Битва за Атлантику в 1939-45: бинокли противоборствующих сторон.

[iskatel]

В 1939-45 годах в Атлантике развернулась невиданная по масштабам, сложности и ожесточённости морская битва. Подводному флоту Германии была поставлена задача нарушить коммуникации Англии и США. Для Англии это означало поражение во 2й Мировой, для США - большие проблемы в работе промышленности, для Германии - серьезную заявку на победу во 2й Мировой.
Про эти события написаны тысячи книг, изданы десятки справочников, опубликованы десятки тысяч статей.
А я сегодня рассмотрю один небольшой технический аспект. Но сначала обрисуем картину целиком. (флеймить про неё не надо, это просто для тех, кто не в курсе).
Подборка будет длинной.

За время 2й мировой Германия построила свыше 1000 подводных лодок, от простых и примитивных , тесных "семёрок" (VII) первых серий до намного опередивших своё время великолепных лодок XXI серии
Весной 43го потери лодок начали исчисляться десятками экипажей в месяц.
Зная о том, что они с очень большой вероятностью не вернутся домой, моряки раз за разом уходили в походы. Зачастую адмирал Дёниц лично провожал лодки.

Как известно из истории 2й мировой, Англия и США выиграли ту битву, благодаря чему стали возможными высадки в Африке, на Сицилии, во Франции и дальнейшее наступление в Европе.

Факторов, благодаря которым они, выиграли, было много: это и экономическое превосходство, позволившее в короткий срок спустить на воду сотни боевых и вспомогательных кораблей, спроектировать и построить десятки тысяч первоклассных самолётов и просто наводнить ими Атлантику, и превосходство технологическое, как по всем видам самолётов, так и по морским судам от катеров до авианосцев, а также по радарам (тут немцы отставали от радиотехнической промышленности англо-американцев, очень быстро от громоздких радаров на побережье Англии они перешли в радарам на судах и патрульных самолётах) . Важным фактором были успехи английских криптографов, проводивших работы по взлому немецких шифров. Эта математическая победа, осуществленная Аланом Тьюрингом, стала одной из наиболее важных в технологическом плане.

(Алан Тьюринг, один из величайших математиков XX столетия, один из основоположников математических основ программирования ("машину Тьюринга" помните ?), вскоре после войны был замучен (за свои гомосексуальные пристрастия), подвергнут принудительной кастрации, после чего покончил с собой. Так английские "ценители традиционных ценностей" отблагодарили человека, внёсшего огромный вклад в то, чтобы Британия оказалась в числе победителей, а не побеждённых во 2й Мировой войне.)

Но даже прочитав немецкие шифры, лодку надо было ещё найти. Радар, конечно, штука хорошая, но не всегда он позволял увидеть лодку.
Обнаружители радарного облучения, шнорхель и многое другое позволяли неплохо противостоять флотилиям противолодочных кораблей.
Поди заметь отражение от рубки, покрытой спец. составом, а тем более от крошечного шнорхеля... самолёт летит быстро.
На лодке тоже не дремали, но радаров ПВО у них, увы, не было. Были средства обнаружения облучения, сначала примитивные, за свою форму в виде креста и ненадёжность заслужившие прозвище "бискайский" крест" , потом более совершенные (см. Подводные лодки, типовое оборудование).
Но они , как правило, немного отставали от радаров противника.
Одним из главных средств обнаружения лодок и самолётов противника были обычные оптические бинокли.

Большинство открытий в оптике в XIX-1й половине XX века были сделаны немцами, представителями одной из ведущих научно-технической культур мира в то время.
Призмы Порро-Абеля, Аббе-Кёнига, Шмидта-Пехана... уже из названий ясно, кто их авторы.
Просветляющие, или антибликовые покрытия, также изобретены и в 30-х гг. начали использоваться немецкими фирмами, в 1ю очередь Carl Zeiss & Leitz.
И если от первых очковых линз до массового появления просветлённых линз прошло несколько десятилетий, то в военную (и гражданскую высокого класса) оптику просветление было внедрено немедленно.
Линза из оптического стекла даёт на каждой поверхности 4-5% отражений, в случае стекла с высоким (бОльшим, чем 1.5) показателем преломления отражения растут до 6-7%.
И это не просто потери в 5% световой энергии на каждой поверхности перехода стекло-воздух, это ещё и отражения , которые потом превращаются в блики на изображении, сводя контраст к минимуму.
Изобретённая технология просветления позволяла снизить потери на каждой поверхности до 1.5..2% (чуть меньше на длине волны , кот. соотв. покрытие, и больше по краям видимого спектра).
Таким образом, для типового фотообъектива или бинокля, имевшего, например, 8-10 переходов стекло-воздух, (при 5% и 1.5% соотв.) , мы имеем или 59% светопропускания (без учета потерь на поглощение, кот. можно пренебречь), или 86%. Причём 41%, часть которых видна в виде бликов - это, в общем, труба, а 14% - нехорошо, но терпимо.
Блики уменьшались путём чернения и рифления внутренних поверхностей, но к нулю их свести нельзя.

Просветление позволило массово применять сложные многолинзовые объективы и окуляры, неплохо видеть вражеские корабли и самолёты даже в предрассветной дымке и полумраке.
Тем не менее, одним из основных стремлений инженеров-оптиков было минимизирование поверхностей перехода стекло-воздух.
Посмотрите на классические конструкции объективов и окуляров - там часто используются склейки.
Клеили линзы смолой особой канадской сосны, которая совершенно прозрачна.

Для того, чтобы видеть в полумраке, оптический прибор должен иметь "размер картинки, формируемый на сетчатке глаза" (попросту - выходной зрачок), равный максимально расширенному зрачку человеческого глаза.
Который, как известно, у молодых людей равен 7, реже до 8мм (с возрастом ,увы, способность зрачка расширяться снижается. Поэтому немолодые люди хуже видят в темноте).
Именно под эту величину , 6...8мм, делались, да и по сей день делаются, все бинокли, рассчитанные на работу в сумерках.

Конструкторы создавали во время войны оптические шедевры - так, японцы создали гигантский бинокль 20х120 (120мм объективы!), соотв.6 мм зрачок, выдерживавший погружения на полную глубину, защищенный броневыми крышками, толстым корпусом и 13мм защитным стеклом. Весил он 170 фунтов.
Других вариантов у японцев не было - сделать портативный светосильный бинокль с 20-ти кратным приближением, который бы можно было руками заносить в корпус во время погружений, невозможно.
Только вот толку от него на подлодках было не очень много, подложка - не линкор...

Потому что у большой кратности (приближения) есть и ещё одна проблема - влияние качки и любых вибраций с увеличением кратности растут, причём зависимость квадратична.
Дрожание рук можно устранить установкой на штатив, волны океана и вибрацию дизеля убрать невозможно.
Зачем нужен бинокль, в который вражеский корабль виден в виде мухи, мельтешащей по полю зрения ? ( Систем стабилизации, позволявших убрать влияние качки, тогда не было.)
Кроме того, стационарное чудовище, единожды поврежденное, становилось бесполезной грудой оптического стекла, а небольшие носимые бинокли на лодке всегда имелись в немалом количестве.

Поэтому немецкие моряки не любили приборы с высокой кратностью, мощные бинокуляры 10х80 производились для нужд наземных ПВО.

Вот типовой бинокль немецких ПВО.
Emil Busch cxn D.F. 10x80 45 degrees (View 1)

Manufacturer/Model: Emil Busch cxn D.F. 10x80 45 degree
Field of View: 7 degrees 32 minutes = 131 m/1,000 m; APFOV 75 degrees
Weight: 6.5 kg Exit Pupil: 8 mm
Serial #/Year of Manufacture: 25793 over 19714 = Probably 1942

The 45 degree 10X80 Doppelfernrohr, often called a “flak glass”, was manufactured from 1936 – 1945. Over 200,000 were made, most by Emil Busch Rathenow, the design’s originator, but Leitz (beh) and Schneider (dkl) were other important makers.

другой ракурс

детали

А моряки предпочитали бинокли 7ми или 8ми кратные, в которые можно наблюдать во время качки и которые имели разумные вес в пределах 2кг. При этом они, разумеется, могли устанавливаться на специальные основания.

В 40е годы XX века немецкие оптики совершили ещё одно открытие, изобретя и запустив в производство асферические линзы, те. линзы, одна или обе поверхности которых не являются сферическими. Да, "последний писк" оптиков-офтальмологов" появился ещё в те давние времена.

(из Вики)

Производство таких линз возможно 3мя способами:
1) шлифовка, вручную или на станках с ЧПУ.
2) Сверхточное литьё из стекла.
3) Наплавление на сферические стеклянные линзы пластиковой "нашлепки", которая и формирует асферическую поверхность.

В современных фотообъективах и биноклях чаще всего используют 3) (да, в ваших фотообъективах есть немного пластика в линзах), лишь в дорогих моделях иногда используют 1) и 2).

Во время 2й Мировой был известен лишь 1й метод, причем никаких автоматических станков тогда не было, так что линзы эти получались весьма дорогими.
Зато окуляры , сделанные с применением асферических линз , давали значительно лУчшее качество (четкость и разрешение) по краям изображения.

Фото и описания из коллекции WpgBinocular's
Все приведенные фотографии являются собственностью их владельца, вывешенную им для всеобщего обозрения.

Итак, 2 любимых немецкими подводниками бинокля, форматы 7х50 (по сей день являющийся основным для морских биноклей) и 8х60 (бинокли капитанов подлодок).
В каждом формате производились разные модели, разными фирмами.

Именно в эти бинокли подводники рассматривали хмурые горизонты Атлантики, выискивая корабли, о которых сообщали по радио... если сообщали. И самолёты, готовые в любую секунду отдать приказ о срочном погружении.
Вот Leitz
Leitz beh Kriegsmarine (type iii - rubber armoured) 7X50

~1944 год, модель имеет резиновые защитные элементы, просветляющие покрытия из криолита (фторид натрия и алюминия), дальнейшее развитие самых первых покрытий из фторида магния.

Корпус сделан из легких сплавов и обрезинен.
широкое поле, просветлённая оптика (ранние серии не имели просветления) , дававшая резкую и яркую картинку, значительно превосходившую английские морские бинокли.

Manufacturer/Model: Leitz beh Kriegsmarine (type iii - Rubber Armoured) 7X50
Field of View: 7.3 deg = 128 m/1,000 m; APFOV 51 deg
Weight: 1,305 gr
Exit Pupil: 7.14 mm
Serial #/Year of Manufacture: 450818 = Probably 1944





Notes: The description of the collection's Leitz beh Kriegsmarine type ii (see: www.flickr.com/photos/binocwpg/5541042159/in/photostream) applies as well to this binocular, the type iii, and is presented in part below. The marking "beh" seen above the serial number is a 3 letter wartime German coding for the manufacturer E. Leitz Wetzlar.
World War II Leitz Porro II 7X50 binoculars (called "tuna cans" by the Germans) are serial numbered at least 238203 – 474439 (however, this is not sequential because other model Leitz binoculars have been seen also manufactured and serial numbered within this range) and, as suggested by Rohan, can generally be divided into three types. i) “E. Leitz Wetzlar” Marked-Serial # Range at least 238203 - 310223. This type also has a Kriegsmarine eagle marking and usually does not have coated optics. ii) “beh” Marked without Rubber Armour, Serial # Range at least 328770 -436830. Earlier examples of this type are marked “T” indicating coated optics with a Kriegsmarine eagle. Later examples beginning with at least serial # 431583 do not have these two markings but still have coated optics and additionally have housings for silica gel desiccant cartridges on the prism plates with each prism plate secured to the chassis by a large ring instead of screws. iii) “beh” Marked with Rubber Armour, Serial # Range at least 440763 - 474439. This type has coated optics, desiccant cartridge housings and is rubber armoured (often missing in part or whole and/or in dilapidated condition) with different style ocular housings than previous models. Although often called “U-boat binoculars”, these were also much used on surface vessels. The type iii) is the most common variant but in good condition with rubber armour intact may have same or greater value than the other types. The market value of WW II German hand-held military binoculars is very high compared to those of other countries and excepting the very finest ones (most made by Zeiss and of 7X or greater magnification) does not always reflect optical quality or rarity.
...
The interior of the objective lenses, prism faces and outside of field lens are reportedly cryolite (sodium aluminum fluoride) anti-reflective coated which transmits light better than the usual magnesium fluoride but is more fragile. The exterior of objective lenses shows no traces of coating . Note that extreme care must be taken when cleaning these old anti-reflective coatings. Not only do they easily scratch and rub off but cryolite is soluble in warm water. I cleaned gently with isopropanol followed by methanol with no problems.
======================
The optical performance of this binocular is quite good: it is better than the Ross Binoprisms and Barr & Stroud CF 41 especially in sharpness toward edge of field; noticeably brighter and sharper than the excellent Barr & Stroud CF 25; and somewhat brighter than even the coated B&L Mk 28 and REL’s. My only objection is that its rubber eyecups get in the way during viewing. If this binocular was not collectable and I was using it every day, I would cut them off which I think the Germans sometimes did. Ones made a little later in the war had hold-back tabs molded in the rubber to solve this problem.
For more information about Leitz WW II Porro II binoculars see: www.europa.com/~telscope/7x50.txt
and also Fan Tao's review of the Leitz 8X60 Porro II (build is very similar to the 7X50) binofan.co.cc/bino/beh8x60.htm .

A thank you to collector, Michael Downey, for sharing his research about Leitz WW II Porro II serial numbers with me.

Ещё про этот бинокль The German military 7 x 50 binocular.


8 x 60 Carl Zeiss Deck Mounted

Различные модели Zeiss 8x60 , после войны использовались в Швеции.
Carl Zeiss 8x60 binoculars in Swedish service

Подборку старых фото см. в конце статьи.

=================================================

Английский морской бинокль, Barr & Stroud 7X CF41 7X50

Barr & Stroud 7X CF41 7X50 (View 1)


внутренности


Насадка с фильтрами Barr & Stroud 7X CF 41 7X50 Colour Filter Wheel and Gearing



Английский сверхширокоугольный бинокль
Ross X5 Bino.Prism Mk. IV 6E/383 5X40 (View 1)

Manufacturer/Model: Ross X5 Bino.Prism Mk IV 6E/383 5X40
Field of View: 10 deg = estimated 175 yd/1,000 yd; 50 APFOV deg
Weight: 1050 grExit Pupil: 8 mm
Serial #/Year of Manufacture: 5607 = Probably late WW II

Ради светосилы (зрачок 8мм) и угла в 10 градусов пришлось создателям сделать его 5ти кратным.

==================

Американские бинокли.

Bausch & Lomb U.S. NAVY BU.SHIPS MARK 28 MOD 0 7X50 with Variable Density Filter Attached



Manufacturer/Model: Bausch & Lomb U.S. NAVY BU.SHIPS MARK 28 MOD 0 7X50
Field of View: 7 deg 10 min = 124.5 m/1,000 m; APFOV 50.12 deg
Weight: 1353 gr
Exit Pupil: 7.14 mm Serial #/Year of Manufacture: 170434 = 1943/1944

Значительно более эргономичная, близкая к современным, модель.
Отличная резкая оптика , в сериях в 45м уже стали наносить просветление.

Optically this is one of the best circa WWII 7X military binoculars in collection being, I think, just a little bit sharper to edge than the best of the 7X50 REL's. The beh Leitz 7X50 is a little brighter, however, and also has good edge of field sharpness.
Mark 28 was manufactured from 1944 – 1945, but continued to see service with U.S forces well into the1980’s. Although he states that they were not originally coated, this being done only upon reconditioning, I believe this applies only to the earliest ones produced and that those made in 1945, at least, were coated upon manufacture. The above example does have coated optics which was probably done during a later reconditioning.

Достойный соперник немецких биноклей класса 7х50.

А вот 7х50 производства другой американской компании.

Spencer Lens Company U.S. NAVY BU.SHIPS MARK 30 MOD 0 7X50 (View 1)

Manufacturer/Model: Spencer Lens Company U.S. NAVY BU.SHIPS MARK 30 MOD 0 7X50
Field of View: 7 deg 40 min = 134 m/1,000 m; APFOV 53.2 deg
Weight: 1241 gr
Exit Pupil: 7.14 mm
Serial #/Year of Manufacture: 294711 = 1944



Rohan discusses the Navy Mark 30 on page 39 of his book “A Guide to Handheld Military Binoculars”. It was manufactured from 1943-1944, was considered waterproof, had anti-reflective coated optics, and was of smaller size with a wider field of view than most other WW II U.S. 7X50 binoculars.

Excepting the Marks 41 and 45, the 7X50 binoculars made by Bausch & Lomb, Sard, Universal Camera, National Instrument, and Anchor Optical are optically and mechanically very alike (large Bausch & Lomb type chassis, 7.1 degrees FOV with good optics, same ocular design) differing mainly in provisions for weatherproofing, filters and graticules and are best exemplified by the excellent Bausch & Lomb Mark 28.
In use, the Mark 30 is definitely more comfortable to carry and hold than the heavier and bulkier Mark 28. Optically, both seem to have equal brightness, sharpness and color rendition, and their “sweet spots”, the sharp central areas of view, seem to be of about the same size. However, the Spencer has a noticeably wider field of view (7.7 degrees vs. the Mark 28’s 7.16 degrees) but, as is often the case with a wider angle view, it also has a noticeably greater amount of softness at its edge of field.

Вполне себе приличное поле, хорошая эргономика, просветление.

А вот мы подошли к самому интересному моменту, к американскому шедевру.

SarD BU.AERO U.S. NAVY MARK 43 6x42 Wide Field (View 1)

Manufacturer/Model: SarD (Kollsman Instruments Square D Company) BU.AERO U.S. NAVY MARK 43 6x42 Wide Field
Field of View: 11 deg 50 min = 192.8 m/1,000 m; APFOV 70.98 deg
Weight: 1,715 gr
Exit Pupil: 7 mm
Serial #/Year of Manufacture: No serial number evident / Manufactured 1943-1944



Для того, чтобы обнаруживать с воздуха немецкие подлодки, ВМС и ВВС США заказали небольшой американской фирме очень необычный бинокль.
Он должен был быть светосильным, давать резкое и четкое изображение, сверхширокоугольным, удобным для наблюдателя, и при этом быть маловосприимчивым к вибрациям, иметь умеренный (с учетом того, что ставился на опору) вес .

Даже сегодня это не так-то просто, а уж в 1940е задача была сложной даже для мировых лидеров в области оптики.
Но ряд американских фирм , как и США в целом, обладали достаточным уровнем технической культуры для решения этой сложной задачи.
И Kollsman Instruments Square D Company создали оптический шедевр, сверхширокоугольный BU.AERO U.S. NAVY MARK 43 6x42 Wide Field.

Огромные призмы, поле зрения (абсолютное!) в 12 градусов, большие (близкие к современным, и намного больше, чем типовые окуляры 30-40х гг. в англо-американских биноклях) окуляры с удобными резиновыми наглазниками,
6-линзовый окуляр, 6 линз в 3 группах.
Даже сегодня очень немногие бинокли имеют 6ти линзовые окуляры, а тогда это было чуть ли не впервые.
Полное просветление всех линз.

Rohan: “The MK 43 was widely used for surface observation from the air. It has extreme widefield and exceptional definition. This design is considered one of the great achievements of binocular manufacturing technology. Note that most widefield binoculars have reduced resolution at the periphery of the field of view. The ability to see objects in a wide field of view, even if somewhat distorted or with reduced resolution, is offset by the larger area that can be seen. So that in military usage attempting to initially acquire a target or an object with a binocular having a wide field of view for outweighs the possibility of not seeing the target at all while using binoculars with a narrow field of view. This binocular could be attached to a special mount that was a used on PBY’s, Grumman Goose, Mars, and the Navy version of the B-24. Its uses included anti-aircraft, antisubmarine and coastal patrol search and rescue. It was also used aboard aircraft carriers.”

Fan Tao: “The Sard 6x42 is one of the pinnacles of American binocular design achieved during WWII (along with the B&L 7x50 WF). The close to 12 degrees of real field were used to great advantage by airborne spotters. This binocular has a distinctive shape, squat and bulky with enormous eyepieces. It is perhaps because of their bulk that Sard 6x42's are commonly found with chipped prisms and other damage. They are easily dropped if one is not careful. Another common form of damage found on this model is the corrosion on the prism covers. This appears to be due to a reaction to the material used inside of the leather case (One wonders why they were not issued with a rubber case such as found with most other American military binoculars from WWII). Though the Sard 6x42 is not that uncommon, it is rarely found in pristine condition.”

Not quite evident in pictures, this is a massive binocular, very heavy and almost freakishly chunky (see View 3). It was expensive but for me worth it because it has a view like no other. It is sharp to at least 70% from center which with its 11.83 degree FOV equates to an absolute sharpness FOV of 8.28%, exceeding the total FOV of many other binoculars. Add to this a 7 mm exit pupil for comfortable viewing and extremely widely spaced objective lenses (see View 3) heightening image 3-dimensionality and its view has a uniqueness like no other binocular I’ve used. Also, with fully anti-reflective coated optics and huge light transmitting prisms its image brightness far exceeds that of all pre-war wide-angle binoculars such as the Zeiss Delactis 8X40 and Ross Stepnac 6X30.

Оптическая схема





SarD BU.AERO U.S. NAVY MARK 43 6x42 Wide Field (View 3) - Right / Bausch & Lomb U.S. NAVY BU.SHIPS MARK 28 MOD 0 7X50 - Lef

Морские Leitz & Zeiss 7x50 & 8x60 получили очень достойного противника.
Американская оптическая промышленность сумела достойно ответить на вызов немецких фирм (лучших оптических фирм мира!) , создав не только хорошие морские бинокли, но и уникальный бинокль для патрульных машин ВВС.

=====================

Приложение.
Немного старых фото, собранных вот в этой статье.



Лодка U-377. На груди подводника виден Zeiss 7x50.



Капитан-лейтенант Heinrich Hasenschar (капитан U-628) с Zeiss 7x50




Обер-лейтенант (последнее звание: Kapitänleutnant) находятся в расслабленном состоянии после путешествия с U-373 через Бискайский. Бинокль Zeiss 7x50 .





Собственно Zeiss 7x50



Командирский "Fat Commander" Zeiss 8x60 , шедевр немецкой оптической промышленности.



Leitz



Leitz 7x50 "Kaleng Tuna"



Чистка биноклей.



Лодки в океане.



Горизонт чист ?

Comments

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

Не вспоминаем "успехи" ссср на данном поле в том вопросе, особенно в начале войны. Хотя, я подозреваю, если не нагнали, то на приемлемый уровень вышли именно благодаря ВВ2

[blacklion.livejournal.com]

Подозреваю, что, в частности, и благодаря вывезенным заводам.

[gourry-aka-pm.livejournal.com]

Ключевое слово "И". Уже во время войны прогресс был от порнографии до хоть чего-то.

[wotanhotter.livejournal.com]

интересно