Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации

• Название: На передних рубежах радиолокации
• Автор: Виктор Млечин
• Жанр: Военное
• Год: 2013
• ISBN: 978-5-4438-0578-8

Радиолокация – это щит и меч страны, – убежден автор, стоявший у истоков создания и внедрения систем радиолокации в СССР, и лично знавший ведущих ученых в области космоса и радиоэлектроники: первого директора предприятия академика А. И. Берга, имя, которого ныне носит Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт (ЦНИРТИ, ранее – ЦНИИ-108), министра радиопромышленности СССР П. С. Плешакова, академика А. А. Расплетина, других выдающихся ученых и главных конструкторов направлений.

Как известно, еще в 1905 г. во время русско-японской войны радисты русского флота впервые в мире создали активные помехи сетям радиосвязи японских кораблей. Но секретные работы в области радиолокации начались в 1930-х годах. Работы велись практически параллельно в СССР, США, Германии, Англии и Франции. 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».

В 1948 году автор попал в Центральный научно-исследовательский институт радиолокации (ЦНИИ-108), в 13 лабораторию, которой руководил А. А. Расплетин, знаменитый конструктор зенитно-ракетных систем.

Более 60 лет, проведенных на ответственном научном направлении, дает автору В. В. Млечину право передать свой бесценный опыт нынешним и будущим поколениям молодых специалистов и тем, кто интересуется закрытыми страницами истории СССР.

---

Доработка станции велась на этапе технического проектирования в 1952 г. Параметры блоков уточнялись, предлагались улучшенные варианты построения схем, корректировалась техническая документация. Техпроект был принят в конце 1952 г. Гуськов, почувствовав необходимость более углублённого изучения возникающих проблем, стал всё чаще интересоваться вопросами теории. Читал литературу, проводил расчёты, привлёк меня к обоснованию основных характеристик, определяющих функционирование станции. Взял в штат лаборатории двух студентов МФТИ, проходящих стажировку в институте. Один из них, А. Косарев, стал изучать теорию случайных процессов, тогда ещё только зарождающуюся. На одном из семинаров в 13 лаборатории, которые проводились по инициативе Г. Я. Гуськова, куда был приглашён Л. А. Вайнштейн, Косарев ознакомил с результатами своих исследований. Вайнштейн внимательно слушал и потом сообщил, что он также стал заниматься этими вопросами по указанию А. И. Берга, который потребовал ознакомления его, Л. А. Вайнштейна, с корреляционной теорией ввиду прикладной значимости этой теории. Через несколько лет А. Косарев подготовил диссертацию, на которую лаборатория дала положительный отзыв. Всё это послужило толчком к моему изучению в дальнейшем основополагающих работ в этой области Яглома, Хинчина, Колмогорова и появившейся позже книги Н. Винера.

Среди проблем, стоящих тогда перед лабораторией, была проблема выбора плана расчёта, грамотного проектирования и, главное, поиска путей изготовления антенны нового типа – линзового апланата. Переход на новую антенну был связан с существенным укорочением длины волны, что неизбежно приводило к появлению волновых систем – аналогов оптических линз. О путях преодоления трудностей, возникших вследствие освоения ранее практически малоизученного диапазона миллиметровых волн, я расскажу в следующем разделе.

А сейчас – о другой проблеме, возникшей в связи с проектированием станции в целом. Занимался общей компоновкой станции ведущий конструктор М. З. Свиридов. Михаил Зосимович прошёл большую жизненную школу, в молодости был участником Гражданской войны, рассказывал, что сражался на бронепоезде, затем, окончив вуз, стал конструктором. Опыта, как говорится, ему было не занимать. По техническому заданию питание станции должно было осуществляться от двух электродвижков, входящих в комплект станции. Весовые характеристики движков Свиридову были, по-видимому, известны, и он при компоновке поместил их в задний отсек станции. Их долго не поставлял разработчик. Когда опытные образцы станции были уже установлены на гусеничных шасси тягачей, пришли движки новой модификации. Перебазирование их в отсек питания привело к изменению центра тяжести всей конструкции, в результате чего передняя часть станции приподнялась с опор. Естественно, что это было расценено как ЧП.

Первым запаниковал заказчик. Доложили руководству института. Последовали оргвыводы. А. И. Берг уже находился в Министерстве обороны. Сначала пострадал М. З. Свиридов. Вспомнив о дисциплинарном нарушении, взялись за Гуськова, понизив его в должности. Некоторыми это было расценено как срыв работы. Я должен был в это время ехать в командировку, где уже находился Гуськов с командой. Новый начальник лаборатории, присланный сверху, потребовал, чтобы я по приезде сообщил о происшедшем Гуськову. Я знал, что быть посланником недобрых вестей опасно, но, с другой стороны, понимал, что Гуськов умеет держать удар и действовать в соответствии с когда-то модной песенкой: «При каждой неудаче уметь давайте сдачи, иначе вам удачи не видать». Так и произошло. Гуськов выругал прежде всего меня, затем сказал пару «ласковых» слов по адресу начальства. В тот раз мы выполнили большой объём работы, объездив с доработанным макетом станции почти весь Северо-Запад.

Когда мы приехали в Москву, сложилась парадоксальная ситуация. Гуськов был главным конструктором ведущей разработки института, а начальником, которому формально он подчинялся, был человек, не знавший, как я подозревал, и основ радиотехники. Знакомясь с сотрудниками, он не спрашивал о роде выполняемой ими работы, но всегда с улыбкой представлялся: «Меня зовут Александр Илларионович». Это был невысокого роста, но плотный мужчина средних лет, носивший очки, по-видимому, для придания себе более солидного вида. В кабинете, где сидел Гуськов, представлявшем выгородку из общей комнаты, второй стол не вмещался. Это вынудило нового начальника примоститься тут же. Входящий в кабинет сотрудник наблюдал любопытную картину. За столом продолжал сидеть и работать Гуськов, а сбоку разбирал некие бумаги руководитель лаборатории. Оба при этом молчали и делали вид, что другого как бы не существует. И хотя Гуськов был в частых командировках, такая «совместная» жизнь продолжалась больше года. О том, чем она, эта жизнь, закончилась, я расскажу ниже.

Глава 5 Волны и капли дождя

Решение о расширении диапазона волн разрабатываемых РЛС, принятое совместно Министерством обороны СССР и главным конструктором станции в 1945–1949 гг., было безусловно смелым решением. Переход от более или менее изученного к тому времени диапазона сантиметровых волн в область миллиметров являлся не только «прыжком в неизвестность», но грозил неоправданными потерями времени, провалами в работе из-за отсутствия результата, не говоря уже о больших финансовых вложениях, затраченных без получения отдачи. Область миллиметровых волн, особенно в применении к радиолокации, была экспериментально мало обследованной, данные о распространении волн этого диапазона достаточно скудные. Вызывала сомнения возможность создания генерирующих приборов требуемой мощности. Пути разработки недорогих антенн, обеспечивающих качание луча в секторе и способных к изготовлению на имеющейся производственной базе, вообще плохо просматривались. Что же привлекало разработчиков в их стремлении переходить на более короткие волны, ради чего мог быть оправдан результат, несмотря на многочисленные риски? Таким фактором, служащим продвижением вперёд, являлось повышенное разрешение целей, т. е. возможность различения отдельных деталей в полученной картинке или, другими словами, способность раздельного выделения объектов, составляющих так называемую групповую цель.

Теперь о тех событиях по миллиметровому диапазону волн, которыми мы располагали к началу работ станций «Лес». Было известно, что поглощение радиоволн в диапазоне частот 10–60 Ггц вызвано действием водяного пара и кислорода. Наибольшее поглощение водяным паром было отмечено на волне 1,35 см (около 22 Ггц), а линии поглощения кислородом лежат вблизи волны 0,5 см (60 Ггц). Поэтому выбор рабочей волны станции был обусловлен областями, в которых общая кривая потерь на поглощение при распространении радиоволн имела минимумы. Мы также знали, что получить большие выходные мощности генерирующих приборов не удастся, а уровень входных шумов приёмников будет увеличенным. Считалось, что получить большие дальности действия станции мы не сможем, но ответить на вопрос, какова мера снижения дальности, никто не мог. Было ясно, что для увеличения разрешения по дальности необходимо расширение полосы излучаемых сигналов, но вопрос о том, как снизить шум-фактор приёмника таких сигналов до приемлемой величины повисал в воздухе. Для того чтобы реализовать высокое разрешение по углу, следовало не только сократить в разы ширину луча, но и обеспечить узкую диаграмму антенны и малые боковые лепестки во всём секторе качания луча и в заданном диапазоне частот. Но всё-таки большинство вопросов, возникших в начале проектирования станции, было связано с распространением радиоволн этого диапазона. Будет ли станция работоспособна при моросящем, среднем дожде или ливне, а при грозе? Что ожидать во время снегопадов? Можно ли рассчитывать на рефракцию? Отсутствовали сведения об эффективной поверхности рассеяния реальных наземных объектов в новом диапазоне частот. Не было данных о роли поляризации излучаемого сигнала и насколько он деполяризуется при отражении. В условиях подобной неопределённости работа шла, как говорят теоретики, методом последовательных приближений. Причём такой подход прослеживался как при рассмотрении теоретических проблем, так и при проведении экспериментов. На начальном этапе работы с макетом станции сканирование выключалось, луч антенны устанавливался вручную в направлении дороги, по которой передвигалась автомашина с уголковым отражателем, а сигнал с выхода приёмника рассматривался с помощью индикатора типа «А», т. е. попросту говоря, осциллографа в ждущем режиме. Если сигнал плохо просматривался, меняли смесительные диоды в кольцевых мостах или переключатель «приём – передача». Отсутствие сигнала часто было связано с отказом генерирующего прибора. Приходилось снимать с опор передатчик, перемещать его вдвоем (70 кг) на монтажный стол, вскрывать и заменять магнетрон. На это уходило добрые час-два. Когда сигнал восстанавливался, делали попытку рассмотреть изображение в режиме сканирования. На малых расстояниях отметка наблюдалась, но потенциала явно не хватало. После этого станция выключалась и начиналось обсуждение. Все понимали, что результаты, полученные на натуре при ясной и сухой погоде, свидетельствовали о нехватке энергетики, что связано с пониженным уровнем выходной мощности передатчика, потерями в высокочастотном тракте, недоработкой УПЧ, но главное кроется в недоиспользованных возможностях антенны. Присутствовавший на испытаниях конструктор антенн и радиоспециалист с большим стажем Е. Н. Майзельс молчал, обдумывая увиденное. Он не торопился высказать своё мнение. Но многоопытный Евгений Николаевич на каждом этапе умел вырабатывать адекватное решение. Обсуждая сложившееся положение, он предложил Гуськову подумать о замене зеркала рефлектора, что, с одной стороны, позволило бы поднять энергопотенциал, а с другой стороны, оттянуть луч от земли. Кроме того, следовало быть более внимательным при выборе позиции для станции.