Валерий Родиков - Приключения радиолуча

• Название: Приключения радиолуча
• Автор: Валерий Родиков
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Научпоп
• Год: 1988
• ISBN: 5-235-00094-3

Книга об одном из великих открытий в истории человечества — радиоволнах, о прошлом, настоящем и возможном будущем обширнейшей научно-технической отрасли — радиоэлектроники. Читатель также узнает о причудах радиоволн: радиолокационных миражах-«призраках», «ангелах», «летающих тарелках»; о том, вредны ли радиоизлучения…

---

«Прежде всего, телевизор станет плоским — так предсказывают специалисты. — Его, как картину, можно будет повесить на стену. В лабораториях уже есть телевизоры со стереоскопическим изображением. Разработаны проекционные приемники с большим экраном для коллективного просмотра в местах отдыха. А в других моделях экран изменится до размеров «карманного».

Расширятся функции телевизора: он станет источником оперативной справочной информации — через систему «Видеотекст» можно будет запросить из информцентра и увидеть на экране интересующие вас сведения. А «Телетекст» позволит выбирать из телевизионной справочной «книги» нужные зрителю «страницы»: расписание самолетов, синоптическую карту с прогнозом погоды, сведения о новинках, поступающих в торговлю…

Главное место в квартире займет домашний информационно-развлекательный комплекс. С помощью дистанционного пульта можно будет управлять его работой, впрочем, можно заложить в память телевизора программу на много дней вперед…

Честно говоря, в таком деле, как электроника, предсказывать — дело не совсем верное. Неожиданное открытие может круто изменить облик целого направления. Так что и эти прогнозы к 2000 году могут стать уже вчерашним днем.

ЭТО НАЧИНАЛОСЬ ТАК…

Уже опыты Герца показали, что радиоволны способны отражаться от встречающихся на их пути предметов. Это явление и легло в основу радиолокации. Однако до умения определять по отраженным радиоволнам положение, скорость перемещения и другие характеристики какого-либо объекта науке и технике предстояло проделать долгий путь.

Главная сложность состояла в том, что лишь небольшая часть излучаемых волн попадает на объект локации. К тому же они частично поглощаются им, а частично рассеиваются в разные стороны. В результате в приемник поступает меньше одной миллиардной части от излучаемой энергии.

Идея радиолокации несколько моложе идеи радиосвязи. Еще в 1904 году немецкий исследователь X. Хюльсмейер запатентовал в Англии и Германии устройство, которое с помощью герцевских волн обнаруживало бы металлические предметы, такие, как корабли и поезда. Оно предвосхищало некоторые черты будущих радаров: работу в УКВ диапазоне, использование параболических антенн… Был еще ряд интересных заявок, но ни одна из них так и не воплотилась в работающую аппаратуру. Слишком несовершенны были в то время передатчики и приемники. Перед нами еще один пример, как зачастую научная мысль опережает технические возможности. Техника обнаружения пошла по иному пути: улавливанию других волн — звуковых — от самолетных моторов.

Для этого строили огромные слуховые рупоры со сложной системой труб-резонаторов. В ясную безветренную погоду опытные бойцы-слухачи могли обнаружить самолет на расстоянии даже в 20 километров. На довоенных парадах на Красной площади можно было видеть, как впереди зенитных орудий везли этаких «спрутов» из причудливо изогнутых звукоулавливающих труб. Такие звукоулавливатели в сочетании с прожектором получили у нас название «прожзвука».

Но «прожзвук» работал только при безоблачном небе, а вскоре выявился и другой дефект звуковых систем. При увеличившихся скоростях самолетов и высоте их полета направление прихода звука и направление на самолет стали так сильно различаться, что система оказывалась просто недееспособной. А появившиеся в начале 30-х годов дальние скоростные бомбардировщики становились очень опасными в случае прорыва противовоздушной обороны: увеличивалась их бомбовая нагрузка, резко возрастал возможный ущерб. Тогда и заинтересовались во многих странах идеей радиообнаружения. Можно, пожалуй, сказать, что изобретение радиолокации — своего рода реакция на появление мощной бомбардировочной авиации. Причем реакция довольно массовая: в 1934—1935 годах первые эксперименты по радиолокационному обнаружению были проведены в СССР, США, Франции, Германии, Италии и годом позже в Японии. Кстати, в Италии опыты ставил все тот же Маркони. Весной 1935 года он продемонстрировал, что с помощью радиоволн можно обнаруживать автомашины и… людей.

Действительно, каждое открытие ждет своего часа. Идея зрела… Инициаторами стали военные: один из энтузиастов нового дела П. К. Ощепков написал докладную записку народному комиссару обороны. Предложение заинтересовало маршала М. Н. Тухачевского, заместителя наркома обороны, ведавшего в то время вопросами вооружений и новой техники. Он тотчас же распорядился включить в план научных работ на 1934 год проблему радиообнаружения самолетов, причем в числе первоочередных. Одобрил инициативу и К. Е. Ворошилов. Нарком рекомендовал привлечь к обсуждению проблемы видных ученых.

Такое совещание состоялось 16 января 1934 года в Ленинградском физико-техническом институте, где директорствовал академик А. Ф. Иоффе. Рассматривался вопрос: как создать прибор, способный обнаружить самолет на расстоянии 50 километров при высоте полета 10 километров. Все выступающие были за использование радиоволн, считали этот путь перспективным в принципе, но вместе с тем у большинства проскальзывали и осторожные нотки.

Например, специалист по акустике, профессор, будущий академик Н. А. Андреев считал, что еще рано отказываться от звукоуловителей и надо расширять исследования в области звукопеленгации. А академик Иоффе утверждал, что преждевременно проводить исследования на дециметровых и сантиметровых волнах (как раз в тех диапазонах, которые станут самыми ходовыми в радиолокации), и следует ограничиться лишь метровыми волнами. Абрам Федорович мотивировал свой вывод тем, что, мол, более короткие волны будут отражаться от плоскостей самолета по оптическим законам («угол падения равен углу отражения»), и потому, отражаясь от самолета, такие лучи будут распространяться не в сторону наблюдателя, а от него, и весь ожидаемый эффект может быть сведен на нет. Как мы видим, даже академики не могли сказать ничего определенного. Вот сколь неизведанной была проблема. Сейчас это возражение выглядит несколько странным: видим же мы самолет в луче прожектора, хотя в глаз нам попадает рассеянный им свет.

Высказывались мнения и о преждевременности работ: дескать, нет технической базы для их осуществления. Говорилось также и о том, что надо бы расширить работы в инфракрасном диапазоне, чтобы обнаруживать самолеты по тепловому излучению выхлопных газов.

Интересно, что такие работы проводились в 1932—1934 годах, но тогдашний теплоулавливатель, в отличие от нынешних, не годился ни для обнаружения самолетов, ни для обнаружения танков, а вот корабли он обнаруживал неплохо и был принят на флоте. Применялся в Великую Отечественную войну. Подводную лодку в надводном положении он обнаруживал за три-четыре километра, а эсминец — на дистанциях в пять раз больших.

Но вернемся к обсуждению. Горячо поддержал идею радиообнаружения директор Ленинградского электрофизического института академик А. А. Чернышев, причем он ратовал за постройку аппаратуры в сантиметровом и дециметровом диапазонах и даже предложил, чтобы работы вел его институт.

Совещание стало историческим для отечественной радиолокации. Отныне ее создание превратилось в государственную задачу.

В 1934—1935 годах были проведены опыты по радиообнаружению самолетов. Результаты обнадеживали. Но электрофизический институт, где проводились исследования, вдруг реорганизовали, руководство сменили, некоторые сотрудники устроились в другие институты. В частности, крупнейший физик-радиотехник Д. А. Рожанский и его сотрудник Ю. Б. Кобзарев ушли в физтех к Иоффе. Рожанский возглавил специально созданную лабораторию по проблеме обнаружения самолетов. Курс был взят на импульсную локацию. Рожанский вскоре умер, и работы возглавил Кобзарев. Лаборатории и удалось довести дело до конца.

15 апреля 1937 года можно считать днем рождения импульсной радиолокации в СССР. Именно в этот день под Москвой заработал макет импульсной станции. Немногочисленный штат лаборатории работал с задором, с выдумкой. Многие узлы были недопоставлены, приходилось изобретать замену тут же, на полигоне. Вместо запланированного мощного передатчика воспользовались подвернувшимся маломощным и все равно обнаружили самолет в 17 километрах.

К сожалению, путь от макета до промышленного образца затянулся из-за разного рода реорганизаций. Сложное тогда было время — 1937 год. Был отстранен от работы и репрессирован один из энтузиастов импульсного метода локации П. К. Ощепков. Впоследствии, после десятилетнего отсутствия, он займется интроскопией — видением внутри непрозрачных предметов. Станет в 1954 году доктором технических наук, профессором. Одно из его увлечений — так называемая энергетическая инверсия — обращение вспять потока энергии, поиск условий, при которых без затрат можно извлечь тепло, рассеянное в окружающей среде. Подобные мысли были и у Циолковского.