Инж. А. БАЗИЛЕВСКИЙ.
Чудная панорама с необычайно широким кругозором, открывающаяся перед взорами воздухоплавателя с высоты полета, естественно вызывала желание запечатлеть ее на бумаге. Первые аэронавты зарисовывали ее от руки, а с 1858 года стали пользоваться для этой цели фотографированием. В 1862 году, во время войны Северных Соед. Штатов с Южными, воздушная фотография получила уже военное применение, для заснятия с аэростата неприятельских позиций. Начиная с этого года, фотография является уже неизменным спутником при всех рекогносцировочных полетах, принося огромную пользу и освещая местность на большом протяжении. Но она не имела, однако, особенно широкого применения, так как в минувшие годы самое военное воздухоплавание было слабо развито. Только в мировую войну 1914—18 г.г., когда воздушный флот выдвинулся, как один из самых могущественных факторов военных операций, когда над полями сражений самолеты носились тысячами, когда разведка почти всецело была перенесена в воздух, аэрофотография сразу получила самое широкое развитие, достигнув к 1918 году колоссального роста. Одни немцы производили в сутки до 4000 снимков, фотографируя площадь около 24.000 кв. клм., причем у них работало свыше 2.000 аэрофотоаппаратов и около 100 кинематографов.
Летчик-разведчик пришел на смену кавалеристу, служившему в течении многих веков «глазами армии». Глазами, надо сказать, слабыми, с очень ограниченным полем зрения. Можно ли сравнить кругозор всадника, открывающийся с высоты его коня, с тем, что видит перед собой летчик, парящий в воздухе на высоте 1.000—3.000 метров? Прежние лазутчики, тайком пробираясь к противнику, старались из-за кустов или, в лучшем случае, с дерева, с пригорка или колокольни, рассмотреть, что делалось в неприятельском расположении. Их наблюдения были и чисто случайными, и ограничивались лишь очень узкой полосой передовых позиций. Они видели лишь то, что делалось непосредственно перед их глазами, и не могли установить общей связи. Ни скрытых артиллерийских батарей, ни расположения резервов, складов огнеприпасов, ни тыловых работ, ни подготовок к обходным движениям они усмотреть не могли. Военные операции велись «в темную», без заглядывания в карты противника. С появлением разведчика-летчика характер боя совершенно изменился. Нет больше тайн. В каком бы секрете ни был выработан план операций, при первой же попытке к выполнению его он будет разгадан штабом противника. Фотографическая пластинка разведчика доложит ему о предпринятых шагах и даст путеводную нить к разоблачению тайны. Проносясь над расположением неприятеля на огромной высоте и со скоростью в 200 клм., почти неуязвимый для огня батарей, летчик высмотрит все, что делается не только на позициях или вблизи их, но и в глубоком тылу. Конечно, при такой скорости полета невозможно рассмотреть все подробности. Глаз человека усмотрит едва ли сотую часть их, а запомнит наблюдатель вряд ли даже тысячную долю. Но в помощь ему приходит его неизменный спутник — фотографический аппарат, аэрофотокамера, как ее называют. От ее зоркого глаза (объектива) ничто не укроется. Она усмотрит такие подробности, которые человек совершенно не в состоянии различить, и зафиксирует их на фотопластинке с величайшей точностью. Она обладает к тому же «волшебным» свойством разоблачать все секреты маскировки, к которой обязательно прибегают современные армии. Какие бы ухищрения ни применял противник, чтобы скрыть расположение своих войск, батарей и укреплений, фотокамера обнаружит их, запечатлеет на пластинке, и начальник штаба, при внимательном рассмотрении, разгадает их истинное значение. Не спасут и «защитные» цвета под общий характер местности — фотопластинка отличит искусственную окраску от натуральной. Те «сюрпризы», которые готовились противником за ночь (тайное передвижение войск, создание новых батарей и пр.) отошли в область истории. Утреняя разведка обнаружит тотчас же все изменения в его расположении и фотокамера донесет о них во всех подробностях. Но и в ночное время не ослабевает надзор за противником — летчик-разведчик может фотографировать, пользуясь искусственным светом. Его аппарат снабжается особыми ракетами-парашютами, которые, медленно опускаясь вниз, освещают местность с силой до 200.000 свечей. Парашют, задерживая падение ракеты, в то же время оставляет в темноте пространство над собой, скрывая летчика.
Как же производятся снимки? Затруднительность работы заключается в огромной скорости движения, большой высоте полета и в колебаниях (вибрации) аппарата, вызываемых действием мотора. Аэрофотокамеры постепенно совершенствовались. Фотоаппараты снабжаются быстродействующими затворами и очень длиннофокусными объективами, выдвигающимися на длину до 1,5 метра. Такие «телефотокамеры» (т. е. камеры-телескопы) с высоты до 5000 метров дают превосходные, очень отчетливые снимки с мельчайшими подробностями. Для уменьшения вибрации камеры подвешиваются на особых пружинах. Современные аэрофотоаппараты снаряжаются для производства до 200 снимков, что при высоте полета на 1.500—2.000 м. дает возможность снять полосу в 425 клм. длины при 3-х клм. ширины (рис. 1).
Фотоплан Нью-Йорка, снятый с высоты 5.000 метров, в масштабе 1/12000.
Чтобы получить план местности т.-е. изображение ее на плоскости с сохранением всех относительных расстояний между предметами, необходимо снимок произвести сверху в точно вертикальном направлении. Это удается далеко не всегда — самолет редко сохраняет строго горизонтальное направление он «болтается» в воздухе, т.-е. идет по волнообразной линии. Обычно снимки получаются под некоторым углом — перспективные, в которых действительные расстояния скрадываются. Пользоваться такими изображениями, точно разбираться в значении всех деталей, «дешифрировать» их, представляет некоторую трудность, требуя, во всяком случае, большого навыка. В боевой практике обыкновенно пользуются топографическими картами, перенося на них все изменения, обнаруженные фотосъемкой, и военные подробности, имеющие важное значение.
Но есть возможность переработать перспективный вид в план. Один из способов такого превращения, называемого трансформированием, состоит в следующем. На местности, подлежащей заснятию, отмечают 3 ориентировочных, хорошо видных точки, расстояние между которыми измеряют или берут со старого плана. Эти точки наносят на вращающийся экран с соблюдением желательного масштаба. Затем при помощи проекционного («волшебного») фонаря отбрасывают на него изображение с негативного снимка, вращая экран до тех пор, пока все три точки изображения не совпадут с нанесенными на него отметками. В таком положении закрепляют экран, натягивают на него светочувствительную бумагу и экспонируют, т.-е. печатают с негатива (под углом), получая исправленный план местности. Так как снимаемый участок обыкновенно не помещается на одной пластинке, то производят целый ряд отдельных снимков, причем каждый последующий частью перекрывает предыдущий (на 1/3). При трансформировании они все отпечатываются в одном масштабе и затем склеиваются, составляя, в общем, так называемый, мозаичный аэрофотоплан.
Такой метод трансформирования возможен, впрочем, лишь тогда, если на снимаемом участке не встречается больших возвышенностей или углублений. В этом случае искажения неизбежны. Доктор Пульфриг, сотрудник известной фирмы К. Цейсс еще в начале текущего столетия дал блестящую идею использовать стереоскопические снимки. Так называют двойные изображения, снятые с одного предмета двумя объективами, находящимися в некотором растоянии друг от друга. При рассматривании их через стереоскоп1) они сливаются в одно, давая при этом чрезвычайно рельефное изображение, «пластическое», в котором отчетливо выступают на передний план все предметы, в действительности находящиеся впереди, и отступают назад дальние. Съемка производится с двух разных точек, недалеко отстоящих друг от друга, при помощи особой камеры (рис. 2), построенной К. Цейссом. Особенность ее конструкции — чрезвычайно быстрая смена пленки ввиду скорости передвижения аэроплана (не больше 1,5 сек.) и точность прилегания ее к рамке камеры для соблюдения постоянства фокусного расстояния (точность до 0,01 мм.).
Аэрофотограмметрическая аппаратура для производстства воздушной съемки планов местности.
Пользуясь такими пластическими изображениями, явилась возможность измерять растояния до любой точки заснятой местности путем некоторых математических вычислений. Для составления точного плана пришлось бы проделать кропотливую работу, производя довольно много подсчетов для наиболее значительного количества отдельных точек. Трудами того же д-ра Пульфрига, затем физиков Ореля и Бауэрфельда удалось создать целый ряд приборов, при которых не только отпала необходимость в производстве вычислений, но явилась возможность по перспективному, стереоскопическому снимку вычерчивать план чисто механически с нанесением на него изображения неровностей обычным топографическим способом, т.-е. при помощи горизонталей. (Так называются линии, соединяющие точки земной поверхности, находящиеся на одной высоте над уровнем моря). Такой способ переработки снимка в карту называется аэрофотограмметрическим. Собственно идея превращения фотограф. изображения в план далеко не нова. Фотограмметрию, т.-е. измерительную фотографию ввел впервые во Франции Лоссед в 1852 г., в Германии Майденбауэр в 1867 г. и у нас в России В. Ф. Найденов в 1894 г. Создателем воздушной или аэрофотограмметрии был Финстервальдер, в 1890 г. применивший ее при заснятии ледников. Но широкое практическое значение она получила лишь со времени Пульфрига, предложившего использовать стереоскопические снимки.
Последний аппарат, сконструированный Бауэрфельдом и построенный фирмой К. Цейсс, названный стереопланиграф, дает возможность обрабатывать снимки, сделанные под любым углом. Он состоит из трех главных частей — из оптической системы, служащей для наблюдения, двух теодолитов для измерения расстояний по снимку и чертежных приспособлений для нанесения плана.
Война, содействуя огромному развитию и усовершенствованию аэрофотосъемки, дала большой опыт, который и будет использован в мирной жизни народов на культурном поприще. Аэрофотограмметрии принадлежит великое будущее. Она вызовет полный переворот в деле картографии.
Прежние топографические съемки отойдут в область преданий. На составление карты государственной территории прежде уходили годы работы и миллионы денег, и все же результаты получались далеко не полные. Карты зияли пробелами. Огромные пространства оставались совершенно недоступными топографам с их инструментами и отрядами рабочих. С усовершенствованием аэрофотограмметрии сотни кв. километров снимаются в 2—3 часа.
Для нашей необъятной страны аэрофотосъемка имеет особо важное значение. Наших карт слишком недостаточно, да и имеющиеся устарели. В настоящее время аэрофотосъемка всей территории Республики — одна из важнейших, неотложных культурных задач, которую призван выполнить наш нарождающийся народный Воздушный Флот.
1) Оптический прибор, окуляры которого состоят из двух половинок двояковыпуклого стекла. Они сближают лучи, идущие от двойного изображения, направляя их к глазам так, как они шли бы при рассмотрении натуры.
