Królewski Inżynierowie i Dzień Zawieszenia Broni: Inżynieria na wojnie.

11 listopada 1918 roku działa Wielkiej Woj ny ucichły. To milczenie było ciężko zdobyte i zawdzięczało tyle samo inżynier om, artystom i naukowcom, co piechocie.

Korpus Królewskich Inżynierów (RE) ukrywał obserwatorów w stworzonych przez człowieka replikach drzew, łączył samoloty z bateriami działa za pomocą bezprzewodowych częstotliwości radiowych i zamienił pracę przeciw-baterią w mierzalną naukę przy użyciu dźwięku i światła.

Te postępy nie były abstrakcyjnymi pomysłami. Zostały zaprojektowane, testowane i ryzykowane przez ludzi w błotnistych mundurach, często w nocy, pod ostrzałem muszli, aby szybciej dotrzeć do celu i sprowadzić więcej żołnierzy do domu.

Ten artykuł celebruje wybór osiągnięć Korpusu Królewskich Inżynierów podczas I wojny światowej.

Zawartość:

• Kim byli królewscy inżynierowie w latach 1914-1918
• Drzewa kamuflażowe: obserwacja bez wykrywania.
• Technologia bezprzewodowa i wykrywanie artylerii z powietrza.
• Zakres dźwięku i wykrywanie lampy błyskowej: nauka o ogniu przeciw-baterii.
• Mikrofon gardła: Usłyszanie pilotów.
• Procesy inżynieryjne stojące za innowacjami.

Kim byli królewscy inżynierowie w latach 1914-1918.

W 1914 roku kompetencje Korpusu Królewskich Inżynierów (RE) były szerokie; byli odpowiedzialni za komunikację za pośrednictwem Royal Engineers Signal Service, tworzenie map i fotografię, tunelowanie, mostkowanie, prace terenowe i kamuflaż na polu bitwy, a także wiele innych.

W praktyce Królewscy Inżynierowie pracowali jako pojedynczy system obok Royal Flying Corps (RFC), prekursorem współczesnego RAF (Royal Air Force). Załoga Royal Flying Corps obserwowała pole bitwy z góry i, na podstawie swoich obserwacji w czasie rzeczywistym, sygnalizatorzy Royal Engineer, geodeci i drukarze zamienili te obserwacje w rozkazy, mapy i poprawki broni.

Do 1920 roku to doświadczenie sygnalizacji w czasie wojny stało się nowym ramieniem z własną specjalizacją, Królewskim Korpusem Sygnałów.

Kalendarium postępów inżynieryjnych: 1914 do 1918, od podstawowych słupów telegraficznych do powojennej dojrzałości bezprzewodowej.

• 1914: Royal Engineers Signal Service obsługiwała telekomunikację telegraficzną, telefoniczną i wizualną w okopach. Królewski Korpus Latający wypróbował zestawy radiowe do wykrywania artylerii w połączeniu z szerszym Królewskim Korpusem Inżynieryjnym.

• 1915: Pierwszy operacyjny kod Morse'a powietrze-ziemia z technologią bezprzewodową umożliwił w czasie rzeczywistym dostosowanie strzałów artyleryjskich i ostrzału przeciw-baterii wzdłuż linii frontu.

• 1916: Pierwsze brytyjskie opancerzone drzewo kamuflażowe zainstalowane przez kamufleurów Royal Engineers. Umożliwia szczegółowe wykrywanie w ciągu dnia i wczesne ostrzeżenie przed nocnymi atakami wroga.

• 1917: Lepsze zestawy zaworów bezprzewodowych i szkolenia umożliwiły lepszą komunikację między Królewskim Korpusem Latającym a obserwatorami. Bezprzewodowy ogień artyleryjski stał się rutynowy i bardziej precyzyjny.

• 1917-1918: Rozwój zasię gu dźwięku i wykrywania błysku doprowadził do pierwszej niezawodnej wrogiej triangulacji artylerii, umożliwiając po raz pierwszy dokładny ogień przeciw-baterii.

• 1920: Królewski Korpus Sygnałów utworzony z Royal Engineers Signal Service.

Drzewa kamuflażowe: obserwacja bez wykrywania

Historia człowieka.

Problem: Na jał owych, rozbitych pustkowiach niczyjej obserwacja była niebezpieczna. Żołnierz, który podniósł głowę nad parapetem okopu, był natychmiastowym celem snajperów. Jednak bez wyraźnej obserwacji artyleria była ślepa, a ataki piechoty szły bezpośrednio do ukrytych gniazd karabinów maszynowych.

Rozwiązanie: Odpowiedź Royal Engineers była śmiała, zapożyczona z pomysłu armii francuskiej, aby zastąpić prawdziwe, rozszczepione drzewo w niczyjej ziemi idealną, pustą repliką ze stalowym rdzeniem. To było zadanie dla artystów. Królewscy inżynierowie zwerbowali znanego malarza Solomona J. Solomona, który zebrał zespół rzeźbiarzy. Skrupulatnie fotografowali drzewo docelowe, a następnie budowali jego podwójne w warsztacie, powtarzając każdy węzeł i bliznę. Instalacja była tajną operacją nocną. Impreza w okopach Royal Engineer czołgała się, rzucała prawdziwe drzewo piłami ręcznymi i wznosiła stalową wersję na jego miejscu, wszystko przed świtem.

Zagrożenie: Kiedy nadszedł poranek, samotny obserwator znajdował się wewnątrz opancerzonego drzewa. Wyposażony w peryskop, telefon polowy i kieszeń gotowanych słodyczy, siedział ciasno godzinami, obserwując ruchy wroga, których żaden samolot nie mógł bezpiecznie zobaczyć. Jego korekty w czasie rzeczywistym, przekazywane przez telegraf, kierowały piechotą i artylerią, ratowały niezliczone istnienia.

 

 

Inżynieria w prostych słowach.

Przez całą pierwszą wojnę światową drzewa kamuflażowe były konstruowane przez Królewskich Inżynierów na podstawie prawdziwych przykładów na froncie zachodnim. Zostały zbudowane jako puste repliki z rdzeniem stalowym przez zespół inżynierów i artystów, a następnie zamienione w ciemności, ścinając prawdziwe drzewo i zastępując je replik ą.

Realizm fałszywych drzew był najważniejszy; musieli przekonać wroga, że to oryginał. Gdy wojska spędzały czas w okopach, nie-land (obszar między przeciwległymi liniami) stał się jałowym pustkowiem, a wszelkie pozostałe stojące drzewa, skały, a nawet duże kratery stały się nazwanymi punktami orientacyjnymi. Gdyby cokolwiek z przełomowym drzewem wydawało się nie na miejscu dla regularnych żołnierzy wzdłuż linii, obserwator zostałby zauważony i wyeliminowany.

Aby zapewnić dokładność, inżynierowie królewscy poprosili o pomoc Solomona J. Solomona, znanego brytyjskiego malarza w tamtym okresie, którego prace i publikacje w prasie dotyczące technik kamuflażu zwróciły uwagę armii. Po podróży na linie frontu w grudniu 1915 roku Salomon otrzymał zadanie stworzenia pancernych punktów obserwacyjnych przebranych za drzewa dla linii frontu. Pierwszy tego typu punkt obserwacyjny wzniesiono niecałe trzy miesiące później, 22 marca 1916 roku.

Ci inżynierowie i artyści, którzy wspierali wysiłki wojenne dzięki swoim umiejętnościom kamuflażu, ostatecznie przenieśli swoją wiedzę do nowego rodzaju wojskowego warsztatu kamuflażu. Rozwój z tego obszaru ostatecznie doprowadził do wabienia czołgów i samolotów podczas II wojny światowej.

Technologia bezprzewodowa i wykrywanie artylerii z powietrza.

Ludzka historia.

Problem: Wysoko nad błotem obserwatorzy dwupłatowców Royal Flying Corps (RFC) mogli zobaczyć całe pole bitwy. Były oczami armii, ale byli niemi. Pilot mógł dostrzec nowe gniazdo karabinu maszynowego lub przemieszczającą się baterię wroga, ale nie był w stanie działać. Zanim mógł odlecieć z powrotem, upuścić kanister z wiadomościami i przekazać go, bitwa ruszyła dalej. To sprawiło, że brytyjskie działa strzelały do fantomów, marnując pociski i pozostawiając piechotę na zagrożenia, które były widziane, ale nigdy nie zgłoszone.

Rozwiązanie: Royal Engineers Signal Service pracowała nad wypełnieniem luki komunikacyjnej. Zamontowali samoloty Royal Flying Corps w nadajniki iskier, umożliwiając obserwatorom wykorzystanie poprawek kodu Morse'a. Początkowo była to ulica jednokierunkowa; samolot mógł wysyłać, ale nie odbierać.

Przełom był połączeniem postępu technologicznego i ścisłej dyscypliny. Do 1917 roku bardziej zaawansowane urządzenia zaworowe poprawiły klarowność sygnału i zmniejszyły rozmiar i większość jednostek transmisyjnych. Co najważniejsze, załogi ustandaryzowały swoją komunikację, używając wstępnie opisanych kodów zegara i odniesień do siatki zamiast długich zdań. Usprawniło to proces, dzięki czemu każda transmisja się liczy.

Zagrożenie: Pętla komunikacyjna między obserwatorem a strzelcem została zamknięta. To, co kiedyś zajęło godzinę zgadywania i sygnalizacji, można było teraz osiągnąć w kilka minut. Pilot obserwator mógł zobaczyć lądowanie pocisku, wydobyć korektę, a następna salwa byłaby na celu.
Ten szybki, dokładny ogień stał się rutynową częścią planów bojowych, pozwalając artylerii uderzać w ulotne cele i wspierać postępy piechoty przez pełzające zapory. Ta integracja sił powietrznych i lądowych, koordynowana przez Królewskich Inżynierów, stworzyła podwaliny pod wszystkie nowoczesne wojny z bronią kombinowaną.

Inżynieria w prostych słowach.

Wczesna transmisja bezprzewodowa była zależna od nadajników iskrowych. Urządzenia te były fizycznie duże i ciężkie, zależne od nieporęcznych cewek indukcyjnych i wysokonapięciowych źródeł zasilania. Działały one, tworząc iskrę wysokiego napięcia, która generowała potężny, ale „hałaśliwy” sygnał radiowy znany jako fala tłumiona. Sygnał ten rozprzestrzenia się w szerokim zakresie częstotliwości, co czyni go wysoce niewydajnym, trudnym do dostrojenia i podatnym na zakłócenia. Te fizyczne i techniczne ograniczenia, w szczególności rozmiar i pobór mocy, ograniczyły ich użycie w samolotach do jednokierunkowych transmisji kodu Morse'a.

Skok technologiczny nastąpił wraz z zaworem termicznym (rurką próżniową) pod koniec 1917 roku. W przeciwieństwie do surowego „wybuchu” szczeliny iskrowej, oscylator oparty na zaworze może generować czystą, stabilną, ciągłą falę (CW) na jednej, precyzyjnej częstotliwości. Zapewniło to doskonałe strojenie i wydajność sygnału. Co ważniejsze, zawory umożliwiały dwukierunkową komunikację między pilotem a załogą naziemną. Ta pojedyncza zdolność uczyniła ich rewolucyjnymi. Były również znacznie mniejsze, lżejsze i wymagały mniejszej mocy niż aparaty z iskrą, co czyniło je znacznie bardziej przenośnymi i opłacalnymi do integracji samolotów.

To połączenie bardziej przenośnych nadajników zaworowych, komunikacji dwukierunkowej i nowych, czułych odbiorników sprawiło, że bezprzewodowy ostrzał artyleryjski stał się rutynową i niezawodną częścią operacji terenowych dla Królewskiego Korpusu Latającego, Królewskich Inżynierów i Królewskiej Artylerii.

Zakres dźwięku i wykrywanie lampy błyskowej: nauka o ogniu przeciw-baterii.

Ludzka historia.

Problem: ziemianka Korpusu Królewskiego zostaje ostrzelana w nocy. Pośród zamieszania, chaosu i dzwonienia w uszach pluton nie może mieć nadziei na zlokalizowanie źródła ognia wroga, aby umożliwić akcję kontrartyleryjską.
Ta wroga bateria działa, ukryta mile za liniami, mogła rozpędzić burzę stali na rowie, a następnie po prostu zniknąć. Ta taktyka „strzelaj i strzelaj” sprawiła, że strzelanie przeciwbaterii stało się desperacką grą zgadywania. Słaby błysk na horyzoncie był jedyną wskazówką, ale to nie wystarczyło. Zanim dokonano prymitywnych obliczeń, załoga działa już zniknęła, pozostawiając brytyjskie baterie do strzelania duchów i opróżniania błota, podczas gdy niewidzialny wróg przygotowywał się do ponownego ataku.

Rozwiązanie: Royal Engineers opracowali dwie genialne, równoległe metody.

Flash Spotting: Zes poły obserwatorów Royal Engineer ustawiały się w oddzielnych wysokich miejscach wzdłuż linii frontu, gdy zbliżał się zmierzch. Kiedy wroga artyleria strzelała, każdy obserwator pobierał precyzyjny kompas z błyskiem wylotowym. Tam, gdzie ich łożyska przecinały się na mapie, znaleziono broń.

Zakres dźwięku: Zespół saperów Royal Engineers umieściłby zestaw od pięciu do siedmiu mikrofonów na kilku kilometrach, wszystkie podłączone do oscylografu w ziemiance. Kiedy wroga artyleria strzelała, zarejestrowano niewielką różnicę czasu między „wysięgnikiem” docierającym do każdego mikrofonu. Korzystając z formuł opracowanych przez fizyka Williama Lawrence'a Bragga, żołnierze mogli obliczyć dokładne współrzędne działa.

Wpływ: Po połączeniu te dwie metody były śmiertelne. Plamowanie błyskowe zapewniało łożysko, a zasięg dźwięku zapewniał odległość. Działka wroga można było przymocować do kilkudziesięciu metrów, wystarczająco szybko, aby przyjazna artyleria mogła oddać dokładny ogień, zanim załoga wroga mogła się przenieść. Meteorolodzy Royal Engineers zastosowali nawet korekty wiatru i temperatury w celu zwiększenia dokładności. Po raz pierwszy ogień przeciw-baterii stał się wymierną nauką, pozwalającą dowódcom systematycznie znajdować i niszczyć najpotężniejszą broń wroga.

Inżynieria w prostych słowach.

Spotting błyskowy, wykorzystano kilka punktów obserwacyjnych w badanych punktach z wyraźnymi horyzontami, każdy z teodolitem lub alidadą i telefonem polowym do centralnego pomieszczenia do kreślenia. Kiedy pojawił się błysk wylotowy, obserwatorzy używający zsynchronizowanych zegarków nazwali dokładną sekundę i azymut; ploterzy rysowali te łożyska na dużych mapach, dopasowali jednoczesne raporty do tego samego strzału, zastosowali małe korekty instrumentów i map i zajęli skrzyżowanie jako pozycję artylerii wroga.

Macierze o zasięgu dźwięku zwykle wykorzystywały od pięciu do siedmiu mikrofonów pojemnościowych rozłożonych na kilka kilometrów, zwykle 1400 m między nimi, z przewodowym połączeniem z podstawą i rejestratorem papieru bębnowego podobnym do współczesnego sejsmografu do pomiaru trzęsień ziemi.
Różnica czasu między pierwszym mikrofonem odbierającym strumień wylotowy a każdym kolejnym mikrofonem byłaby używana z formułami Lawrence'a Bragga, aby zapewnić zasięg odległości do baterii wroga.
Załogi Dźwiękowe kalibrowały swoje macierze mikrofonów, korzystając ze znanej pozycji przyjaznego strzelania próbnego artylerii każdego dnia wzdłuż linii. Używając tych nagrań audio jako podstawy odległości, następnie sprawdzili te pomiary strzelania testowego ze zdjęciami lotniczymi z Królewskiego Korpusu Latającego.

Wykorzystując błyski do łożyska, dźwięk dla zasięgu i meteorologię dla kierunku wiatru, metody te pozwalają dowódcom planować i czasować ataki z dużo większą pewnością dzięki dokładnemu ostrzałowi przeciw-baterii.

Mikrofon gardła: Usłyszanie pilotów.

Ludzka historia.

Problem: W otwartym kokpicie dwupłatowca przytłaczający ryk silnika i poślizg poślizgu uniemożliwiały mowę. Standardowy mikrofon z membraną ustną był bezużyteczny; odbiera więcej wiatru niż głosu. Aby radio powietrze-ziemia było naprawdę skuteczne, piloci potrzebowali sposobu, aby być wyraźnie słyszanym.

Rozwiązanie: Roz wiązanie pochodzi od Charlesa Edmonda Prince'a i małego zespołu Royal Engineers. Ich wynalazek, laryngofon (lub „mikrofon gardłowy”), całkowicie ominął powietrze. Była to forma mikrofonu kontaktowego, który odbierał wibracje bezpośrednio z gardła użytkownika. Umieszczając podwójne podkładki kontaktowe na krtani pilota, system przechwytywał wibracje mowy, jednocześnie z natury odrzucając unoszący się w powietrzu hałas silnika i wiatru. Do 1918 roku został on zintegrowany z wersją głośnomówiącą wewnątrz kasku lotniczego.

Wpływ: Rezultat był transformacyjny. Piloci mogli wreszcie mówić. Obserwator mógł czystym głosem wywoływać poprawki, takie jak „krótkie 50, prawo 2”, bez odrywania rąk od elementów sterujących lub mapy. To radykalnie poprawiło szybkość i dokładność wykrywania artylerii, zmniejszając zmarnowane pociski i czas spędzany przez samoloty w niebezpiecznej przestrzeni powietrznej. Ta innowacja Royal Engineering Corps wyznaczyła standardy dla wszystkich przyszłych systemów komunikacji lotniczych i pojazdów opancerzonych, gdzie wyraźny głos w środowisku o wysokim poziomie hałasu ma kluczowe znaczenie.

 

Inżynieria w prostych słowach.

Laryngofon odbierał wibracje bezpośrednio z gardła, a nie dźwięk unoszący się w powietrzu. Rozwój trwał w latach 1915-1918 pod rządami Charlesa Edmonda Prince'a, z udziałem inżynierów Royal Engineers' Signal Service i inżynierów Marconi pracujących na lotnisku Brooklands i Admiralty Signal School, wraz z warsztatami Marconiego w Chelmsford.
Wczesne prototypy to proste mikrofony kontaktowe z jedną podkładką trzymane pod szalikiem lub elastycznym paskiem; często zmieniały pozycję, dając słabą lub zniekształconą mowę. Następnie pojawiły się sparowane podkładki zamontowane na odprużonym jarzmie, poprawiające kontakt i spójność, gdy pilot odwrócił głowę. Późniejsze iteracje zintegrowały mały wzmacniacz zaworowy, dzięki czemu słaby sygnał gardła mógł zostać wzmocniony przed modulacją.
Ostateczne udoskonalenia obejmowały wszycie zarówno podbieraczy, jak i słuchawek bezpośrednio do kasku lotniczego, dając system głośnomówiący, który pozostawał na miejscu podczas manewrów i buforowania poślizgu. Do 1918 r. oddziały próbne we Francji latały standardowo z tymi zintegrowanymi zestawami. Wzorzec projektu przeniósł się do wczesnych Królewskich Sił Powietrznych, a następnie do komunikacji załogi lotniczej z II wojny światowej.

Rezultatem była zrozumiała mowa z prędkością otwartego kokpitu i praktyczne dwukierunkowe połączenie głosowe do współpracy artyleryjskiej, kontroli rozpoznawczej i szkolenia.

 

Procesy inżynieryjne stojące za innowacjami.

Te cztery historie mają wspólny wzór. Międzydyscyplinarne zespoły inżynieryjne, które posługują się językiem siebie nawzajem. Szybkie próby i iteracje z uczciwym sprzężeniem zwrotnym, w połączeniu z poprawkami w terenie, które stały się standardową praktyką na całej linii frontu. Artyści i rzeźbiarze, którzy dowiedzieli się o kamuflażu, wraz z fizykami, którzy opracowali metody pomiaru zasięgu za pomocą mikrofonów i matematyki akustycznej.
Wymagania zostały zebrane z frontu przez Królewskich Inżynierów, prototypy zbudowane w okopach rezerwowych, a następnie rozmieszczone i powtarzane. Ten proces inżynierii trwał, dopóki rozwiązania nie zadziałały dla ludzi, którzy je nosili, pracowali nad nimi i polegali na nich, aby przetrwać na co dzień.

Konieczność jest matką wynalazku, ale bez umiejętności i organizacji zaangażowanych inżynierów nic z tego nie byłoby możliwe.

Dziedzictwo i wpływ po 1918 roku.

Wysiłki te pozostawiły wyraźne dziedzictwo na XX wiek i później.
Doświadczenie sygnałów wewnątrz Królewskich Inżynierów doprowadziło bezpośrednio do powstania Królewskiego Korpusu Sygnałów w 1920 roku. Kamuflaż przeszedł od artyzmu ad hoc do zdyscyplinowanej praktyki, skalowanej w późniejszych wojnach, a teraz studiowanej jako nauka sama w sobie. Zakres dźwięku i plamowanie błysku wyznaczyły wzór nowoczesnej pracy z baterią i wpłynęły na akustykę i geofizykę w czasie pokoju. Wreszcie mikrofony gardłowe, sprawdzone w służbie, stały się standardem w lotnictwie i pojazdach opancerzonych.

Nić, która je łączy, jest ludzka. Pomysłowość pod presją, praca zespołowa w różnych branżach i wyraźny cel ochrony życia podczas realizacji misji w niektórych z najbardziej tragicznych okoliczności, jakie ludzie musieli znieść.

W duchu pamięci postęp w inżynierii nie usunął kosztów wojny, ale zmniejszył niepotrzebne straty i przybliżył zawieszenie broni.

W tym miesiącu pamięci, gdy pamiętamy wkład żołnierzy, inżynierów, artystów i zwykłych ludzi, którzy odpowiedzieli na wezwanie służby, proszę rozważyć przekazanie darowizny na rzecz Apel Poppy Królewskiego Legionu Brytyjskiego poniżej.

Przekaż darowiznę Poppy Appeal już dziś.

 

FAQ

P: Kto zarządzał komunikacją na polu bitwy przed 1920 r.?

Odp.: Royal Engineers Signal Service obsługiwał telegraf, telefon, sygnalizację wizualną, a później bezprzewodową. W 1920 roku stał się Królewskim Korpusem Sygnałów.

P: W jaki sposób drzewa kamuflażowe rzeczywiście pomogły żołnierzom?

O: Pozwalają obserwatorom obserwować niebezpieczną ziemię bez odsłaniania głów nad parapetem. Ich raporty kierowały artylerią i ostrzegały piechotę, zanim się ruszyły. Czasami działały również jako gniazda dla snajperów, ale było to rzadsze.

P: Jak wykrywanie bezprzewodowe zmieniło tempo bitwy?

Odp.: Skrócił pętlę od obserwacji do korekty. Baterie zużywały mniej pocisków, aby znaleźć cel i mogły narażać ulotne zagrożenia poza bezpośrednim wzrokiem.

P: Jaka jest różnica między zakresem dźwięku a wykrywaniem lampy błyskowej?

Odp.: Splamienie lampy błyskowej jest optyczne. Zakres dźwięku jest akustyczny. Używane razem, dały lokalizacje na poziomie baterii, które umożliwiały dokładny odpalanie przeciw-baterii.

P: Czym dokładnie jest mikrofon gardłowy?

Odp.: Laryngofon odbiera wibracje z gardła. Poprawia zrozumiałość mowy w głośnych, wietrznych kokpitach i pozwala załogom trzymać ręce na sterach. Jest to forma mikrofonu przetwornika, przekształcającego jedną formę energii w inną.

Źródła artykułów:

Źródła: IWM (fałszywe drzewa); IWM Collections (drzewo kamuflażu, marzec 1916); Marconi Heritage (bezprzewodowe w powietrzu); IEEE Spectrum (telefony bezprzewodowe RFC); 1914—1918 Online (lokalizacja artylerii); APS News (W.L. Bragg, zasięg dźwięku); Van der Kloot (Bragg w zakresie dźwięku); Muzeum Armii Królewskiej (Royal Corps of Signals) formacja); Stowarzyszenie Frontu Zachodniego (fotografia lotnicza); Archiwum Narodowe (telekomunikacja z I wojny światowej).