К оглавлению         К предыдущей странице

Работы Украинского физико-технического института в развитии радиолокации

С 1937 г. решением Наркома обороны заказы на средства радиообнаружения для службы ВНОС были возложены на Управление связи РККА и подчиненный ему НИИИС КА.

Начав заниматься вопросами дальнего обнаружения самолетов, НИИИС КА проявил также заботу и о создании средства радиообнаружения для зенитной артиллерии. Эта инициатива военного института была крайне полезна, потому что вовлекла большие научные и инженерные силы и дала возможность скорее оснастить ЗА радиолокационными средствами.

Ставя перед собой такую задачу, НИИИС КА изучил состояние разработок в ЦВИРЛ, НИИ-9, ЛФТИ и их техническую направленность (применение аппаратуры с непрерывным и импульсным излучением и приемом). Сопоставление состояния разработок в ЦВИРЛ, НИИ-9 и ЛФТИ привело специалистов НИИИС КА к выводу о целесообразности дублирования задания ГАУ заданиями Управления связи, но уже с применением импульсной техники, что было совершенно правильно, если учесть преимущества последней.

Разработку этой техники НИИИС КА возложил на УФТИ, который в связи с общей тенденцией развития радиотехники в направлении СВЧ в инициативном порядке уже занимался теоретическими и экспериментальными исследованиями генерирования электромагнитных волн магнетронами в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Впоследствии эти исследования оказались существенным вкладом в развитие техники радиообнаружения, хотя вопросы радиообнаружения на повестку дня в то время еще не ставились.

Дальнейшие исследования в этой области проводились в отделе электромагнитных колебаний УФТИ, научным руководителем которого с 1930 г. был А. А. Слуцкин (впоследствии академик АН УССР).

В 1932–1933 гг. молодые ученые сотрудники УФТИ Е. А. Копилович, А. Я. Усиков и др. под руководством А. А. Слуцкина разработали магнетроны с многосегментным анодом и колебательной мощностью от 30 до 100 Вт при работе в непрерывном режиме на волнах от 20 до 80 см.

Результаты теоретических и экспериментальных работ 1932–1934 гг. А. А. Слуцкина и его ближайших сотрудников были опубликованы в 1935 г. (ЖТФ, т. 5, вып. 4). Основанием для этого послужило то обстоятельство, что в научной литературе тех лет появилось довольно много публикаций, относящихся к вопросу генерирования дециметровых волн магнетронами с многосегментным анодом. Однако вопрос о механизме возбуждения колебаний был разработан недостаточно, в частности не были выведены формулы, позволявшие производить хотя бы приближенный расчет магнетронных генераторов. Проф. А. А. Слуцкин считал необходимым изучить этот вопрос более обстоятельно и глубоко, чтобы дать возможность производить расчеты магнетронных генераторов данного типа.

На базе выполненных теоретических работ УФТИ создал серию магнетронов в диапазоне от 20 до 80 см с мощностью непрерывного генерирования от 10 до 100 Вт.

Впервые результаты исследований магнетронных генераторов, полученных А. А. Слуцкиным, были использованы в 1934 г. в ЦРЛ Ю. К. Коровиным для создания установок радиообнаружения по заданию ГАУ. С сентября 1934 г. УФТИ начал поставлять магнетроны различной мощности и на разные длины волн конструкторскому бюро Управления ПВО.

В 1935–1936 гг. УФТИ продолжал теоретические и экспериментальные исследования по магнетронам в диапазоне от 10 до 50 см и мощностью генерирования от 10 до 100 Вт, добиваясь большей их устойчивости в работе.

В 1936–1937 гг. сотрудники лаборатории электромагнитных колебаний С. Я. Брауде (ныне академик АН УССР), И. Д. Трутень и др. под руководством А. А. Слуцкина выполнили расчеты магнетрона в стеклянной колбе с водяным охлаждением для генерирования больших мощностей в дециметровом диапазоне. Эти расчеты показали возможность получения колебательных мощностей выше 10 кВт в непрерывном режиме. На основе этих расчетов еще в то время была разработана и осуществлена конструкция цельнометаллического магнетрона мощностью 17 кВт на волне 80 см в непрерывном режиме.

Параллельно с разработкой генератора на определенную волну была создана модель перестраиваемого магнетронного генератора, позволявшего менять рабочую волну в пределах до 30%. Это достигалось изменением индуктивности контура магнетрона путем удлинения или укорочения его выводов за пределами металлического баллона. О результатах этих работ А. А. Слуцкин, С. Я. Брауде и И. Д. Трутень уже после войны (в 1946 г.) опубликовали статью в журнале «Радиотехника». К концу 1936 г. УФТИ обстоятельно исследовал теорию магнетронного способа генерирования и располагал запасом электровакуумных приборов на ДЦВ для создания РЛС.

О широте проведенных исследований свидетельствовала публикация сотрудниками института А. А. Слуцкиным, С. Я. Брауде, И. М. Вигдорчиком, Е. А. Копиловичем, И. Д. Трутнем, А. П. Майдановым и А. Н. Чернецом семнадцати научных статей в отечественных научно-технических журналах довоенного времени.

С марта 1937 г. УФТИ по настойчивому предложению Управления связи РККА перешел к созданию для ЗА импульсной станции орудийной наводки, работавшей на волне 60–65 см мощностью излучения до 1 кВт. В середине 1938 г. опытная установка под названием «Зенит» была изготовлена, и первые испытания ее по самолету показали дальность обнаружения до 3 км.

В мае 1939 г. было предложено УФТИ усовершенствовать аппаратуру «Зенит», с тем чтобы повысить дальность обнаружения и надежность в работе. Это задание было выполнено. Доработанная аппаратура имела следующие технические характеристики: длина волны 64 см; мощность в импульсе 10–12 кВт; длительность импульса 10–20 мкс.

Испытания этой установки, проведенные в сентябре 1940 г. смешанной комиссией НИИИС КА, управлениями ПВО КА, ВМФ и ГАУ. выявили следующие результаты: дальность обнаружения одиночного самолета СБ 25 км, звена самолетов СБ 30 км; точность определения координат по дальности 1 км, по азимуту 3–4°, по углу места 1–2°, по высоте 10%. Это был большой успех молодого коллектива УФТИ. По сравнению с экспериментальными радиоискателями «Буря» и Б-2 НИИ-9 «Зенит» имел значительные преимущества по дальности обнаружения и возможности определять три координаты, необходимые для стрельбы ЗА. В принципе установка отвечала требованиям заказчика и с технической стороны представляла большой интерес. Однако ряд существенных недостатков станции «Зенит», вскрытых на испытаниях, а именно: невозможность непрерывного определения координат самолетов и ввод их в ПУАЗО для подготовки данных зенитной стрельбы (станция определяла координату цели только периодически: азимут за 17 с, угол места за 13 с, три координаты за 38 с), трудности обнаружения самолетов вследствие узкой (конусной) диаграммы направленности параболической антенны, наличие непросматриваемой (мертвой) зоны радиусом 6 км, в пределах которой ЗА могла вести наиболее активную стрельбу орудиями 85-мм калибра, вынудили УФТИ продолжать работы над ее усовершенствованием.

Комиссия по испытаниям отметила, что УФТИ первым в СССР разработал импульсную установку радиообнаружения для ЗА, определяющую три координаты положения самолета, но так как лабораторная установка еще не могла служить основой для изготовления примышленного образца, рекомендовала УФТИ ее доработать. Работая над устранением недостатков, УФТИ продолжал изыскания и по поднятию технического потенциала станции «Зенит» для увеличения дальности обнаружения.

 

Экспериментальная РЛС «Зенит»

В начале Великой Отечественной войны Управление связи КА предложило командованию ПВО Московской зоны проверить целесообразность использования станции в системе ПВО. Результаты проверки показали, что дальность станции увеличилась почти вдвое, но при этом более чем вдвое расширилась и непросматриваемая (мертвая) зона. Комиссия отметила, что хотя станция в настоящем виде непригодна для прицельно-сопроводительного огня ЗА, однако ее точность достаточна для постановки заградительного огня. Совместно со станциями дальнего обнаружения ее можно использовать для наведения самолетов-истребителей.

В чем причина вскрытых недостатков станции «Зенит», не позволивших использовать ее как образец для промышленной разработки?

На этот вопрос дает ответ активный участник разработки А. Я. Усиков (ныне академик АН УССР). В письме, направленном 26 апреля 1948 г. в Комитет по радиолокации при Совмине СССР, он сообщал, что «первые успехи УФТИ послужили резкому ошибочному изменению тематики института. Вместо дальнейших исследований физического характера, в зависимости от которых находилось решение принципиальных вопросов, обеспечивающих создание радиолокационной установки с учетом технических требований эксплуатации, заказчик–Управление связи КА (НИИИС КА) – настаивал на разработке силами лаборатории УФТИ промышленного образца РЛС.

Необходимо отметить, что тактико-технические требования заказчика не предусматривали условия непрерывного пеленгования, т.е. выработку угловых координат и их непрерывную выдачу в ПУАЗО. Это в дальнейшем в значительной степени обесценило результаты работы УФТИ. Не было и требования о недопустимости мертвой зоны, в пределах которой ЗА ведет огонь».

Так, полезная инициатива связистов не привела к желаемой цели, к ускорению оснащения зенитной артиллерии радиолокационными станциями, хотя работы УФТИ приводились на более прогрессивной научно-технической основе.

Этот пример поучителен тем, как разносторонне должны учитываться условия боевого применения нового оружия и находить свое отражение в тактико-технических требованиях заказчика.

***

Опыт создания РЛС орудийной наводки и результаты НИР, выполненной в 1939–1940 гг., позволили УФТИ приступить в 1941 г. к созданию новой станции «Рубин» для ЗА. Требованиями НИИИС КА предусматривались: дальность обнаружения 40 км; зона определения координат в пределах от 1,8 до 25 км; точность определения угловых координат – 1°; длина волны – 64 см; мощность излучения–100 кВт, а также устранение недостатков РЛС «Зенит».

Начавшаяся война не позволила УФТИ закончить разработку в 1941 г., и она была продолжена совместно с инженерами НИИИС КА уже на востоке после эвакуации обоих институтов.

Отметим еще одно задание НИИИС КА на разработку методов и отдельных узлов аппаратуры обнаружения и пеленгации самолетов для задач стрельбы ЗА. Это задание было выдано ЛФТИ.

9 декабря 1939 г. НИИИС КА согласовал с руководителем работ Ю. Б. Кобзаревым задание, включавшее:

1. Исследование рассеяния самолетом электромагнитных волн различной длины: а) проведение исследований на действующих для обнаружения самолетов установках, б) обработку и систематизацию материалов других учреждений и иностранной литературы.

2. Теоретическое исследование метода непрерывного излучения.

Радиолокационная станция «Рубин»

3. Разработку метода модулированного импульса для пеленгации: а) теоретическое исследование, б) разработку методов генерирования и приема, в) проверку данных на лабораторных макетах1.

Впоследствии (с конца 1941 г.) ЛФТИ объединил эти исследования с исследованиями теории гониометра для определения высоты полета целей и создания станции орудийной наводки на основе аппаратуры станции РУС-2.

1 Техническое задание подписали от НИИИС КА – М. И. Куликов и А. И. Шестаков и от ЛФТИ – Ю. Б. Кобзарев и П. А. Погорелко.

 

Дальше          К оглавлению