Материал опубликован в журнале «Арсенал Отечества» № 1 (39) за 2019 г.

Анатолий Гаврилов

С началом развития зенитного вооружения возникла проблема своевременного обнаружения высокоскоростных (применительно к тем временам) воздушных целей на требуемых дальностях. Подготовка и проведение зенитной стрельбы занимали продолжительное время ввиду объективного отсутствия каких-либо приборов и приспособлений для расчетов углов возвышения зенитных орудий, разворота их по азимуту в упрежденную точку, определения момента открытия огня и др. Это обстоятельство определяло и существующие способы стрельбы: табличный, заградительный, позднее — графический. При этом стрельба велась в упрежденную точку или в область полета средства воздушного нападения в целях препятствия их прицельному бомбометанию или вообще прекращения полетов над прикрываемыми группировками войск.

РАЗВИТИЕ РАДИОЛОКАЦИИ — ОБЪЕКТИВНАЯ ЗАДАЧА ЗЕНИТНОГО ДЕЛА

В начальный период боевого применения зенитной артиллерии в ходе Первой мировой войны эффективность ее была достаточно высокой. Так, за годы войны 1914–1918 гг. огнем зенитной артиллерии было уничтожено более 2 тыс. самолетов, что составило около 30% всех потерь воздушных целей. Однако, средний расход снарядов на сбитую цель был неудовлетворительно высоким — до 10 000 шт. в начале войны и до 5000 на завершающем этапе войны. Крайне остро проявилась необходимость увеличения параметров зоны обстрела по высоте и дальности, повышения могущества снаряда и вероятностей поражения скоростных целей, а также разработки приборов, обеспечивающих точную и эффективную стрельбу, начиная от средств надежного обнаружения самолетов противника и точного определения их координат в любое время суток и в различных погодных условиях (особенно в сложных метеоусловиях (СМУ) — дождь, снегопад, туман, облачность и др.).
В первые два десятилетия с момента создания и функционирования зенитной артиллерии для обеспечения ее стрельбы применялись самые простейшие средства обнаружения воздушных целей и приборы определения установок для ведения огня. Так, для обнаружения воздушных объектов использовались приборы визуального обнаружения (бинокли, дальномеры, оптические визиры, позднее — стереотрубы). В ночное время применялись прожекторы, которые явно демаскировали как прикрываемые объекты ударов воздушного противника, так и огневые позиции зенитных средств. К тому же имеющиеся оптические средства не отвечали требованиям необходимой дальности обнаружения и точности определения координат движения воздушных целей, а в ночных условиях и СМУ оказывались вообще бесполезными.
Уже первые модернизации 76-мм зенитных пушек привели к значительному увеличению дальностей стрельбы (до 11 500 м) и досягаемости по высоте обстреливаемых воздушных целей (до 6500 м). Почти вдвое увеличилась скорострельность — до 15–20 выстр./мин. Эти обстоятельства еще больше обострили проблему увеличения дальностей обнаружения самолетов и точности определения координат их полета.
Имеющийся арсенал приборов и различных приспособлений (зенитные прицелы, планшеты определения установок для стрельбы, дальномеры-высотомеры, угломеры, наборы линеек и т. п.) не могли обеспечить удовлетворительные быстроту и точность определения установок для стрельбы. К началу 30-х г. прошлого столетия стало разрабатываться новое приборное обеспечение для ведения зенитной стрельбы. Промышленностью были изготовлены различные приборы: большая стереотруба, бинокулярный искатель, труба зенитная командирская (ТЗК).
О последнем устройстве следует сказать особо. Для того времени ТЗК представляла собой довольно сложное техническое устройство. Оно состояло из двух оптических труб с визирами грубой наводки, механизмов поворота по углу и азимуту, механизмов отсчета значений углов места и азимута, треноги и др. Это оптическое устройство обладало довольно хорошими характеристиками: кратность увеличения — до 10; пределы измерения вертикальных углов — от –18 до + 80, по азимуту — вкруговую; разрешающая способность — около 5 мин. Применение ТЗК позволяло обнаруживать воздушные цели, выдавать по ним достаточно точные целеуказания, а также определять угловые отклонения разрывов снарядов от трасс целей для немедленной корректировки зенитного огня. Хорошая оптика позволяла обнаруживать типовые воздушные цели (самолеты, дирижабли, аэростаты) на дальностях до 8–12 км в условиях хорошей видимости (едва ли не предел даже для современных оптических приборов). Конструкция оказалась настолько удачной и удобной в эксплуатации, что ТЗК сразу же поступила на вооружение не только в зенитную артиллерию, но и нашла свое применение в других родах
войск Красной армии, береговых частях Военно-морского флота и пограничных войсках.
Кстати, ТЗК до сих пор находится в эксплуатации в различных войсковых структурах и вскоре отметит 100-летний юбилей служения делу защиты Отечества.
Качественно новая попытка решить проблему дальнего обнаружения скоростных воздушных целей была предпринята в начале 30-х годов путем применения звукоулавливателей шума работающих двигателей воздушных целей. Для обнаружения воздушных объектов в ночное время стали совместно использоваться звукоулавливатели и прожекторы, наводимые на цель по данным звукоулавливателей. Примечательно, что состоянием противовоздушной обороны и оснащенностью войск ПВО вооружением и боевой техникой активно интересовался в те годы член Реввоенсовета, он же заместитель наркома обороны М. Н. Тухачевский. Будущий маршал дал указание на прием демонстрационных образцов комбинированной системы звукоулавливателей на вооружение войск ПВО. В 1932 г. им лично было дано письменное распоряжение на проектирование аппаратуры пеленгации самолетов в воздухе после полученного доклада о засечке работы магнето самолета радиоприемником. К этому примечательному факту мы вернемся лишь через много десятилетий при разработке средств обнаружения малоразмерных БЛА.
В 1932 г. были приняты на вооружение система «Прожзвук» (прожектор–улавливатель), а также легкий звукоулавливатель ЗТ-2. Вероятность накрытия самолета в ночное время лучом прожектора по данным от звукоулавливателя значительно возросла (до 0,5–0,6), хотя и была далека от требуемой. К тому же на ее значение значительно влияли погодные условия (скорость распространения звука значительно снижалась при дожде, в тумане, облаках и т. п., а также сказывалась подверженность воздействию ветра). С развитием авиации (особенно с повышением скоростей полета) также стала негативно проявляться и сравнительно малая скорость распространения звука в атмосфере. Попытки добиться какого-либо увеличения дальности обнаружения, повысить точность определения координат, устранить мешающее воздействие ветра на прием шума самолета не удались даже при реализации идеи преобразования сигналов шумов в электросигналы. Последняя мера в сочетании с методами и средствами шумоподавления, селекции принятого шума смогла привести к повышению дальности обнаружения самолетов лишь на 25–40% только в идеальных метеоусловиях (отсутствие ветра, акустическая прозрачность), что явно было недостаточным.

Позднее была сделана попытка создания многолучевой системы «Прожзвук-М», в основе которой лежала идея применения веера из пяти лучей, реализующего метод «догонного» накрытия ими самолета с компенсацией отставания акустической оси звукоулавливателя от истинного направления на самолет. Так как при реализации этой идеи резко падала дальность освещения самолета прожектором, дальше создания экспериментального образца системы «Прожзвук-М» дело не двинулось. Заметим, что, спустя несколько десятилетий, гениальная идея создания многолучевых (веерных) диаграмм направленности без сканирования луча в угломестной плоскости нашла свое применение в радиолокаторах обнаружения воздушных целей новых ЗРК.
Заслуживает внимания попытка обнаружения летящего самолета по его тепловому излучению. Еще в 1929 г. были созданы экспериментальные макеты теплообнаружителей, использующих чувствительные датчики. На начальном этапе разработки такие системы не устраивали зенитчиков по многим показателям, особенно из-за малых дальностей и низкой точности обнаружения самолетов. Справедливости ради заметим, что теплообнаружители в тот период нашли свое применение в системах артиллерийской и морской разведки, что вполне было пригодным для обнаружения малоскоростных крупноразмерных движущихся объектов (в сравнении с воздушными целями). Также значительно позднее идея применения теплопеленгаторов была реализована и в переносных зенитных ракетных комплексах (ПЗРК) «Стрела-2», чему способствовали успехи радио- и микроэлектроники.
Первоначально нерешенная проблема своевременного обнаружения скоростных воздушных целей на требуемых дальностях обострилась также в связи с бурным развитием авиации в предвоенный период (к началу 40-х г. прошлого века). Так, скорости и высоты полетов самолетов (в сравнении со временем окончания Первой мировой войны) увеличились более чем в два раза, значительно возросли показатели боевой нагрузки и эффективности бортового вооружения. Стремительно нарастало значение бомбардировочной авиации, увеличивалась численность всех типов средств воздушного нападения. Попытки решить задачу надежного своевременного обнаружения воздушных целей днем и ночью при любой погоде и в СМУ не удавалось даже при комплексном применении имеющегося арсенала оптических, акустических, тепловых и светоакустических средств.
Крайне необходима была разработка принципиально новых подходов к созданию систем обнаружения воздушных целей, основу которых составила только что появившаяся радиолокация, как следствие развития научно-технического прогресса.
Появившаяся в начале 30-х г. прошлого века идея применения радиоволн для обнаружения самолетов возникла на базе достигнутых к тому времени значительных достижений радиосвязи, особенно в пеленговании работающих радиостанций на бортах кораблей и даже самолетов. Первый опыт радиопеленгования японских кораблей был получен еще в марте 1904 г., а в дальнейшем — в ходе Первой мировой войны — техника радиопеленгования получила широкое применение и стала развиваться усиленными темпами. Успешно решались задачи радиопеленгования работающих радиостанций на борту самолета (корабля) с определением направления на работающий источник радиоволн, а также его угловых координат (азимута и угла места). Применение электронно-лучевых трубок (разработанных еще в далеком 1897 г.) позволяло определять расстояние до работающей радиостанции. Уже применялись импульсные и фазометрические методы измерения дальностей до источников радиоизлучений.
Бурными темпами развивалось телевидение, применяющее имеющиеся поистине революционные достижения радиотехники в разработке электронно-лучевых трубок, кинескопов, генераторных ламп, высокочувствительных супергетеродинных приемников и др. Сформировалась теория построения антенн направленного действия, имелась практика построения импульсных радиопередающих устройств и радиоприемников. Советскими учеными проводились интенсивные исследования особенностей распространения радиоволн в атмосфере, положенные в основу разработанной теории распространения радиоволн и предложенных способов радиометрии. Следует заметить, что в тот период отечественные научная школа и промышленные наработки в области радиотехники намного опережали зарубежные достижения в аналогичной предметной области.
Задача поиска и обнаружения самолетов на больших дальностях с точным определением координат потребовала разработки принципиально новых генераторов радиоволн с увеличенной в десятки раз мощностью излучения, построения узконаправленных антенных систем, конструирования радиоприемных устройств повышенной чувствительности, индикаторных систем, разработки эффективных способов обработки радиолокационных сигналов, защиты от радиопомех и др. Немаловажной особенностью для разработчиков первых радиолокационных улавливателей самолетов (РУС — так назывались первые РЛС) было обязательное требование размещения аппаратных и антенных частей на подвижной (желательно автомобильной) базе, что, несомненно, значительно усложняло и без того нелегкую задачу.
ПЕРВЫЕ УСПЕХИ В РАЗРАБОТКЕ РАДИОЛОКАТОРОВ
Создание первых образцов радиолокационных обнаружителей самолетов советской военной наукой и промышленностью было осуществлено в короткие сроки. К осени 1933 г. (начало работ по конструированию РУС) сама идея облучения самолета и приема отраженных от него радиоволн не имела ни научного, ни практического обоснования. В советской и зарубежной литературе не имелось никакой информации о возможности практического использования отраженных радиоволн для обнаружения самолетов в воздухе и определения координат его полета. Такая задача советскими учеными решалась впервые. Поистине героический труд разработчиков и последовательность создания первых радиолокаторов очень детально описаны в уже упомянутой книге М. М. Лобанова «Начало советской радиолокации». Отметим лишь некоторые примечательные особенности решения этой важнейшей задачи оборонного значения.
Первый опыт обнаружения самолета был проведен в начале 1934 г. с использованием аппаратуры двусторонней радиосвязи: радиопередатчика непрерывного излучения (мощность — 0,2 Вт, длина волны — 50–60 см), суперрегенеративного приемника и наземных параболических антенн. Дальность обнаружения самолета на высоте 100–150 м составила около 700 м. Несмотря на такую, казалось бы, незначительную величину дальности обнаружения, сам факт успешного опыта послужил доказательством, что разработчики радиолокаторов находятся на верном пути.
Последующие работы шли в направлениях радикального увеличения мощности передатчика, повышения чувствительности радиоприемника, совершенствования антенных систем и т. п. Было установлено, что для радиолокации наиболее применим дециметровый диапазон радиоволн, в котором проявляются их возможность направленного излучения в узком луче, независимость распространения от погодных и атмосферных условий. Разработка и создание первых магнетронных генераторов с мощностью нескольких ватт позволили в разы повысить дальность обнаружения (до 3 км в 1935 г. и до 11 км в 1936 г.). Невысокое качество генераторных и приемных ламп сразу же привело к появлению «классических» проблем радиолокации: неустойчивой работе передатчика и приемника, наличию «шумов» приемника, сильному мешающему воздействию энергии передатчика на чувствительность приемника, возникновению «микрофонного» эффекта и др.
Буквально за 2–3 последующих года разработчикам удалось достичь значительных успехов в развитии радиолокации в практическом и теоретическом направлениях:
разработана серия «малошумящих» магнетронных генераторов стабилизированной частоты и достаточно удовлетворительной мощности (до 8–15 Вт);
сконструированы лампы с тормозящим полем и переносом нагрузки из цепи сетки в цепь анода, что уменьшило шумы приемника на три порядка;
разработана конструкция антенной системы с требуемым коэффициентом направленного действия (до 33 дБ);
радикально повышена чувствительность приемной системы за счет последовательного преобразования несущей частоты и применения усилителя низкой частоты с большим коэффициентом усиления;
сконструирована схема супергетеродинного приемника с компенсацией паразитных модуляций высокой частоты передатчика, стабилизацией частоты передатчика и гетеродина приемника, применением схем амплитудной и частотной модуляции;
разработана идеология построения аппаратуры индикации дальномера;
создана экспериментальная установка по апробации импульсного метода радиообнаружения, который уже в те годы показался перспективным, а впоследствии стал основным в радиолокации.
Примечательно, что уже первые опытные далеко несовершенные образцы радиоулавливателей самолетов показали свое превосходство в сравнении со звукоулавливателями. Также отметим, что радиообнаружение самолета по-прежнему проводилось после первоначального освещения его прожектором, после чего по нему проводилась стрельба зенитной артиллерией или наведение истребителя. В таком функциональном предназначении разработка и совершенствование РУС проводились достаточно длительное время — вплоть до конца 1943 г. К этому времени была создана система радиолокатор-прожектор под названием «Яхонт». В ней на единой колесной повозке (заимствованной, кстати, из системы «Прожзвук», также для всех последующих образцов РУС использовалось это шасси) размещалась аппаратура радиолокатора (радиопередатчик, приемник, индикаторный прибор, антенное устройство) и зенитный прожектор. При этом сокращались промежуточные звенья в виде поста управления, системы кабельной синхронной передачи и др.
Практически параллельно с разработкой РУС для последующего наведения прожектора на обнаруженный самолет начались разработки по реализации направления применения радиолокации для управления огнем зенитной артиллерии — в станции орудийной наводки (СОН) для использования ее данных в приборе управления артиллерийским зенитным огнем (ПУАЗО). По мере развития радиолокационной техники и повышения дальностей обнаружения самолетов стали вестись работы по созданию РУС для системы ВНОС. Этому способствовали стремительные успехи отечественной радиотехники в области создания генераторов большой мощности (вначале магнетронов, затем клистронов и ламповых генераторов), построения приемных систем, развития методов и способов обработки радиосигналов и т. п.
Надо сказать, что успехи отечественных ученых в области радиотехники были весьма значительными. В очень короткие сроки появились новые триоды СВЧ с управляющей сеткой, металлокерамические лампы, прообразы современных клистронов (резонаторные, прямопролетные, отражательные и др.), малогабаритные лампы типа «Желудь» (прототипы которых до сих пор находятся в эксплуатации в ряде образцов ВВТ), генераторные лампы большой мощности и др. Предложенные в тот период многие конструкторские идеи в построении РУС нашли впоследствии широкое применение в построении радиолокаторов, а многие из них до сей поры используются в современных радиотехнических средствах: модуляция передающей частоты, использование эффекта Доплера для определения дальности до цели, применение равносигнальных зон для определения направления на цель, узконаправленных антенн с V-образной диаграммой направленности, импульсной радиолокации и др.
Аналогичные работы по созданию радиолокаторов в те же годы велись и в других развитых странах — Германии, Великобритании, Соединенных Штатах Америки. Однако советская наука и техника в тот период по многим показателям опережали аналогичные зарубежные наработки. Достаточно привести пример с разработкой резонансных магнетронов: советскими учеными уже к началу предвоенных 40-х г. был сконструирован магнетрон с колебательной мощностью около 300 Вт, в то время как достигнутая американцами мощность магнетрона на такой же частоте в 1 Вт «… рассматривалась как ужасно большая».
Выбранные советскими разработчиками сантиметровый и дециметровый диапазоны длин радиоволн для радиолокации обеспечили превосходство по основным показателям РУС (особенно в точности определения координат воздушных целей) над американскими и британскими РЛС, работающими в метровом диапазоне. Еще в 1936 г. советский радиоискатель «Буря», работающий в дециметровом диапазоне (24–25 см), имел превосходные по тем временам дальности обнаружения и точность определения азимута и угла места (около 3°, что сравнимо даже сегодня с показателями современных РЛС соответствующего класса). Гораздо позднее английские и немецкие РЛС метрового диапазона вступили в войну с гораздо худшими ТТХ. Лишь к 1943 г. англичане стали создавать радары повышенной точности, изготовленные с использованием схем, переданных из СССР согласно союзническим договоренностям.
В ходе испытаний радиоискателя «Буря» были обнаружены отражения от гор на расстоянии около 100 км, что свидетельствовало о больших перспективах радиолокации, а также о необходимости разработки мер отстройки от «местных предметов».
К началу 40-х г. проведенные исследования и испытания опытных образцов радиоискателей самолетов позволили перейти к созданию промышленных образцов станций орудийной наводки для обеспечения зенитной артиллерийской стрельбы, а также радиолокаторов дальнего обнаружения. Так, усовершенствованный образец установки «Зенит» (СОН) достигал дальностей обнаружения одиночного самолета до 25 км, звена самолетов до 30 км с точностью определения координат по дальности до 1 км, по азимуту — 3–4°, по углу места — 1–2°, по высоте — 10%. Хотя этот образец имел множество недостатков (большое время выдачи данных для стрельбы, наличие непросматриваемой («мертвой») зоны до 6 км и др.), такой радиолокатор мог применяться для ведения заградительного огня, а также наведения истребителя. Последующая модификация (СОН-2а) обладала гораздо лучшими характеристиками: дальность обнаружения самолета на высоте 4000 м достигала до 40 км, пределы работы по углу места — 12–48°, точность определения дальности до цели — 25–70 м.
В сентябре 1939 г. на вооружение была принята первая система дальнего обнаружения самолетов — «Ревень» под названием РУС-1. Это был радиолокатор, основанный на использовании генератора непрерывного излучения метрового диапазона волн с мощностью около 300 Вт и супергетеродинного приемника с усилителем промежуточной частоты. Дальность обнаружения составляла до 35 км на высотах до 12 000 м. Предполагалось параллельно с использованием партии таких станций, развернутых с интервалами до 70 км, построить сплошную систему обнаружения самолетов на важных направлениях. РУС-1 прошла проверку в боевых условиях в 1939–1940 гг. во время войны с белофиннами. Станция размещалась на трех автомобилях (излучающая установка, приемное устройство и агрегат питания). Непрерывный метод радиолокации требовал наличия двух отдельных антенн: передающей и приемной.
Радикальным шагом в развитии радиолокации явилась разработка импульсного метода локации, нашедшая свое применение в последующем образце РУС-2, который был принят на вооружение войск ПВО менее чем через год после принятия РУС-1 (в июле 1940 г.). По мнению специалистов, станция РУС-2 явилась представителем произошедшей технической революции в радиолокации. Так, первые же испытания опытного образца с генератором импульсной энергии, развивающим мощность до 40–50 кВт (!) в импульсе, продемонстрировали дальность обнаружения самолета до 50 км. Дальнейшие усилия разработчиков по пути повышения мощности передатчика, разделения передающего и приемного каналов, повышения чувствительности приемной системы, совершенствования антенн привели к значительному повышению дальностей обнаружения самолетов (до 100 км на высотах около 8000 м). В сравнении с предшественником радиолокатор РУС-2 был способен не только обнаруживать самолеты на больших дальностях во всех диапазонах высот, но и непрерывно определять координаты и параметры движения воздушных целей. Такие возможности впервые позволили командованию ПВО оценивать развитие воздушной обстановки в довольно большом пространстве (на дальних рубежах) и принимать своевременные меры по приведению средств ПВО в готовность к отражению ударов воздушного противника.
Уже в процессе эксплуатации опытной партии РУС-2 «Пегматит» конструкторы предложили ряд технических новинок, которые позволили радикальным образом модернизировать предшествующий образец. Поистине гениальная идея разделения передающего и приемного каналов при реализации метода импульсной радиолокации привела к множеству положительных нововведений:
появилась возможность применения одной (общей) антенны с разделением по времени передачи и приема радиосигналов;
изолирование приемника от мощного сигнала радиопередатчика с применением электрических разрядников значительно повысило его чувствительность;
использование общей антенны позволило разместить передающую и приемную аппаратуру на одном автомобиле, при этом громоздкая сложная система синхронных приводов вращения антенн оказалась излишней;
вращающаяся антенна при неподвижной аппаратной части (ранее вращался весь прицеп вместе с антенной) потребовала создания переходных устройств, что привело к изобретению бесконтактных и контактных токосъемников;
в передающем устройстве стали применяться новые тиратронные генераторные лампы меньших габаритов и с пониженным анодным напряжением, что привело к значительному снижению весовых и габаритных параметров радиолокатора;
сложная схема и конструкция «яркостного» индикатора претерпели значительные изменения в пользу «амплитудного».
В итоге проведенных усовершенствований значительно выросли показатели разведывательных возможностей (дальность обнаружения — до 150 км) радиолокатора (принят на вооружение как РУС-2с). Вместо трех автомобилей одноантенная станция стала размещаться на двух (аппаратная часть с антенной и агрегат питания) при значительно сокращенных массогабаритных характеристиках (аппаратная часть весила всего лишь 750 кг). Создаваемые зарубежные образцы локаторов отставали от советских на несколько лет. Достаточно напомнить, что демонстрация локаторов РУС-2 и РУС-2с офицерам британской миссии в годы войны вызвала у последних нескрываемое удивление. Английские РЛС дальнего обнаружения станций орудийной наводки были построены на двух раздельных антеннах (передающей и приемной). К тому же при сравнительно схожих ТТХ британские РЛС размещались на 3–4 автомобилях и стольких же прицепах (системы МRV и SCR-270 соответственно). Также значительно уступала зарубежная техника по времени развертывания к боевому применению, которое составляло до 40–50 ч у всех британских, американских и германских радиолокаторов. В тоже время РУС-2с приводилась в готовность к боевой работе за 8 ч. Общая масса локаторов вместе с транспортными средствами также была несопоставима: 6–8 т (РУС-2с и РУС-2 соответственно) против 50–70 т у всех вышеупомянутых зарубежных образцов.
Заметим, что после введения в состав локатора (1943 г.) регенеративного ответчика для определения принадлежности «свой — чужой» станция РУС-2с стала представлять собой «классический» пример радиолокатора, принципы построения, заложенные конструкторские идеи и реализованные методы приема, обработки и отображения электромагнитной энергии которого до сих применяются в современных образцах радиотехнических систем.
РАДИОЛОКАЦИЯ ПВО В ГОДЫ ВОЙНЫ
В предвоенный период развитие радиолокации велось интенсивными темпами. Было совершенно ясно, что использование средств дальнего радиолокационного обнаружения дает большое преимущество средствам ПВО при ведении борьбы с воздушным врагом, обеспечивая возможность своевременной подготовки к отражению налетов, а также наведения истребителей на вражеские самолеты. Второе направление развития радиолокаторов — разработка станций орудийной наводки — значительно повысило эффективность зенитной артиллерийской стрельбы как по величине вероятности поражения самолетов, так и по значительному снижению расхода снарядов на сбитую воздушную цель.
Оба направления развивались стремительными темпами даже с началом Великой Отечественной войны, а также в ходе ее ведения, несмотря на необходимость проведения эвакуации научно-конструкторских учреждений и предприятий радиолокационной промышленности на восток страны. Особое место заняла радиолокация в организации системы ПВО Ленинграда (колыбель радиолокации) и Москвы как столицы СССР. Так, для ведения разведки воздушного врага на подступах к Москве была развернута стационарная станция дальнего обнаружения («Порфир»), созданная буквально за несколько предвоенных месяцев. Этот радиолокатор, построенный на сверхмощных ламповых генераторах, являлся новым словом в радиотехнике. Длительность излучаемых импульсов составляла 50–60 мкс, полоса частот приемника — 40 кГц (прообраз современных РЛС). В приемнике применялся метод накопления энергии эхо-сигналов, что значительно повышало дальность обнаружения целей. Дальность до целей определялась по разности фаз в приемнике, что дало начало разработке импульсно-фазового метода в системах измерения дальности. Также и другие идеи построения РЛС «Порфир» впоследствии использовались в ряде последующих образцов создаваемых РЛС: двухъярусная антенна типа «волновой канал», четырехкаскадный передатчик, приемник с каскадом усиления по высокой частоте и др. Эти новшества позволили получить значения коэффициента направленного действия антенны в несколько раз выше, чем у РУС-2, также мощность передающего устройства и чувствительность приемника значительно превышали показатели предшествующих образцов РЛС. Дальность обнаружения самолетов локатором «Порфир» достигала 225 км, чем в два с лишним раза превосходила ТТХ РУС-2 (РУС-2с).
В первый же месяц войны в интересах системы ПВО Москвы (кроме РЛС «Порфир») использовались несколько экспериментальных установок радиообнаружения, а также было развернуто 180 постов визуального и слухового обнаружения самолетов (затем число постов ВНОС возросло до семи сотен). В общую победу системы ПВО Москвы (в первые полгода войны из 8300 самолетов противника к городу прорвались только 229, т. е. менее 3%) значительный вклад внесли радиолокаторы, выполнявшие задачи дальнего обнаружения налетов врага. По мнению непосредственного участника тех событий М. М. Лобанова («Начало советской радиолокации»), эффективность ПВО могла быть еще выше, если бы всю многочисленную сеть постов ВНОС Московской зоны ПВО можно было заменить несколькими парными постами РЛС РУС-2, объединенными в 1–2 радиотехнических батальона при организации радиосвязи между постами и командными пунктами батальонов. При значительном сокращении людских и материальных ресурсов такая система дальнего радиолокационного обнаружения превзошла бы по эффективности всю службу ВНОС разведки самолетов противника, особенно в ночных условиях, а также в СМУ.
Большую роль радиолокация сыграла и в решении задач ПВО города Ленинграда. Уже в первые месяцы войны система ПВО была насыщена радиолокаторами дальнего обнаружения, а к началу 1942 г. в ее составе появились станции орудийной наводки. Локаторы РУС-2, РУС-2с обнаруживали группы фашистских бомбардировщиков на дальних подступах к объектам ударов и передавали их координаты зенитным средствам. Встреченная шквалом заградительного и прицельного огня, большая часть бомбардировщиков проводила неприцельное бомбометание и разворачивалась обратным курсом. Радиолокаторы использовались с высокой интенсивностью, например, в октябре 1942 г. в среднем каждая РЛС работала по 12 ч в сутки, обнаруживая на дальностях 100–145 км по 150 самолетов. Опыт боевого применения радиолокаторов показал очевидные их преимущества дальнего обнаружения воздушного противника при любых погодных условиях, а также наглядно продемонстрировал необходимость их применения при управлении огнем зенитной артиллерии. Станции РУС-2 и РУС-2с в условиях интенсивной эксплуатации продемонстрировали высокую надежность и ремонтопригодность радиоаппаратуры, а также требуемую эффективность и достоверность обнаружения самолетов.
В ходе войны со всей очевидностью проявились необходимость применения станций орудийной наводки для управления зенитной стрельбой, а также целесообразность их дальнейшего совершенствования. Применение в зоне ПВО Москвы лишь одной опытной зенитной батареи, оснащенной СОН, значительно повлияло на ее эффективность. Достоверность сведений о воздушном противнике, получаемых от СОН батареи, оказалась выше, чем от средств дальнего обнаружения — РУС-2 и РУС-2с за счет более высокой точности определения координат СОН. Благодаря применению СОН также значительно повысилась эффективность зенитной артиллерийской стрельбы. Немецкие асы сразу это заметили и стали обходить позицию батареи, а также неоднократно пытались ее уничтожить. Командование корпуса ПВО стало использовать данные о противнике, полученные опытной батареей, для наведения соседних зенитных батарей на обнаруженные воздушные цели. Позднее батарея была развернута в дивизион и стала центром достоверной информации о противнике для всей южной зоны ПВО Москвы, став впоследствии прообразом современного центра автоматизированного сбора, обработки и передачи радиолокационной информации (ЦОРИ).
Применение СОН для заблаговременного обнаружения самолетов и ведения по ним прицельного огня опытной зенитной батареей привело к многократному снижению среднего расхода снарядов на сбитый самолет — до 98. В ходе боевого применения батареи и параллельно ведущихся испытаний была замечена на экране индикатора не только цель, но и близкорасположенные разрывы снарядов. Это стало использоваться для введения немедленной коррекции стрельбы по замеру отклонений первых двух-трех залпов зенитного огня. По мере накопления опыта были разработаны графики, таблицы стрельбы, планшеты-параллаксеры для определения поправок к угловым координатам и дистанциям стрельбы. Эти наработки стали применяться на всех батареях, став основой для разработки правил стрельбы зенитной артиллерии, а впоследствии — в счетно-решающих приборах (СРП) и последующих образцах, вплоть до современных ЗАК и ЗРК.
В конце 1942 г. было принято постановление о серийном выпуске СОН-2, а также о разработке ее модификации — СОН-2а. Станция СОН-2а обладала достаточно хорошими возможностями для выдачи точного целеуказания зенитным батареям: дальность обнаружения самолетов — 20 км, точность определения координат — 0–12 делений угломера, 25–68 м по дальности. В 1943 г. конструкторы провели испытания нового образца СОН — РЛС «Турмалин», который при дальности обнаружения 45 км имел несколько провалов в диаграмме направленности как раз в наиболее распространенных диапазонах высот (1000, 4000 и 7000 м). Станция не была принята к производству, несмотря на ряд преимуществ в компактности, быстроте перевода в боевую готовность, упрощенное обслуживание и др. Не удалась также попытка конструирования новой СОН на основе радиоаппаратуры РУС-2 из-за высокой технической сложности поставленной задачи. Правда, в ходе ее выполнения был разработан метод гониометрического определения высоты, создана методика расчета зон пеленгования, предложен способ устранения «мертвой» зоны и другие научные достижения, нашедшие применение в последующих образцах РЛС.
В 1944 г. на вооружение войсковой зенитной артиллерии поступила СОН «Нептун» с дальностью обнаружения до 25 км и высокой точностью определения координат — 0,5–0,8°. В дальнейшем эта СОН была усовершенствована и явилась прототипом при создании более совершенной РЛС. Кроме того, для малокалиберной зенитной артиллерии (МЗА) был разработан радиолокационный дальномер, способный с высокой точностью 30–60 м определять дальность до самолета в любых погодных условиях днем и ночью. Дальномер по своим характеристикам значительно превосходил зарубежные аналоги и был рекомендован для оснащения не только МЗА, но и зенитных батарей среднего калибра, не имевших СОН-2а.
Опыт применения радиолокаторов в ходе войны показал, что имеющийся парк РЛС нуждается в совершенствовании их ТТХ, в первую очередь — увеличении дальности обнаружения и точности определения координат воздушных целей. Также необходимо повышение эксплуатационной надежности, безотказности, создание удобств для боевых расчетов (термин «эргономика» появился значительно позже). К концу войны (заводские испытания прошли в августе 1944 г.) станции РУС-2 и РУС-2а стали оснащаться разработанной к тому времени приставкой (системой) для определения третьей координаты цели — высоты ее полета. С учетом проведенных усовершенствований и новых технических решений в 1945 г. было принято решение о принятии на вооружение новой РЛС П-3 взамен станций серии РУС-2 (РУС-2а). Приставка для определения высоты воздушной цели стала прообразом современного подвижного радиовысотомера (ПРВ).
Таким образом, радиолокационные системы, применявшиеся в ходе войны, показали свою высокую значимость для решения задач ПВО: дальнего обнаружения, наведения истребителей и точного целеуказания при ведении зенитного огня. Проведенные в ходе войны конструктивные усовершенствования РЛС, СОН в направлениях повышения дальностей обнаружения, точности определения координат (особенно решение задачи определения высоты полета целей), введение аппаратуры определения принадлежности цели и др. придали радиолокации вполне завершенный облик, необходимость дальнейшего развития и применения в решении задач ПВО не вызывала никаких сомнений. 

(Окончание — в следующем номере)

Автор: Анатолий Гаврилов, ведущий научный сотрудник Военной академии войсковой ПВО Вооруженных сил Российской Федерации, доктор военных наук, профессор, генерал-лейтенант запаса.

Редакция журнала

Адрес редакции:
107023, г. Москва, ул. Большая Семёновская, д.32, офис 200

Телефон:
+7 (495) 777 23 14

E-mail:
info@arsenal-otechestva.ru 

Подписка на журнал

Журнал «Арсенал Отечества» продолжает подписку на 2019 год.

По вопросам подписки для юридических лиц или приобретения журнала в розницу обращайтесь к С.А. Бугаеву
bugaev@arsenal-otechestva.ru
+7 (916) 337-14-17

Оформить подписку для физических лиц можно через компанию ООО «Деловая Пресса» тел. (499)704-1305, Email: podpiska@delpress.ru,
сайт: https://delpress.ru/information-for-subscribers.html

Подписаться на электронную версию журнала «Арсенал Отечества» можно по ссылке.
Стоимость годовой подписки — 
10 800 руб.

Партнёры

Реклама

Журнал онлайн