Mint a Star Wars-ban: Második világháborús repülőgép-számítógépek

A második világháborús repülőgép-számítógépek – TARTALOM

1. A tudomány nélkül nem megy
2. B-29-es nehézbombázó – a második világháború legdrágább projektje
3. Számítógépes korrekció három dimenzióban
4. A cél a minőségi rendszerek lemásolása

A tudomány nélkül nem megy

Bár a náci Németország már a második világháború kezdetén is rendelkezhetett volna számítógépekkel Konrad Zuse révén, szerencsénkre a náci vezetés nem kedvelte a fizikát (ezért az atombomba fejlesztése is nagyon lassan haladt), és nyilvánvalóan a matematikát sem. A németek a klasszikus technológiákra, például a precíz fegyvergyártásra és a csúcskategóriás optikai célzóberendezésekre támaszkodtak, miközben azt feltételezték, hogy az ária felsőbbrendűséggel együtt ez háborús előnyt biztosít számukra.

A Szövetségesek a új technológiákra építettek, legalábbis a nyugatiak. Míg a Szovjetunió a nagy mennyiségű, bár nem tökéletes, de a gyakorlatban elfogadható fegyverek előállítására koncentrált, a Nyugat néhány igen költséges projektbe fektetett, amelyek technológiai előnyt ígértek. Talán a legismertebb ezek közül a Manhattan-projekt, az atombomba kifejlesztése, amelyet Robert Oppenheimer vezetett, és amely több mint kétmilliárd dollárba került Amerikának. (Christopher Nolan Oppenheimer című filmjét mindenképp érdemes megnézni!)

B-29-es nehézbombázó – a második világháború legdrágább projektje

Még költségesebb projekt volt a stratégiai bombázó, a Boeing B-29 Superfortress fejlesztése, amely több mint hárommilliárd dollárba került. Ez egy forradalmi, nagy magasságban repülő gép volt nagy teherbírással és hosszú hatótávolsággal, számos újítással, például nyomás alatt álló kabinnal, így lehetővé tette a személyzet számára a hosszú repüléseket oxigénmaszk nélkül. A Superfortress modern kialakítású kabinja inspirálta a Star Wars Millenium Falconjának pilótafülkéjét – teljesen komolyan! A népszerű sci-fi a géptől vette át a távirányított lövegtornyok koncepcióját is, amelyek akkoriban teljesen egyedinek számítottak.

A korabeli bombázóknál a fegyvereket a lövész kézzel irányította. Gyakran fizikailag is nehéz fegyverekkel kellett dolgoznia, ami fárasztó volt, és egy éles, stresszes helyzetben különösen megterhelő. A B-29 esetében azonban a lövész nyomás alatti kabinban ült, optikai irányzékot használt, miközben nem a saját kezével mozgatta a géppuskákat – azok különálló, motorosan forgatható tornyokban kaptak helyet. A tornyok rendszerint négy darab 12,7 mm-es (félcolos) géppuskából álltak, és ténylegesen más szögben céloztak, mint amerre a lövész nézett. A kezelő csupán a célpontot helyezte az irányzékba, és amikor az megfelelő távolságba került, egy elektromechanikus számítógép elvégezte a szükséges korrekciót, meghatározta, mely tornyok képesek eltalálni a célt, majd automatikusan tüzet nyitott.

Számítógépes korrekció három dimenzióban

A B-29 célzórendszere három fő korrekciót végzett: először is parallaxis-korrekciót, vagyis kompenzálta, hogy a lövész más szögből figyeli a célt, mint amerre a lövegtoronynak ténylegesen irányulnia kell. Másodszor ballisztikai korrekciót hajtott végre, figyelembe véve a kilőtt lövedékekre ható gravitációt, valamint a levegő sűrűségét és áramlását. Harmadszor előretartást alkalmazott, tehát számolt a célpont mozgásával, a géppuskák tüzét pedig a cél elé irányította, hogy a lövedékek pályája a megfelelő ponton metssze a cél útját.

A B-29 célzó számítógépe annyira hatékony volt, hogy a The Combat Crew Manual kézikönyvben megjelent egy karikatúra egy lövészről, aki ráérősen cigarettázik és megnyom egy gombot – miközben a japán repülőgépek sorra zuhannak a földre.

Tény, hogy a B–29 központi fegyverirányító rendszere olyan pontosnak és hatékonynak bizonyult, hogy az amerikai légierő statisztikáiban a típus mutatója – vagyis a lelőtt repülőgépek és a saját veszteségek aránya – közvetlenül a vadászgépek élvonalába emelte. Teljesítménye összevethető volt a Vought F4U Corsair eredményeivel, ami egy stratégiai bombázó esetében rendkívülinek számított. 900 yardos hatótávolságon belül a számítógépes célzás körülbelül 50%-kal bizonyult eredményesebbnek, mint a lövész közvetlen, kézi irányzása. Ennek oka az volt, hogy a rendszer nemcsak a repülőgép sebességét és mozgását vette figyelembe, hanem a levegő hőmérsékletét és sűrűségét is, amit a fedélzeti navigátor táplálta be a rendszerbe.

A cél a minőségi rendszerek lemásolása

A bombázók célzórendszerét az amerikai General Electric fejlesztette ki, mégpedig az analóg számítógépekkel – különösen a differenciálanalizátorra épülő rendszerekkel – szerzett tapasztalatai alapján. Ezeket a harmincas években a híres amerikai feltaláló, Vannevar Bush tervezte számukra. A fejlesztés során a GE rendszere konkurált a Sperry Corporation alternatív megoldásával, az úgynevezett Sperry Central Station Computer Systemmel. Ez azonban optikailag és mechanikailag jóval bonyolultabb konstrukciónak bizonyult, és a gyakorlatban sem vált be. A GE rendszere ezzel szemben egyszerűbb, megbízhatóbb felépítésű volt, ezért végül mintegy 4000 darabot gyártottak le ebből a célzó- és fegyverirányító vezérlőegységből.

Találkozhatsz olyan kritikákkal, melyek szerint ez egy „feleslegesen bonyolult” rendszer volt egy olyan korban, amikor „mindenkinek megfelelt az egyszerűbb is”. Az igazság azonban az, hogy a Szovjetunió rendkívüli erőfeszítéseket tett a repülőgép és a célzórendszer lemásolására – ehhez azokat a gépeket használták fel, amelyek a háború alatt kényszerleszállással kerültek szovjet területre. A Tupoljev Tu-4 néven elkészült másolat, valamint a későbbi szovjet stratégiai bombázók – köztük a mai napig hadrendben lévő Tupoljev Tu-95 „Bear” – már ennek a védelmi rendszernek az utódait használják. Ma pedig már teljesen elképzelhetetlen lenne, hogy egy pilóta csak úgy „szemre” célozzon.

A B-29-es nehézbombázó célzórendszere kétségtelenül forradalmi és előremutató projekt volt, amely bár párhuzamosan haladt a számítógépes technológiák alapvető fejlődésével, megalapozta a számítógépes célzást, a navigációt és az irányítást, valamint a modern, adatmegjelenítést biztosító repülős sisakok HUD (Head-up Display) rendszereit. A fejlesztés hosszú, költséges és bonyolult volt, de a mai tapasztalatok és a harci statisztikák egyaránt azt igazolják, hogy a rendszer kiválóan működött.

A B-29 Superfortress célzórendszere nemcsak korának technológiai mérföldkövét jelentette, hanem azt is megmutatta, milyen kulcsszerepet játszhatnak az innovációk a háborús konfliktusokban. Ez a rendszer úttörővé vált az automatizálás és a pontos irányítás terén, jelentősen hozzájárulva a szövetséges erők sikeréhez a második világháború alatt.