Äänimittaus
Osa mittaustiedustelua
Mittaustiedustelu lyhyesti
Mittaustiedustelu on tiedustelulaji, jonka pääasiallisena tehtävänä on vihollisen epäsuorasti ampuvien aseiden määrän, sijainnin ja laadun selvittäminen. Mittaustiedustelun suoritustapoja ovat äänimittaus, valomittaus ja tutkamittaus.
Äänimittauksen periaate
Ammuttaessa tykillä syntyy putken suussa suupamaus. Suupamauksesta leviää paineaalto, ääniaalto, pallon muotoisena kaikkiin suuntiin. Maan pintaa pitkin, jossa mittauspatterin kaikki havainnot suoritetaan, ääniaallot etenevät jatkuvasti suurenevina ympyröinä. Äänimittaus perustuu näiden ääniaaltojen tasaiseen etenemisnopeuteen (keskimäärin 331 m/s). Maastoon sijoitetuille äänimittausasemille pamausaalto saapuu eri aikoina sijainnista riippuen. Äänimittausasemien mikrofonit välittävät puhelinlinjaa myöten äänen saapumishetken keskusasemalle, jossa saapumishetki rekisteröidään paperiliuskalle. Liuskalta määritetään äänen saapumishetkien väliset aikaerot, joiden perusteella määritetään ampuneen tuliaseman koordinaatit.
Äänimittausrintamaan ryhmittyminen vaatii aikaa edullisissa oloissa noin 5 tuntia ja epäedullisissa noin 20 tuntia. Äänimittauksen mittausetäisyys on noin 1,5 kertaa äänimittausrintaman leveys. Tuliasemien koordinaattien määrittämiseen kuluu aikaa 3–5 minuuttia. Mittauksen ulottuvuuteen ja tarkkuuteen vaikuttavat oleellisesti sää ja tulitoiminnan vilkkaus. Yli 10 m/s puhaltava tuuli suunnasta riippumatta ja yli 5 m/s vastatuuli estävät äänimittauksen. Epäedullinen ilmakehän lämmön jakautuma heikentää kuuluvuutta ja pienentää mittausetäisyyttä. Myös vilkas tulitoiminta hidastaa ja vaikeuttaa mittausta. Keskuskoneen mittaamiin aikaeroihin lisätään säätilasta aiheutuvat korjaukset. Korjattujen aikaerojen perusteella määritetään syntyneiden hyperbelikäyrien perusteella erityisellä tasolla ampuneen aseen paikka.
Äänimittaus tulee Suomen kenttätykistöön
Ranskalaiset olivat ensimmäisen maailmansodan päätyttyä jatkaneet tutkimuksiaan ääni- ja valomittausaloilla. Tieto uusista ajatuksista kantautui myös Suomeen, ja Yleisesikunnasta komennettiin majuri, filosofian tohtori Hugo Karsten vuonna 1925 tutustumaan ranskalaisten kojeisiin. Karstenille annettiin valtuudet hankkia sopiviksi katsomiaan äänimittauslaitteita. Karstenin palattua Suomeen ja raportoitua tykistön tarkastajalle, kenraalimajuri Vilho Nenoselle saamistaan vaikutelmista päästiin ostoihin. Ranska suostui myymään kaksi äänimittauslaitteistoa malliltaan T.M. 16/T.M. 18. Kauppasopimus allekirjoitettiin ja Suomessa ryhdyttiin odottelemaan uusia kojeita. Toimitus kuitenkin viivästyi. Vasta 31.3.1926 ilmoitettiin laitteiden olevan luovutuskunnossa.
Suomen oloissa ranskalaiset laitteet osoittautuivat toiminnan luotettavuuden ja joustavuuden osalta pettymykseksi. Kenties tämä johtui siitä, että ranskalaisten kojeet olivat käytettyjä sodanajan tuotteita.
T.M. 16/T.M. 18 keskusasema
Everstiluutnantti Hugo Karsten ja aseteknikko Emil Ijäs asialla
Äänimittauslaitteiden kehittäminen Suomen ilmasto- ja maasto-oloja varten jäi alkuinnostuksen jälkeen taka-alalle ilmakuvaustekniikan kehittelyn tultua kenttätykistön piirissä etualalle. Vuosina 1929–1933 oli äänimittauskojeiden ja mittausmenetelmien kehittäminen lähinnä kahden miehen kiinnostuksen kohteina: everstiluutnantti Hugo Karsten ja vänrikki Emil Ijäs kantoivat asiasta erityistä huolta. Kummatkin olivat tyytymättömiä ranskalaiseen kalustoon. Molempien tavoitteena oli kotimainen äänimittauslaitteisto.
Syksyllä 1933 valmistui Strömbergin tehtaalta kotimaisen äänimittauskaluston koekappale, ”Zerograf”, jonka keskeinen suunnittelija oli Karsten. Laitteisto osoittautui kokeissa hyvin toimivaksi, joskin käyttötekniikaltaan suurta huolellisuutta vaativaksi. Samaan aikaan oli Ijäs syventynyt äänimittaustyö- ja laskumenetelmiin. Ensimmäisenä huomattavana edistyksenä oli hänen suunnittelemansa hyperbolografin käyttöönotto vuonna 1932. Seuraavana vuonna hyväksyttiin käyttöön hänen laatimansa äänen etenemisnopeustaulukot. Samoihin aikoihin ostettiin tykistölle yksi saksalainen Siemensin valmistama äänimittauslaitteisto.
Hugo Karsten
Asesuunnittelukunta perustetaan
Tykistöaseistuksen hankintoja ja niihin liittyvien asioiden valmistelua varten perustettiin vuonna 1934 tykistökomissioni, joka myöhemmin nimettiin asesuunnittelukunnaksi. Ennen pitkää huomattiin, että suunnittelukunnan henkilöstöä oli täydennettävä myös ääni- ja valomittauslaitteiden asiantuntijoilla. Nämä henkilöt olivat majuri Jarl Edgren ja aseteknikko Emil Ijäs. Erityisesti selviteltiin uutta äänimittauskalustoa ja siihen liittyviä vaatimuksia sekä alan hankintoja. Tarjouspyyntö everstiluutnantti Karstenin suunnitteleman koekappaleen teollisesta valmistumisesta osoitettiin Suomen Sähköosakeyhtiö Gottfried Strömbergin Pitäjänmäen tehtaalle. Tammikuussa 1936 asetyyppitoimikunta käsitteli ”Zerograf”-laitetta. Helmikuussa 1936 toimikunta hyväksyi Strömbergin antaman tarjouksen ja tilasi koekappaleen lisäksi yhden ”Zerografin”. Laite valmistui vuonna 1938.
Aseteknikko Ijäs jatkaa
Strömbergin tehtaassa oli valmistettu aseteknikko Ijäksen suunnitteleman äänimittauskaluston koekappale, joka testattiin kesällä 1939 Perkjärven kesäleirillä. Elokuussa 1939 Strömberg tarjosi asesuunnittelukunnalle kahta ”Zerograf”-kojeistoa ja kahta Ijäksen laitetta m/I-39. Tykistön johto tutki tarkoin kesällä 1939 saadut vertailutulokset Siemensin, Zerografin ja Ijäksen m-39:n kesken. ”Ainoastaan viimeksi mainittu malli on katsottu soveltuvaksi meille, mutta tämän kaluston tilausaika olisi noin 18 kuukautta…”, mainittiin kenraaliluutnantti Vilho Nenosen ja kapteeni Nils Kramerin allekirjoittamassa ja 22.9.1939 päivätyssä kirjelmässä Sotaväen Päällikölle. Samassa asiakirjassa Nenonen esittää, että mittauspatterin päällikkö majuri Tuukkanen ja aseteknikko Ijäs komennettaisiin Ruotsiin tutustumaan sikäläiseen kalustoon. Kaksi päivää myöhemmin puolustusministeriö ilmoitti, että kaksi äänimittauslaitteistoa malli Ijäs-39 tilattaisiin Oy Strömbergiltä. Sota tuli kuitenkin väliin. Äänimittauskalustojen hankintoihin palattiin vasta sodan jälkeen. Aseteknikko Ijäksen malli jäi valmistamatta, mutta ei unholaan – asesuunnittelukunnan asiakirjat kertovat lahjakkaasta ja luovasta mittamiehestä.
Emil Ijäs