У нас в Советском Союзе, в России первые отечественные радиолокационные станции были реально созданы в 1939 году. Первая опытная установка радиообнаружения самолетов была создана в Ленинградском физико-техническом институте. Ее установили на двадцатиметровой вышке в поселке Токсово. На ней отрабатывались варианты конструкции ряда функциональных устройств создаваемых радиолокационных станций (РЛС). В этот же период времени в этом же Институте был создан и мобильный вариант первого нашего отечественного радиолокатора. Он получил условное наименование "РУС-2" и был направлен в Москву на государственные испытания… Это произошло, примерно, в середине 1938 года.
Что предшествовало этому?
Этому предшествовало создание в 1937-1938 г.г. системы радиообнаружения самолетов типа "РУС-1" - "РЕВЕНЬ". Аббревиатура расшифровывается так: "РадиоУловитель Самолетов".
Система РУС-1 по существу и по принципиальным признакам не являлась радиолокатором. По аналогии с существовавшими в то время ЗвукоУлавливателями, систему радиообнаружения назвали РадиоУловитель Самолетов. Не очень удачное название, т.к. звук уловить можно, а "уловить" самолет, каким бы то ни было способом, не представляется возможным. Система РУС-1 - это система радиообнаружения самолетов, перелетающих условную линию, образованную длиннннной цепью станций типа РГО и РПО.
…РПО-РПО <- РГО -> РПО-РПО <- РГО -> РПО-РПО <- РГО -> РПО-РПО…
Расшифровка аббревиатур: РГО – РадиоГенератор-Обнаружитель, РПО – РадиоПриемник-Обнаружитель.
Станция РГО работала в режиме непрерывного излучения высокочастотных колебаний. Каждая РГО была оснащена двумя направленными антенными системами. С ней были связаны две станции РПО, антенные системы которых были направлены на "свою" РГО. Совокупность станций РГО - РПО, устанавливаемых в линию, образовывала в охраняемом воздушном пространстве, как бы, "радиозабор" – нечто сходное со "следовой полосой", которая в то время строилась вдоль всей линии государственной границы Советского Союза - от одной пограничной заставы к другой. Не следует думать, что этот "радиозабор" должен бы быть строго прямолинейной конструкцией. "Радиозабор" мог быть образован и в виде некой "ломаной линии", повторяя линию государственной границы. Все зависело от устанавливаемого угла направленности антенных систем соответствующих сопряженных РГО и РПО. Для этого, в частности, станции РПО устанавливались парами.
Факт пересечения каким-либо самолетом "радозабора" между какой-либо из РГО – РПО фиксировался на соответствующей РПО по факту возникновения в приемном устройстве допплеровских биений прямого радиосигнала, принятого от "своей" РГО, и радиосигнала, отраженного от летящего самолета и принятого здесь же приемным устройством.
Фиксация факта перелета линии границы осуществлялась по появлению сигнала звуковой частоты на выходе приемного устройства соответствующей станции РПО. Эти звуковые колебания могли быть зафиксированы и на бумажной ленте автоматического самописца. Никаких данных о самолетах нарушителях (количество самолетов, высота, курс и т.п.) станции РПО обнаруживать не могли.
Все станции системы РУС-1, которые в Ленинградском военном округе начали устанавливать вдоль линии границы с Финляндией с апреля 1941 года, должны были передавать свои донесения по телефонным линиям связи или по радио непосредственно на ГП ВНОС, расположенный в Ленинграде.
Система РУС-1 предназначалась для охраны неподвижной линии государственной границы. При пересечении вражеским самолетом линии государственной границы СССР на станции РПО соответствующего участка охраняемой линии границы должны были уловить этот факт перелета и по радио сообщить о нем на Главный Пост ВНОС по принадлежности. Все станции системы РУС-1, которые в Ленинградском военном округе начали устанавливать вдоль линии границы с Финляндией с апреля 1941 года, должны были передавать свои донесения по телефонным линиям связи и по радио на ГП ВНОС, расположенный в Ленинграде. Фиксация факта перелета линии границы осуществлялась по появлению сигнала звуковой частоты на выходе приемного устройства соответствующей станции РПО. Эти звуковые колебания могли быть зафиксированы и на бумажной ленте автоматического самописца. Никаких данных о самолетах нарушителях (количество самолетов, высота, курс и т.п.) станции РПО определять не могли.
Первым отечественным импульсным радиолокатором явилась радиолокационная станция (РЛС) типа РУС-2, аббревиатура названия которой неправомерно унаследована от системы РУС-1. Это был самый первый отечественный импульсный радиолокатор, принятый на вооружение в конце лета 1940 года. Именно на первом опытном образце этой РЛС, который после окончания государственных испытаний под Москвой был отправлен в 28-й Радиополк ВНОС в г. Баку, автор этих строк обучался работе старшего оператора.
Здесь в 28 Радиополку ВНОС в учебной роте полковой школы готовили специалистов для эксплуатации систем РУС-1. Для обучения работе на радиолокаторах типа РУС-2 в учебной роте был создан спецвзвод. Вся информация о радиолокаторах типа РУС-2 была строго засекречена. В те годы процесс обучения в этом спецвзводе был организован так, что о РЛС типа РУС-2 в других взводах учебной роты никто не мог знать ничего. В конце марта 1941 года автор этих строк был аттестован, как старший оператор станции РУС-2. В первых числах апреля 1941 года всю нашу учебную роту эшелоном переправили в Ленинградский военный округ.
13 апреля 1941 года в Советском Союзе были созданы войска ПВО. В это же время в Ленинградском военном округе был создан 72-й Отдельный Радиобатальон ВНОС, на вооружение которого должны были поступать станции системы РУС-1 и в дальнейшем РЛС типа РУС-2.
Станции РГО и РПО системы РУС-1 стали поступать в нашу часть уже во второй половине апреля 1941 года. Их сразу же укомплектовывали боевыми расчетами и направляли для развертывания к местам дислокации вдоль линии советско-финляндской границы.
Первые два серийных радиолокатора типа РУС-2 были получены в наш 72 Отдельный Радиобатальон ВНОС прямо с завода-изготовителя через 5-6 дней после начала Отечественной войны.
Радиолокатор типа РУС-2 состоял из двух аппаратных кабин. Две небольшие кабины (приемная и передающая) были смонтированы на автомобильном шасси типа ЗИС-5 с возможностью кругового вращения. На крыше каждой из кабин была установлена антенная система. В передающей кабине располагался передатчик высокочастотных импульсов. В приемной кабине располагался приемник и индикаторное устройство. Вся работа по обнаружению целей происходила в приемной кабине. Передающая кабина в своем вращении строго синхронно и синфазно следовала за приемной, как собачка на поводке так, что ее антенная система всегда была направлена в ту же сторону, что и антенная система приемной кабины.
В приемной кабине было два рабочих места. Рабочее место оператора телефониста располагалось у левого окна, которое во время работы всегда было закрыто брезентовой шторой. Рабочее место старшего оператора было в центре кабины, над токосъемником. В небольшой кабине было тесновато. Если во время работы в кабину входил инженер РЛС, то ему приходилось неподвижно стоять за спиной старшего оператора у входной двери кабины. Долго так стоять в неудобной позе было трудно. Убедившись, что аппаратура работает нормально, он быстро уходил. Не каждый из операторов мог выдержать почти непрерывное круговое вращение и рыскание кабины при пеленгации целей в течение долгих четырех часов дежурства. На меня это круговое вращение кабины никак не сказывалось, и я полностью отдавался работе. Моим помощником оператором-телефонистом в то время был Павел Шакалов. Во время работы он чувствовал себя плохо - его укачивало. После смены, после четырех часов непрерывного кругового вращения (один оборот кабины в минуту), мне приходилось вести его в землянку отлеживаться…
Радиус действия радиолокатора РУС-2 не превышал 120-150 км. Экран индикаторного устройства был выполнен на электронно-лучевой трубке с белым цветом свечения. Наблюдать за экраном нужно было через узкую продольную щель в фронтальной панели пульта управления. Цели на экране индикаторного устройства выглядели, как белая узкая вертикальная полоска на темном фоне линии развертки. (яркостная модуляция!). Координаты цели определялись в системе "азимут-расстояние". По характеру засветки импульса цели и его мерцанию можно было определить одиночный самолет, пару и тройку. Далее можно было определить "много".
В конце июля или в первых числах августа 1941 года прямо на боевой позиции под Нарвой радиолокатор "РУС-2" нам заменили на новейший радиолокатор типа "РЕДУТ", который пригнали к нам прямо с завода буквально сразу же после окончания его изготовления. Это был самый, самый первый радиолокатор типа "РЕДУТ"!
Радиолокатор типа "РЕДУТ" по своей технической сущности является нашим первым полномасштабным отечественным импульсным радиолокатором дальнего обнаружения. По новизне, использованной в нем совокупности новых технических решений, по составу аппаратуры, по техническим возможностям и внешнему виду он никак не являлся усовершенствованным вариантом первого отечественного импульсного радиолокатора типа РУС-2. Создание в 1941 году радиолокатора типа "РЕДУТ" и его практическое использование в начальный период Отечественной войны выводило в то время Россию на передовые позиции в мире в области создания радиолокаторов дальнего обнаружения самолетов. Однако, по соображениям сохранения строжайшей секретности на наши новейшие технические решения патентов не испрашивали и потому юридически доказать приоритет России в создании и практическом использовании этого вида вооружения теперь, очевидно, уже невозможно.
Иной раз в соответствующей литературе высказывается такое мнение, что радиолокатор типа "РЕДУТ" является несколько усовершенствованным вариантом радиолокатора типа РУС-2. Это ошибочное мнение! По составу функциональных устройств, по ряду новых прогрессивных технических решений, реализованных в радиолокаторе типа "РЕДУТ", по надежности, по удобству в эксплуатации и дальности уверенного обнаружения целей ему, надо полагать, в то время (в 1941 году) не было равного в мире! Радиолокатор "РЕДУТ" по существу являлся новой, более высокой ступенью, в развитии отечественной радиолокации.
Вся аппаратура на "РЕДУТЕ" располагалась в одном типовом неподвижном аппаратном фургоне, закрепленном на шасси грузового автомобиля ЗИС-5. Во время работы вращалась только одна антенная система на крыше фургона. Одна и та же антенная система использовалась для передатчика и для приемника. Отключение приемника от антенны на время генерации передатчиком мощного зондирующего радиоимпульса осуществлялось специальным высокочастотным разрядником. Радиус уверенного обнаружения целей радиолокатором "РЕДУТ" достигал 200 - 210 км. Однажды (в 1942 году) на РЛС "РЕДУТ-7" уходящую цель вели наблюдением до 270 км. На радиолокаторе типа "РЕДУТА", как и в радиолокаторе РУС-2, еще не было индикатора кругового обзора. Картина воздушной обстановки в зоне обзора складывалась в голове старшего оператора по мере кругового вращения антенной системы. Старший оператор обязательно должен был обладать способностью пространственного (объемного) мышления и иметь хорошую память. Наблюдая на экране импульсы целей, он должен был мысленно представлять себе реальную воздушную обстановку. Хороший старший оператор мог помнить координаты (азимут - расстояние) 4 - 5 целей, количество самолетов в каждой из целей, направление их движения и некоторые индивидуальные особенности целей, если таковые имелись. Если целей было больше 4 - 5, то приходилось периодически посматривать и на планшет-картоплан. На планшете под листом прозрачного плексигласа была закреплена карта местности – Ленинград и окружающие его районы. Карта была разделена на квадраты с кодированными номерами.. На поверхность плексигласа оператор-телефонист наносил отметки целей обычными чернилам, обыкновенной перьевой ручкой. Фломастеров в то время не было.
Экран электронно-лучевой трубки индикаторного устройства на "РЕДУТЕ" был полностью открыт для старшего оператора. Цели на экране наблюдались в зеленом свечении в виде вертикальных пульсирующих импульсов, пересекающих горизонтальную линию развертки (амплитудная модуляция!), Зеленое свечение экрана лучше воспринималось глазами старших операторов.
Именно потому, что в приемном устройстве сигналы целей на промежуточной частоте не детектировались, а после усиления подавались прямо на электронно-лучевую трубку (амплитудная модуляция!), на радиолокаторе "РЕДУТ" оказалось возможным, оценивая структуру импульсов и характер их пульсаций на экране, точно определять количество самолетов – один, двойка, тройка. Такой способ показа целей на экране радиолокатора, как я полагаю, был реализован у нас в России впервые в мире, но никаких доказательств этому у меня нет. США пошли несколько по иному пути. У них в радиолокаторах к этому времени уже были индикаторы кругового обзора.
Определение количества самолетов в групповых целях не предусматривалось разработчиком. В соответствии с Инструкцией по эксплуатации, если в группе было более трех самолетов, количество самолетов в группе следовало называть "Много".
Методика точного определения количества самолетов в группах родилась у меня в сознании буквально в первые же дни после того, как я сел на свое рабочее место за экран индикаторного устройства радиолокатора "РЕДУТ". Видимо в этом проявился уже большой опыт работы, приобретенный в реальных боевых условиях на радиолокаторе РУС-2.
В конце июля 1941 года РЛС типа "РЕДУТ", введенная в эксплуатацию на нашей "точке" взамен радиолокатора РУС-2, была первой и единственной на всем Ленинградском фронте. С того времени нашу "точку" стали называть "РЕДУТ-3". С того же времени стационарному радиолокатору, установленному на вышке в пос. Токсово было присвоено наименование "РЕДУТ-1". Несколько позднее радиолокатор типа РУС-2, дислоцированный на Карельском перешейке в пос. Агалатово, тоже заменили на радиолокатор "Редут" и он получил условное наименование "РЕДУТ-2". .
Когда я впервые после РУС-2 сел за экран на "РЕДУТЕ", я сразу почувствовал, что это новая техника прекрасна! Даже сравнивать ее с РУС-2 невозможно было!
К тому времени опыт боевой работы у меня, как старшего оператора РЛС, уже был немалый. С большим увлечением я занялся определением точного количества самолетов в групповых целях. Буквально в первые же дни после практического знакомства с "РЕДУТОМ" я усмотрел в нем возможность точного определения количества самолетов в групповых целях. На разработку соответствующей методики, на практическую проверку ее эффективности у меня ушло дней 7 -10. Естественно, что я не делал никакого секрета из этой моей методики. Рассказал о ней моим друзьям-товарищам - сменным старших операторам нашего "РЕДУТА-3".
Все это происходило в начале августа 1941 года под Нарвой. С того времени мы стали успешно использовать ее в нашей повседневной работе. В последующие дни крупная группировка немецких войск из под Котлов и Кингисеппа, преодолев упорное сопротивление наших войск, начала быстрое продвижение к Ленинграду. Чтобы мы с нашей секретнейшей техникой не оказались под Нарвой в глубоком немецком тылу, по приказу командования нашего 72-го ОРБ ВНОС мы свернули нашу станцию и двинулись к Ленинграду… С первых чисел сентября мы, РЛС "РЕДУТ-3", дислоцировались уже на "Ораниенбаумском пятачке" в дер. Большая Ижора. Наши донесения о движении самолетов противника мы передавали по радио на Главный Пост ВНОС в Ленинград и по прямому проводу непосредственно на командный Пункт ПВО КБФ.
Во время вражеских налетов на корабли и Кронштадт 21- 23 сентября 1941 года я успешно пользовался этой своей методикой и точно (+-2 самолета в группе из 70 самолетов) определял количество самолетов во всех группах. В дальнейшем, уже после Кронштадтского Сражения об этой моей методике прослышали и в Ленинграде, в штабе нашего батальона. Потому в самом конце октября или даже в начале ноября 1941 года меня решили отозвать с "РЕДУТА-3" в батальон для того, чтобы я ознакомил с этой методикой других старших операторов нашего батальона. Я же об этом ничего не знал и не понимал для чего меня вдруг вызвали с боевой "точки" в Ленинград.
Добраться с "Ораниенбаумского пятачка" в Ленинград в то время было совсем непросто. Для этого из Большой Ижоры, где мы располагались, я на попутном транспорте добрался в Ораниенбаум, а затем катером в Кронштадт. Оттуда ночью в Ленинград отправлялся караван кораблей. Впереди шел ледокол "Тазуя". Я находился на другом кораблике (названия уже не помню) где-то ближе к голове каравана. У Петергофа фарватер простреливался немцами. Скажу правду – я очень боялся. Было очень страшно. Вокруг лед. Плавать я не умел и не умею… Тонуть очень не хотелось… До нас тут вчера немцы потопили буксир и баржу. На барже с "пятачка" в Ленинград переправляли госпиталь… Погибли много раненных и персонал госпиталя. Мне и сейчас (Мороз по коже!!!) страшно вспоминать все это. Одно дело – погибнуть в бою. Совсем другое дело быть расстрелянным невидимым противником и утонуть в ледяной воде, не имея возможности даже выстрелить в сторону противника…
Ярко светила Луна, но еще до подхода к траверзу Петергофа Луна зашла за горизонт. Стало темно. Немцы зажгли прожектор и его луч положили на воду так, что он пересекал фарватер. Незаметно проскочить было невозможно. Но вот над прожектором вдруг появился наш "Кукурузник" У-2 и луч прожектора поднялся вверх. С самолета обстреляли прожектор и его луч погас. В это время головная часть нашего каравана проскочила опасный участок пути. Потом, когда немцы снова зажгли прожектор, последние корабли нашего каравана уже покидали опасную зону. По ним немцы открыли огонь из орудий крупного калибра, но существенных потерь наш караван не понес. Так я благополучно добрался до Ленинграда. Только здесь, в штабе нашего батальона я узнал для чего, собственно, меня вызвали в Ленинград. Командир нашего батальона капитан Б.К. Бланк захотел, чтобы я поделился своим опытом работы с другими старшими операторами нашего батальона. Мне это "хотение" командира батальона вполне могло стоить жизни!… К ноябрю 1941г. у нас в батальоне уже были созданы "РЕДУТЫ" № 4, № 5. В штабе батальона в ноябре 1941 года я несколько раз проводил беседы со старшими операторами "РЕДУТОВ" № 1, № 2, № 4 и № 5, которых специально для этих бесед поочередно вызывали в штаб батальона. По ходу этих бесед рассказывал о своей методике определения количества самолетов в группах и рисовал на бумаге картинки импульсов разных целей, отвечал на все вопросы старших операторов. Командир батальона капитан Б.К. Бланк был очень доволен мною и перед строем объявил мне благодарность. Таким образом, с ноября 1941 года, моя методика точного определения самолетов в групповых целях стала использоваться почти всеми старшими операторами нашего батальона, а имя автора этой методики, как у нас тогда водилось, было позабыто. Моя методика стала достоянием всего батальона и жила уже сама по себе... Я воспринимал это, как должное.
"Операторы "Редутов" быстро освоили приемы определения количества самолетов в группе по характеру пульсаций отраженных импульсов. Помню рядового Г.И. Гельфенштейна с "Редута-9", который особенно хорошо проявил себя в этом тонком деле и редко ошибался"…
В конце января 1942 года на какое-то время я был включен в состав боевого расчета новой РЛС – "РЕДУТ-9". Эту станцию по Дороге Жизни вывозил на Волховский фронт, в Волховский дивизионный район ПВО, командир роты молодой старший лейтенант Сергей Николаевич Скворцов… Помню, как он иной раз долго, час-полтора, молча стоял у меня за спиной и смотрел как я работаю. Потом молча хлопал меня по плечу и уходил из аппаратной. Он так и не узнал тогда, что именно я и являлся автором методики точного определения самолетов в групповых целях…
В конце лета 1942 года по решению командования нашего батальона я был отозван с "РЕДУТА-9" в Ленинград.
Г. Гельфенштейн
Вторая мировая война стала испытательным полигоном двух ключевых технологий XX века: ракетной и атомной. Говоря об этом, историки часто забывают упомянуть третью важнейшую военную разработку, в дальнейшем поставленную на службу мирным целям. Речь идет о радиолокации. Такая «забывчивость» связана с тем, что долгое время история появления радара из соображений секретности оставалась неясной. Однако сегодня ничто не мешает нам окончательно прояснить этот вопрос.
Александр Попов и радиоволны
В одной из статей «ИДИ» мы рассказывали, что изобретатель радио Александр Попов проводил практические испытания своего радиоприемника, используя суда и береговую инфраструктуру российского ВМФ. В 1897 году, настраивая радиосвязь между кораблями
Балтфлота, он обнаружил и описал явление отражения радиоволн от корабля. Разумеется, тогда об изобретении радара говорить было еще рано. Самые далеко идущие выводы из наблюдений Попова сделали немецкие ученые: в 1904 году Кристиан Хюльсмайер запатентовал телемобильскоп - двухантенное устройство для обнаружения кораблей на большом расстоянии. Детище сумрачной германской мысли выглядело чудовищно, работало ненадежно и военных совершенно не заинтересовало (наверное, к счастью, учитывая, что десять лет спустя Германия будет воевать против нас в Первой мировой войне). В 20-е годы физики сразу нескольких стран, отталкиваясь от исследований Попова и Хюльсмайера, проводили эксперименты с отражением радиоволн, большинство которых носило абсолютно мирный характер. В 1925 году советские ученые и инженеры Введенский, Симанов, Халезов и Аренберг доказали возможность использования ультракоротких радиоволн для точного обнаружения движущихся объектов. Но доказать мало, нужно еще и сделать.
Термин «радар» - аббревиатура от radiodetectionandranging - появился в 1941 году.
Как радар был электровизором
В начале 30-х молодой командир-зенитчик Павел Ощепков, поняв бесперспективность имевшейся тогда в ПВО акустической аппаратуры, приступает к разработке радиолокационных систем - РЛС. 3 января 1934 года в СССР радиолокационным методом был обнаружен самолет, летящий на высоте 150 метров на дальности 600 метров от радарной установки. В том же году на Ленинградском радиозаводе начали выпускать опытные образцы РЛС для системы радиообнаружения «Электровизор». Как и в начале века, вскоре нас нагнала Германия, но РЛС, появившиеся на кораблях германского флота, имели весьма ограниченный радиус действия. Достижения инженерной мысли совпали по времени с теоретическими исследованиями советского ученого-радиотехника Владимира Котельникова, позволившими усовершенствовать методы радиоприема в том числе и в целях радиолокации. С 1938 года в СССР начали серийно выпускаться РЛС «РУС-1» и «РУС-2», которые доказали свою эффективность в первые же часы войны. Благодаря тому что в Севастополе базировался крейсер «Молотов», единственный на тот момент советский корабль, оснащенный РЛС, первая атака немецких бомбардировщиков на базу Черноморского флота 22 июня была отражена. А 22 июля 1941 года расположенный в Подмосковье комплекс РЛС «РУС-2» с расстояния около 100 км обнаружил приближение 200 бомбардировщиков - первый налет немецкой авиации на Москву. Благодаря раннему оповещению наши силы ПВО смогли дезорганизовать воздушную атаку противника. Советскими истребителями и зенитными орудиями было сбито 22 вражеских бомбардировщика, большинство других немецких машин в панике поспешили избавиться от бомб, сбросив их в леса и на поля на подступах к Москве.
Украденный триумф
Если еще в 1940 году английские РЛС никуда не годились даже по сравнению с немецкими аналогами, то уже три года спустя британцы, изучив любезно предоставленные им советские схемы, создали превосходные РЛС, которым дали звучное имя «радар». Помимо дальности их коньком была точность - как им это удалось?
Вспомним, что наши физики еще до Ощепкова придумали использовать волны УКВ диапазона, что значительно повышало «прецизионность» радиолокации. Сантиметровая радиолокационная станция «Буря» испытывалась в СССР еще в 1936 году, в то время как и Германия и Великобритания вошли в войну с неэффективными радарами, работавшими в метровом диапазоне. Но к 1943 году у англичан все было «олрайт»: они задействовали радиолокаторы не только как средство противовоздушной обороны, но и для нападения - бортовые радары начали ставить на бомбардировщики, что позволило значительно повысить точность авиаударов. Именно с помощью сканирующих местность РЛС их авиация всего за четыре ночных налета уничтожила большую часть Гамбурга. В то время как советские РЛС тихо прикрывали наши города от фашистских самолетов, британцы пиарили якобы разработанные ими радары, сбрасывая бомбы на немецкие мегаполисы.
До абсурда ситуация дошла в 1946 году, когда британский премьер-министр Уинстон Черчиль заявил: «Самое выдающееся достижение в военной технике за последние 50 лет и за годы Второй мировой - изобретение радара, и это достижение целиком и полностью завоевание Великобритании». В СССР никак не отреагировали на такую «благодарность» союзника, поскольку разработки РЛС у нас все еще оставались засекреченными и афишировать их из-за чьей-то неуемной кичливости было нецелесообразно. Немцы, у которых заслуг в области разработки РЛС было побольше, чем у англичан, промолчали на правах проигравших. Как ни странно, вместо нас возмутились ближайшие союзники англичан - американцы. В журнале Look была опубликована статья, в которой открыто заявлялось: «Советские ученые успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретен в Англии».
Как и многие другие изобретения, радиолокатор был предсказан научной фантастикой. Первым его описал уроженец Люксембурга Хьюго Гернсбек . Он открыл в США радиобизнес и на заработанные деньги стал издавать научно-фантастический журнал, в котором был одним из авторов. Однако литература была слабым звеном этого одаренного человека, его книги не встали в один ряд с томами Жюля Верна и Герберта Уэллса. Принцип работы радиолокатора Гернсбек описал в 1911 году в романе «Ральф 124C 41+». Он был настолько детальным, что Роберт Уотсон-Уотт, которого в Великобритании считают изобретателем радара, узнав о романе, был сильно впечатлен и публично признал приоритет фантаста.
Уотсон-Уотт свое устройство представил лишь в 1935 году. Но еще за год до этого в СССР был успешно проведен эксперимент по обнаружению самолета радиолокатором, созданным товарищем Ощепковым. Разработки РЛС в 30-х годах прошлого века велись военными ведомствами наиболее технически продвинутых стран - СССР, Великобритании, США, Франции, Германии. И были строго засекречены, поскольку все готовились к войне. Этим и объясняется то, что у изобретения не один «отец».
Ощепков Павел Кондратьевич
Будущий изобретатель впервые сел за парту в 12 лет. Но учение ему давалось легко, он поступил сначала в техникум связи, а затем в Московский энергетический институт, который окончил досрочно и был призван в армию. Там за три месяца он провел расчеты и разработал рекомендации по технике артиллерийской стрельбы, которые под названием «Теория зенитной артиллерийской стрельбы» были размножены и стали учебным пособием для расчетов зенитных орудий. В самом начале идеи «отца» советского радара Павла Ощепкова нашли поддержку у заместителя наркома обороны Тухачевского - большого поклонника технических нововведений в армии. Но после того как в 1937 году Тухачевского репрессировали, арестовали и Ощепкова, а разработки радиолокационных систем притормозили. Только с началом войны Павел Кондратьевич был переведен в полутюремное КБ - шарашку. За его освобождение ходатайствовали такие люди, как академик Иоффе и будущий маршал Жуков. Однако время было упущено и хотя советские РЛС являлись лучшими в мире, но значительный прогресс в их разработке был достигнут только к концу Великой Отечественной.
После войны Ощепков продолжал исследования радиолокации, а также стал основоположником таких научных дисциплин, как энергоинверсия и интроскопия.
РЛС "Воронеж"
В России создано огромное множество радиолокационных средств различного назначения, работающих в разных диапазонах, которые способны отслеживать все, что движется в небе и в космосе. Например, РЛС «Дон-2Н», которой нет аналогов в мире (читайте о ней на страницах 20 и 21). Но поскольку технологии постоянно идут вперед, пришла пора заменить некоторые старые радары на более совершенные. В настоящее время на смену громоздким РЛС «Дарьял» приходят станции нового поколения «Воронеж», предназначенные для обнаружения баллистических и крылатых ракет, а также космических объектов. Преимущество новых РЛС - модульность, их можно в короткий срок собрать в любом месте. Скоро встанут на боевое дежурство загоризонтные РЛС «Контейнер». Их название говорит о том, что их также легко установить, а при необходимости разобрать и перевезти. Принцип работы загоризонтных радаров основан на том, что радиосигнал как от зеркала отражается от ионосферы и уходит далеко за горизонт, что позволяет контролировать огромное пространство. Помимо этого к 2020 году Вооруженные силы России получат порядка 800 новейших радиолокационных средств, таких как «Подлет-К1», «Гамма-М» и «Небо».
РЛС "Контейнер"
Во время опытов по радиосвязи между кораблями обнаружил явление отражения радиоволн от корабля. Радиопередатчик был установлен на верхнем мостике транспорта «Европа», стоявшем на якоре, а радиоприёмник - на крейсере «Африка». В отчёте комиссии, назначенной для проведения этих опытов, А. С. Попов писал:
Влияние судовой обстановки сказывается в следующем: все металлические предметы (мачты, трубы, снасти) должны мешать действию приборов как на станции отправления, так и на станции получения, потому что, попадая на пути электромагнитной волны, они нарушают её правильность, отчасти подобно тому, как действует на обыкновенную волну, распространяющуюся по поверхности воды, брекватер , отчасти вследствие интерференции волн, в них возбужденных, с волнами источника, то есть влияют неблагоприятно.
…Наблюдалось также влияние промежуточного судна. Так, во время опытов между «Европой» и «Африкой» попадал крейсер «Лейтенант Ильин», и если это случалось при больших расстояниях, то взаимодействие приборов прекращалось, пока суда не сходили с одной прямой линии.
В ходе операции «Брюневаль» , проведённой английскими коммандос на побережье Франции в провинции Приморская Сена (Верхняя Нормандия), тайна немецких радаров была раскрыта. Для глушения радаров союзники применили передатчики, излучающие помеху в определённой полосе частот при средней частоте 560 мегагерц. Сначала такими передатчиками оснащали бомбардировщики. Когда немецкие летчики научились вести истребители на сигналы помех, словно на радиомаяки, вдоль южного побережья Англии расположили громадные американские передатчики «Туба» (Project Tuba ), разработанные в радиолаборатории Гарвардского университета . От их мощных сигналов истребители немцев «слепли» в Европе, а бомбардировщики союзников, избавившись от преследователей, спокойно летели к дому через Ла-Манш.
В СССР
В Советском Союзе осознание необходимости средств обнаружения авиации, свободных от недостатков звукового и оптического наблюдения, привело к разворачиванию исследований в области радиолокации. Идея, предложенная молодым артиллеристом Павлом Ощепковым , получила одобрение высшего командования: наркома обороны СССР К. Е. Ворошилова и его заместителя - М. Н. Тухачевского .
В 1946 году американские специалисты - Реймонд и Хачертон, бывший сотрудник посольства США в Москве, написали: «Советские учёные успешно разработали теорию радара за несколько лет до того, как радар был изобретён в Англии».
Большое внимание в системе ПВО уделяется решению проблемы своевременного обнаружения низколетящих воздушных целей (англ. ) .
Классификация
По сфере применения различают:
- военные РЛС;
- гражданские РЛС.
По назначению:
- РЛС обнаружения;
- РЛС управления и слежения;
- панорамные РЛС;
- РЛС бокового обзора;
- метеорологические РЛС;
- РЛС целеуказания;
- РЛС обзора обстановки.
По характеру носителя:
- береговые РЛС;
- морские РЛС;
- бортовые РЛС;
- мобильные РЛС.
По типу действия:
- первичные, или пассивные;
- вторичные, или активные;
- совмещённые.
По методу действия:
- надгоризонтный радиолокатор;
По диапазону волн:
- метровые;
- дециметровые;
- сантиметровые;
- миллиметровые.
Первичный радиолокатор
Первичный (пассивный) радиолокатор, в основном, служит для обнаружения целей, освещая их электромагнитной волной и затем принимая отражения (эхо) этой волны от цели. Поскольку скорость электромагнитных волн постоянна (скорость света), становится возможным определить расстояние до цели, основываясь на измерении различных параметров распространения сигнала.
В основе устройства радиолокационной станции лежат три компонента: передатчик , антенна и приёмник .
Передатчик (передающее устройство) является источником электромагнитного сигнала высокой мощности. Он может представлять собой мощный импульсный генератор. Для импульсных РЛС сантиметрового диапазона - обычно магнетрон или импульсный генератор, работающий по схеме: задающий генератор - мощный усилитель, использующий в качестве генератора чаще всего лампу бегущей волны (ЛБВ), а для РЛС метрового диапазона часто используют триодную лампу. РЛС, которые используют магнетроны, некогерентны или псевдо-когерентны, в отличие от РЛС на основе ЛБВ. В зависимости от конструкции, передатчик работает либо в импульсном режиме, формируя повторяющиеся короткие мощные электромагнитные импульсы, либо излучает непрерывный электромагнитный сигнал.
Антенна выполняет фокусировку сигнала передатчика и формирование диаграммы направленности , а также приём отражённого от цели сигнала и передачу этого сигнала в приёмник. В зависимости от реализации приём отражённого сигнала может осуществляться либо той же самой антенной, либо другой, которая иногда может располагаться на значительном расстоянии от передающего устройства. В случае, если передача и приём совмещены в одной антенне, эти два действия выполняются поочерёдно, а чтобы мощный сигнал, просачивающийся от передающего передатчика в приёмник, не ослепил приёмник слабого эха, перед приёмником размещают специальное устройство, закрывающее вход приёмника в момент излучения зондирующего сигнала.
Приёмник (приёмное устройство) выполняет усиление и обработку принятого сигнала. В самом простом случае результирующий сигнал подаётся на лучевую трубку (экран), которая показывает изображение, синхронизированное с движением антенны.
Различные РЛС основаны на различных методах измерения отражённого сигнала:
Частотный метод
Частотный метод измерения дальности основан на использовании частотной модуляции излучаемых непрерывных сигналов. В данном методе за период излучается частота, меняющаяся по линейному закону от f1 до f2. Отраженный сигнал придёт промодулированным линейно в момент времени, предшествующий настоящему на время задержки. Т. о. частота отраженного сигнала, принятого на РЛС, будет пропорционально зависеть от времени. Время запаздывания определяется по резкой перемене в частоте разностного сигнала.
Достоинства:
- позволяет измерять очень малые дальности;
- используется маломощный передатчик.
Недостатки:
- необходимо использование двух антенн;
- ухудшение чувствительности приёмника вследствие просачивания через антенну в приемный тракт излучения передатчика, подверженного случайным изменениям;
- высокие требования к линейности изменения частоты.
Фазовый метод
Фазовый (когерентный) метод радиолокации основан на выделении и анализе разности фаз отправленного и отражённого сигналов, которая возникает из-за эффекта Доплера , когда сигнал отражается от движущегося объекта. При этом передающее устройство может работать как непрерывно, так и в импульсном режиме. Основным преимуществом данного метода является то, что он «позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приёмной аппаратурой и целью или за ней» .
Так как при этом используются ультракороткие волны, то однозначный диапазон измерения дальности составляет порядка единиц метра. Поэтому на практике используют более сложные схемы, в которых присутствует две и больше частот.
Достоинства:
- маломощное излучение, так как генерируются незатухающие колебания;
- точность не зависит от доплеровского сдвига частоты отражения;
- достаточно простое устройство.
Недостатки:
- отсутствие разрешения по дальности;
- ухудшение чувствительности приёмника вследствие проникновения через антенну в приёмный тракт излучения передатчика, подверженного случайным изменениям.
Импульсный метод
Современные радары сопровождения построены как импульсные радары. Импульсный радар передаёт излучающий сигнал только в течение очень краткого времени, коротким импульсом (обычно приблизительно микросекунда), после чего переходит в режим приёма и слушает эхо, отражённое от цели, в то время как излучённый импульс распространяется в пространстве.
Поскольку импульс уходит далеко от радара с постоянной скоростью, между временем, прошедшим с момента посылки импульса до момента получения эхо-ответа, и расстоянием до цели - прямая зависимость. Следующий импульс можно послать только через некоторое время, а именно после того, как импульс придёт обратно (это зависит от дальности обнаружения радара, мощности передатчика, усиления антенны, чувствительности приёмника). Если импульс посылать раньше, то эхо предыдущего импульса от отдалённой цели может быть спутано с эхом второго импульса от близкой цели. Промежуток времени между импульсами называют интервалом повторения импульса (англ. Pulse Repetition Interval, PRI ), обратная к нему величина - важный параметр, который называют частотой повторения импульса (ЧПИ, англ. Pulse Repetition Frequency, PRF ). Радары низкой частоты дальнего обзора обычно имеют интервал повторения в несколько сотен импульсов в секунду. Частота повторения импульсов является одним из отличительных признаков, по которым возможно дистанционное определение модели РЛС.
Достоинства импульсного метода измерения дальности:
- возможность построения РЛС с одной антенной;
- простота индикаторного устройства;
- удобство измерения дальности нескольких целей;
- простота излучаемых импульсов, длящихся очень малое время, и принимаемых сигналов.
Недостатки:
- необходимость использования больших импульсных мощностей передатчика;
- невозможность измерения малых дальностей;
- большая мёртвая зона.
Устранение пассивных помех
Одной из основных проблем импульсных РЛС является избавление от сигнала, отражающегося от неподвижных объектов: земной поверхности, высоких холмов и т. п. Если, к примеру, самолёт находится на фоне высокого холма, отражённый сигнал от этого холма полностью перекроет сигнал от самолёта. Для наземных РЛС эта проблема проявляется при работе с низколетящими объектами. Для бортовых импульсных РЛС она выражается в том, что отражение от земной поверхности затеняет все объекты, лежащие ниже самолёта с радиолокатором.
Методы устранения помех используют, так или иначе, эффект Доплера (частота волны, отражённой от приближающегося объекта, увеличивается, от уходящего объекта - уменьшается).
Самый простой радар, который может обнаружить цель в помехах - радар с селекцией движущихся целей (СДЦ) - импульсный радар, который сравнивает отражения более чем от двух или больше интервалов повторения импульса. Любая цель, которая движется относительно радара, производит изменение в параметре сигнала (стадия в последовательном СДЦ), тогда как помехи остаются неизменными. Устранение помех происходит путём вычитания отражений из двух последовательных интервалов. На практике устранение помех может быть осуществлено в специальных устройствах - черезпериодных компенсаторах или алгоритмами в программном обеспечении.
Неустранимым недостатком СДЦ, работающих с постоянной ЧПИ, является невозможность обнаружения целей со специфическими круговыми скоростями (целей, которые производят изменения фаз точно в 360 градусов). Скорость, при которой цель становится невидимой для радиолокатора, зависит от рабочей частоты станции и от ЧПИ. Для устранения недостатка современные СДЦ излучают несколько импульсов с различными ЧПИ. ЧПИ подбираются такими образом, чтобы число «невидимых» скоростей было минимальным.
Импульсно-доплеровские РЛС , в отличие от РЛС с СДЦ, используют другой, более сложный способ избавления от помех. Принятый сигнал, содержащий информацию о целях и помехах, передаётся на вход блока фильтров Доплера. Каждый из фильтров пропускает сигнал определённой частоты. На выходе из фильтров вычисляются производные от сигналов. Способ помогает находить цели с заданными скоростями, может быть реализован аппаратно или программно, не позволяет (без модификаций) определить расстояния до целей. Для определения расстояний до целей можно разделить интервал повторения импульса на отрезки (называемые отрезками дальности) и подавать сигнал на вход блока фильтров Доплера в течение данного отрезка дальности. Вычислить расстояние удаётся только при многократных повторениях импульсов на разных частотах (цель появляется на различных отрезках дальности при разных ЧПИ).
Важное свойство импульсно-доплеровских РЛС - когерентность сигнала, фазовая зависимость отправленных и полученных (отражённых) сигналов.
Импульсно-доплеровские РЛС, в отличие от РЛС с СДЦ, успешнее обнаруживают низколетящие цели. На современных истребителях эти РЛС используются для воздушного перехвата и управления огнём (радары AN/APG-63, 65, 66, 67 и 70). Современные реализации в основном программные: сигнал оцифровывается и отдаётся на обработку отдельному процессору . Часто цифровой сигнал преобразуется в форму, удобную для других алгоритмов, с помощью быстрого преобразования Фурье . Использование программной реализации по сравнению с аппаратной имеет ряд преимуществ:
- возможность выбора алгоритмов из числа доступных;
- возможность изменения параметров алгоритмов;
- возможность добавления/изменения алгоритмов (путём смены прошивки).
Перечисленные достоинства наряду с возможностью хранения данных в ПЗУ) позволяют, в случае необходимости, быстро приспособиться к технике глушения противника.
Вторичный радиолокатор
Вторичная радиолокация используется в авиации для опознавания. Основная особенность - использование активного ответчика на самолётах.
Принцип действия вторичного радиолокатора несколько отличается от принципа первичного радиолокатора. В основе устройства Вторичной радиолокационной станции лежат компоненты: передатчик , антенна , генераторы азимутальных меток, приёмник , сигнальный процессор , индикатор и самолётный ответчик с антенной .
Передатчик служит для формирования импульсов запроса в антенне на частоте 1030 МГц.
Антенна служит для излучения импульсов запроса и приёма отражённого сигнала. По стандартам ICAO для вторичной радиолокации антенна излучает на частоте 1030 МГц и принимает на частоте 1090 МГц.
Генераторы азимутальных меток служат для генерации азимутальных меток (англ. Azimuth Change Pulse, ACP ) и метки Севера (англ. Azimuth Reference Pulse, ARP ). За один оборот антенны РЛС генерируется 4096 малых азимутальных меток (для старых систем) или 16384 улучшенных малых азимутальных меток (англ. Improved Azimuth Change pulse, IACP - для новых систем), а также одна метка Севера. Метка севера приходит с генератора азимутальных меток при таком положении антенны, когда она направлена на Север, а малые азимутальные метки служат для отсчёта угла разворота антенны.
Приёмник служит для приёма импульсов на частоте 1090 МГц.
Сигнальный процессор служит для обработки принятых сигналов.
Индикатор служит для отображения обработанной информации.
Самолётный ответчик с антенной служит для передачи содержащего дополнительную информацию импульсного радиосигнала обратно в сторону РЛС по запросу.
Принцип действия вторичного радиолокатора заключается в использовании энергии самолётного ответчика для определения положения воздушного судна. РЛС облучает окружающее пространства запросными импульсами P1 и P3, а также импульсом подавления P2 на частоте 1030 МГц. Оборудованные ответчиками воздушные суда, находящиеся в зоне действия луча запроса, при получении запросных импульсов, если действует условие P1,P3>P2, отвечают запросившей РЛС серией кодированных импульсов на частоте 1090 МГц, в которых содержится дополнительная информация о номере борта, высоте и так далее. Ответ самолётного ответчика зависит от режима запроса РЛС, а режим запроса определяется интервалом времени между запросными импульсами P1 и P3, например, в режиме запроса А (mode A) интервал времени между запросными импульсами станции P1 и P3 равен 8 микросекундам и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свой номер борта.
В режиме запроса C (mode C) интервал времени между запросными импульсами станции равен 21 микросекунде и при получении такого запроса ответчик воздушного судна кодирует в импульсах ответа свою высоту. Также РЛС может посылать запрос в смешанном режиме, например, Режим А, Режим С, Режим А, Режим С. Азимут воздушного судна определяется углом поворота антенны, который, в свою очередь, определяется путём подсчёта малых азимутальных меток .
Дальность определяется по задержке пришедшего ответа. Если воздушное судно находится в зоне действия боковых лепестков, а не основного луча, или находится сзади антенны, то ответчик воздушного судна при получении запроса от РЛС получит на своём входе условие, что импульсы P1,P3 Принятый от ответчика сигнал обрабатывается приёмником РЛС, затем поступает на сигнальный процессор, который проводит обработку сигналов и выдачу информации конечному потребителю и (или) на контрольный индикатор. Плюсы вторичной РЛС: История радио, которомусто лет, полна драматических событий, в которых переплелись технические достижения и человеческие судьбы.Расскажем об истории появлениянекоторых радиоустройств. Одна из важнейших задач военного радио состоит в дальнем обнаружении самолетов и ракет противника, в заблаговременном предупреждении об авианалете. С самого начала аспекты этой области техникиобсуждались в очень высоких кабинетах. Идея создания радиолокатора принадлежит военному инженеру Павлу Кондратьевичу Ощепкову. В 1933 году вышла его статья об «электровидении», в которой предлагалось обнаруживать самолет по отраженному радиоимпульсу. П.К. Ощепков добился обсуждения идеи «электровидения» у начальника вооружений РККА М.Н.Тухачевского. На совещании присутствовалипрезидент АН СССР А.П.Карпинский, академик А.Ф.Иоффе и другие выдающиеся ученые.Одобрение идеи «электровидения» (на современном языке - радиолокации) на таком представительном форумедало возможность быстро создать невиданное устройство - электровизор. В рассказах об этом совещании осталось«особое мнение» А.Ф.Иоффе, который, одобряя идею «электровизора», считал, что для обнаружения самолетов следует применятьне дециметровые, а более длинные радиоволны, например, метровые. Метровые волны соизмеримы с самолетом.Для метровых волн самолет - рассеивающая неоднородностьс размерами порядка длины волны. Такая неоднородностьрассеивает радиоволну в пространстве равномерно во всех направлениях, в частности, в направлении «назад», обратно, к «электровизору». В этом случае можно принять отраженный от самолета импульс.Для дециметровых и сантиметровых волн детали самолета - отражающие поверхности (плоскости), поэтому пришедшие от «электровизора» к самолету радиоволны отразятся от плоских поверхностей направленно и назад к «электровизору» не попадут. 80 лет назад обсуждались вопросы, которые в дальнейшем исследовались при составлении «радиолокационных портретов» различных летательных аппаратов, а сейчас относятся к технологии «стелс», к созданию самолетов-невидимок! Решениесовещания быстро воплотилось в жизнь. В 1934 годув присутствии ученых и военноначальников был испытан «электровизор». В связи с этим осталась еще одна «академическая» история.М.Н.Тухачевский перед испытаниями поинтересовался уакадемика М. В. Шулейкина, каково его мнение о новинке, и получил ответ: «Все это чепуха! В этом я уверен больше, чем в том, что стою на земле!».В ходе испытаний П.К. Ощепков попросил академика сесть за пульт «электровизора», после чего М.В Шулейкин сказал: «Я ошибся. Мы присутствуем при рождении совершенно новой техники и нового направления в науке». После успешных испытанийприбора было создано конструкторскою бюро (КБ УПВО) во главе с П.К. Ощепковым. Деятельность КБ УПВО РККА состояла как в самостоятельных разработках, так и в координации деятельности всех предприятий, занятых созданием «электровизора». КБ разрабатываломощные генераторы и лампы к ним, регистрирующие устройства и т.д. Но еще КБвыдавало НИИ и заводамзаказы на исследования, разработку и изготовление отдельных узлов аппаратуры радиообнаружения. Даже задание на разработку тактико-технических вопросов радиообнаружения выдавало КБ Ощепкова.Кроме того, КБ УПВО было обязано оборудовать новейшей аппаратурой командные пункты ПВО. Работа шла в КБ ПВО, в Ленинградском физико-техническом институте (ЛФТИ), во Всесоюзном электротехническом институте (ВЭИ), в Ленинградском электрофизическом институте (ЛЭФИ), в Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) и других научных и инженерных центрах страны. Потом настал 1937 год, М.Н.Тухачевский погиб, погибли или пострадали многие его соратники. П.К. Ощепков получил 10 лет лагерей. Свой срок он отсидел полностью и вышел, когда СССР отстал в области радиолокации от США и Великобритании. Послеареста Ощепкова КБ продолжало работать под руководством Ю.Б.Кобзарева. В результате перед самой войной появился первый советский радиолокатор РУС-2 (радиоулавливатель самолетов).
РУС-2 был принят на вооружение, сыграл определенную роль при обороне Москвы, однако массового использования этого радиолокатора в Великой Отечественной войне не было. Даже фотографию РУС-2 я не смог найти, только рисунок Можно считать, что первый период истории советской радиолокации закончился в 1941/42 годах. Потом начался новый период, практически, «с нуля»: отзыв с фронта инженеров, организация предприятий, перевод с английского научной литературы (так называемая «массачусетская серия»). ТЕХНИКА И ВООРУЖЕНИЕ № 2/2008, стр. 34-43
ПЕРВЫЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ РЛС ДАЛЬНЕГО ОБНАРУЖЕНИЯ
Е. Климович,
А. Гладков Продолжение.
Начало см. в «ТиВ» №8/2007г.
Дальнейшие пути совершенствования первых РЛС
В марте-июне 1941 г. была выпущена опытная партия станций РУС-2 в количестве десяти комплектов. По своим техническим характеристикам РУС-2 вполне отвечала требованиям времени, но не удовлетворяла войска в тактическом и эксплуатационном отношениях. В процессе изготовления опытной партии РУС-2 и эксплуатации их в войсках было установлено, что эта станция может быть значительно упрощена с одновременным повышением ее надежности и улучшением других характеристик. Упрощение станции виделось прежде всего в замене двухантенной системы на одноантенную, что позволяло разместить передающую и приемную аппаратуру на одной автомашине в неподвижном фургоне, но с вращающейся антенной и отказаться от громоздких и сложных приводов для фургонов и устройств для их синхронного и синфазного вращения. К тому же, вращение фургона не добавляло удобства работе оператора: по свидетельству Ю.Б. Кобзарева, «более двух часов такой «карусели» никто не выдерживал».
Реализация такого предложения наряду с возможностью конструктивных и технологических улучшений в аппаратуре РАС должна была привести к росту выпуска станций, снижению их стоимости, повышению надежности и удобства применения в войсках. Задача увеличения и упрощения производства станции стала тем более актуальна, что выпускавший РУС-2 завод им.Коминтерна вскоре был эвакуирован в Новосибирск, где смог возобновить свою деятельность только в первом квартале 1942 г. Возможность работы на одну антенну ЛФТИ проверил на своей опытной РЛС, развернутой под Токсово. Модернизацию РУС-2 осуществляли ЛФТИ и НИИ-20 (НИИ радиопромышленности). Одноантенный вариант станции требовал коммутатора для переключения антенны с передачи на прием и обратно, при котором исключалось бы попадание излучаемого сигнала в приемный тракт, и согласования антенны с передающей и приемной аппаратурой. Инженером Д.С. Михалевичем была предложена схема, основанная на использовании свойств четвертьволновой линии, которая при отсутствии потерь может служить для согласования полных сопротивлений - линии передач и нагрузки. Передатчик с помощью автотрансформаторной связи (индуктивной связи колебательных контуров) подключался к фидеру, к которому на расстоянии примерно в четверть волны от анодного контура присоединялся фидер питания радиоприемника. Переключение антенны с передачи на прием и обратно осуществлялось с применением электрических разрядников, блокирующих при передаче входную часть приемника от мощных импульсов передатчика. Эта схема стала классической для многих последующих типов импульсных РЛС. При разработке конструкции вращающейся антенны была решена и другая сложная задача по созданию высокочастотного устройства, которое должно было обладать достаточной электрической прочностью в режиме передачи и сохранять постоянство входного сопротивления в цепи антенны при ее вращении. В результате появился так называемый бесконтактный токосъемник из индуктивно связанных цепей с распределенными постоянными. Был также разработан более простой по конструкции индикатор обзора воздушного пространства. В сентябре 1940 г. Управление связи РККА выдало ТЗ на проектирование опытного образца РЛС «Редут-41». В техническом задании содержались следующие тактико-технические требования: Совмещение передающей и приемной аппаратуры в одном фургоне при работе на общую антенну; Вращение не фургона, а только установленной на нем антенны; Размещение во втором автофургоне двух агрегатов питания (рабочего и резервного); Станция должна обнаруживать самолеты на дальности до 30 км на высоте 500 м и до 110 км на высоте 8000 м с точностью определения дальности 1,5 км, азимута 7°, рабочая длина волны 4,0-4,3 м (частоты 75-70 МГц) при длительности импульса 10-12 мкс; Вся аппаратура станции должна размещаться на двух автоприцепах. Кроме того, РЛС разрабатывалась в двух вариантах: в автомобильном (для обеспечения средствами разведки Сухопутных войск) и в разборном с перевозкой радиоаппаратуры и агрегатов питания в укладочных ящиках любым видом транспорта (для стационарных постов ВНОС на территории страны). Разработку и серийное производство автомобильных станций поручили одному из радиозаводов, а разборных - НИИ-20 (НИИ радиопромышленности) . НИИ-20 создавал также стационарную станцию с расчетной дальностью обнаружения до 200-250 км. Станция получила шифр «Порфир», ее экспериментальный образец был готов в начале войны. 21 июля 1941 г. станцию смонтировали под Можайском, и она внесла свой вклад в своевременное приведение в боевую готовность истребительной авиации и зенитной артиллерии при первом налете гитлеровской авиации на Москву. Станция «Порфир» имела двухъярусную антенну типа «волновой канал» длиной 7 м и высотой 25 м. Коэффициент направленного действия антенны в несколько раз превосходил коэффициент станции «Редут». Передатчик был выполнен на четырех лампах ИГ-8 (у «Редута» - на двух) с анодным контуром в виде коаксиального эндо-вибратора (объемного резонатора). Приемник с каскадом усиления по высокой частоте обладал повышенной чувствительностью. Это послужило основанием для применения его схемы в приемнике разборного варианта станции «Редут-41», которым занимался коллектив НИИ-20 под руководством А.Б. Слепушкина. Был упрощен ряд узлов «Редута», в частности, ламповый модкоятор был заменен тиратронным. Антенна должна была размещаться на деревянной треноге, изготавливавшейся расчетом на месте, потом в комплект включили разборную мачту из металлических труб. Этот «упаковочный» тип станции получил наименование «Пегматит». Изготовили опытную партию из 10 станций и мачт с антеннами к ним, устанавливаемых на земле и соединяемых фидером с передающим и приемным устройствами. Ввиду явных преимуществ одноантенных станций Управление связи РККА решило серийное производство двухантенных РУС-2 не осуществлять, а сразу выпускать одноантенную «Пегматит». В мае 1941 г. институт подготовил первые две станции «Пегматит» , которые успешно прошли полигонные испытания и подтвердили полное соответствие их ТТХ станции «Редут» (РУС-2). Станция была одобрена уже в начале июля 1941 г., но драматические события первого периода войны и эвакуация подразделений НИИ в Барнаул не позволили закончить сборку опытной партии к началу 1942 г. РЛС «Пегматит» (известна также как П-2) поступила на вооружение войск ПВО, ВВС и ВМФ под названием РУС-2с.
Одноантенные станции дальнего обнаружения из опытной партии были установлены в Московской зоне ПВО и получили высокую оценку командования и войск ПВО. РУС-2с обнаруживала цель на дальностях до 110 км на высоте 8000 м и до 30 км на 500 м, определяла дальность с точностью до 1,5 км и азимут с точностью ±7°, а при нескольких засечках (с учетом вращения антенны) позволяла вычислять также курс цели. Комплекты РУС-2с перевозились в укладочных ящиках и развертывались в небольших стационарных помещениях (избах, землянках и т.д.) Антенна высотой 12 м крепилась растяжками. Серийное производство станций «Пегматит» организовали в Москве на заводе «Авиаприбор» (с 1942 г. - завод № 339 Наркомавиапрома) и заводе № 703 Наркомсудпрома (впоследствии - завод «Салют»). В процессе производства РЛС РУС-2с институтом велись работы по ее дальнейшему совершенствованию, что позволило уже в апреле 1942 г. перейти к модернизированной станции П-2М.
Эта станция выпускалась в течение всей войны самим НИИ и на заводах. За разработку станций РУС-2 и РУС-2с, ставших основой технической вооруженности постов ВНОС и значительно поднявших боевую эффективность войск ПВО, группе сотрудников НИИ-20 в составе А.Б. Слепушкина, В.В. Тихомирова, Л.В. Леонова, Д.С. Михалевича, И.Т. Зубкова, И.И. Вольмана в 1943 г. была присуждена Сталинская премия, а в 1944 г. НИИ за успехи, достигнутые в развитии радиолокации, был награжден орденом Трудового Красного Знамени. Создание одноантенной РУС-2 явилось крупным достижением отечественных ученых и инженеров. Стоит отметить, что английские специалисты, ознакомившиеся в конце войны со станциями РУС-2, были поражены простотой и надежностью ее конструкции и тем, как эффективно была решена задача работы на одну антенну. К тому же, отечественные РУС-2с, не уступая по своим возможностям британской станции MRU-105 или американской SCR-270, отличались мобильностью и быстротой развертывания на позиции. Для сравнения: британская MRU-105 (mobile radio unit, 105 - высота антенны в футах, т.е. около 32 м, первые три такие станции были присланы в СССР в декабре 1941 г.) монтировалась в двух прицепных автофургонах «Кросслей» и собиралась на позиции довольно долго. Синхронизация между передающей и приемной машиной шла по укладываемому на грунте коаксиальному кабелю (в ЗИП такого кабеля не было). В отличие от РУС-2, станция MRU-105 работала в секторе около 120°, причем по краям сектора дальность ее действия была вдвое меньше, чем по оси. Преимуществом MRU-105 было наличие в приемной аппаратуре гониометра (т.е. устройства для измерения углов в пространстве) , в который подавались сигналы от пар диполей верхней и нижней частей антенны, по соотношению сигналов вычислялся угол места цели, и с помощью номограммы оператор мог определить высоту ее полета. В плане ремонтопригодности английских станций определенную положительную роль сыграл тот факт, что отечественные высоковольтные кенотроны и модуляторные электронные лампы выпускались на американском оборудовании и были близкими аналогами английских и американских ламп. Производство РЛС дальнего обнаружения росло. Если выпуск станций РУС-2 и РУС-2с в 1941 г. принять за 100%,
то в 1942 г. он составил 106%, в 1943 г. - 136%, в 1944 г.- 306% и в 1945 г. - 588%. Количество РЛС дальнего обнаружения, выпущенных отечественной промышленностью к концу войны, приведено в таблице. Самой массовой отечественной станцией дальнего обнаружения стала РУС-2с. Для сравнения: союзники поставили в СССР по ленд-лизу 1788 РЛС для зенитной артиллерии, а также 373 морских и Тем не менее в годы Великой Отечественной войны первые отечественные РЛС успешно выполняли боевые задачи по обнаружению воздушного противника, обеспечивая оповещение и целеуказание зенитной артиллерии и истребительной авиации. Применялись они также на флоте при прикрытии баз, а в ВВС - для защиты аэродромов и наведения истребительной авиации на самолеты противника. РУС-1, РУС-2 и РУС-2с в годы войны вошли в систему ПВО Москвы, Сталинграда, Горького, Ленинградского фронта, Бакинской армии ПВО и Рыбинско-Ярославского дивизионного района ПВО. Об их значении свидетельствует памятник РЛС «Редут» («Редут-1», как он числился в 72-м орб ВНОС, открытый 9 мая 2003 г. в городе Токсово под Ленинградом (хотя в памятнике использована антенна совсем другой, послевоенной РЛС). Созданием станций РУС-2 и РУС-2с практически закончился предвоенный период развития РЛС дальнего обнаружения. Одновременно начались работы по совершенствованию станций дальнего радиообнаружения и созданию новых образцов. Так, в планах НИИИС РККА на 1941 -1942 гг. были намечены дальнейшие важные направления в области создания средств радиообнаружения, а именно: Разработка станции обнаружения на УКВ с дальностью обнаружения 300-350 км («Редут-Д»); Обеспечение обнаружения самолетов на малых высотах (при высоте полета от 50 м и более); Создание для войсковой ПВО станции типа «Редут», работающей на ходу, с дальностью обнаружения 10-50 км; Разработка аппаратуры определения высоты полета самолета станциями РУС-2 и РУС-2с; Разработка станции для обеспечения стрельбы зенитной артиллерии; Разработка аппаратуры наведения для истребителей, в том числе бортовой РЛС обнаружения на волнах 10-15 см с дальностями 1,5-2 км и бортового приемника сигналов, отраженных от самолета противника при облучении его с земли станциями РУС-2; Разработка аппаратуры опознавания государственной принадлежности самолетов (по признаку «свой- чужой»), работающей во взаимодействии со станцией РУС-2; Разработка методов радиотехнической разведки и определения характеристик РЛС противника и его станций помех. Реализацию этих планов прервала война, но она же заставила вернуться к ряду из этих тем. В ЛФТИ в 1941 г. начали работу по созданию станций обнаружения с дальностями действия 300-350 км. Увеличение дальности обнаружения предполагалось достичь за счет большой энергии в зондирующем импульсе значительной длительности и накопления энергии эхо-сигналов в резонансном контуре, настроенном на частоту повторения импульсов. Поскольку эхо-сигнал, в отличие от шумового, имеет постоянные характеристики, его накопление позволяет значительно улучшить отношение «сигнал/ шум» и выделить полезный сигнал на фоне шумов. Дальность до цели должна была определяться по фазе колебаний в приемнике, что дало основание назвать метод импульсно-фазовым. Повышение точности отсчета дальности до цели ожидалось получить путем стробирования эхо-сигналов по дальности. Научно-исследовательская работа этого направления была примечательна тем, что являлась первой разработкой, в которой предполагалось применить метод накопления энергии эхо-сигналов и осуществить высокую точность дальномет-рии при весьма длительных импульсах. До начала Великой Отечественной войны ЛФТИ удалось выполнить лишь небольшую часть исследований, в частности, создать резонансный фильтр-накопитель эхо-сигналов. После начала войны эти исследования в ЛФТИ также прекратились. Выдвигались и другие предложения по дальнему радиообнаружению. Профессор Физического института АН СССР С.Э. Хайкин предложил использовать московскую радиостанцию в качестве источника мощного сигнала, а простые приемные устройства расположить широкой сетью и связать с зенитными прожекторами. Принимая сигнал, отраженный от самолета, приемная станция указывала бы направления прожектористам. Но при тогдашнем уровне радиоприемных устройств и отсутствии систем автоматической обработки сигнала такая схема просто не могла бы работать. В литературе описан также способ радиоперехвата, довольно эффективно применявшийся в первые месяцы войны, не относящийся, правда, к радиолокации. Радиоприемники настраивались на частоту радиостанций германских бомбардировщиков. Взлетая с аэродромов на захваченной территории Украины и Белоруссии, расположение которых было хорошо известно командованию советских войск, летчики выходили в эфир перед построением в боевые эшелоны. Далее радиообмен осуществлялся с немецкой пунктуальностью через каждые пятнадцать минут полета вплоть до подхода группы к цели. Осуществляя радиоперехват, зная скорость и дальность полета, наши войска получали точную и подробную информацию о приближении самолетов противника. Продолжение работ по РЛС дальнего обнаружения
После постановки в ходе войны на производство РУС-2с и П-2М непосредственно встала задача дальнейшего совершенствования РАС дальнего обнаружения. Дело в том, что по опыту эксплуатации в войсках станции РУС-2 и РУС-2с использовались и как станции раннего предупреждения, и как станции наведения истребительной авиации ПВО, а в отдельных случаях - и как станции целеуказания зенитной артиллерии. Между тем по точности определения координат и зонам действия РУС-2 и РУС-2с не в полной мере соответствовали задачам наведения и целеуказания. Опыт разработки и производства РЛС в годы войны свидетельствовало возможности повышения эксплуатационной надежности и упрощения обслуживания станций. Постановлением ГКО от 20 марта 1943 г. на НИИ радиопромышленности возлагалась разработка новой станции дальнего обнаружения. Тактико-технические требования к ней, разработанные НИИИС РККА и утвержденные командованием войск ПВО, предусматривали следующие характеристики: Дальность обнаружения цели - не менее 130 км, пеленгования - 70 км; Точность определения азимута при обнаружении - 4° и пеленгования-1,3°; Точность определения дальности - 650 м и высоты - 300-700 м; Определение координат цели по азимуту - от 0 до 360° и по углу места - от 4 до 18°; Время определения трех координат цели -не более 25 с; Длина волны - 4,16 м; Мощность излучения в импульсе - 80-100 кВт, длительность импульса - 10-15 мкс. Станция получила обозначение П-3 и создавалась в разборном варианте. Ее инженерной особенностью являлась антенная система, состоявшая из двух антенн: азимутальной, сигналы с которой поступали на вход приемника через антенный переключатель, и вертикальной зондирующей, которая при излучении работала от передатчика, а в период паузы переключалась на прием и функционировала вместе с азимутальной антенной. Приближенное определение азимута производилось обычным способом - по максимуму амплитуды сигнала от антенны, направленной на самолет. В режиме точного определения азимута за счет действия антенного переключателя и соединения между собой обеих частей азимутальной антенны в противофазе на экране отметчика при ориентировании системы на цель были видны два раздвинутых по шкале импульса равной амплитуды. При уходе цели вправо или влево относительно оси антенны один импульс возрастал, а другой уменьшался (метод равносигнальной зоны). Для определения высоты полета самолетов использовалась система, состоявшая из двух антенн типа «волновой канал», установленных на разных высотах от поверхности земли, - 7 и 11м. Каждая из них подключалась к аппаратуре станции через гониометр. От положения ползунка гониометра зависела результирующая характеристика направленности обеих антенн в вертикальной плоскости. Угол места цели определялся по пропаданию сигналов в момент перемещения ползунка гониометра (нулевое излучение и прием). По измеренной дальности и найденному углу места с помощью номограммы оператор получал высоту цели над землей. Причем управление характеристикой направленности антенн в вертикальной плоскости позволило не только определять высоту полета, но и устранять в достаточно широких пределах мертвые зоны ДНА, т.е. зоны, из которых не было приема эхо-сигнала. В разработке станции участвовали И.Н. Антонов, Е. Я. Богуславский, Р.С. Буданов, И.И. Вольман, А.Р. Вольперт, СП. Заворотищев, Л.В. Леонов, П.В. Подгорнов и др. В период с 20 июля по 15 августа 1944 г. станция П-3 проходила заводские испытания под Москвой. Подтвердилось ее соответствие требованиям заказчика. ГАУ, не ожидая окончательно доводки станции и ее полигонных испытаний, внесло в ГКО предложение об изготовлении в том же году опытной партии новых РЛС. ГКО обязал НИИ предоставить в IV кв. 1944 г. 14 комплектов П-3. Полигонные испытания станции П-3, проведенные на НИЗАП ГАУ в январе-феврале 1945 г. (инженер-испытатель Г.Т. Опрышко), показали следующие результаты. Высотные приставки к станциям РУС-2 и РУС-2с
Прямыми измерениями, производимыми с помощью РУС-2 и РУС-2с, получались только две координаты цели - наклонная дальность и азимут. Однако надежное наведение истребительной авиации и расчет данных для стрельбы зенитной артиллерии требовал быстрого определения по результатам измерений еще третьей координаты - высоты. Встала задача дополнить станции РУС-2 и РУС-2с аппаратурой определения высоты. Важность этой задачи была ясна и ранее, теперь же она стала столь неотложной, что подготовленное НИИИС РККА задание на разработку соответствующей аппаратуры было выдано радиозаводу, НИИ-20 (НИИ радиопромышленности) и ЛФТИ. На радиозаводе эта аппаратура, получившая название «высотная приставка», разрабатывалась инженером Е.А. Селиным (ранее работавшим в НИИ-9 и получившим там опыт работы над радиолокационной аппаратурой) по техническому решению, предложенному инженером НИИИС А.И. Шестаковым. Приставка представляла собой, по сути, дополнительную РЛС для определения координат цели, функционирующую совместно с РЛС обнаружения. В основу был положен принцип определения утла места, основанный на том, что каждая антенна высотной приставки принимает радиоволны, как пришедшие непосредственно от цели (самолета), так и переотраженные от земли. В результате между каждой парой антенн приставки всегда существует напряжение, являющееся функцией угла падения волны, т.е. угла места цели. Благодаря этому с помощью гониометра, включаемого между верхней или нижней парой антенн, можно определять угол места самолета. Зная угол места цели и наклонную дальность до нее, высоту можно вычислить по простой формуле прямоугольного треугольника. Комплект аппаратуры высотной приставки включал мачту высотой 16,5 м с тремя антеннами, гониометр как средство измерения углов места, устройство определения высоты и переключатель антенного устройства и приемника. Антенны были смонтированы на мачте на разных высотах: нижняя - на 4,12 м от земли, средняя - 8,12 м и верхняя - 16,48 м. Станция орудийной наводки СОН-2а (излучающая установка).
Контрольные испытания высотной приставки прошли в августе 1943 г. под Москвой под руководством инженера НИИИС А.И. Кувшинова. По их результатам были получены следующие срединные ошибки определения высоты: при полете цели на 4000 м - 230 м на нижней паре антенн и 210 м на верхней паре, при полете цели на 6000 м - соответственно 320 и 310 м. Для определения утла места требовалось около 12 с. На основании испытаний были сделаны следующие выводы: высоту полета самолета можно установить на расстояниях в пределах 60% от дальности обнаружения; рекомендовать высотную приставку для серийного производства к станциям РУС-2. Эта рекомендация вскоре была реализована, что позволило расширить возможности и повысить тактические свойства станции РУС-2 при ее применении в службе ВНОС и для наведения истребительной авиации. С учетом того же технического предложения А.И. Шестакова аналогичная высотная приставка была разработана и в НИИ-20 к станциям РУС-2с и П-2М. Она также успешно прошла испытания и выпускалась серийно вплоть до создания новой станции дальнего обнаружения П-3: в аппаратуру станции П-3 устройство определения высоты входило органически. Коллектив ЛФТИ под руководством Ю.Б. Кобзарева еще в конце 1941г., сопоставляя конструкцию и технические характеристики английской станции GL-MkII с РУС-2, в инициативном порядке занялся теорией гониометра для определения высоты целей. Исследования и разработки по этому плану были подтверждены актом представителя НИИИС КА Д.С. Стогова от 25 декабря 1941 г. К марту 1943 г. ЛФТИ разработал теорию гониометрического метода, создал методику расчета зон пеленгования и предложил способ устранения мертвой зоны ДНА в зените у станции СОН-2от (об этой станции будет рассказано далее) при длине волны излучения 4 м. 16 марта 1943 г. представители НИИИС КА М.И. Куликов и А.И. Шестаков после ознакомления с работами ЛФТИ сделали заключение, что предлагаемые институтом пути модернизации РУС-2 не удовлетворяют требованиям заказчика и не могут быть положены в основу превращения этой станции в станцию орудийной наводки. Вскоре Ю.Б. Кобзарева перевели на работу в Совет по радиолокации при ГКО, его сотрудников - в научно-исследовательский институт радиолокации, и на этом активные работы в области радиолокации в ЛФТИ практически прекратились. Одновременно проблемой определения высоты цели по собственной инициативе занимались инженеры и техники в частях ВНОС. Так, воентехники отдельного радиотехнического батальона (ОРТБ) ВНОС Московской зоны ПВО Н.И. Кабанов, Е.И. Алейников, Я.Н. Немченко и Б.И. Молодов, занимавшиеся эксплуатацией станций РУС-2, коллективно разработали соответствующую аппаратуру. Проверив приставку в боевых условиях, они изготовили партию приставок в мастерских батальона и снабдили ими все станции РУС-2 Московской зоны ПВО. Аналогичную аппаратуру создали также в Ленинградской армии ПВО инженеры Ю.Н. Шеин и И.А. Лютоев, бывшие участники разработок в НИИ-9 радиоискателей для зенитной артиллерии. Приставка их конструкции была испытана на станции РУС-2 на Карельском перешейке, а затем, после испытаний и калибровки, их ставили и на другие станции. А воентехник В.Г. Петров сделал антенну станции РУС-2с, на которой служил (также в Московской зоне ПВО), подъемной и опускаемой. Опуская антенну с помощью лебедки по мере приближения цели, он добивался того, что приземный лепесток ДНА оставался направленным на цель, отчасти устраняя отрицательное влияние изрезанного профиля ДНА и мертвых зон. Понятно, что подобные методы требовали от оператора РЛС большой натренированности в определении середины основного лепестка и момента «засечки» цели. Приборы опознавания
С началом боевой эксплуатации в ПВО станций дальнего обнаружения встала новая задача: кроме обнаружения самолетов требовалось определять также их принадлежность по принципу «свой-чужой». Еще 19 мая 1940 г. Управление связи РККА заключило с ЛФТИ договор на модернизацию станции «Редут», при этом имея в виду попутно найти способ опознавания. Группа под руководством Ю.Б. Кобзарева предложила способ опознавания на основе применения регенеративного ответчика, устанавливаемого на самолете и реагирующего (выдающего ответный сигнал) на сигналы только «своих» РЛС. Испытания на самолете дали хорошие результаты, и в канун Великой Отечественной войны разработчики получили соответствующее авторское свидетельство. С началом войны в связи с эвакуацией института опытный ответчик был передан в НИИ-9, где под руководством Н.Ф. Алексеева и Д.Е. Малярова прошел конструктивную доработку, после чего был передан в производство. Аппаратура опознавания была разработана также инженерами НИИИС, и в середине 1941 г. при испытании ее на самолетах были получены удовлетворительные результаты. В середине 1942 г. руководство разработками самолетных приборов опознавания взял на себя НИИ ВВС. Он заключил договор на изготовление прибора опознавания («свой-чужой») с радиозаводом-институтом Наркомата электропромышленности. После изучения уже имеющихся к тому времени приборов в лаборатории профессора С. Э. Хайкина был создан прибор, успешно прошедший испытания на истребителях в Московской зоне ПВО. Он был принят на вооружение и в 1943 г. поставлен на серийное производство. К концу 1943 г. приборы-ответчики для самолетов и специальные устройства запроса для станций РУС-2 появились в войсках. Их применение в третьем периоде войны, в частности, облегчало наведение истребителей на самолеты противника. Единая система опознавания для всех видов Вооруженных Сил и гражданской авиации СССР («Кремний-1») была разработана и принята уже после войны. После окончания войны развитие радиолокационных средств ПВО проходило в соответствии с трехлетним планом развития радиолокации на 1946-1948 гг., разработанным Советом по радиолокации и утвержденным Советом Министров. 10 июля 1946 г. СМ СССР принял постановление, посвященное вопросам радиолокации. Это был основополагающий программный документ, регламентировавший всестороннее развитие радиолокации в стране. В плане развития наземных средств ПВО постановление определило Министерство промышленности средств связи головным по наземным РЛС обнаружения и радионавигационным системам, а Министерство вооружения - по станциям управления огнем артиллерии. Радиолокация уже прошла первый этап своего развития, а ее дальнейшее развитие требовало больших капиталовложений в различных отраслях. Стоит отметить, что в очень тяжелые первые послевоенные годы немаловажное значение для развития отечественной радиолокационной техники имело тщательное изучение германской, английской и американской техники, сравнение ее с отечественными образцами, анализ опыта применения РЛС различного назначения, типов и рабочих диапазонов. Переданные союзниками в конце войны станции кругового обзора и СОН с длиной волны 10 см и опыт применения союзниками своих РЛС убеждали в преимуществах сантиметрового диапазона (т.е. СВЧ). Освоение диапазона сантиметровых длин волн стало одной из важнейших задач советских специалистов радиолокации. После взятия Берлина в Германии активно работала комиссия Совета по радиолокации под руководством А.И. Шокина, изучавшая германское радиолокационное оборудование. Свою роль сыграло и вывезенное по репарациям из Германии оборудование для производства радиоэлектронных устройств, и комплектующие (подарком для локаторщиков стали, например, трофейные германские конденсаторы и «пальчиковые» радиолампы) . Тем более что достигнутая было договоренность с американской компанией «Радиокорпорэйшн» об оказании технической помощи в развертывании производственной базы радиоэлектронной промышленности сорвалась не столько по финансовым, сколько по чисто политическим причинам: уже вовсю разворачивалась «холодная война», и вчерашние союзники не спешили оказывать СССР помощь в новой и столь важной отрасли. Подготовил к печати С.Л. Федосеев.
Литература
1. История «Редута» // Радио. - 1984. №6. 2. Кисунько Г.В. Секретная зона. Исповедь Генерального конструктора. - М.: Современник, 1996. 3. Ланцберг Г.С. Академик Юрий Борисович Кобзарев. К 90-летию со дня рождения // Электросвязь. - 1995. №10. 4. Лисочкин И. Блокадное телевидение: «с приоритетом от февраля 1942-го...» // Санкт-Петербургские ведомости. - 2002, 27 февр. 5. Лобанов М.М. Развитие советской радиолокационной техники. - М.: Воениздат, 1982. 6. Лобанов М.М. Мы - военные инженеры. - М.: Воениздат, 1977. 7. Противовоздушная оборона страны (1914-1995). - М: Министерство обороны РФ. Военно-воздушные силы, 1998. 8. Петухов СИ, Шестов И.В. История создания и развития вооружения и военной техники ПВО Сухопутных войск России. Ч. 1. - М.: ВПК, 1997. 9. Симонов Н.С. Военно-промышленный комплекс СССР в 1920-1950-е гг. -М.-.РОССПЭН, 1996. 10. Цверава Г. Николай Тесла - поэт электротехники // Радио. - 1991, №7. 11. Журнал «Арсенал». - 2003, №5. Эпизоды истории радиолокации
В ряде популярных публикаций, в телевизионных передачах и т.п. делаются попытки приписать начало работ по радиолокации и начало ее внедрения в нашей стране какому-либо одному человеку. Занятно, что обычно выбирается специалист, подвергшийся репрессиям (очевидно, не репрессированные личности журналистам просто не очень интересны). Между тем даже конспективный взгляд на раннюю историю радиолокации показывает, что на права безусловного «пионера» этой отрасли не может претендовать не только отдельный человек, но и отдельная организация и даже какая-либо одна страна. Явление отражения радиоволн наблюдал еще Г. Герц в 1886-1889 гг. Наблюдавшиеся А.С. Поповым и его ассистентом П.Н. Рыбкиным в 1897г. прерывания радиосвязи корпусом корабля (во время опыта связи с установкой передатчика на транспорте «Европа», а приемника - на крейсере «Африка»), говорили об отражении радиоволн металлическими предметами. Вскоре последовали предложения по практическому применению этого эффекта. В 1900 г. серб Н. Тесла предположил возможность определения местонахождения наземных и небесных объектов с помощью отраженных электромагнитных волн (в 1917 г. он же предложил использовать импульсы сверхвысоких частот для обнаружения подводных лодок). В 1904 г. немец К. Хюльсмайер запатентовал метод и двухантенное устройство для обнаружения кораблей на большом расстоянии по отраженным от него радиоволнам. В авторской заявке (патент №165546 от 30 апреля 1904 г.) он дал подробное описание устройства для реализации своего метода, а позднее, в том же 1904 г., получил и второй патент (№169154) на усовершенствование своего метода и устройства. 10 лет спустя, в 1914 г., в России И.И. Ренгартен проводил работы по макетированию радиопеленгатора. Однако дело упиралось в возможности тогдашней радиоаппаратуры - выделить в шумах ничтожно малый по сравнению с излученным эхо-сигнал было чрезвычайно трудно. В 1919 г. Л. Махтсу был выдан патент, в котором описывалось устройство со спиральной разверткой и визуальной индикацией положения объекта, обнаруживаемого с помощью радиоволн. Еще через десять лет, в 1924 г. англичане Е. Эплтон и М. Барнет по отраженному непрерывному сигналу измерили высоту слоя Кеннелли-Хэвисайда (слой ионосферы, от которого отражаются радиосигналы), используя декаметро-вые радиоволны (диапазон 3-30 МГц). В 1925 г. английские ученые Г. Брейт и М. Тьюв опубликовали результаты своей работы по определению высоты слоя Кеннелли-Хэвисайда импульсным методом - по времени запаздывания импульсного сигнала, отраженного от слоя, относительно сигнала, пришедшего вдоль поверхности Земли. В те же годы импульсная радиолокационная установка для измерения высоты слоев ионосферы была разработана в СССР. В том же 1925 г. советские ученые и инженеры Б.А. Введенский, Ю.П. Симанов, Б.В. Халезов. А.Г. Аренберг указывали на возможность использования радиоволн УКВ диапазона (привлекшего интерес радиоспециалистов в начале 1920-х гг.) для обнаружения движущихся объектов, а Л.И. Мандельштам и Н.Д. Папалекси, проведя серию опытов по изучению свойств радиоволн, к 1930 г. разработали теорию радиоинтерференционного измерения расстояний. В 1933 г. Б. Тревор и П. Картер, исследовавшие распространение ультракоротких радиоволн, описали явление периодического изменения величины сигнала при наложении сигнала, отраженного летящим самолетом, на сигнал передатчика. В начале января 1933 г. инженер П.К. Ощепков в записке на имя начальника Управления ПВО предложил применить в аппаратуре радиообнаружения импульсный метод. В октябре 1933 г. ГАУ заключило договор с Центральной радиолабораторией (ЦРЛ), руководимой М.А. Бонч-Бруевичем, и в январе 1934 г. в Гребном порту в Ленинграде начались опыты с аппаратурой радиообнаружения, созданной в ЦРЛ группой Ю.К. Коровина с помощью Ленинградского электротехнического института. При мощности в антенне 0,2 Вт и длине волны 50 см аппаратура обнаруживала самолет на расстоянии 600-700 м, но это был первый практический успех. 16 января 1934 г. в Академии наук СССР состоялось заседание, на котором рассматривались способы выявления самолетов ночью, в условиях плохой видимости и на больших расстояниях. В заседании участвовали специалисты по радиотехнике, радиофизике, оптике: академики А.А. Чернышев (7 февраля 1934 г. он подаст изобретательское предложение радиотехнической системы обнаружения, действовавшей по принципу завесы) и СИ. Вавилов, профессор Н.Д. Папалекси, помощник директора Института телемеханики В.Н. Андреев, директор ЛФТИ академик А.Ф. Иоффе и его научные сотрудники Ю.Б. Харитон, Н.Н. Семенов и P.P. Гаврух. Были приглашены: профессор А.А. Лебедев, научные сотрудники Ленинградского электрофизического института (ЛЭФИ) Б.К. Шембельи В.В. Цимбалин, профессор Ф.А. Миллер, профессор В.П. Линник, специалист по акустике профессор Н.Н. Андреев, начальник радиотехнического факультета Военной электротехнической академии РККА профессор А.А. Яковлев, инженер П.К. Ощепков, представители ГАУ и Управления ПВО РККА. Интересно, что А.Ф. Иоффе, занимавшийся проблемами распространения радиоволн, касаясь пригодного диапазона длин волн, отбросил дециметровые и сантиметровые, считая, что их переотражение в разные стороны от поверхностей самолета сильно ослабит эхо-сигнал. К тому же, метровый диапазон УКВ в те годы был наиболее освоен, имелась соответствующая передающая и приемная аппаратура. Хотя менее чем через десять лет свое преимущество показали именно короткие волны. Вавгусте 1934г. П.К. Ощепков представил проект «Электровизор» - по сути, одну из первых программ создания радиолокационных комплексов. Не случайно 1934 г., когда были сформулированы основные теоретические предпосылки и прошла испытания первая радиолокационная аппаратура, считается годом рождения отечественной радиолокации. В 1935 г. опытные станции радиообнаружения с непрерывным излучением для зенитной артиллерии создали группа того же Коровина уже в Центральной военно-индустриальной радиолаборатории в Горьком (магнетрон для нее разработали в Горьковском физико-техническом институте) и группа Б.К. Шембеля в ЛЭФИ. В том же ЛЭФИ М.Д. Гуревич-старший работал над импульсными методами обнаружения. Одним из исследовательских центров по радиообнаружению стал вскоре НИИ-9 Наркомтяжпрома, созданный на основе ЛЭФИ и Радиоэкспериментального института. В 1936 г. прошел испытания созданный в НИИ-9 под руководством Б.К. Шембеля подвижный зенитный радиоискатель «Буря». В 1936-1938 гг. работы по радиообнаружению расширялись. Велись активные исследования по различным вариантам направленных антенн. Радиолокация предъявила новые требования к радио-и электротехнической, электровакуумной промышленности. И далеко не все из них молодая индустрия могла выполнить. В опытном порядке создавалась передовая элементная база - многорезонаторные магнетроны, триоды СВЧ, отражательные клистроны, малошумящие приемо-усилительные лампы и т.д., но запуск их в серию оказался очень трудной задачей. В 1938 г. Ленинградский физико-технический институт, занимавшийся проблемой радиообнаружения в интересах службы ВНОС, добился успеха, применяя импульсную технику. В сентябре 1938 г. по настоянию ГАУ в НИИ-9 под председательством профессора (впоследствии академика) М.В. Шулейкина прошла научно-техническая конференция по радиообнаружению. В конференции приняли участие М.А. Бонч-Бруевич и Б.А. Введенский, создатели первых станций радиообнаружения Ю.К. Коровин и Ю.Б. Кобзарев, инженеры НИИ-9 и Украинского ФТИ (г. Харьков, институт был подключен к работам по импульсной аппаратуре), а также военные инженеры М.И. Куликов от НИИИС РККА, М.М. Лобанов от ГАУ (Лобанов был одним из наиболее активных сторонников радиолокации, много сделавший для ее практического внедрения) и И.В. Бренев от НИМИСТ РККФ. Были заслушаны доклады о работах НИИ-9, ЦВИРЛ, УФТИ, ГАУ о задачах и технике радиообнаружения. Конференция, по сути, согласилась с планами и тематикой исследований по радиообнаружению в НИИ-9, но рекомендовала расширить исследования по импульсному методу радиообнаружения, используя дециметровый диапазон волн, с которым уже работали в Л ФТИ. Работы велись широким фронтом, но вплоть до 1943 г. без единого плана и руководства: так, НИИ-9 работал по заказам ГАУ, ЛФТИ получал заказы от Управления ПВО, УФТИ - от НИИИС РККА. За рубежом в это время также проводились активные работы. В 1930 г. в США Л.Э. Хайленд предложил использовать дециметровые волны для предупреждения о приближении вражеских самолетов. В 1933-1936 гг. в США ставились опыты по радиообнаружению самолетов с использованием непрерывного излучения метрового и сантиметрового диапазонов и эффекта Доплера. В 1934 г. сотрудник Морской исследовательской лаборатории США Р. Пейдж сфотографировал на индикаторе отраженный от самолета сигнал на частоте 60 МГц. В 1936 г. опытная американская РЛС, работавшая на частоте 80 МГц, засекла самолет на расстоянии 65 км. Кроме того, изготовили первую небольшую РЛС, работавшую на частоте 200 МГц. В 1937 г. ее установили на эсминец «Лири». В 1939-1941 гг. компания «Сигнал Корпс» разработала РЛС дальнего обнаружения, одна из которых принимала участие в отражении атаки японцев на Перл-Харбор утром 7 декабря 1941 г. В 1935 г. радиолокация получила первое коммерческое применение: во Франции на лайнере «Нормандия» установили «детектор препятствий», а в 1936 г. в порту Гавра - «радиопрожектор» для обнаружения судов, входящих в гавань и покидающих ее. В том же году в Великобритании R Ватсон-Ватт проводил опыты по импульсной радиолокации самолетов. В 1936 г. англичане установили пять стационарных импульсных РЛС (работавших на метровых волнах) на юго-западном побережье Великобритании, в 1937 г. испытали импульсную корабельную РЛС. К июлю 1939 г. в районе между Скапа-Флоу и Портсмутом имелось около 20 РЛС, способных обнаруживать подлетающие самолеты на дальностях до 100-200 км. В первый период Второй мировой войны юг острова был прикрыт сетью РЛС («линия Чэйн Хоум»), и, по мнению ряда историков, в 1940-1941 гг. «битва за Англию» была выиграна в воздухе именно благодаря радару. В 1934 г. в Германии по инициативе ВМФ были развернуты работы по радиолокации (для этого была создана фирма «Гема»), в 1936 г. работы над средствами радиообнаружения начала фирма «Телефункен», добившаяся в 1939 г. заказа от ВВС Германии (в чье ведение входила ПВО) на РЛС для зенитной артиллерии. Уже в 1940 г. германская ПВО располагала сетью станций дальнего обнаружения «Фрея» (дальность действия до 200 км) и «Вюрцбург» (до 80 км) дециметрового диапазона. Позднее к ним добавились станции орудийной наводки «Малый Вюрцбург» (до 40 км), «Мангейм» (до 70 км), а также стационарные станции обнаружения «Вассерман» (до 300 км). К концу 1941 г. была создана система РЛС из двух поясов - внешнего и внутреннего, а к концу 1943 г. территория Германии оказалась прикрыта практически сплошным радиолокационным полем ПВО. В СССР в этот период использовался термин «радиообнаружение», а РЛС называли установками или станциями радиообнаружения («станциями РО»). Термин «радиолокация» (от лат. radio - «излучаю» и locatio - «размещение, расположение») стал применяться только с началом Великой Отечественной войны и получением первых зарубежных РЛС. Отметим здесь же, что английское слово «радар» (radar), также употребляемое в отечественной литературе, представляет собой аббревиатуру от RAadio Detection And Ranging - «радиообнаружение и определение расстояний». Семен Федосеев
Тиратрон-газоразрядный электродный прибор с управляющей сеткой, использовавшийся в основном в коммутаторных устройствах. Интерференционный метод основан на разнице фаз прямого и отраженного сигналов, пропорциональной расстоянию до объекта. Выявить эту разницу можно по биению по амплитуде и фазе результирующего сигнала, получаемого при сложении прямой и отраженной волн. Магнетрон - генераторная двухэлектродная электронная лампа с перекрещивающимися электрическим и постоянным магнитным полями. Первый магнетрон разработал в 1921 г. А. У. Хэлл в США, промышленный его вариант был готов к 1928 г. Клистрон - сверхвысокочастотная электронная лампа, в которой поток электронов преобразуется в группы модуляцией по скорости, лампа имеет объемный резонатор. Со временем клистроны серьезно потеснили магнетроны как СВЧ-генераторы большой мощности.Диапазоны РЛС
Обозначение
/ ITU
Этимология
Частоты
Длина волны
Примечания
HF
англ. high frequency
3-30 МГц
10-100 м
Радары береговой охраны, «загоризонтные» РЛС
P
англ. previous
< 300 МГц
> 1 м
Использовался в первых радарах
VHF
англ. very high frequency
50-330 МГц
0,9-6 м
Обнаружение на больших дальностях, исследования Земли
UHF
англ. ultra high frequency
300-1000 МГц
0,3-1 м
Обнаружение на больших дальностях (например, артиллерийского обстрела), исследования лесов, поверхности Земли
L
англ. Long
1-2 ГГц
15-30 см
наблюдение и контроль над воздушным движением
S
англ. Short
2-4 ГГц
7,5-15 см
управление воздушным движением, метеорология, морские радары
C
англ. Compromise
4-8 ГГц
3,75-7,5 см
метеорология, спутниковое вещание, промежуточный диапазон между X и S
X
8-12 ГГц
2,5-3,75 см
управление оружием, наведение ракет, морские радары, погода, картографирование среднего разрешения; в США диапазон 10,525 ГГц ± 25 МГц используется в РЛС аэропортов
K u
англ. under K
12-18 ГГц
1,67-2,5 см
картографирование высокого разрешения, спутниковая альтиметрия
K
нем. kurz
- «короткий»
18-27 ГГц
1,11-1,67 см
использование ограничено из-за сильного поглощения водяным паром, поэтому используются диапазоны K u и K a . Диапазон K используется для обнаружения облаков, в полицейских дорожных радарах (24,150 ± 0,100 ГГц).
K a
англ. above K
27-40 ГГц
0,75-1,11 см
Картографирование, управление воздушным движением на коротких дистанциях, специальные радары, управляющие дорожными фотокамерами (34,300 ± 0,100 ГГц)
mm
40-300 ГГц
1-7,5 мм
миллиметровые волны, делятся на два следующих диапазона
V
40-75 ГГц
4,0-7,5 мм
медицинские аппараты КВЧ , применяемые для физиотерапии
W
75-110 ГГц
2,7-4,0 мм
сенсоры в экспериментальных автоматических транспортных средствах, высокоточные исследования погодных явлений
Обозначения диапазонов частот, принятые в ВС США и НАТО с г.
Обозначение
Частоты, МГц
Длина волны, см
Примеры
A
< 100-250
120 - >300
Радары раннего обнаружения и управления воздушным движением, напр. РЛС 1Л13 «НЕБО-СВ»
B
250 - 500
60 - 120
C
500 −1 000
30 - 60
D
1 000 - 2 000
15 - 30
E
2 000 - 3 000
10 - 15
F
3 000 - 4 000
7.5 - 10
G
4 000 - 6 000
5 - 7.5
H
6 000 - 8 000
3.75 - 5.00
I
8 000 - 10 000
3.00 - 3.75
Бортовые многофункциональные РЛС (БРЛС)
J
10 000 - 20 000
1.50 - 3.00
РЛС наведения и подсвета цели (РПН), напр. 30Н6, 9С32
K
20 000 - 40 000
0.75 - 1.50
L
40 000 - 60 000
0.50 - 0.75
M
60 000-100 000
0.30 - 0.50
См. также
Радиолокационная станция
на Викискладе
Радиолокационная станция
в Викиновостях
580 авиационных РЛС. С учетом состояния молодой отечественной радиопромышленности немаловажными были и поставки из-за рубежа специализированного оборудования для производства радиокомпонентов. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы по радиолокации в СССР не отставали от зарубежных, а вот возможности промышленности оказались скромнее, чем у союзников и противника.
