К оглавлению         К предыдущей странице

Разработка радиоискателя «Буря»

После того как ЦРЛ были проведены опыты по радиообнаружению самолета, инженеры ГАУ, понимая сложность решения этой проблемы, предложили командованию параллельно развернуть аналогичные работы в ЛЭФИ. Важность скорейшего решения новой проблемы вполне оправдывала такое дублирование.

Не лишено интереса знать, как оперативно реагировало ГАУ на опыты ЦРЛ. Привожу краткую хронологию мероприятий тех дней января 1934 г.

 

4 января Ю. К. Коровин телеграммой известил ГАУ о проведенном им опыте. В тот же день командование поручило автору этих строк выехать в Ленинград, подробно ознакомиться с ходом опыта, его условиями и результатами и, договорившись о заключении второго договора с ЦРЛ на 1934 г., направиться в ЛЭФИ и заручиться согласием на развертывание научно-исследовательских работ по радиообнаружению.

5 января представитель ГАУ ознакомился в ЦРЛ со всем, что относилось к проведенному опыту.

6 января состоялась первая встреча с директором ЛЭФИ академиком А. А. Чернышевым, во время которой после знакомства и объяснения цели визита обсуждалось предложение ГАУ о развертывании исследований по радиообнаружению. Чтобы узнать точку зрения по этому вопросу академика А. А. Чернышева, он вначале беседы не был информирован об опыте Ю. К. Коровина. Далее произошел следующий диалог:

– А на каком основании в ГАУ считают радиообнаружение возможным, вы что-нибудь читали по этому вопросу?

– Нет, Александр Алексеевич, в научно-технической литературе об этом мы ничего не читали!

– Ну так что же вас воодушевляет, интуиция или волевое желание?

– До недавнего прошлого и то, и другое, как вытекающее из служебной ответственности ГАУ перед войсками ПВО. Но в последнее время кроме интуиции и желания у нас сложилась твердая уверенность в реальности этой проблемы.

– На базе чего основывается эта реальность?

– На опыте ЦРЛ, Александр Алексеевич!

        Я об этом опыте не знаю, расскажите пожалуйста!

Чернышеву подробно рассказали об опыте Коровина и его результатах, о попытках применения акустических и тепловых методов обнаружения самолетов и об обращении ГАУ к радиотехнике.

        Предприимчивые и дотошные вы люди, военные инженеры!

        Приходится быть такими, если не подсказывают наши ученые и промышленность.

– Интересно, очень интересно! Я подумаю, а вы приходите завтра, и мы еще раз потолкуем!

Ответ был получен на следующий день, 7 января 1934 г. При встрече в институте А. А. Чернышев, предвидя все вопросы, без каких-либо оговорок, с заметным подъемом заявил:

– Я весь вечер думал над вашим предложением, провел некоторые расчеты и считаю, что начинать работы можно, давайте обдумаем задание и подготовим договор!

Согласие академика, директора известного в стране института следовало расценивать как несомненный успех. Скорее хотелось узнать о примерных сроках проведения и завершения исследований:

– Александр Алексеевич, вы уверены, что задача радиообнаружения скоро будет решена?

– Задача будет обязательно решена, ну а сколько потребуется на это времени, сказать не могу, поработаем – увидим.

7 января были разработаны задания и условия договора, который в тот же день был отпечатан, подписан директором ЛЭФИ и на следующий день нарочным отправлен в ГАУ.

11 января 1934 г. договор был подписан и утвержден в ГАУ1. Так в течение всего лишь одной недели после опыта ЦРЛ был привлечен к исследованиям ЛЭФИ.

 

Непосредственным руководителем работ А. А. Чернышев назначил начальника радиосектора института опытного, знающего и трудолюбивого инженера Б. К. Шембеля. Общее руководство исследованиями директор оставил за собой. Работы были начаты в дециметровом диапазоне, как обеспечивающем создание для зенитной артиллерии подвижных установок с достаточной для стрельбы точностью определения угловых координат цели.

После всестороннего обсуждения выбора диапазона и технического направления исследований А. А. Чернышев и Б. К. Шембель остановились на применении аппаратуры с непрерывным излучением и использованием эффекта Доплера. Вот что пишет по этому поводу Б. К. Шембель2.

 

«Использовать (для радиообнаружения самолетов. – М. Л.) существующую для зондирования ионосферы аппаратуру (импульсную. – М. Л.) невозможно, так как длительность посылок высокочастотного сигнала для требуемых расстояний у нее слишком велика. Поэтому нужна разработка совершенно новой аппаратуры: короткоимпульсных источников питания анода генераторной лампы, самой генераторной лампы, широкополосных приемников, быстродействующих осциллографов и др. Кроме того, осторожное отношение к импульсному методу вызывалось также опасениями, что помехи, создаваемые отражениями от неподвижных, хорошо отражающих предметов, и сравнительно высокий уровень шумов приемника из-за его широкополосности могут привести к непредвиденным трудностям.

Использование же интерференционного метода было очень заманчиво своей технической подготовленностью, так как для его реализация могли быть использованы уже имевшиеся средства радиотехники непрерывного режима: генераторы, приемники и др. Возможность использования в этом методе узкополосной приемной аппаратуры являлась, по нашему мнению, его большим преимуществом. Главным же преимуществом непрерывного метода считалось то, что он позволяет наблюдать только движущиеся объекты, а это исключает помехи от неподвижных предметов, расположенных между приемной аппаратурой и целью или за ней...» И далее: «Что касается определения координат цели, то в то время решение этой задачи представлялось нам возможным при использовании любого метода. В любом случае необходимо было создавать узконаправленные антенные системы, а затем определять координаты либо через время запаздывания эхо-сигнала, как и при определении высоты слоев ионосферы, в первом методе, либо же приемом излученных самолетом вторичных волн на разнесенные приемники – во втором. В последнем случае решение задачи определения курса самолета представлялось более простым...»

 

1 ЦГАСА, ф. 20, оп. 41, ед. хр. 70, д. 82.

2 Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. – Советское радио, 1977, № 5, с. 15–17.

Под руководством Б. К. Шембеля инженеры ЛЭФИ В. В. Цимбалин и А. Я. Гейман за первую половину 1934 г. спроектировали пять вариантов искрового генератора в диапазоне 80–100 и 20–50 см; разработали и изготовили серию магнетронов с различными параметрами, построили установку непрерывного генерирования электромагнитных колебаний дециметрового диапазона, создали установку для исследования полей вторичного излучения от предметов различных форм и размеров.

В тот же период Б. К. Шембель провел оценочный расчет мощности, необходимой для обнаружения и пеленгации самолета на расстоянии порядка 10 км. По этому расчету выходило, что при коэффициенте направленности антенны около 33 дБ и при чувствительности приемника 50 мкВ/м потребуется излучаемая мощность порядка 1 Вт.

Помимо разработки проекта зенитного радиоискателя (так была названа в то время установка радиообнаружения для ЗА) в ЛЭФИ велись теоретические и экспериментальные работы по магнетронным генераторам. Так, проф. Ф. А. Миллер исследовал магнетронный генератор, чтобы выяснить электронный механизм генерирования колебаний, определить форму и характер колебаний во внутренних контурах.

По первой части работы Ф. А. Миллер вывел основные уравнения движения электронов, разработал приложение теории к колебаниям в резонаторе, сформулировал принцип самовозбуждения магнетрона с разрезным анодом и определил мощность колебаний. Вторая часть работы проф. Ф. А. Миллера относилась к изучению общей характеристики магнетронных колебаний, конфигурации колебательных систем, определяющих вид колебании, выводу уравнения траектории электронов на концах щелей и экспериментальному подтверждению теории.

Обе части работы Ф. А. Миллера были опубликованы и явились исходными данными для дальнейшего совершенствования магнетронных генераторов в дециметровом и сантиметровом диапазонах1. Непосредственным результатом этой работы явилось создание магнетрона с разрезным анодом на волну 30 см и мощностью 7 Вт

В 1934 г. инженерами ЛЭФИ были поданы заявки на следующие изобретения 2.

М. Д. Гуревич (старший) и Б. К. Шембель «Способ получения кратковременных импульсов высокочастотных колебаний»;

М. Д. Гуревич (старший) «Устройство для определения расстояний с помощью отраженных электромагнитных волн» и «Устройство для модуляции генераторов высокой частоты импульсами, получаемыми извне приемником, настроенным на частоту последнего»;

Б. Н. Дыньков и Б. К. Шембель. «Магнетрон, отличающийся тем, что его полуаноды выполнены из одного куска листового металла вместе с держателями, крепящими полуаноды к одному или нескольким выводам».

В феврале 1935 г. М. Д. Гуревичем (старшим) и Б. К. Шембелем была подана авторская заявка на «Устройство для получения периодических колебаний напряжения», на основании которой авторам было выдано свидетельство3 [10]. Это устройство было применено в первой экспериментальной установке ЛЭФИ на волне 70 см, разработанной в начале 1934 г. под руководством М. Д. Гуревича (старшего).

Перечисленные заявки на изобретения и ряд других авторских предложений, поданных в то же время свидетельствовали о том, что в 1934 г. исследования в области подготовки средств радиообнаружения развернулись уже довольно широко и вовлекли значительный круг ученых и инженеров многих научно-исследовательских институтов и лабораторий.

 

1 Журнал технической физики, 1935, т. 5 вып. 2.

2 Названия заявок - из фондов Всесоюзной патентно-технической библиотеки.

3 Авторское свидетельство БИ № 43934 от 31 08 1935 г.

 

Весной 1935 г. в лаборатории Б. К. Шембеля были проведены важные работы, позволившие создать экспериментальную установку радиообнаружения для зенитной артиллерии. К ним относились: новые магнетроны с четырехсегментными анодами, отдававшими в антенну мощность более 10 Вт при волне 21–29 см. Разработанные в 1934 г. в ЛЭФИ и в ЦРЛ двухсегментные магнетроны работали неустойчиво, и от них пришлось отказаться. Успех новых магнетронов в значительной степени определился качеством их изготовления в электровакуумной мастерской института, возглавлявшейся М. Д. Гуревичем (младшим).

 

Первый экспериментальный радиоискатель для зенитной артиллерии

Опыты с суперрегенеративным приемником дециметровых волн показали, что уровень его собственных шумов слишком велик и снижает чувствительность до недопустимых пределов. От применения такого приемника сразу же пришлось отказаться. Переход к детектору на лампе с тормозящим полем с переносом нагрузки из цепи сетки в цепь анода уменьшил шум примерно на три порядка.

К лету 1935 г. в ЛЭФИ под руководством Б. К. Шембеля инженерами М. Д. Гуревичем (младшим), Э. И. Голованевским и М. Г. Курилко была изготовлена экспериментальная установка радиообнаружения самолетов для ЗА с двумя параболическими антеннами диаметром 2 м, которые были укреплены рядом на общей опоре и могли вращаться в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Приемник и передатчик были смонтированы у основания антенн. Двухпроводные фидерные линии в металлических трубах связывали приемник и передатчик с полуволновыми вибраторами, укрепленными в фокусах зеркал-параболоидов.

Генератор установки работал на магнетроне с четырехсегментным анодом на волне 21–29 см при анодном напряжении 900–1200 В и магнитном поле 850–1100 Гс, со средним к.п.д. 35–45%. В условиях оптимальной связи фидера с колебательной системой генератора и при согласовании сопротивления антенн и фидера мощность излучения достигала 8–15 Вт.

Приемник с прямым детектированием был собран на лампах с настроенной сеткой, разработанных проф. М. Т. Греховой и успешно освоенных в лаборатории под руководством М. Д. Гуревича (младшего).

Испытания установки показали, что она обладала чувствительностью, достаточной для обнаружения летящих стай ласточек на расстоянии 150–200 м. Легкий самолет У-2 обнаруживался на дальности 5–6 км.

В итоге первых исследований, конструкторско-производственных работ по созданию магнетронов, магнетронных генераторов, приемников в ЦРЛ и в ЛЭФИ в середине 1935 г. были созданы и испытаны первые установки радиообнаружения самолетов для ЗА, определявшие две угловые координаты: азимут и угол места1.

1 ЦГАСА, ф. 20, оп. 41, ед. хр. 70, л. 228.

 

В 1934–1935 гг. параллельно с работами коллектива Б. К. Шембеля в ЛЭФИ был опробован импульсный метод радиообнаружения, исследования по которому возглавлял инженер М. Д. Гуревич (старший). Под его руководством была создана экспериментальная установка с магнетронным генератором дециметровых волн, работавшим в прерывистом режиме. К выходу приемника подключался синхронизированный от генератора осциллограф, на экране которого отмечались прямой и отраженный импульсы. Это давало возможность наблюдать отраженные импульсы от леса, находившегося на расстоянии 500 м от установки.

Попытки принять отраженный сигнал от самолета с помощью этой установки оказались безрезультатными из-за засветки экрана электронно-лучевой трубки отражениями от местных предметов. Вскоре после назначения научным руководителем ЛЭФИ проф. М. А. Бонч-Бруевича инженер М. Д. Гуревич был переведен в другую лабораторию, и работы, начатые им по импульсному радиообнаружению, оказались прекращенными практически до 1938 г.

Осенью 1935 г. ЛЭФИ был объединен с Радиоэкспериментальным институтом (РЭИ – дир. А. М. Кугушев) и преобразован в Научно-исследовательский институт № 9 (НИИ-9) НКТП. Директором института был назначен Н. И. Смирнов, член партии с 1905 г., человек энергичный, с большими организаторскими способностями, обладавший широким кругозором. Научным руководителем стал проф. М. А. Бонч-Бруевич, известный радиоспециалист, сыгравший выдающуюся роль в развитии радиотехники и радиофикации страны, проводившейся по личным указаниям В. И. Ленина. Новое руководство института разработало обширный план научно-исследовательских работ в интересах обороны страны и получило от правительства значительные средства на их выполнение.

По договору с ГАУ НИИ-9 в 1935–1936 гг. должен был создать новую подвижную установку радиообнаружения для ЗА и всесторонне испытать ее на полигоне ГАУ. На основе экспериментальной установки 1935 г. и ее испытаний по самолетам опытный завод института изготовил подвижный двухантенный зенитный радиоискатель «Буря». Разработку по-прежнему осуществляла лаборатория, возглавлявшаяся Б. К. Шембелем.

 

Зенитный радиоискатель «Буря»

В комплект радиоискателя «Буря» входили: магнетронный генератор на волне 24–25 см с мощностью непрерывного излучения 6–7 Вт; приемник с прямым усилением; две антенны (излучающая и приемная) параболического типа диаметром 2 м и шириной диаграммы направленности 7–10°; источник питания (аккумуляторы и сухие батареи).

В сентябре – октябре 1936 г. на артиллерийском полигоне ГАУ состоялись испытания радиоискателя по одиночным самолетам и звену самолетов Р-5. Руководили испытаниями инженеры-испытатели полигона К. Н. Томилин и В. А. Калачев при участии Б. К. Шембеля и представителя ГАУ, автора этих строк. Испытания позволили выяснить дальность действия радиоискателя на различных курсах полета самолета, возможность поиска и сопровождения цели, точность определения ее координат, устойчивость работы и влияние посторонних помех.

В отчете полигона и в научно-техническом журнале ГАУ от 19 ноября 1936 г.1 было зафиксировано, что «при курсе цели 0° радиоискатель «Буря» показал максимальную дальность обнаружения 10–11 км; срединные ошибки по азимуту 3°, по углу места 4,1°.

Ввиду актуальности задачи пеленгации самолетов для обороны СССР и получения уже реальных положительных результатов новым методом насущной необходимостью является форсирование разрешения как окончательного вопроса пеленгации, так и всех смежных с ним вопросов (дальность, скорость, любые курсы)...»

17 ноября 1936 г. ГАУ обратилось к директору НИИ-9 с письмом, в котором, ссылаясь на полигонные испытания радиоискателя «Буря», было сказано: «Необходимо отметить, что результаты испытаний настолько заметны, что они заставляют вести работы в дальнейшем форсированным способом, с тем чтобы увеличить дальность действия, точность пеленгования и более надежный поиск целей, для чего рекомендовать расчленить поиск и сопровождение цели по азимуту и углу места...»2.

1 ЦГАСА, ф. 20, оп. 41, ед. хр. 70, л. 242.

2 Там же, л. 268.

 

Разработчикам НИИ-9 полигонные испытания показали, что их впереди ожидает много сложной работы, требующей инженерного творчества, глубоких и разносторонних исследований и экспериментов.

Начальник ГАУ Н. А. Ефимов, ознакомившись с принципом работы радиоискателя, его устройством и результатами полигонных испытаний, предложил заказать опытную партию радиоискателей типа «Буря». Свое предложение он мотивировал соображениями, связанными с обострением международной политической обстановки, агрессией немецко-итальянского фашизма в Испании и необходимостью ускорить оснащение войск ПВО новыми, более совершенными средствами наведения прожекторов и стрельбы ЗА.

Однако единодушные доводы специалистов и начальника Управления военных приборов ГАУ Н. Ф. Романова о необходимости доработки радиоискателя «Буря», в соответствии с рекомендациями артиллерийского полигона, убедили Н. А. Ефимова снять свое предложение.

Ретроспективно рассматривая две противоположные точки зрения, следует признать более правильной точку зрения начальника ГАУ, поскольку изготовление опытной партии радиоискателей «Буря» неизбежно заставило бы радиопромышленность включиться в создание станций радиообнаружения для зенитной артиллерии раньше, чем это произошло в действительности, а это несомненно способствовало бы более успешному преодолению предвоенных трудностей, возникших в ЦРЛ и в ЛЭФИ – НИИ-9.

 

Дальше          К оглавлению