Девять цветов радуги
Шрифт:
Снимок потока газов, огибающих препятствие.
Тут-то на помощь приходит сверхмедленная кинематография.
Представим себе, что мы хотим снять кинофильм о развитии какого-либо растения. Для этого горшок, в который высажен молодой побег или даже высеяно семя, устанавливают перед автоматической камерой, делающей, к примеру, десять снимков в сутки. Для того чтобы условия освещения при фотографировании не менялись, растение в момент съемки освещается вспышкой яркой лампы. Если вести такое кинонаблюдение за растением в течение двух месяцев, получим 600 кадров. На
Последовательные снимки падения тела в жидкость, снятые с помощью скоростной кинокамеры.
Современная скоростная кинокамера.
Кинематографическая пушка
Вот по взлетно-посадочной полосе, замедляя скорость, прокатился совершивший посадку самолет. Это машина нового типа, только что вернувшаяся из своего первого испытательного полета. Самолет остановился, затем развернулся и через несколько минут подрулил к ангару. Стих гул двигателей, и пилот опустился из кабины на землю. И тут же, не дав ему опомниться и передохнуть, его обступают взволнованные люди. Это конструкторы. За их плечами многие месяцы, а то и годы работы над только что приземлившейся машиной. Каждому не терпится узнать, как она вела себя в воздухе: послушна ли в управлении, быстро ли набирает высоту, не произошло ли чего-либо непредвиденного. Каждый из конструкторов знает, что за поведением самолета в воздухе следили десятки и даже сотни различных регистрирующих приборов, показания которых расскажут им почти обо всем. Но самое важное, самое ценное может сказать только летчик-испытатель, бесстрашный друг и советчик авиационного конструктора.
Сейчас все чаще и чаще в воздух поднимаются различные беспилотные летательные аппараты. Это ракеты и управляемые по радио беспилотные самолеты-разведчики, самолеты-снаряды. У них на борту уже нет летчика-испытателя. Их полет контролируется и регистрируется только приборами. Приборов много, и они дают конструкторам чрезвычайно важные сведения. Но этого мало. Нужно увидеть, как ведут себя в воздухе ракета или беспилотный самолет. И не только видеть, но и зарегистрировать увиденное и проследить, с какой точностью они выдерживают заданную траекторию или выполняют заданный маневр.
Как же все это можно увидеть? Ведь ракета или самолет не стоят на месте, а уносятся от наблюдателей на десятки и даже сотни километров. И все-таки, хотя это и необыкновенно трудная задача, ее решила современная прикладная кинематография. Правда, киносъемочные камеры, применяемые для таких целей, совсем не похожи на обычные. Взглянув на снимок одной из них, не сразу даже догадаешься, что это за устройство.
Киноаппарат, показанный на снимке, является одним из самых совершенных. В ясную погоду с его помощью удается фотографировать объекты, находящиеся на расстоянии сотен километров. Недаром же у него такой огромный, похожий на осадную мортиру большого калибра объектив. Конструкция таких киносъемочных аппаратов была описана в иностранных журналах и она очень интересна. Они напоминают орудие не только «стволами» огромных объективов. Еще большее сходство с зенитной пушкой придает им вся механическая часть установки.
Для того чтобы непрерывно следить за перемещающейся в небе ракетой или самолетом, аппарат установлен на мощном стальном поворотном лафете. Направление объектива можно менять на 360° в горизонтальной плоскости и на 90° в вертикальной. Поэтому, как бы ни перемещался объект, на него всегда можно навести объектив. Наводка осуществляется через две зрительные трубы двумя операторами. Один оператор наводит камеру в горизонтальной плоскости. Его задача удерживать изображение объекта точно в перекрестье зрительной трубы, так, чтобы оно не отклонялось ни влево, ни вправо. Второй оператор, наблюдая в свою трубу, тоже удерживает цель в перекрестье, не давая ей отклониться ни вверх, ни вниз.
Каждый оператор управляет вращением установки с помощью штурвала, так же как это делалось при наводке зенитного орудия. Но для управления тяжелой и громоздкой установкой не требуется никаких усилий. Она приводится в движение не мускулами, а электрическими двигателями. Штурвалы же только подают управляющие команды на специальные электронные схемы, которые, в свою очередь, заставляют двигатель вращаться с большей или меньшей скоростью, менять направление вращения. Стоит чуть отклонить штурвал управления «по горизонту» от нейтрали, и вся очень тяжелая и громоздкая установка начнет медленно и необыкновенно плавно вращаться. Чем больше поворот штурвала, тем вращение быстрее. То же самое происходит при повороте штурвала управления по «высоте». В этом случае вращается не вся установка, а только сама камера с объективом и зрительными трубами.
Мощный стальной лафет и сложная система управления необходимы для того, чтобы обеспечить чрезвычайно высокую точность наводки камеры на ракету или самолет.
Точность наводки, в свою очередь, необходима для получения правильных данных о координатах фотографируемого объекта. Правда, их можно вычислить только в том случае, если фотографирование ведется не одним, а одновременно двумя или тремя киноаппаратами, разнесенными на довольно большое и точно известное расстояние. В этом случае вычисление координат сводится к определению длин сторон треугольников по известным базам (расстояниям между установками) и углам.
Киноаппараты, позволяющие точно определять углы направления на объект, называются кинотеодолитами. Это название присвоено им потому, что они, по сути дела, позволяют решить ту же задачу, которую решают в геодезии с помощью обычных теодолитов.
На каждом кадре, снятом кинотеодолитом, кроме изображения перекрестья и цели, видны цифры, показывающие величины углов направления на цель в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Помимо этого, на снимке еще даются и отметки службы единого времени, по которым можно подбирать снимки, сделанные в один и тот же момент времени каждым из группы кинотеодолитов. Служба единого времени, как говорят, синхронизирует съемку. Все кинотеодолиты связаны между собой по проводам или по радио и фотографируют ракету или самолет в одни и те же моменты времени.
Это устройство (взято из иностранного журнала), похожее на осадную мортиру большого калибра, на самом деле не что иное, как один из самых совершенных кинотеодолитов. Им управляют два человека.
Кинотеодолитные установки принесли огромную пользу при разработке и испытаниях ракет. Возможно, вам приходилось видеть в английских и американских журналах фотографии ракет, раскрашенных темными и светлыми квадратами, зигзагообразными линиями. Эта раскраска не причуда художника. Раскраска облегчает наблюдение за ракетой в полете, позволяет определить, не вращается ли ракета вокруг продольной оси.
Каждый испытательный полет ракеты фотографируется с момента старта и до тех пор, пока это оказывается возможным. Жаль только, что современные кинотеодолиты, несмотря на все старания конструкторов, все еще не могут работать не только в облачную погоду, но и при сильной дымке. Даже движение теплых потоков воздуха мешает их работе почти в такой же степени, как и астрономам.
Может быть, кому-нибудь из вас, читатель, удастся со временем устранить или хотя бы уменьшить эти недостатки.