зеленая Коричневая Рас. 55. Пример крупнопятнистого камуфляжа кораблей применительно к берегу Зеяечая Зеленая \ ,*шттмжжш% Шаровая Шаровая Коричневая Зеленая Коричневая ч?рная Рис. 56. Пример крупнопятнистого камуфляжа кораблей применительно к берегу" нанесении на поверхность корабля несимметричной композиции мелких пятен различных и довольно многочисленных цветов. На расстоянии эти пятна сливаются, образуя те или иные цветовые сочетания. Особенностью мелкопятнистого камуфляжа является его динамичность: при разных расстояниях, разных условиях освещения, при наличии или отсутствии дымки, наконец, на разных участках фона при движении корабля вдоль берега к фону «отпадает» то одна, то другая часть видимой поверхности корабля. Это в сильнейшей мере дезориентирует наблюдателя. Такой камуфляж у нас был успешно применен на Амуре и на Дунае. Объяснение неустойчивости эффекта состоит в том, что мелкие изображения пятен окраски проектируются на очень малые участки сетчатки глаза и перемещение этих изображений создает впечатление то одного, то другого цвета. Так как наименьший угловой размер объекта, различаемый глазом, составляет 1 минуту, то наименьший размер круглого пятна, которое желательно увидеть раздельно, должен быть в 3300 раз меньше дистанции наблюдения. Вопросы, связанные с мелкопятнистым камуфляжем, изучены еще недостаточно. Во всяком случае, границы расстояний, в пределах которых наблюдается неустойчивое слияние пятен, характерное для мелкопятнистого камуфляжа, изменяющего картину, зависят от формы и размера пятен, системы их группировки, цвета пятен и образующихся цветовых и яркостных контрастов, условий освещения и прозрачности воздуха. Мелкопятнистый камуфляж очень выгодно применять на реках и узкостях, вблизи берегов, покрытых растительностью, так как он хорошо имитирует пятнистую фактуру листвы. Даже на очень близком расстоянии, с противоположного берега реки, корабли, замаскированные таким образом, часто совершенно не различаются. Еще одно положительное свойство мелкопятнистого камуфляжа делает его очень ценным маскировочным приемом: замаскированный таким способом корабль очень трудно демаскировать всякого рода светофильтрами благодаря большому числу цветов пятен. Всякий раз при рассматривании объекта какая-нибудь часть пятен будет создавать рисунок, пугающий и дезориентирующий наблюдателя. 89 Однако мелкопятнистый, камуфляж достигает цели только при продуманном и умелом выполнении. Техника его выполнения заключается в выборе цветов составляющих пятен, числа красочных сочетаний и затем в композиции пятен. Выбор цвета составляющих пятен целиком зависит от характера фона. Обычно берут большое количество, до 5— 8 различных красок. Кроме цветных пятен, во всякой мелкопятнистой окраске должны быть серые и черные (ахроматические) пятна. Цветных пятен берут 80—90%, а ахроматических 20—10%. Соотношение между ними зависит от времени года, т. е. от естественного фона! к которому приспосабливают камуфляж (см. табл. 8). Таблица 8 Соотношение числа цветных и ахроматических пятен мелкопятнистой окраски в зависимости от времени года Весна и осень Весна v осень со сне ом в без сн era в перехс )дный перехс дный Весна и лето Ос ень Число разных пер юд nepi !ОД цветов Пят н а цвета. ахр. цветн. ахр. цветн. ахр. цветн ахр. 5 3__2 2-3 4—3 1—2 4 1 4 1 6 4—3 2—3 5-4 1—2 5-4 1—2 5-4 1—2 7 5—4 2—3 5 2 6—5 1—2 6—5 1—2 8 5 3 6-5 2-3 7—6 1—2 7-6 12 При выборе цвета обращают также внимание на подбор правильного яркостного контраста, такого же, какой наблюдается между пятнами фона. Композиция пятен создается либо определенной их группировкой, либо беспорядочным, несимметричным разбросом по- всей поверхности маскируемого корабля. При этом выполняется один существенный прием: первоначальную окраску корабля не скрывают камуфляжем сплошь, а накладывают цветные пятна поверх нее, оставляя просветы. «Подкладочная» краска, просвечивающая между пятнами и их группами, играет роль добавочного цвета, осложняющего демаскирование. , ; . . . 90 Пятна группируют в фигуры, имеющие либо простыв круглые или овальные очертания (рис. 57), либо сложные неправильные очертания (рис. 58). Каждая сложная группировка пятен имеет несколько осей, сопряжение которых друг с другом должно быть обязательно разнообразным (рис. 59). Рис. 57. Простая группировка пятен Рис. ?8. Сложная группировка пятен: /—группировка коленчатой формы; 2— группировка сложного очертания Расположение больших осей в группировке не должно повторять контура корабля. Осл надо располагать под углами —от 30 до 60° к основным контурным линиям корабля (рис. 60). Внутри группировки пятна располагают разнообразно: иногда они касаются друг друга, иногда накладываются одно на другое, иногда между ними остаются просветы. 91 "Г--. ч Т" —1— —1—-i vU-. U--' Рас. 55. Сопряжения осей в группировке пятен .' \ V S 1 Ч \ / 1 \ V i \ \ \ "> \ ч \ > *** 1 У / / / / t \ i i / / / i ч___------- ч^ Правильно Неправильно Рис. 60. Расположение группировки пятен относительно контура корабля Все эти приемы показаны на рис. 61. Темные пятна обычно накрашивают поверх светлых, причем одна группировка пятен вклинивается в другую, чтобы не создавалось, резкого очертания линии раздела смежных группировок. На рис. 62 показаны примеры правильного и неправильного сочетания группировок. "Иногда мелкопятнистое окрашивание сочетают с обычным камуфляжем крупными пятнами, если очертания фона дают для этого основание, например, если скалистый Ое-рег покрыт зарослями зелени. 92 . Окрашенный фон Рис. 61. Приемы расположения пятен внутри группировки а) Неправильное б) Правильное Рис. 62. Смыкание группировок пятен * Маскировочное окрашивание кораблей требует продуманной и четкой организации, предварительной проверки на рисунках и тщательного выполнения. Во время войны этой работой занимались специально обученные люди. Их деятельность, без сомнения, принесла флоту очень большую пользу и помогла при выполнении боевых задач. Глава б ДЕКОРАТИВНАЯ МАСКИРОВКА КОРАБЛЕЙ Общие свойства декоративной маскировки. Применяемые в ней материалы Декоративная маскировка, так .же как и маскировочное окрашивание, ставит своей целью сделать корабль неразличимым на данном фоне или так исказить его вид, чтобы наблюдатель противника не смог понять, что видимый им объект представляет корабль, если он находится в базе, или принять его за корабль другого класса и типа, т. е. военный корабль за торговый, и наоборот. При декоративной маскировке используются в качестве технических средств искусственные конструкции. В 'некоторых случаях эти декорации превращаются в целые инженерные сооружения. Таким образом, техника декоративной маскировки состоит в применении различных технических сооружений (декораций): вертикальных и горизонтальных масок, перекрытий и декоративных наделок, макетов целых кораблей или их частей или макетов, имитирующих береговые строения. Все эти сооружения обычно состоят из двух основных элементов — каркасов и маскировочных покрытий. В свою очередь маскировочные покрытия образуются из основы и вплетаемого в нее или прикрепляемого к ней материала. Каркасы строятся для придания всей маскирующей конструкции надлежащей прочности и задуманной формы и представляют собой систему стоек, оттяжек, ферм и т. п. Маскировочные покрытия собственно и создают имитацию поверхности фона или закрывают собой маскируемый 94 объект. Их устраивают из фанеры, металла, досок, тканей и т. п. Очень часто применяются маскировочные сети, в которые вплетается маскировочный материал. Качество маскировочного покрытия имеет особенно большое значение для достижения маскировочного эффекта. Покрытие по своему внешнему виду должно точно соответствовать материалу имитируемого сооружения; например, ложная труба корабля, изготовленная из фанерных листов, должна быть совершенно похожа на стальную трубу. В такой же мере важно, чтобы при маскировке корабля у берега маскировочное покрытие вполне походило на фон берега во всех его отличительных признаках. Так, если корабль стоит у стенки завода, то на нем с помощью декораций имитируют продолжение заводских проездов и сооружений. Иногда это делается в крупнейших масштабах. Например, при достройке на заводе линейного корабля «Тирпитц» были сооружены «продолжения» заводских цехов, продлена улица между ними и т. д. Все эти сооружения стоили немцам большого труда и огромных затрат, но вполне оправдали себя, так как сохранили корабль от воздушных бомбардировок. При стоянке корабля у берега реки применяют аналогичные приемы. Например, на нем создают путем накрашивания на декоративном покрытии продолжение идущей к берегу тропинки, вплетая в маскировочные сети мочало или ветки, имитируют ворсистость растительности, посыпают покрытия землей или песком и т. д. Сооружая маскировочное покрытие, необходимо помнить, что оно должно удовлетворять следующим условиям: 1) не должно мешать подходу к кораблю, погрузке боезапаса и другим работам, производящимся как возле корабля, так и на нем; 2) не должно быть громоздким, иначе монтаж и транспортирование его будут очень трудны; 3) должно быть дешевым, т. е. строиться из недорогих и простых, лучше всего подручных, материалов. Декоративная маскировка требует обязательного ухода за собой, внимательного поддержания всех сооружений в первоначальном виде, сохранения в целости каркаса и маскировочного покрытия. Провисание материала на маске, выцветшая и отставшая краска, увядшая зелень и другие дефекты резко демаскируют объект и могут легко обратить на себя внимание противника. Поэтому окрашивание маскировочных покрытий является делом очень серь- 95 ёзным и обязательно учитывающим возможность Применения противником средств оптического демаскирования. Окрашивание покрытий и вплетенного в них материала производится чаще всего клеевыми красками с помощью краскопультов — специальных пневматических распылителей, набрызгивающих краску на окрашиваемую поверхность. Окраска покрытий должна быть всегда в хорошем состоянии; при повреждении, выцветании и старении ее надлежит реставрировать. Во время войны маскировочные покрытия больших декоративных сооружений тщательно возобновлялись, подкрашивались и ремонтировались специально обученными техническими подразделениями. Такая эксплоатация технической маскировки единственно правильна и всегда оправдывает все затраты и усилия. В качеств© технических материалов для декоративной маскировки применяют всевозможное сортовое железо, проволоку, тросы, доски, фанеру, брусья, бревна и сети различных видов — пеньковые, хлопчатобумажные и проволочные. Во время войны было создано специальное производство маскировочных сетей и полуфабрикатов конструкций. Для покрытия и плетения масок применяются различные грубые и дешевые ткани, рогожа и мочало. Все эти незамысловатые материалы, правильно покрашенные и применяемые, оказывают полезную службу. Наконец, в ряде случаев используются и такие подручные материалы, как срезанная растительность (ветки, листья, трава), песок и грунты, строительный мусор и зимой снег. Из специальных материалов для декоративной маскировки фабричным способом готовятся армированная бумага (представляющая собой два склеенных листа, между которыми проложена тонкая проволока; окрашена она обычно зеленой масляной краской и очень удобна для имитации кустов, деревьев и другой растительности), маскировочные ковры, имитирующие луга, песок и другие пят-нистые покрытия, (сети с вшитыми кусками материи), употребляемые на фоне кустарника или леса, и мочальная бахрома (длинные пучки мочала, пришитые к ленте ткани). Перейдем теперь к описанию деталей декоративных сооружений и приемов их выполнения. 96 Маски и перекрытия Маски — Декоративные сооружения, которыми прикрывают корабль или его части, — разделяются на несколько разновидностей. В зависимости от того, как расположены несущие каркасы, они бывают: вертикальныеТ прикрывающие корабль от наземного наблюдения или наблюдения с уровня воды, и горизонтальные, прикрывающие от наблюдения с воздуха* Если необходимо использовать вертикальную маску, которую обычно называют «маской-забором», высота ее h вычисляется по формуле * = *~*<*)х +ho6, (18) где Л — высота маски, ЛОб — высота прикрываемого объекта, Я — вероятная высота наблюдателя, D ¦— расстояние от наблюдателя до объекта и х—расстояние от маски до объекта. Все эти величины выражены в метрах. Вертикальные «маски-заборы» хорошо использовать при удобном рельефе берега для прикрытия небольших кораблей (катеров), стоящих в узкостях. Кроме «масок-заборов», используются вертикальные «маски-жалюзи». Такие маски подвешиваются над маскируемым объектом в виде щитов или полотнищ на растяжках. При боковом наблюдении проекции отдельных щитов или полотнищ, накладываясь одна на другую, перекрывают полностью объект. Горизонтальные маски бывают одноярусными и многоярусными. Горизонтальная маска должна быть устроена так, чтобы, обеспечивая полное сокрытие объекта, она и сама не обнаруживалась (в частности, чтобы не было провисания материала, демаскирующего объект вследствие образующихся при этом теней). Ее конструкция должна позволять свободное обслуживание прикрытых объектов, а также возможность их ввоза и вывоза из-под маски. Примером такой маски может служить навес около пирса гавани (рис. 63), прикрывающий торпедные катера, стоящие у пирса. Сама по себе маска имитирует уширение пирса, трудно обнаруживаемое с воздуха. Из-под нее катера могут легко выйти или вернуться под прикрытие. 97 7—Зак. 369 Размеры горизонтальных масок опредёляютбя исходи из условий и возможностей воздушного наблюдения. Чтобы воспрепятствовать наблюдению издалека, с пологих углов, края маски надо выносить довольно далеко за прикрываемый объект, на расстояние, примерно вчетверо 2 -- Рас. 63. Пример прикрытия катерэв горизонтальной маской: 1—маскируемые катера; 2—действительный мол; 3—фальшивый мол; ¦/—фальшивые грузы большее, чем ее высота. Таким образом, если L — рассчитываемый поперечник маски, h — ее высота и а — протяженность маскируемого объекта, то поперечник маски можно высчитать по такой формуле L=Sh + a. (19) Частным случаем горизонтальной маски является перекрытие, т. е. такая маска, края которой примыкают к земле, к палубе корабля и т. д. Перекрытие надежно закрывает объект как от наблюдения сверху, так и от наблюдения сбоку. Перекрытия применялись, например, на Черном море, во время первой мировой войны. 13 декабря 1915 г. у устья реки Мелен немцы прикрыли потерпевшую аварию подводную лодку, лежавшую на песчаной отмели, мягкой маской из брезента, выкрашенного под цвет песка. Ро время Великой Отечественной войны 1941 —1945 гг. на 98 бДМбм из наших морей маскировали несколько недостроенных подводных лодок. Лодки, подставленные лагом одна к другой, были покрыты брезентом, причем место стоянки было замаскировано плотами. Плоты и брезент были окрашены и частично присыпаны песком. Место стоянки совершенно не обнаруживалось с воздуха. Перекрытия бывают плоские, не возвышающиеся над поверхностью, к которой они примыкают, и выпуклые, выступающие над этой поверхностью. Надо иметь в виду, что выпуклое перекрытие можно обнаружить на фоне благодаря разнице в яркости боковых поверхностей, зависящей от наклона по отношению к падающему свету. Чтобы смягчить эту разницу, окрашивают более светлой краской затененные места и более темной — сильно освещенные (более пологие). . Разбирая особенности масок, необходимо упомянуть еще о том, что они бывают сплошными, имеющими покрытия, не пропускающие света (сквозь такую маску объект не виден вовсе, но из-под, нее вести, наблюдение также нельзя, что часто бывает необходимо), и транспарант' ными, имеющими некоторые просветы, не позволяющие, однако', противнику обнаружить скрытый под маской объект, Применение транспарантных масок очень удобно: они легче по весу, требуют меньше материалов для изготовления, легко сливаются с фоном и из-под них можно вести наблюдение за окружающим пространством. Материал, вплетенный в сеть транспарантной маски, распределяется неравномерно: гуще всего над объектом и реже к краям маски, благодаря чему она сходит на-нет, хорошо сливаясь с фоном. При вплетении в сеть срезанных ветвей их закрепляют логом, т. е. горизонтально, или тычком, т. е. вертикально. Второй из этих .способов дает лучшую имитацию естественной ворсистой фактуры зелени. Деформирующие сооружения. Макеты Деформирующими сооружениями называет маскировочные декорации, искажающие форму скрываемого объекта и форму тени от него. С помощью деформирующих сооружений можно достигнуть: 1) резкого изменения силуэта корабля, для чего могут быть установлены лишние трубы, ложные фальшборты, щиты на штевнях корабля, изменяющие их очертания; 7* 99 2) создания ложного створа, для чего на корабле устраивают ложные надстройки или мачты, смещенные с диаметральной плоскости; 3) создания ложных теней от корабля на стоянке. ^^Шк Рис. 64. Применение козырьков для искажения силуэта корабля в плане Деформирующие сооружения весьма различны по своей ^конструкции. Из них можно' выделить по своим характерным свойствам козырьки, гребни >и ребра. Более сложные конструкции образуют на корабле имитирующие надстройки и пристройки. Козырьки представляют собой горизонтально или наклонно расположенные плоские декорации, деформирующие вид корабля при наблюдении с воздуха. Козырьки поддерживаются кронштейнами или стойками, обеспечивающими жесткость конструкции. На рис. 64 показан пример применения козырьков для искажения силуэта корабля в плане. Очень существенно, что комбинацией козырьков, установленных у борга и на надстройках, можно исказить не только силуэт самого корабля, но и очертания тени от него, что дезориентирует в сильной степени при наблюдении с воздуха. Гребни и ребра представляют собой вертикально расположенные плоские декорации,- которые деформируют вид корабля при наблюдении с воды или с земли. Гребни 100 устанавливают обычно сверху, на жестких вертикальных каркасах или на растяжках. Вертикальные декорации могут очень резко исказить силуэт корабля при наблюдении его в" море. Можно, например, при помощи щитов, образующих фальшборты, придать очертаниям военного корабля вид торгового судна с обычным подъемом палубы на полубаке и полуюте. Удобство декораций подобного рода заключается -в легкой их установке и съемке, а это позволяет легко и быстро перемаскировать корабль в море. Имитирующие надстройки и пристройки представляют собой объемные декорации, которые не только искажают вид корабля, но также скрывают его вооружение и характерные признаки. Все эти декоративные элементы очень широко применялись в войне 1914—1918 гг. на английских судах-ловушках, предназначавшихся для борьбы с немецкими подводными лодками. Маленькие и безобидные по внешнему виду суда были достаточно сильно вооружены средствами наблюдения и борьбы с подводными лодками, причем эти средства были тщательно замаскированы имитирующими масками в виде ящиков с грузами, ложных шлюпок и т.д., которые легко убирались, когда требовалось применить оружие. Имитация усиливалась перекраской корабля, переодеза* нием личного состава и поведением его во время боевых действий, т. е. целым комплексом маскировочных приемов, которые производили достаточно сильный эффект. Опыт войны 1939—1945 гг. дал ряд примеров применения плавающих и неплавающих макетов кораблей. В дан» ном случае речь идет о технических мероприятиях гораздо более широкого масштаба, нежели на судах-ловушках. Громадные, до 10 000 т водоизмещения, старые грузовые пароходы переделывались так, что по внешнему виду не отличались от крупных боевых кораблей — линейных кораблей и крейсеров. Имеются сведения о том, что наличие такого макета линейного корабля во время операции английского флота на коммуникациях у Северной Африки в Средиземном море дезориентировало итальянскую азиацию и заставило ее нанести удар в ложном направлении, в то время как действительный конвой был успешно проведен по назначению. t Строительство декоративных сооружений требует серь-езного подхода к прочности конструкций с тем, чтобы они могли противостоять сильному ветру, волнению и т. д, 101 Естественно, что строительство их требует сложных инженерных расчетов и надлежащих строительных материалов. Несколько слов о декоративной маскировке кораблей у берега, имевшей огромное распространение в последней войне. Обычно корабли, стоявшие у берега, маскировались Плавающие* бревна 1 ш Рас. 65. Пр.ш-ры декоративной маскировки корабля у берега с помощью системы сетей, деформирующих накидок, навесов и пр., причем очень важно было в таких случаях позаботиться о заполнении промежутка водной поверхности между кораблем и берегом и около корабля плотами, скрепленными досками, бревнами и т. д. Характер такой маскировки достаточно уясняется из примера, показанного на рис. 65. Успех ее зависит от умения хорошо приспособиться к фону и характеру места, у которого стоит корабль, г Глава 7 ДЫМОВАЯ МАСКИРОВКА КОРАБЛЕЙ Сущность и приемы дымовой маскировки на море Дымовая маскировка кораблей является надежным и потому употребительным приемом противодействия оптическому наблюдению. Как показал опыт последней войны, она успешно применялась в разнообразных операциях. Сущность дымовой маскировки заключается в создании пелены рассеивающего и поглощающего свет дыма и тумана, за которой корабль становится совершенно невидимым. Причиной маскирующего действия дымовой завесы является уменьшение контраста между кораблем и фоном до величины, меньшей порогового значения контрастной чувствительности при данных условиях наблюдения. Дымовая завеса ставится различными способами, но при любом из них маскируемый корабль и наблюдатель могут занимать следующие положения относительно завесы: 1. Маскируемый корабль находится вне завесы, с противоположной наблюдателю (Я) стороны (рис. 66,а). Этот случай, так называемой отсекающей завесы, наиболее часто применим в практике, так как при нем маскируемый корабль имеет достаточную свободу маневрирования под прикрытием завесы. Маскирующее действие в данном случае определяется оптическими явлениями, существующими во всей толще и на границе завесы, обращенной к наблю-, дателю. Особенностью отсекающей завесы является то обстоятельство, что маскируемый корабль сам лишается возможности наблюдать за противником. 2. Маскируемый корабль находится внутри завесы, а наблюдатель вне ее (рис. 66, б). При таком положении * 103 наблюдение с корабля в каких бы то 'ни было направлениях становится невозможным. Поэтому описываемый случай применим только при пассивной обороне маскируемого корабля, например, на верфях, когда надо прикрыть недо- ,-- Мк А_____________ --------------.К V//////////, Рис. 66. Относительные положения дымовой завесы строенные и еще невооруженные корабли. Маскирующее действие, как и в предыдущем случае, определяется толщей завесы, но на этот раз в слое от корабля до границы завесы, обращенной к наблюдателю. Световые явления на самой границе завесы, как мы увидим дальше, также имеют существенное значение. 3. Маскируемый корабль находится вне завесы, а наблюдатель внутри нее (рис. 66, в). Этот случай представляет разновидность активной дымовой маскировки, осле' пляющей противника. Такая завеса ставится с помощью дымообразующих снарядов или бомб, разрывающихся вблизи противника и обволакивающих его пеленой дыма. Толща слоя дыма, получаемого при разрыве, определяет маскирующее действие завесы. 4. Маскируемый корабль, так же как и наблюдатель, находится внутри завесы (рис. 66, г). Случай этот маловероятен и не имеет ценности для обеих сторон. Маскирующее действие- определяется только влиянием толщи завесы между кораблем и наблюдателем, 1Q4 . На рис. 67 показан вид дымовой завесы, поставленной с корабля. Остановимся на основных чертах оптических свойств дымовой маскировки. Рис. 67. Дымовая завеса, поставленная с корабли Оптические свойства дымовых завес. Маскирующее действие завесы Дымовые завесы ослабляют проходящий сквозь них свет гораздо сильнее, чем воздух, хотя происходит это в обоих случаях из-за поглощения и рассеяния света. Поэтому ослабление света в завесах подчиняется упоминавшемуся закону Бугера т=р° , где р — коэфициент прозрачности завесы, D — ее толщина в слое, отделяющем маскируемый объект от наблюдения, т — прозрачность этого слоя завесы. Мы знаем, что характер рассеяния света частицами зависит от соотношения между их размерами и длиной волны проходящего света. В завесах рассеивающие частицы весьма различны по своим размерам и взвешены в воздухе неравномерно — имеются места, где концентра- 105 ция частиц больше, в то время как в других местах меньше. Таким образом, свет, проходящий через завесу, претерпевает в разных ее местах рассеяние различного характера, в зависимости от размера и сгущения частиц, которые он встречает на своем пути. Первичный свет, упавший на какой-либо элемент завесы, рассеивается им во все стороны, вследствие чего попадает на соседние 0,10 г 0,60 0,50 ¦Q е | ОАО I 0,30 1=1 0,20 3 —~, / —-> ж/ ttO°/C \ J / f ППП\ 4 \°° 1 lOU 9 ok oj6 o,p X/ \ \ >Sc / алый свет/ Л \ У ~—' 0,10 300 350 WO 450 500m/u - Длина полны l- Дымовой состав на основе органических хлоропроизводных П- Дым чистого хлорис- того аммония Щ- Туман водного раствора хлористого аммония Рис. 68. Индикатриса рассеяния света туманом из хлористого аммония элементы завесы, которые, в свою очередь, рассеивают его вторично. Дважды рассеянный свет подвергается рассеянию в третий раз и т. д. В итоге каждый элемент завесы освещается первичным падающим на него светом и светом, ¦ многократно рассеянным в окружающих частях завесы. В зависимости от формы и размера рассеивающих частиц изменяются индикатрисы рассеяния, определяющие силу рассеянного света в каждом данном направлении. Форма индикатрис рассеяния в дымовых завесах изучена мало. На рис. 68 показана индикатриса рассеяния света туманом из хлористого аммония, 106 В маскирующих завесах сильно сказывается также поглощение света, которое складывается из поглощения света воздухом и взвешенными частицами, причем главная доля поглощения падает на последние. На рис. 69 даны кривые поглощения света для некоторых маскировочных завес: кривая / для тумана из капелек серной кислоты, смешанного с черным дымом, кривая 2 — для черного дыма, кривая 3 — для тумана из че-тыреххлористого титана. Из этих кривых видно, что _ наибольшее поглощение всех этих завес относится к | видимой части спектра, 2 в области 0,5—0,6ч-- ,Для маскировочного | действия завесы важна | °'5 величина ее яркости, § о,г устанавливающаяся в | результате всех явле- § ' ний. Как показывают що,О5 вычисления и исследо- |йог вания в натуре, при ^ ' увеличении толщины щ? завесы возрастает ее яркость, но это возрастание происходит лишь Рис.69. Кривые поглощения света до определенного пре- маскирующими завесами дела. Затем толщина завесы перестает влиять на ее яркость. Однако яркость завесы является именно тем фактором, который, как мы дальше увидим, определяет ее маскирующее действие. На величине яркости завесы сильнейшим образом сказывается также отражение света от края завесы, обращенного к наблюдателю, если последний находится вне завесы. Если завеса при этом освещена прямыми солнечными лучами и состоит из белого дыма или тумана, яркость отраженного от ее граничного слоя света может быть очень велика. Вообще же говоря, яркость границы завесы зависит от освещенности и от ее отражающей способности (альбедо). На ее освещенности сказывается положение солнца относительно завесы, Особенно велика яркость завесы, 107 ч ч ч ч \ \ к \ 1 у 1200 2000 2800 3600 тр Длина волны если солнечные лучи падают в плоскости, перпендикулярной к ее фронту. Если и наблюдатель и солнце находятся с одной стороны завесы, а корабль с другой, то ее маскирующий эффект особенно велик. Если наблюдатель находится с одной стороны завесы, а солнце с другой, то положение солнца относительно завесы на ее маскирующие свойства практически не влияет, так как при этом яркость границы завесы, обращенной к наблюдателю, не изменяется. Чем выше" отражающая способность завесы, тем больше яркость ее границы и сильнее маскирующий эффект. Вследствие этого черные дымовые завесы обладают плохими маскирующими свойствами. Белые завесы, наоборот, маскируют гораздо лучше, именно благодаря большой отражающей способности. Измерение отражающей способности концентрированных туманов серной кислоты, хлористого аммония и парафинового масла при толщине слоя 70 см и резкой его границе дает величину, близкую к единице. При малых концентрациях и нерезкой границе отражающая способность завесы имеет значение от 0,6 до 0,9. Это означает, что от границы белой завесы отражается 60—90% падающего на нее света. Напомним, что освещенность прямыми солнечными лучами в полдень достигает величины 100 000 лк, следовательно, в солнечный день яркость границы завесы может достигать десятков тысяч апостильбов. Рассматривая в главе 4 вопросы видимости кораблей, мы установили, что необходимым условием обнаружения корабля, если угловые размеры его достаточно велики, является наличие достаточного контраста корабля с фоном. Надо, чтобы этот контраст был выше порога контрастной чувствительности глаза. __Маскирующее действие дымовых завес основано на уменьшении видимого контраста корабля с фоном, достигаемого путем наложения на яркость корабля В, и яркость фона Вф дополнительной яркости завесы Во. При этом подразумевается, что В3 есть яркость, составленная совместно рассеянием света в толще завесы и отражением света от ее границы. Пусть первоначальный истинный контраст Л' корабля с фоном составлял К- фд ° , (20) После Прикрытия корабля маскирующей завесой яркость корабля и яркость фона уменьшаются в рг раз, где г — толщина завесы от обращенной к наблюдателю границы до корабля, р — коэфициент прозрачности завесы (в слое единичной толщины). Тогда видимая яркость корабля'составит В„рг, а видимая яркость фона &ф рг ¦ Кроме того, на корабль и фон будет наложена суммарная яркость завесы В3 ¦ Таким образом, новое значение контраста выразится Нетрудно видеть, что К' меньше, чем К. Действительно, разделив числитель и знаменатель формулы, выражающей К', на рг, получим ". + >' При увеличении яркости завесы В3, если толщина ее г при этом не меняется (скажем, за счет увеличения освещенности границы завесы), величина видимого контраста К' будет уменьшаться. Когда значение видимого контраста К' станет меньше порога контрастной чувствительности ? = 0,02, корабль станет невидимым. На этом и основано маскирующее действие дымовых завес. Г л а в а 8 СВЕТОВАЯ МАСКИРОВКА КОРАБЛЕЙ' (БОЕВОЕ ЗАТЕМНЕНИЕ) Задачи светомаскировки кораблей Опыт войны показал, что большая часть операций флота проводится ночью. До появления средств радиолокационного наблюдения ночь надежно скрывала от противника подготовку и проведение операции. Применение средств радиолокации не исключает оптическое наблюдение и попрежнему неизбежно вызывает необходимость борьбы с ним. Ночные операции кораблей требуют тщательной светомаскировки, т. е. полного невидения противником света на верхних палубах и открытых местах корабля. Однако на наружных пространствах корабля, не говоря уже о его внутренних помещениях, имеются многочисленные рабочие места личного состава у механизмов и контрольно-измерительных приборов, без учета показаний которых невозможно обслуживание механизмов и оружия. Поэтому приборы и некоторые части механизмов должны быть освещены так, чтобы для личного состава, обслуживающего их, были созданы условия, при которых обеспечивалось безошибочное определение совмещения стрелок, различие делений и цифр на шкалах и т. п., без чего невозможно ведение ночной артиллерийской или торпедной стрельбы при современном центральном управлении огнем. 1 В этой главе разбираются только вопросы маскированного освещения, т. е. все то, что связано с боевым затемнением кораблей. ПО В Тб же время часто приходится' производить работу, которая не может выполняться наощупь (например, подготовка мин заграждения к сбрасыванию, устранение задержек в оружии и т. д.). Часть внутренних помещений корабля, расположенных настолько глубоко, что ни прямой, ни отраженный свет не может проникнуть из них наружу, обеспечивается постоянно действующим освещением, которое не выключается и в боевой обстановке. Все остальные помещения корабля и особенно верхние палубы ночью, безусловно, переходят на режим светомаскировки, позволяющей хорошо ориентироваться в темноте при движении и работе" на палубе. Чтобы облегчить ориентировку, а следовательно, ускорить действия личного состава, нужно указать входы в шахты и люки, положение клинкетов и т. д. Обычные осветительные средства для этой цели совершенно непригодны, так как они легко демаскируют корабль на очень больших расстояниях. Обычная лампа накаливания в 25-—40 вт видна в темноте в ясную погоду на расстоянии 30—40 км. Стало быть, для осуществления световой маскировки нужен особый подход и специальные приемы освещения, отличающиеся от обычных. Задача светомаскировочного оборудования корабля — создать такие условия, при которых люди, работающие в непосредственной близости к обслуживаемому оборудованию и предметам, хорошо бы их видели и хорошо ориентировались при передвижении на верхних палубах, но чтобы при этом свет не демаскировал корабля при наблюдении с большого расстояния. Решение этой задачи с взаимоисключающими, на первый взгляд, условиями возможно благодаря большой разнице в расстояниях до светящейся поверхности в одном и другом случае. Слабо светящееся пятно создает на зрачке глаза близко расположенного наблюдателя хотя и очень малую освещенность, но большую, чем световой порог, и, стало быть, это пятно будет видно, тогда как на зрачке глаза наблюдателя, удаленного на большое расстояние, это же пятно создает освещенность, меньшую светового порога, и, следовательно, видно не будет. Основной принцип маскировочного освещения заключается в правильном выборе величины допустимой, освещенности или яркости пятен, гарантирующих невидимость их отдаленным наблюдателем. Эта величина зависит от 111 различных обстоятельств, в том Числе от яркости окружающих фонов. На чем же основаны простые подсчеты, позволяющие осуществить световую маскировку? Природное ночное освещение. Видение в ночных условиях Совершенно ошибочно было бы, выполняя световую маскировку, исходить из предположения о полной темноте пространства вокруг освещенного пятна. Ночное освещение создает в действительности такие освещенности и яркости, которые существенно отличаются от полной темноты. Даже в самые темные облачные ночи, когда освещенности составляют десятитысячные доли люкса, яркости предметов в десятки и сотни раз превосходят значения пороговых яркостей. Освещенности же, создаваемой на открытом месте полной луной (около 0,2 як), совершенно достаточно для стрельбы по удаленным кораблям и бомбометания по ним. Между светлым и темным временем суток существует резкая разница в пределах изменения освещенностей. В самом деле, в темные часы суток освещенность изменяется в огромном диапазоне, а от этого в широких пределах изменяется яркость окружающих предметов. Так, при заходе солнца освещенности составляют несколько сотен люксов, а в темную безлунную ночь —- десятитысячные доли люкса. Следовательно, в течение сумерек и ночи освещенность изменяется в миллионы раз. Мы знаем, что от уровня освещенности или яркости зависит уровень зрительных функций и видимасть объектов. Так как условия работы глаза ночью резко изменяются, то так же резко изменяется и видимость объектов. Кроме того, ночью происходит быстрое и довольно незакономерное изменение спектрального состава природного света и изменение спектральной кривой чувствительности глаза, известное под названием эффекта Пуркинье, о котором уже говорилось в главе 3. Напомним о том, что в связи с этим эффектом глаз, приспособленный к темноте, практически теряет способность различать крайние красные излучения, но чувствительность его к синему цвету повышается. В темное время суток, когда солнце находится под горизонтом, кроме рассеянного от него в атмосфере света, приходится считаться с освещением, которое создают 112 Луна, планетЫ, виДймые звёзды и небосвод. Свечение небосвода образуется невидимыми звездами, рассеянными в атмосфере светом от солнца, луны, звезд и зодиакального света. Каждая из составляющих природного ночного света имеет следующие характеристики. Рассеянный свет от солнца, находящегося под горизонтом, является основной составляющей природного света в сумерки. С погружением солнца под горизонт освещенность от рассеянного СЕета быстро убывает. + 6й- 6,0001 0,001 0,01 1000 10000 Рис. 70. Зависимость освещенности рассеянным светом • от погружения солнца под горизонт На рис. 70 показано постепенное понижение освещенности атмосферы при погружении солнца под горизонт. Сумерки, во время которых солнце погружено на 6—12° под горизонт, характерны заметно ухудшенной по сравнению с дневной видимостью, появлением в небе наиболее ярких звезд и планет и еще достаточно хорошо различимыми с корабля очертаниями береговой линии. Летом в средних широтах сумерки длятся всю ночь, которая никогда не бывает совершенно темной. Настоящая ночь в этих широтах бывает только осенью, зимой и весной. В южных широтах солнце быстро погружается глубоко под горизонт, и ночи кажутся особенно темными. 113 8—Зак. 369 Изменения осйеЩенностй во Время утренник и вечер* них сумерек сходны между собой, однако глаз острее реагирует на рассвете после ночного отдыха организма, а главное благодаря переходу от темноты к свету. Свет от луны является основной составляющей природного света ночью. Освещенность, создаваемая луной, зависит от ее фазы и высоты. Даже сплошная облачность не мешает луне освещать поверхность земли рассеянным светом довольно ярко. Полная луна создает в безоблачную ночь освещенность около 0,2 лк. Существуют таблицы, составленные советским ученым профессором В. В. Шароновым, по которым можно заранее определить освещенность от луны. Свет планет и звезд является важной составляющей природного света в безлунные ночи. Планеты создают освещенность около Ы0~5 лк. Звезды, видимые и невидимые, вместе создают освещенность, большую примерно в 20 раз. Свечение земной атмосферы от зодиакального света, полярного сияния и неизвестных причин составляет до 40—50% общего количества природного ночного света. В табл. 9 приводятся данные об освещенности природ-' ным ночным светом по исследованиям П. П. Феофилова. Таблица 9 Освещенность природным ночным светом Характеристика ночи Освещенность в люксах Полная луна при вполне ясном небе . . . 0,2 Полная луна при облачности средней плот- ности ................ 0 05—0,1 Безлунная ясная ночь .......... 0,001—0,002 Безлунная ночь при облачности средней плотности .............. 0 0005—0 001 Безлунная ночь при сплошной очень плот- ной облачности ............ 0,0002 Представляет интерес также спектр ночного света. На рис. 71 показано распределение ночного света по спектру: на сплошной спектр наложены отдельные спектральные линии, число которых особенно велико в синем и фиолетовом участках. Кривая имеет благодаря этому несколько' максимумов; если бы их не было, то цвет спектра ночного света был бы более желтым, чем спектр 114 tOOirijU Дневного неба. Кажущаяся синева ночного освещения объясняется психо-физиологическими причинами (явлением Пуркинье) и контрастом с искусственным освещением, цвет которого еще более желтый. К сказанному в главе 3 о работе глаза в дневных условиях надо добавить сведения о работе глаза ночью. При низких освещенностях особенно важную роль играет адаптация, от которой зависит чувствительность глаза. Напомним, что глаз, попавший в темноту после пребывания в освещенной комнате, теряет чувствительность, которая по мере нахождения в темноте постепенно нарастает. Можно легко оценить значение темновой адаптации, проделав простой опыт. Ночью в хорошо освещенном помещении один глаз, например левый, завязать на полчаса темной повязкой, а затем выйти в темноту. Сняв повязку и прикрывая то левый, то правый глаз, можно сравнивать видение каждым из них в отдельности в течение 20—30 минут. И действительно, левый глаз способен сразу отчетливо видеть окружающие предметы, резкие силуэты на фоне неба и само небо как очень слабо светящий фон. При наблюдении же правым глазом все кажется очень темным, не видны ни силуэты на фоне неба, ни предметы. Постепенно чувствительность глаза возрастает, небо становится светлее, начинают выступать предметы и силуэты. Минут через 15 чувствительность обоих глаз уравнивается. Для предварительной подготовки глаз к ночному наблюдению применяется освещение их красным светом. Глаз, приспособившийся к неяркому красному освещению, оказывается хорошо чувствительным и для различения в темноте слабо светящихся объектов. На флоте очень полезно применять адаптационные очки с красными свето- 8- 115 L0O 600 Длина волны Рис. 71. Распределение ночного света по спектру фильтрами из пластмассы. За час-полтора перед выхйДом на ночную вахту наблюдатель должен надеть эти очки и находиться в них в нормально освещенном помещении. Очки не помешают ему свободно ориентироваться внутри корабля, а при выходе наружу он, сняв их, будет отлично видеть в темноте, не тратя времени на адаптацию. Для такой же цели во внутренних помещениях корабля полезно устанавливать светильники с красными стеклами, которые создают освещенность 5—7 лк, вполне достаточную для ориентации в помещении. На состояние зрительных функций при видении в темноте оказывают большое влияние побочные раздражители — световые и слуховые. Так, появление в темном поле зрения яркого источника света сразу снижает чувствительность глаза. Всем известно, как резко ослепляет в темную ночь даже слабая электрическая лампа, попавшая в поле зрения. Для летчика, ведущего ночное наблюдение, могут оказаться серьезной помехой даже чрезмерно сильно освещенные шкалы приборов в кабине. Чтобы улучшить условия адаптации в подобных случаях, можно применять слабое красное освещение, шкал приборов. Для этого в прибор нужно встроить миниатюрную лампу и снабдить ее красным светофильтром. Точно так же и слуховые раздражения, например шум мотора на самолете или артиллерийская стрельба на корабле, заметно снижают чувствительность ночного зрения. Такое же мешающее действие оказывает ветер, вызывающий слезовыделение, сильная вибрация палубы и т. д. При расчетах маскировочного освещения необходимо брать поправочные коэфициенты, учитывающие понижение чувствительности глаза от влияния всех этих побочных раздражителей. При осуществлении маскировочного освещения могут быть поставлены задачи двух видов: освещение небольших рабочих участков и освещение больших площадей. Примером первой задачи является освещение отдельных рабочих мест на верхней палубе корабля, если есть необходимость в свете для срочного исправления повреждения и т. п. Примером второй задачи может служить, скажем, маскированное освещение ночной погрузки десанта на корабль, когда необходимо осветить значительную площадь, на которой происходит передвижение грузов и людей. 116 Удаленный наблюдатель в первом случае должен обнаружить светящееся пятно настолько малого углового размера, что его можно считать светящейся точкой, а во втором — светящееся пятно относительно больших угловых размеров, которое точкой считать нельзя. Обе зрительные задачи качественно различны; рассмотрим каждую из них в отдельности. Если наблюдатель рассматривает светящуюся точку, то видимость ее зависит от величины освещенности, создаваемой ею на зрачке, яркости фона, на котором точка видна, и спектрального состава света, попадающего в глаз от точки. Если наблюдатель рассматривает разноцветные светящиеся точки, появляющиеся перед ним на совершенно черном фоне, происходит любопытное явление: при появлении светящейся точки глаз сначала обнаруживает свет от нее и лишь потом определяет цвет этой точки. Можно, таким образом, говорить о двух порогах — световом пороге, т. е. наименьшей освещенности на зрачке, при которой обнаруживается светящаяся точка, но цвет еще не определяется, и цветовом пороге, т. е. наименьшей освещенности на зрачке, при которой глаз уже начинает* различать цвет светящейся точки. Из сказанного выше следует, что цветовой порог всегда больше светового. Л. И. Демкина исследовала величины порогов по всему спектру и доказала, что в красном участке спектра цветовые и световые пороги совпадают. Это означает, что точка, светящаяся красным светом, воспринимается сразу же на пороге видимости именно как красная. Результаты этих исследований показаны на рис. 72. На горизонтальной оси отложены длины волн по спектру, по вертикальной -— значение освещенности на зрачке в люксах, соответствующее световому и цветовому порогам. Световому порогу соответствует сплошная кривая, цветовому — пунктирная. Кривые разделяют поле графика на три части: ниже сплошной кривой светящаяся точка не видна, между кривыми светящаяся точка видна, но цвет ее невозможно определить, выше пунктирной кривой светящаяся точка видна и можно определить ее цвет. Как и следует из явления Пуркинье, световой порог быстро растет при переходе от фиолетовой части спектра к красной, увеличиваясь почти в 100 раз (от 8,5-10"10 до 6,5-10~8 лк). Поэтому, применяя для светомаскировки синий цвет, U7 надо брать освещенности много меньшие, чем, скажем, при желтом или оранжевом свете. Обнаружение светящихся пятен больших угловых размеров зависит от яркости рассматриваемой поверхности. (О -5 10 -6 ч <3 и I Iю'7 I I в: | <п-9 е» О О. /0" 10 \ 1 1 \ \ \ ч / гЮ Щ 1,50 500 550 600 650 WOitifu Длина волны Рис. 72, Цветовые и световые пороги Приведем данные о минимальной яркости пятна заданных угловых размеров, необходимой для его обнаружения на более темном фоне заданной яркости. На рис. 73 на горизонтальной оси отложены угловые размеры светящегося пятна в минутах. На вертикальной оси дана пороговая яркость в апостильбах, необходимая для того, чтобы увидеть пятно при заданных его угловых размерах. Каждая из четырех кривых относится к определенной яркости фона. Если световое пятно сравнительно мало, то с увеличением углового размера нужна все меньшая и меньшая яркость пятна, чтобы его увидеть. Когда размеры пятна уве- 119 ' личиваются, кривые стремятся итти горизонтально. Это означает, что видимость очень больших световых пятен полностью определяется их яркостью и почти не зависит от их углового размера. Данные о пороговых яркостях позволяют установить нормы допустимой освещенности при световой маскировке. 10 I— - -I ч 0,1== Ш = 310 ас5 ¦о о 0,01 = = = : 3?, ^ '$,- ЗЮ^асб-- С О щ :: :5 s 0,001-----=--------^ ¦о е о о V----------------- 8- ч 1С о -i::-Si-0aoff 1 | §- 1(ТВ i= : = = = : 10~7 0,1 1 1С 100 1000 К 1000 Угловые ( размеры пятна 6 л чинцтах Рас. 73. Зависимость пороговой яркости светового пятна от его угловых размеров Еидение в ночных условиях характерно понижением зрительных функций. Разрешающая сила глаза при пониженной освещенности падает. Зависимость разрешающей силы глаза от яркости при малых ее значениях дана в табд, 10, 119 Таблица 10 Зависимость разрешающей силы глаза от яркости при малых яркостях Яркость в Наименьший угловой размер разли- апостильбах чаемой детали в минутах 0,0001 50 0,0005 30 0,001 17 0,005 0,01 9 0,05 4 0,1 3 0,5 2 1,0 1.5 Небезынтересно сравнить табл. 10 с табл. 4 (глава 3), в которой приведены данные для яркостей от 1 до 1000 асб. Из сравнения следует, что разрешающая сила глаза в безлунную темную ночь примерно в сто раз меньше, чем днем, что при малых яркостях разрешающая сила глаза изменяется приблизительно пропорционально корню квадратному из величины яркости. Следовательно, при яркостях менее ОД асб повышение яркости (или освещенности) на 10% увеличивает остроту зрения на 5%, а повышение освещенности в 10 раз примерно утраивает остроту зрения. Поэтому установление определенных норм освещения при низких освещенностях имеет безусловный смысл. Даже очень небольшое прибавление яркости искусственного освещения к яркости ночного природного освещения может значительно улучшить условия работы глаза. Контрастная чувствительность глаза при понижении освещенности или яркости также уменьшается. При яркостях, свойственных темной ночи, наименьшая различимая разница в яркостях составляет примерно 100%, т. е. для различения границы двух соприкасающихся поверхностей необходимо, чтобы яркость одной поверхности была примерно вдвое меньше яркости другой., J2Q Понятие о расчете маскированного освещения Перед выполнением маскированного освещения производят необходимые расчета. Они заключаются в определении допустимой силы света и яркости световых пятен. Расчеты могут не быть точными, — необходимо определять только порядок величин. Изменение в очень широких пределах условий природного ночного освещения и довольно большая неопределенность исходных тактических заданий — дистанции и высоты наблюдения — вполне оправдывают приблизительный характер расчета. Кроме того, реальные условия наблюдения сильно отличаются от лабораторных, в которых устанавливаются величины световых порогов. В реальных условиях фон является неоднородным, пятнистым; неизвестны заранее форма и характер пятна и направление, в котором оно может быть обнаружено. При таких условиях светящийся объект обнаружить очень трудно. Для этого нужно, чтобы яркость его по крайней мере в 20 раз превосходила пороговую. Наблюдателю на самолете мешает свет контрольных приборов и другие яркости, на которые он адаптируется, например, свет выхлопов мотора и т. д. Сказывается также, особенно на самолете, качка, вибрация, шум и общее нервное напряжение ночного наблюдателя. Мешают потери света в стекле кабины пилота, рубки корабля или в защитных очках. Все эти мешающие факторы учитываются установлением для реактивных условий расчетных порогов, превосходящих лабораторные. Для этого вводятся поправочные множители, установленные профессором С. О. Майзелем, а именно: для светящихся точек порог увеличивается в 20 раз, а для светящих пятен — в 5 раз. Потери света в атмосфере этими множителями не учитываются, а их рассчитывают в зависимости от расстояния между объектом и наблюдателем. Самый расчет очень прост и аналогичен обычному расчету освещенности от точечных источников света, если светящее пятно имеет малые угловые размеры. Расчетное значение светового порога определяется из следующих соображений. На рис. 74 показана зависимость пороговой освещенности, создаваемой точечным источником, от яркости фона. На горизонтальной оси отложены яркости фона в апостильбах и на ней же приблизительные значения яркости ландшафта (если принять, что поверхность земли отражает в среднем около 20% падающего света) при различных условиях природного освещения. На вертикальной ш оси отложены относительные значения световых порогов. Из кривой видно, что в очень темную ночь значение порога в 4—5 раз, а в лунную ночь в 20—30 раз больше лабораторного значения. Лабораторное значение порога составляет 2-10~9 лк; расчетное значение получится, если умножить лабораторное значение на 2,5 (множитель, учитывающий наименьшую яркость ландшафта) и на 20 (множитель, учитывающий помехи наблюдению). В результате расчетное значение пороговой освещенности на зрачке наблюдателя будет равно ? = 1 • Ю-7 ЛК. %10 г |f05 L sl_ | to* If о5 I» 11 3- •*» f"5 jn"* CD CD О OCSCD ||||||||||||||||||| со со fr--e* Сл C> CD СэСЭ СЭ 1|'М|11|1|||ИШ|||1,1|......,,,„!,, ¦ §§§§ ooooa "|'1||Мф||||||||1 со со -с* ,-е* ел О сл'о CflCD СЗ CSCD CD СЭ о осЗосз 1|1П|||||ф|||,|||— СЪ ^1 ОзСО ^ чЬЬЬо <=| сэ CD Oq О CD о О о .3 •о си •е- Л ft» н & ф> о S •о о » 1 о са Е ?& S 3 Площадь светового пятна о « \ 5 [в ^> 111 VK> V -* '•о о, О, го ел ^.гч, tn 3,1s, ^ о. J I.I I Q О СЭ ;5 ЬЬ ^^DCaj^ о - I I I I I I l\ I I I I I I I I I I \ I I Vff ^т^ \ ° OOOOog go Диаметр светового пятна \ Яркость светового пятна Со. m -^ '—t—'—'—' ' 11 i I i I—I i I i I i I__i___IN I' i i I 11 i i i i i" *&Ш&1?ШГВЩЯ?еШШ??&. fttm Освещенность светового пятна (наэфициент отражения освеженной поверхности р=0,15) Y1 caMdJiefa на первой шкале и значение диаметра (или плб-щади) пятна на второй шкале. Прямая, продолженная до третьей шкалы, дает искомое значение яркости или освещенности. Имеются расчетные приемы, которые позволяют определить предельно допустимые освещенности, если освещенное пятно наблюдается сбоку. Приемы выполнения маскированного освещения При выполнении маскированного освещения сразу же возникает вопрос о спектральном составе (цвете) света, применяемого для светомаскировки. На русском военно-морском флоте еще в 1904—1905 гг. применялся для этого синий свет. Перед войной 1941 — 1945 гг. синий свет для целей светомаскировки был принят повсеместно. Синему свету приписывались особые свойства невидимости: доходило до того, что сплошь и рядом на открытых пространствах применялись синие лампы, не защищенные никакими светильниками и открытые для наблюдения сверху. Вскоре было установлено, что синий свет обнаруживается так же легко, как и всякий другой, и что относительно плохая видимость синих источников света объясняется только очень большим, доходящим до 989/о поглощением светового потока в колбе лампы. Для выбора цвета маскированного освещения необходимо взвесить ряд связанных с ним факторов. Пропускание света воздухом таково, что потери лучей с малой длиной волны (синих) более значительны, чем потери длинноволновых (оранжевых или красных). Чем больше расстояние от наблюдателя до объекта, тем более резко наблюдается увеличение потери синего света. С этой стороны применение синего света для светомаскировки является выгодным. С другой стороны, если люди на маскируемом, объекте производят работу с точными приборами, то желтый или белый свет создает лучшие условия для работы, нежели синий. Желтый или белый свет при темновой адаптации наблюдателя, кроме того, хуже виден, чем синий, вследствие эффекта Пуркинье; это также выгодно, так как наблюдатель противника адаптирован на темноту. Следовательно, белое, желтое и оранжевое освещение выгодно в качестве рабочего освещения на маленьких 125 освещаемых участках; Такое скрещение при нбпосреДйтбёН' ном налете авиации должно выключаться. Если же люди на объекте нуждаются в очень слабом освещении лишь для ориентации при движении, то они также адаптированы на темноту и находятся в тех же условиях, что и наблюдатель противника, В этом случае выгодно именно синее освещение. Следовательно, оно может применяться для освещения наружных палуб или прилегающей к кораблю территории и не выключаться при полном затемнении. Освещенности при синем свете во всех случаях должны быть примерно в 3—5 раз ниже, чем при белом или оранжевом свете. I I I I } 1,0 0,8 0,6 0? 0,2 --------- \ |\ \ ОАО ОМ 0,Ь8 Длина волны 0,52 0.56/л Рис. 77 Кривая пропускания синего стекла Для маскированного освещения у нас выпускались лампы синие маскировочные (марка «СМ») и белые маскировочные (марка «БМ»). Синие маскировочные лампы изготовляются в колбах из специального синего стекла, содержащего дорогостоящий кобальт. Кривая пропускания этого стекла по спектру показана на рис. 77, общий коэфициент пропускания составляет только 2%. Эти лампы обладают очень малой световой отдачей, сильно нагреваются и имеют малый срок службы. Белые маскировочные лампы изготовляются в обыкновенных бесцветных колбах, но работают при режиме пониженного накала нити: температура накала нити на 300— 500° ниже, чем у нормальных пустотных ламп. Излучение их оранжевого цвета. Белые лампы отличаются высоким 126 Сроком Службы, Д6Х6ДЯЩЙМ ДО МёсКоЛЬКЙХ ТЫСЯЧ ЧаСОЁ, Световая отдача их низка, но они гораздо экономичнее синих ламп, так как мощность их также очень мала. В табл. 12 приведены световые и электрические Характеристики выпускавшихся у нас синих и белых маскировочных ламп. Таблица 12 Световые и электрические характеристики синих и белых маскировочных ламп Синие л ампы „С *И Белые j ампы „БМ" ость о К _ « я s •в .S напря ние в мощн в ет <и t Ч о П 03 Н га ^ S34 и Ой напря: ние в и S в свето] ПОТОК В AM !э! <и п ч 02 с-О О 03 120 15 2,2 0,15 12 0,9 3,6 4,2 40 6,6 0,17 1,1 9,3 8,7 100 30 0,30 36 2,5 3,6 1,4 220 25 3,3 0,13 2,7 9,3 3,5 60 8,4 0,14 2,8 12,6 4,1 150 40 0,27 120 5,5 3,3 0,6 6,6 8,8 1,3 7,0 12,1 1,7 За границей выпускались во время войны также различные типы специальных ламп для светомаскировки. Среди них можно отметить лампы, применявшиеся во Франции, изображенные на рис. 78. Колбы этих ламп покрыты снаружи черным лаком, оставляющим прозрачной только небольшую зону. Такая окраска обеспечивает большой защитный угол, не позволяющий свету распространяться вверх. Левая из изображенных на рисунке ламп имеет прозрачную, окрашенную в желтый цвет зону в виде кружка внизу колбы и предназначена для местного освещения. Мощность ее составляет 9 ет. Правая лампа имеет прозрачную, окрашенную в синий цвет зону в виде кольца 127 Рис. 78. Французские маскировочные лампы М работает как шйрокойзлучатель, освещающий значительную площадь для ориентации людей. Мощность ее составляет 25 вт. У нас маскировочные лампы также часто окрашивались черным лаком для обеспечения защитного угла, что являлось, конечно, целесообразным. На рис. 79 показаны примеры закраски ламп. Еще более'правильное решение задачи дают зеркальные лампы, имеющие специальный профиль колбы и внутреннее серебрение. В таких лампах обеспечивается нужный защитный угол и желательное для решения той или иной задачи распределение света. Чтобы освещенность в световом пятне была равномерной, нижняя часть колбы делается матовой. Маскировочные лампы должны применяться обязательно в специальных све-1Ц, тильниках, особенно когда они не имеют надлежащего. Рис. 79. Закраска маскировочных ламп защитного угла. Корабельные маскировочные светильники должны удовлетворять ряду специальных требований: 1) иметь такой защитный угол, который обеспечивал бы полную невидимость светящихся частей с воздуха или с уровня воды: свет от этих светильников не должен излучаться под углами более, чем 20—30° вниз от горизонта; 2) должны быть устроены так, чтобы глаз работающего вблизи не видел никаких слепящих деталей; 3) обеспечивать нужную кривую распределения света, причем образующееся на освещаемой поверхности пятно должно быть равномерным и не имеющим резко очерченных границ. Разумеется, корабельные маскировочные светильники должны быть жестко закреплены в нужном положении и не должны качаться при движении корабля. При установке этих светильников на корабле надо стараться, чтобы освещались только горизонтальные поверхности, а расположенные вблизи вертикальные поверхности надстроек, переборок, вооружения и т. п. оставались в тени. 128 Примером хорошего маскировочного светильника длж общего освещения может служить разработанный в Государственном оптическом институте светильник ГОИ-7.. Схема его устройства показана на рис. 80. Внутренние поверхности светильника выкрашены черной краской (на рисунке они заштрихованы). Основной светящейся поверхностью является цилиндрическая полоса п—п, окрашенная белой краской и отражающая свет от лампы. Создаваемая ею сила света растет при увеличении угла с вертикалью (максимальная сила света под углом 60°), что и является выгодным для наружного общего освещения. На рис. 81 сверху показана кривая силы света светильника ГОИ-7 с условной лампой 1000 лм, а снизу — кривая освещенности, создаваемой на горизонтальной поверхности при высоте подвеса светильников, равной 4 м. Ни один луч света от этого светильника — ни прямой, ни отраженный -— не идет вверх, что гарантирует светомаскировку самого светильника. Кроме того, нить лампы ни при каких положениях не видна, а яркость светящих поверхностей мала J* не превышает 0,1 асб, что обеспечивает отсутствие бликов. Мы уже знаем, что это последнее обстоятельство особенно-важно при работе в темноте и при крайне низких освещен-н остях. Кроме осветительного ¦назначения, маскировочные светильники в ряде случаев служат для световой сигнализа-» ции в качестве световых ориентиров. Однако для этих целей в настоящее время надо считать гораздо более целесообразным применением светящихся материалов, к описанию* которых мы и переходим. 9— Зак. 369 129- Рис 80. Маскировочный светильник ГОИ-7 ?>ис. 81. Кривые силы света и освещенности от светильника ГОИ-7 Светящиеся материалы и их применение на кораблях При выполнении светомаскировки и для аварийного освещения кораблей в настоящее время широко используются светящиеся материалы. Эти материалы разнообразны: светящиеся краски для нанесения знаков, различимых в темноте, светящиеся красители для пропитки бумаги и тканей, светящиеся пластмассы, из которых изготовляют световые ориентиры. Свечение всех этих материалов представляет собой люминесценцию. Чтобы уяснить себе суть люминесценции, надо сопоставить ее с температурным излучением. Известно, что температурное излучение испускается любым телом при достаточно высокой температуре иагрева. Самым лучшим температурным излучателем является так называемое абсолютно черное тело, поглощающее целиком падающую на него энергию. Однако есть в природе вещества, иалу-¦чательная способность которых может превзойти излуча-тельную способность абсолютно черного* тела при той же температуре, если вещества эти будут определенным образом возбуждены. Если собственное излучение какого-либо тела в данной области спектра под влиянием возбуждающей энергии составляет избыток над температурным из-.лучением и продолжает обнаруживаться некоторое время после прекращения возбуждения, это явление называется люминесценцией. 130 Существует много видов люминесценции. Так, например, ее можно обнаружить, раскалывал в темноте кусок сахара: механическая энергия, затрачиваемая на отрыв молекул, переходит в видимый свет (такая разновидность люминесценции называется триболюминесценцией). Люминесценция возникает также при химическом соединении некоторых жидкостей (такая разновидность люминесценции, при которой химическая энергия переходит в световую, называется хемилюминесценцией). Многие вещества (например сернистый цинк, нанесенный на циферблат и стрелки часов), будучи возбужденными видимым светом или ультрафиолетовыми лучами, продолжают светиться после прекращения возбуждения. Совершенно очевидно, что абсолютно черное тело при температуре циферблата часов никакого света излучать не может. Такой вид люминесценции, возбуждаемый лучистой энергией, называется фотолюминесценцией и представляет наибольший интерес. Послесвечение, являющееся необходимым признаком люминесценции, бывает различным по длительности. В зависимости от длительности послесвечения фотолюминесценцию делят на два вида: флуоресценцию — свечение, существующее во- время возбуждения и обладающее настолько непродолжительным послесвечением!, что оно практически мгновенно прекращается при окончании возбуждения, и фосфоресценцию — свечение, продолжающееся достаточно длительное время после прекращения возбуждения и постепенно ослабевающее. Оба эти вида фотолюминесценции широко используются в практике светомаскировки. Флуоресценция свойственна многим веществам, в том числе органическим красителям в водных растворах, применяемых для пропитки карт на кораблях. Фосфоресценция свойственна только твердым веществам. Специально изготовляемые фосфоресцирующие вещества называются светосоставами. Они представляют собой мелкокристаллические белые или слабоокрашенные порошки, соли металлов, сульфиды, силикаты и др. Для применения светосоставов в виде светящихся красок светящиеся порошки замешивают в связующем веществе, в качестве которого берут специальные лаки, например, даммаровый лак. Лак не только связывает частицы светосостава между собой, но и предохраняет светосостав от вредных внешних воздействий, например от воздействия влаги. Вместо лака для 9* 131 закрепления светосоставов применяют также прозрачную пластмассу, внутрь которой вводят светящийся порошок в качестве наполнителя. Из образующейся таким способом светящейся пластмассы изготовляются различного рода световые ориентиры. Рассмотрим теперь основные свойства светящихся материалов, применяемых на кораблях. Светящиеся краски различаются по роду применяемых в них светосоставов следующим образом. Светосоставы постоянного действия представляют собой фосфоресцирующие порошки сернистого цинка с ничтожной примесью радиоактивных веществ — солей радия, радиотория или мезотория. Распад радиоактивной примеси, излучающей радиацию в виде а-частиц, поддерживает возбуждение светосостава, непрерывно вызывая его свечение. Это свечение может продолжаться несколько лет без всякого предварительного возбуждения светом. Постепенно бомбардировка а-частицами разрушает основное вещество, и яркость свечения начинает уменьшаться. Промышленность выпускает светосоставы постоянного действия .с начальной яркостью от 0,015 до 0,3 о.с0х. Светосоставы постоянного действия очень дорога и потому применяются главным образом для покраски шкал приборов. Светосоставы временного действия делятся на две группы. Первую группу составляют цинковые и цинко-кадмиевые светосоставы, которые содержат в виде основания сернистый цинк и (сернистый кадмий. Вторую группу составляют щелочноземельные светосоставы, имеющие в качестве основания сернистые1 соединения щелочноземельных металлов. Светосоставы временного действия возбуждаются видимым светом коротковолновой части спектра и особенно хорошо ультрафиолетовой радиацией с длиной волны 365 тцг, которая содержится в спектре ртутного разряда. Цинковые и цинко-кадмиевые светосоставы отличаются высокой яркостью во время возбуждения и высокой начальной яркостью послесвечения. Однако их продолжительность послесвечения невелика — порядка нескольких минут. В последнее время появились высокоинерционные светосоставы с продолжительностью послесвечения 1 — 2 часа. Щелочноземельные светосоставы имеют значительно меньшую яркость послесвечения, зато светятся долго, несколько часов, с постепенно понижающейся яркостью. 132 На рис. Ш приведены дли сравнения кривые затуханий высокоинерционного цинкового светосостава, активированного медью ZnS • Gu, и щелочноземельного светосостава Sr • S. На вертикальной оси отложены яркости свечения в апостильбах, на горизонтальной — время послен свечений в минутах. Из сопоставления кривых видно, что яркость цинкового светосостава в первые,. 2—3 минуты выше* чем у щелочноземельного', но через короткое время картина1 изменяется на обратную. 5 '0 50 100 200 littD Время послесвечения (мин.) Рис. 82. Кривые затухания светосостава временного действия *~ Относительно яркости послесвечения важно отметить следующее. Когда в помещении со светящимися знаками гаснет свет, знаки видны благодаря тому, что начальная их яркость достаточно велика. По мере пребывания глаза в темноте нарастает темноеая адаптация, и хотя яркость знаков постепенно понижается, глаз продолжает хорошо их видеть. Таким образом, особенной разницы в субъективном восприятии яркости светосостава в начале послесвечения и спустя некоторое время нет, а это важно для решения практических задач применения светосоставов. Цвет свечения светосоставов временного действия весьма разнообразен и зависит от химического состава и содержания примесей. Так, 'например, цинковые и цинко-кадмиевые составы светятся голубым, зеленым, желтым или оранжевым светом. 133 Существенно для применения на кораблях влияние влаги на светосоставы. Щелочноземельные светосоставы очень быстро разрушаются влагой, даже наиболее прочный лак служит для них плохим предохранителем. Однако вполне надежной мерой защиты щелочноземельных светосоставов является применение их в пластмассах. Цинковые же и динко-кадмиевые светосоставы вполне устойчивы к действию влаги. В табл. 13 приведены основные характеристики употребительных светосоставов временного действия. Помещенная в таблице относительная яркость во время возбуждения, представляет удобную характеристику для сравнения светосоставов; эта величина есть не что иное, как отношение яркости свечения данного светосостава к яркости свечения при тех же условиях возбуждения стандартного экрана из калий-уранил-сульфата. Таблица 13 Светосоставы временного действия Наименование свето- Относительная Продолжатель» состава Цвет свечения яркость во время ность послесвече- возбуждения ния Цинковый ..... Зеленый 1,0-1,6 5—10 Мин Цинко-кадмиевый . . Золотисто-жел- 0,8-1,2 5-10 , тый Оранжевый 0,40 1—5 , Оранжево-крас- 0,11 j__2 Цинковый высоко- ный инерционный . . . Желто-зеленый 1,2—1,6 1—2 часа Щелочноземельный, содержащий Sr S . Изумрудно-зе- 0,08 6—12 час. Щелочноземельный, леный содерж; щий Са S, Sr S, Mg S и В i S . Голубой 0,05 5-10 „ Щелочноземельный, содержащий Са S . Фиолетовый 0,04 4-8 . Покраска шкал приборов (нанесение на них светящихся цифр, делений и знаков) представляет собой несложную операцию, которую правильнее всего выполнять на заводе, изготовляющем приборы. Цифры либо обводят светосоставом с одной стороны, образуя подобие «тени», либо вовсе закрывают светосоставом, если фон шкалы темный или черный, и т. д. Деления покрывают светящейся краской обычно не все, а только крупные, отмечая проме- 134 жуточные точками. Стрелки-указатели также окрашивают обычно не по всей длине, а только проводят черту на конце. При всех этих операциях заботятся о том, чтобы шкала прибора была отчетливо видна не только при затемнении, но и при обычном освещении. Светящиеся пластмассы появились сравнительно недавно. Они являются надежным средством для закрепления и защиты светосоставов от внешних воздействий. 1С0 120 Минут Рис. 83. Кривые влияния паров воды на светящуюся пластмассу: А—до пребывания в парах; В—после 100 часов пребывания в насыщенных парах Р = 7&0 мм, t = 5Q°C); С—so же, но t до 1Г0-С; Я—то же, при <=50°С, с примесью 10";о паров НС1 Наиболее хороши пластмассы из органического стекла (акрилата): они достаточно прочны, обладают хорошими оптическими свойствами и иедефицитны. Введение в пластмассу специальных пластификаторов дает возможность получить мягкий и эластичный материал наподобие клел енки или гибкого шнура.. Светящиеся материалы такого рода удобны для обматывания ограждений. Кривые послесвечения светящихся пластмасс не отличаются от соответствующих кривых введенных в акрилат светосоставов. На рис. 83 приведены кривые влияния паров воды на пластмассу марки Акр-8 с щелочноземельным сульфидом, «дторый, как уже указывалось, чрезвычайно легко разру- 1S5 шается влагой в незащищенном виде. Кривая А показывает, что в пластмассе этот состав оказывается надежно защищенным. Из светящейся пластмассы изготовляются всякого рода стрелки, обозначения, указатели и тому подобные знаки, которые служат для ориентации людей при затемнении. В частности, под штурвалы клинкетов и клапанов подкла-дывают светящиеся шайбы, по которым клапаны легко найти. Светящиеся красители для пропитки тканей или бумаги представляют собой органические флуоресцирующие вещества, 'растворяемые в воде. При облучении ультрафиолетовой радиацией пропитанный и просохший затем материал достаточно интенсивно светится. Производились удачные опыты по пропитке штурманских карт или бортжурналов, которые можно затем применять в открытых рубках, не опасаясь демаскирования. Для пропитки карт применялся раствор риванола, дающий зеленое свечение, или раствор гидрастинина, дающий голубое свечение. Пропитанную бумагу не следует держать на солнце, так как кра,-сители легко выцветают. Свечение шкал приборов с нанесенными на них светящейся краской знаками и цифрами не является все же таким интенсивным, каким оно должно быть для быстрого, отчетливого и неутомительного для глаза различения. Яркость свечения знаков, нанесенных светосоставом постоянного действия, составляет всего около 0,1—0,2 асб. Если же эти шкалы облучать ультрафиолетовыми лучами, яркость свечения может быть заметно повышена и соответственно улучшены условия различения шкал. В качестве источников ультрафиолетовой радиации («черного» света) используют обычные осветительные лампы, излучающие не только ультрафиолетовые лучи, но и энергию других длин волн. Однако эти лампы прикрьь ваются специальными черными светофильтрами срезающими видимую и, по возможности, инфракрасную часть спектра и пропускающими ультрафиолетовую радиацию. Кривая спектрального пропускания таких черных светО' фильтров № 68 и УФ-3 дана на рис. 84. Из черного стекла готовят также колбы лампы, являющиеся одновременно светофильтрами. Лампы «черного» света с нитью накала применяются только для местного освещения и не дают большого эффекта, так как излучают мало ультрафиолетовых луче$г \щ Ртутные «черные» лампы не очень удобны для применения на кораблях. Наиболее удобны для ультрафиолетового облучения недавно появившиеся ультрафиолетовые флуоресцентные лампы. Эти лампы питаются как переменным, так и постоянным током 24—26 в и являются разновидностью ртутной лампы низкого давления. Мощность лампы составляет 6—8 вт. Лампа имеет колбу грушевидной или трубчатой формы; внутренняя поверхность | колбы покрыта тонким, § пропускающим свет слоем =? светосостава специальной §_ марки 360BL. имеются два электрода, о,в 0,6 Енутри !; °>4 между которыми при §. возни- ¦§_ ' г \УФ-3 1 1 N258 / 1 у \ 280 зго здо иоо Длино волны IjkOmf* Рис 84. Кривые спектрального пропускания черных светофильтров включении лампы кает газовый разряд. При ? этом разряде в парах ртути внутри лампы излучаются коротковолновые ультрафиолетовые лучи длиной волны около 254 ш\к. Светосостав 360BL обладает способностью хорошо возбуждаться излучениями этой длины волны и, в свою очередь, излучает при этом, кроме видимого света, ультрафиолетовую радиацию в области около 365 гл\к, которая как раз и необходима для возбуждения светящихся знаков и шкал. Видимый свет от лампы отфильтровывается черным светофильтром, пропускающим только нужное количество ультрафиолетовых лучей. Сочетание ультрафиолетовой флуоресцентной лампы с черным фильтром является прекрасным источником «черного» света для возбуждения светящихся шкал приборов. При этом на стеклах приборов совершенно отсутствуют блики, так как светильник не излучает совсем видимого срета, Глава 9 СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ВИДИМОСТИ (ДЕМАСКИРОВАНИЕ) Задачи и способы оптического демаскирования Теоретически рассуждая, если по спектральным и фактурным свойствам замаскированный объект полностью и точно совпадает с фоном, можно считать, что он полностью скрыт. Его будет очень трудно отличить от фона даже специальными оптическими приемами наблюдения. В действительности же при выполнении маскировки такого полного совпадения достигнуть невозможно, хотя и удается замаскировать корабль так хорошо, что наблюдателю противника не удается обнаружить объект. Почему же все-таки достигается эффект маскировки, когда нет полного совпадения оптических свойств объекта и фона? Это объясняется тем, что обнаружение объекта человеческим глазом в видимом спектре ограничено и совсем невозможно в невидимых частях спектра. Кроме того, при больших дистанциях наблюдения на объект и фон накладывается воздушная дымка, которая, как мы знаем, затрудняет различение истинного контраста. Задача оптического демаскирования прямо противоположна задаче маскировки. Если с помощью приемов маскировки стремятся по возможности уменьшить контраст между объектом и фоном, то демаскированием, наоборот, стремятся с помощью специальных приемов увеличить контраст между ними и таким путем обнаружить замаскированный объект. Разбирая вопрос о видении, мы установили, что при дневном наблюдении, если размеры объекта достаточно велики (более 1—2°), порог контрастной чувствительности 138 глаза составляет 2%. Если маскировщику удастся сделать контраст между объектом и фоном меньшим или равным порогу контрастной чувствительности, то при визуальном наблюдении объект на данном фоне различаться не будет. При демаскировании, наоборот, для обнаружения объекта стремятся увеличить контраст между объектом и фоном настолько, чтобы он стал выше порога контрастной чувствительности. <¦ Чем больше окажется величина достигнутого контраста, тем легче обнаружить объект. При малом пре-' вышении достигнутого .искусственными мерами контраста над порогом контрастной чуствительности уверенное обнаружение объекта будет еще весьма затруднено. Считают, что для уверенного различения объекта надо увеличить его контраст с фоном не менее чем в 10 раз по сравнению с порогом контрастной чувствительности (т. е. довести контраст до величины 0,20). Рассмотрим основные способы, с помощью которых достигается искусственное повышение контраста между объектом и фоном. Прежде всего, большой интерес представляет повышение цветового контраста. Напомним, что под цветовым контрастом понимают различие в спектральном составе света, исходящего от объекта и фона. В дневных условиях освещения нормальный глаз довольно легко обнаруживает такое различие, особенно если наблюдатель имеет некоторый опыт в различении поверхностей одной от другой по цвету. Однако если спектральный состав света, отражаемого замаскированным объектом, подогнан к спектральному составу фона, то различение с помощью невооруженного глаза крайне затруднено. Приходится применять приемы, которые могли бы установить малые расхождения в спектральных свойствах света, идущего от замаскированного объекта и от фона. При этом стараются найти расхождения не только в видимых, но и в невидимых частях спектра. Еесьма употребительны также способы демаскирования' по различию фактурных свойств объекта и фона, т. е. по разнице в характере распределения в пространстве света, идущего от объекта и от фона. Могут быть случаи, когда объект и фон кажутся одинаково яркими, но свет излучают совсем различным образом.. Например, маскировочная окраска корабля может блестеть, а фон — отражать свет равномерно во все стороны. При некоторых положениях корабля относительно наблюдателя это различие не будет Обнаружено, при других оно станет очевидным. 139 Практически применяются весьма разнообразные способы оптического демаскирования. Остановимся на трех из них: светофильтрах, демаскирующих в видимом спектре (цветоконтрастные светофильтры), поляризационных светофильтрах и способах демаскирования в невидимых лучах. Весьма существенно то обстоятельство, что все эти способы имеют ценность не только для демаскирования объектов противника, но и для контроля качества собственной маскировки, необходимого для достижения уверенности в том, что она окажется вполне доброкачественной и способной противодействовать вероятным средствам оптического наблюдения противника. Светофильтры, демаскирующие в видимом спектре (цветоконтрастные светофильтры) Эта светофильтры могут быть применены для демаскирования • кораблей, замаскированных на фоне берега. В войне 1941—1945 гг. имелись многочисленные случаи, когда корабли, действовавшие на речных и озерных театрах, маскировались на фоне покрытых зеленью берегов, прибрежного леса, обрывов, скал и т. д. Каждый из этих фонов имел характерные для него спектральные свойства, к воспроизведению которых и стремились, подбирая окраску кораблей. Человеческий глаз, как об этом подробно рассказано в главе 4, не воспринимает цветов спектра, соответствующих длинам волн более 680 т\х, вследствие ничтожно малой чувствительности глаза в этой части спектра. Поэтому применялись краски, подогнанные под остальную часть видимого спектра. Для демаскирования таких красок применяются цветоконтрастные светофильтры, кривая спектрального пропускания которых показана на рис. 85. На этом рисунке масштаб коэфициента пропускания для волн короче 600 /я[х увеличен в 10 раз. Такие фильтры, имеющие толщину 2,5 мм, хорошо пропускают крайнюю красную часть спектра с волнами длиной более 680 '•¦[*.. Кроме того, оии пропускают в середине видимого спектра, в области зеленых тонов, около 500 ти. . Солнечный свет, отраженный от естественной зелени и пропущенный через такой фильтр, будет состоять из двух узких спектральных участков — зеленого и красного. Смесь этих излучений придает естественной зелени, при рассматривании ее через светофильтр, буро-красшй 140 цвет. Обычные зеленые краски отражают очень мало красных лучей, благодаря чему при рассматривании через описанный светофильтр будут продолжать казаться зелеными. Таким образом, если корабль окрашен обычной зеленой краской и поставлен на фоне зеленого берега, то при наблюдении через цветоконтрастный светофильтр описанного типа корабль будет легко обнаружен, в то время, как невооруженный глаз не смог бы его различить на фоне. 0,75 ¦0,020 -0,010 / V. J - -0,50 ¦0.Z5 § ¦е- Ш 500 600 700 т/и Длина волнь! Рис. 85. Спектральная кривая пропускания цветоконтрастных светофильтров для зелени Говоря о цветоконтрастных светофильтрах, следует, однако, заметить, что они далеко не всегда дают хорошие результаты, которые зависят от благоприятных условий освещения и достаточно ощутимых расхождений в свойствах объекта и фона. Поэтому нельзя считать их средством демаскирования, безусловно эффектным во всех случаях. Поляризационные светофильтры Веем морякам хорошо известно, что наблюдение за кораблями, перископами подводных лодок или другими плавающими объектами, находящимися далеко в море на фоне солнечной дорожки, резко затруднено. Яркие солнечные блики, слепящие глаза, мешают наблюдению и помогают противнику маскироваться, Чтобы демаскировать против* 141 ника в этом случае и иметь возможность наблюдать за ним, с большим эффектом могут быть использованы поляризационные светофильтры. Чтобы пояснить принцип действия поляризационных светофильтров, надо напомнить основные свойства поляризованного света. Световые излучения могут быть естественными и поляризованными. В естественном, неполяризован-ном свете колебания происходят во всевозможных направлениях, в том числе и в перпендикулярных к направлению распространения световой волны. Если схематически изо- пс Рис. 86. Естественный и поляризованный свет бразить направление луча ОА, как это сделано на рис. 86, то колебания в естественном свете происходят так, как это показано стрелочками ЕС на рисунке слева. При полной поляризации света, которая может быть вызвана прохождением света через кристалл поляризующего вещества П, например, турмалина, все колебания происходят только в одном направлении, как это показано схематически на том же рисунке справа стрелочками ПС. После второго прохождения уже поляризованного света через такую же пластинку или кристалл (через анализатор А) свет ослабляется в степени, зависящей от угла поворота между плоскостями поляризации обеих пластинок. Эта зависимость объясняется следующим. Интенсивность прошедшего через обе пластинки света пропорциональна cos-а, где а— угол, образованный плоскостями поляризации анализатора и поляризатора. При «скрещенном» положении обеих пластинок, когда t- = 90°, свет через систему пластинок не будет проходить вовсе. На рис. 87 показана схема, поясняющая действие вращения анализатора. 142 Иногда поляризаций света бывает неполной, как, например, при отражении света от поверхности воды (солнечная дорожка на море). Тогда в частично поляризованном свете получает преимущество одно из направлений колебаний. При этом, чем больше поляризация, тем большая часть колебаний происходит в этом направлении. га х^ +-+ / \А \ Света нет' Рис. 87. Схема, поясняющая действие вращения анализатора .Практически широкое использование свойств поляризующих веществ началось с появления поляризующих светофильтров. Такие светофильтры представляют пленку из целлулоида, в котором совершенно одинаково ориентируются мельчайшие кристаллики сильно поляризующего вещества — герапатита. Поляроиды пропускают около 30—40°/с проходящего света и практически могут быть изготовлены любой величины. При благоприятных обстоятельствах поляризационные светофильтры могут значительно улучшить видимость объектов на фоне солнечной дорожки. Следует иметь в виду, что поляризационный светофильтр не может полностью устранить отраженный поверхностью воды свет, а «гасит» только его поляризованную часть. Эффективность 143 фильтра зависит от угла, под которым Свет падает и 6Тра* жается от поверхности воды, т. е. от высоты солнца, а также от положения наблюдателя и от состояния моря, Существуют и другие способы применения поляроидов.-С их помощью, в частности при наблюдении самолетов или удаленных кораблей на фоне неба, можно достигнуть увеличения контраста благодаря «гашению» сильно поляризованного рассеянного света неба. Так как поляризационные светофильтры улучшают видимость линии горизонта* их с успехом применяют в секстанах наряду с солнечными фильтрами. Кроме того, они применяются в сочетании с зелеными светофильтрами,в очках для наблюдателей. В нашей стране свойства поляроидов прекрасно изучены и налажено их изготовление в промышленности. Это позво^ ляет употреблять их во всех случаях и в таких приборах, где поляроиды необходимы. Большие заслуги в разработке советских поляроидов имеют профессора Г. П. Фаерман, В. В. Аршинов и другие научные работники. О способах демаскирования в невидимых лучах На примере демаскирования кораблей на фоне естественной зелени мы уже видели, что расхождение между спектральными характеристиками объекта и фона может быть и в невидимых участках спектра. Если ограничиться сопоставлением спектральных кривых только в видимом спектре, можно не обнаружить объект, что, однако, не означает, что объект замаскирован достаточно хорошо. Сопоставление спектральных свойств объекта и фона в ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра дает способ обнаружения объекта, не обнаруживаемого в видимом спектре. Для этого существуют специальные приемы наблюдения. Для демаскирования в инфракрасных лучах могут быть применены электронно-оптические преобразователи, позволяющие преобразовать невидимое оптическое изображение, полученное в инфракрасных лучах, в видимое на флуоресцирующем экране. Электронно-оптический преобразователь состоит из входящих один в другой стеклянных стаканчиков, края которых сварены (рис. 88) и образуют полый цилиндрический сосуд, внутри которого создается высокий вакуум. Дно внешнего стаканчика (а) представляет собой кислородно-цезиевый фотокатод, а дно внутреннего (Ь) покрыто 144 /=^ №?* о3 Рис. 89. Схема использования электронно-оптического преобразователя ные инфракрасными лучами места будут испускать меньше электронов. Вырванные из фотокатода электроны под влиянием электрического поля накапливают к концу пробега значительную энергию и, бомбардируя флуоресцирующий экран-анод, заставляют его светиться. При этом яркости свечения различных мест экрана в точности соответствуют изображению объекта. Полученное таким образом видимое изображение рассматривают в обыкновенный микроскоп с малым увеличением (объектив О2 и окуляр О3). Электронно-оптические преобразователи практически безинерционны, т. е. свечение их экрана происходит только в момент облучения и немедленно прекращается при пре- 10-Зак. 369 ¦ 146 кращенйи последнего. Это дает возможность наблюдать не только неподвижные, но и движущиеся предметы. Максимум чувствительности электронно-оптического преобразователя приходится на излучения с длиной волны около 900 mil. С помощью описанной схемы можно демаскировать искусственную зелень на фоне естественной. Фон, отражающий много инфракрасных лучей, окажется более светлым, чем объект, который тем самым будет легко демаскирован. 1 С ¦ 09 5 П R ?, Л 7 / / S Ой Е п Ч / ft) « т I t udu чь*е I Инй n? и '"У °ния 1 1)1 I I I/ ( 1 WO 600 800 1000 1200 1Ш 1600 1800 2000 тц Дличр волни Рис. 90. Кривая пропускания инфракрасного фильтра Фильтры для инфракрасных лучей готовятся из специального черного стекла, содержащего окись марганца, селен и сернистый кадмий. На рис. 90 дается кривая пропускания одного из таких фильтров толщиной 2 мм. В качестве средства демаскирования в инфракрасных лучах применяется также фотосъемка на специальных фотографических материалах, подвергнутых обработке (сенсибилизации), повышающей их чувствительность к инфракрасным лучам (такие слои обнаруживают излучения до 2 000 /к[л). Снятая в инфракрасных лучах естественная зелень окажется на позитиве снежно-белой, и на ней резко выделится объект, отражающий меньше инфракрасных лучей. ЛИТЕРАТУРА для более подробного изучения рассмотренных в книге вопросов 1. Оптика в военном деле, т. 1. Сборник статей под ред. акад С. И. Вавилова и проф. М. В. Савостьяновой, изд. АН СССР, 1945 г. 2. Гершун А. А., Принципы и приемы световой маскировки, изд. АН СССР, 1943 г. 3. Крав ков СВ., Глаз и его работа, Медгиз, 1945 г. 4. Келейников А. М., Маскирующие окраски подвижных объектов, Воениздат, 1942 г. 5. Левитин И. Б., Маскировочное окрашивание надводных кораблей, Военмориздат, 1940 г. 6. Лазарев Д. Н., Светящиеся краски, Лениздат, 1944 г. 7. Маскировка, пособие для военно-инженерных училищ, Воениздат, 1942 г. (2 изд.). 8. Фаерман Г. П., Поляризационные светофильтры и их применение в военной технике, Гостехиздат, 1942 г. 9. Шаронов В. В., Видимость далеких предметов и огней, Военмориздат, 1944 г. 10. Шаронов В. В., Наблюдение и видимость, изд. АН СССР, 1943 г. 11. Ясин Е. 3., Маскировка ВВС, Воениздат, 1939 г. 12. Светомаскировка. Сост. коллективом ЦНИЛ ГУМ ПВО, под ред. П. Я- Попова, Воениздат, 1947 г. ОГЛАВЛЕНИЕ Стр. От издательства.............3 Введение .......................... 5 Глава 1. Краткая историческая справка о развитии маскировки на нашем флоте................ 10 Глава 2. О природном дневном освещении и оптических свойствах фонов................... 17 Природное дневное освещение............. 17 Оптические свойства фонов.............. 22 Глава 3. Видение в дневных условиях.......... 37 Глаз как приемник лучистой энергии. Зрительные функции......................... 37 О зрительных иллюзиях................ 43 Цветное зрение.................... 48 Глава 4. Видимость кораблей................ 50 Оптические явления в атмосфере и видимость..... 50 Основы теории видимости кораблей в море ...... 55 Измерение дальности видимости кораблей ....... 63 Глава 5. Маскировочное окрашивание кораблей..... 69 Основные задачи и виды маскировочного окрашивания 69 Защитное окрашивание кораблей........... 70 Камуфляж корабля................... 72 Глава 6. Декоративная маскировка кораблей....... 94 Общие свойства декоративной маскировки. Применяемые в ней материалы.................. 94 Маски и перекрытия.................. 97 Деформирующие сооружения. Макеты ......... 99 Глава 7. Дымовая маскировка кораблей........ 103 Сущность и приемы дымовой маскировки на море.... 103 Оптические свойства дымовых завес. Маскирующее действие завесы.................... 105 Глава 8. Световая маскировка кораблей (боевое затемнение) ....................... 110 Задачи светомаскировки кораблей...........110 Природное ночное освещение. Видение в ночных условиях ........................ 112 Понятие о расчете маскированного освещения..... 121 Приемы выполнения маскированного освещения..... 125 Светящиеся материалы и их применение на кораблях . . 130 Глава 9. Способы повышения видимости (демаскирование) 138 Задачи и способы оптического демаскирования..... 138 Светофильтры, демаскирующие в видимом спектре (цветоконтрастные светофильтры) ......... 140 Поляризационные светофильтры............ 141 О способах демаскирования в невидимых лучах .... 144 Литература........................... .. 147