К оглавлению         На предыдущую страницу

Разработка радиоискателя «Буря»

После того, как 3 января 1934 г. ЦРЛ были проведены опыты по радиообнаружению самолета, получены положительные результаты, специалисты ГАУ, понимая сложность решения этой проблемы, получили согласие командования параллельно работать над радиообнаружением в ЛЭФИ, имея сведения о последнем как о передовом научном коллективе. Важность скорейшего решения проблемы радиообнаружения вполне оправдывала такое дублирование научных исследований.

Не лишено интереса знать, как оперативно реагировало ГАУ на опыты ЦРЛ. Привожу краткую хронологию мероприятий тех дней 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 на 1934 г., направиться в ЛЭФИ и заручиться там согласием па развертывание научно-исследовательских работ по радиообнаружению для ЗА.

6 января представитель ГАУ (М. М. Лобанов – П. М.) 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 о заключении с ГАУ договора на развертывание исследований по радиообнаружению. Чтобы узнать точку зрения но этому вопросу академика А. А. Чернышева как директора ЛЭФИ, он вначале беседы не был информирован об опыте Ю. К. Коровина. Далее произошел следующий диалог А. А. Чернышева с представителем ГАУ:

— 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!

 

А. А. Чернышев.

Последовало подробное ознакомление академика с задачами опыта и его результатами и рассказ о попытках применения акустических и тепловых методов обнаружения самолетов и как следствие обращение 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!

Академика А. А. Чернышева автор этих строк видел впервые, особого впечатления он не производил, но в тот момент гораздо важнее было знать, как принял А. А. Чернышев предложение ГАУ, осознал ли значение и актуальность проблемы радиообнаружения (подобно директору ЦРЛ Д. Н. Румянцеву в октябре 1933 г.) и, наконец, удалось ли выполнить поручение командования и миссию «агитатора» и «доверенного лица» по этому делу. Информации об опыте ЦРЛ А. А. Чернышев не мог не поверить, поскольку ЦРЛ являлась солидной научно-исследовательской организацией. И все же, зная по опыту, как нелегко добиваться принятия в наших институтах и на заводах заказов по новой для них тематике, не было уверенности, что директор ЛЭФИ не откажет, ссылаясь на перегрузку института другими важными проблемами, тем более, что аналогичную работу уже начала выполнять ЦРЛ.

Под впечатлением встречи невольно хотелось анализировать высказанные доводы и информацию, стараясь найти в них слабые, недостаточно развитые и убедительные мотивы, которые могли бы отрицательно повлиять на решение директора. Надо было подготовиться к следующей встрече и найти новые веские аргументы в защиту необходимости параллельных работ ЦРЛ и ЛЭФИ.

Ответ был получен на следующий день, 7 января 1934 г. При встрече в институте А. А. Чернышев, предваряя 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 будет скоро 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 ГАУ [7]. Так в течение всего лишь одной недели после проведения опыта ЦРЛ удалось привлечь к исследованиям ЛЭФИ и совместно с ним выработать задания на ближайший год и условия договора.

Непосредственным руководителем работ по радиообнаружению А. А. Чернышев назначил начальника радиосектора ЛЭФИ, опытного, знающего и трудолюбивого инженера Б. К. Шембеля. Общее руководство исследованиями, начавшимися в дециметровом диапазоне, A. А. Чернышев оставил за собой. В этом диапазоне при допустимых габаритах радиоустановки можно было определять угловые координаты цели с заданной точностью. После серьезного обдумывания и обсуждения с Б. К. Шембелем А. А. Чернышев остановился на аппаратуре непрерывного излучения с использованием эффекта Допплера, считая, что разработка импульсной аппаратуры за неимением достаточного опыта потребует большего времени, к тому же ее преимущества в тот период были еще не ясны.

Под руководством Б. К. Шембеля инженеры ЛЭФИ B. В. Цимбалин и А. Я. Гейман за первую половину 1934 г.:

1) спроектировали пять вариантов искровых генераторов, в диапазонах 80—100 и 20—50 см;

2) разработали и изготовили серию магнетронов с различными параметрами;

3) построили установку непрерывного генерирования электромагнитных колебаний дециметрового диапазона;

4) 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 направленного действия антенн (КНД) около 33 дБ и при чувствительности приемника 50 мкВ/м потребуется излучаемая мощность порядка 1 Вт.

 

Б. К. Шембель (см. с. 268)

В июле 1934 г. по предложению ГАУ в ЛЭФИ Ю. К. Коровин, Б. К. Шембель и представитель ГАУ (М. М. Лобанов – П.М.) обменялись первым опытом разработки аппаратуры радиообнаружения. Оба руководителя изложили итоги полугодовой деятельности и соображения о дальнейших направлениях исследований. На этом совещании между ГАУ, с одной стороны, и ЦРЛ—ЛЭФИ, с другой, были согласованы взгляды по вопросу получения реальнодостижимых мощностей излучения в экспериментальных установках. Заказчик (ГАУ) настаивал на применении устройств с магнетронным генератором на волне порядка 10 см и мощностью до 100 Вт. С предложением о разработке такого магнетрона ГАУ в начале 1934 г. обратилось на завод «Светлана». Ю. К. Коровин и Ю. К. Шембель заявили о невозможности получения на сантиметровых волнах таких мощностей генерирования, полагая, что на дециметровых волнах при мощностях до 10 Вт проблему радиообнаружения для ЗА можно решить быстрее.

Разработчики были правы и заказчик с их доводами согласился. В дальнейшем обмен опытом между ЦРЛ и ЛЭФИ периодически продолжался.

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, профессор 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 новый принцип самовозбуждения магнетрона с разрезанным анодом и определил мощность колебаний. Вторая часть работы проф. Ф. А. Миллера относилась к изучению общей характеристики магнетронных колебаний, конфигурации колебательных систем, определяющих вид колебаний, выводу уравнения траектории электронов на концах щелей и экспериментальному подтверждению теории.

Обе части работы Ф. Л. Миллера были опубликованы [8] и явились исходными данными для дальнейшего совершенствования магнетронных генераторов в дециметровом и сантиметровом диапазонах. Непосредственным результатом этих работ явилось создание магнетрона с разрезанным анодом на волну 30 см и мощностью 7 Вт.

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

— 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 свидетельство [9]. 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.

Весной 1935 г. в лаборатории Б. К. Шембеля были проведены важные работы, позволившие создать экспериментальную установку радиообнаружения для ЗА. К ним относились: новые магнетроны с четырехрезонаторным анодом, отдававшие в антенну мощность более 10 Вт при волне 21—29 см. Разработанные в 1934 г. в ЛЭФИ и в ЦРЛ магнетроны неустойчиво работали, и от них пришлось отказаться. Успех новых магнетронов в значительной степени определялся качеством их изготовления М. Д. Гуревичем (младшим).

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 (старшим), 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 излучающая аппаратура были смонтированы у основания антенн. Двухпроводные фидерные линии в металлических трубах связывали приемник и излучающее устройство с полуволновыми вибраторами, укрепленными в фокусах параболоидов.

Генератор установки работал на магнетроне с четырехрезонаторным 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 антенны и фидера мощность излучения достигала до 8—15 Вт.

Приемник регенеративного типа был собран на лампах с настроенной сеткой, разработанных проф. М. Т. Греховой. Чувствительность приемника достигала 100—200 мкВ при усилении 1000. Прием отраженного от самолета сигнала был возможен при усилении до 5 · 105 и минимальном напряжении на диполе до 0,2—0,5 мкВт. Испытания установки, размещенной на крыше здания ЛЭФИ, показали, что она обладала чувствительностью достаточной для обнаружения летящих стай ласточек на расстоянии 150—200 м. Легкий самолет У-2 обнаруживался на дальности до 8 км.

 

Первый экспериментальный радиоискатель ЛЭФИ для ЗА.

В итоге в ЦРЛ и ЛЭФИ почти одновременно в середине 1935 г. были созданы и осенью того же года испытаны первые установки радиообнаружения самолетов для ЗА, определявшие две угловые координаты: азимут и угол места.

* * *

В 1934 г. 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 одновременно отмечались прямой и отраженный импульсы. Это давало возможность наблюдать отраженные импульсы от леса, находившегося на расстоянии 500 м, от установки.

Попытки принять отражения 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 слит с Радиоэкспериментальным институтом (РЭИ — директор А. М. Кугушев) и преобразован в Научно-исследовательский институт № 9 (НИИ-9) НКТП. Тематика института, в которой преобладали раньше теоретические исследования общенаучного характера, была теперь нацелена на разработки оборонного значения. 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.

М. А. Бонч-Бруевич (см. с. 268)

Зенитный радиоискатель «Буря» (вид сзади).

По договору с ГАУ НИИ-9 в 1935—1936 гг. должен был создать новую подвижную установку радиообнаружителя для ЗА и всесторонне испытать ее на полигоне ГАУ. На основе экспериментальной установки 1935 г. и ее испытаний по самолетам и имитирующим устройствам опытный завод института изготовил подвижный двухантенный зенитный радиоискатель1 «Буря». Разработку по-прежнему осуществляла лаборатория, возглавляемая Б. К. Шембелем.

1 Так с тех пор стали называться в НИИ-9 установки радиообнаружения для ЗА

В комплект радиоискателя «Буря» входили:

— магнетронный генератор на волнах 24—25 см с мощностью непрерывного излучения 6—7 Вт;

— регенеративный приемник и детектор с прямым усилением;

— две антенны (излучающая и приемная) обе параболического типа диаметром по 2 м и шириной диаграммы направленности 7—10°;

— источник питания (аккумуляторы и сухие батареи).

Чтобы облегчить разработку радиоискателя «Буря» и освободить НИИ-9 от изготовления крупных узлов, механизмов и зубчатых передач, ГАУ предоставило институту штатный звукоулавливатель ЗТ-2, с которого были демонтированы рупоры с звукопроводами и корректор. На местах крепления рупоров были установлены параболические антенны, а всю радиоаппаратуру с аккумуляторами разместили на станине и вращающемся основании звукоулавливателя.

В сентябре — октябре 1936 г. на артиллерийском полигоне ГАУ прошли тщательные испытания подвижного радиоискателя «Буря» по звену самолетов Р-5. В них участвовали разработчик инж. Б. К. Шембель, испытатели полигона инженеры К. Н. Томилин и В. А. Калачев и автор этих строк как представитель ГАУ. Испытания позволили выяснить дальность действия радиоискателя по самолету на различных курсах его движения, возможность поиска и сопровождения цели, точность определения ее координат, устойчивость работы и влияние посторонних помех.

При курсе цели в 0° радиоискатель «Буря» показал:

дальность обнаружения цели (максимально)                               10—11 км

срединные ошибки (в делениях шкалы угломера)

по азимуту                                                                             51 (3°)

по углу места                                                                        70 (4,1°);

те же ошибки (при ветре у земли 5 м/с)

по азимуту и углу места (в делениях шкалы угломера)   92(5,5°)

Характеристики радиоискателя превосходили аналогичные характеристики звукоулавливателя. Стала реальной возможность решения проблемы радиообнаружения самолетов для артиллерийской стрельбы по ним. Однако радиоискатель «Буря» полностью еще не удовлетворял требованиям ЗА. Его дальность действия и точность определения угловых координат могли обеспечить ведение только заградительного огня. Но даже и такой несовершенный радиоискатель был пригоден для замены звукоулавливателя, так как обладал бесспорными преимуществами перед последним и значительно лучше мог обеспечить прожектору световое обнаружение самолета.

Однако участники испытаний считали, что совершенствование аппаратуры радиообнаружения нужно продолжить и с учетом результатов испытаний на полигоне разработать новый образец радиоискателя, в котором предусмотреть более надежный поиск целей, для чего расчленить поиск—сопровождение по азимуту и по углу места.

Во время полигонных испытаний в Крыму Б. К. Шембель впервые заметил, а затем и систематически наблюдал отражение электромагнитных волн от гор, отстоявших от места испытаний на расстоянии около 100 км. Это свидетельствовало о том, что радиоволны 24—25 см могут применяться для обнаружения самолетов на расстояниях, намного больших, чем полученные на полигоне. Это было очень важно для предстоящих разработок. При наблюдениях на полигоне отражений от гор использовался метод частотной модуляции магнетрона, введенный Б. К. Шембелем в аппаратуру радиоискателя «Буря».

H. А. Ефимов.

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 свидетельствовали о необходимости доработки радиоискателя «Буря» в соответствии с рекомендациями артиллерийского полигона, Н. А. Ефимов согласился с ними и снял свое предложение.

Ретроспективно рассматривая этот вопрос, когда обсуждались две противоположные точки зрения, следует признать более правильной точку зрения начальника ГАУ, поскольку изготовление опытной партии радиоискателей «Буря» неизбежно заставило бы радиопромышленность приступить к изготовлению станций радиообнаружения для ЗА на 2—3 года раньше, чем это произошло в действительности, что, несомненно, способствовало бы более успешному преодолению предвоенных трудностей развития радиообнаружения.

На следующую страницу          К оглавлению