До и после Победы. Книга 2. Становление
Шрифт:
– Ну да ... не все ...
Люди были явно расстроены моей реакцией - не помогло даже мое актерское "мастерство" - настолько я не был готов к встрече ... с "этим" ...
Как выяснилось из дальнейших рассказов, все было не так уж и плохо.
Принцип формирования диаграммы направленности у этих антенн примерно такой же, что и у синфазных антенн - интерференция. Только излучение от выходного каскада генератора подается лишь на один излучатель - активный. Сзади него устанавливается тоже излучатель, только пассивный, который работает рефлектором - обрубает задний лепесток, а впереди стоят несколько также пассивных излучателей - директоры, то есть направляющие. Все пассивные излучатели получают энергию только от излучения активного излучателя, от генератора к ним никаких проводов не идет. И полученную энегрию они переизлучают, тем самым усиливая излучение активного вибратора в направлении оси антенны. Разница между рефлектором и директорами заключается в том, что рефлектор распололжен сзади активного излучателя на расстоянии четверти
Именно на таком излучателе и был построен первый локатор - еще с ручным управлением с помощью вертлюга. Конструктора даже проработали вопросы использования и уже тестировали систему из нескольких таких аппаратов. Поймав какой-то сигнал, оператор РЛС давал координатору предварительные сведения - направление, по которому обнаружился. Причем, так как диаграмма направленности антенны представляла собой конус с закругленным днищем, оператор давал направление именно этого конуса. То есть, при раскрытии его, скажем, на тридцать градусов, можно было говорить, что в этом угле и в направлении, в котором смотрит антенна, что-то есть. Ну, это уже было что-то. При дальности обнаружения до пятнадцати километров ... да поставить аппараты, скажем, километров через десять ... получим десять аппаратов на сто километров, и они триангуляцией позволят вычислить хотя бы квадрат, в котором "что-то есть". Терпимо.
Все оказалось еще лучше. Координатор передавал предварительные координаты в центр, а оператор тем временем пытался уточнить положение "цели" - поворотом антенны он находил положение, при котором сигнал пропадал и снова появлялся, если вести антенну обратно. Так, по границе диаграммы направленности, определялось более точное направление на цель. Ну да - это уже примерно пять градусов - а это очень высокая точность обнаружения воздушных целей для этого времени, где основным способом обнаружения самолетов, находившихся вне границ видимости, было звуковое обнаружение ... И ведь далее оператор продолжал вручную отслеживать цель и сообщать координатору данные по ней, а тот постоянно сообщал их в штаб. И уже в штабе, собирая эти сведения с нескольких станций, пытались выстроить картину воздушного пространства. Естественно, ни о какой супер-точности определения координат речи не шло, но и сведения "в том квадрате что-то есть" частенько давали возможность упредить воздушные налеты. Причем, уже на момент демонстрации образца у нас были организованы работы по тренировке расчетов и штабных работников, а уже через месяц после начала работы системы из двадцати станций операторы, координаторы и штабные так наловчились в поиске целей и триангуляции по квадратам, что количество ложных вылетов наших истребителей снизилось с семи до двух на десять вылетов, а количество пропущенных пролетов - с пяти до одного.
А наша техника не стояла на месте. Тем более что она основывалась на уже существовавших работах как советских, так и зарубежных ученых и конструкторов. Правда, не все там соответствовало действительности, и мы порой на этом теряли время, когда данные какого-либо "корифея" не бились с результатами испытаний. Ну, справлялись - и мы косячили, и корифеи ...
Но вперед двигались. Самым важным для второго варианта станций было добавить определение дальности, чтобы отвязаться от триангуляции, ну и сделать более тонкой диаграмму направленности - в первом-то варианте она была очень большой, то есть разрешающая способность по направлению не позволяла различить несколько самолетов. Да, когда в створе луча находился только один летательный аппарат, его координаты можно было уточнить с помощью границ диаграммы направленности. Но если целей было несколько, то могло быть так, что обе отражают сигнал и когда луч уйдет с одной цели, сигнал будет возвращаться от второй - диаграмма-то широкая, и она не дает различия между двумя целями. Тут уж оставалось ориентироваться на мощность ответа - если он уменьшился, то, скорее всего, одна из целей вышла из створа луча. Но если не уменьшился - не факт что не вышла - могла войти другая. А еще и в зависимости от дальности сигнал был более или менее мощный - соответственно, по громкости можно определить примерную дальность - чем дальше, тем слабее сигнал, тем тише играет динамик. Соответственно, если новая цель входит в створ дальше, чем была вышедшая, то сигнал изменится - уменьшится, и опытный оператор еще как-то мог определить дальность и даже количество целей, но это было доступно только отдельным виртуозам, причем не у всех главным был идеальный слух - парочка уникумов отлавливала количество целей мелкими вибрациями антенны, когда какая-либо цель находится на границе диаграммы - пляски с антенной напоминали какие-то танцы мумба-юмба, настолько человека захватывал сам процесс ловли, охоты на цель. Но вот если обе цели были примерно на одинаковом расстоянии - различить невоможно уже никакому уникуму.
Поэтому заужали диаграмму направленности как только можно. Пока с дециметровыми волнами не ладилось, размер антенн рос невообразимо. Ведь чем больше директоров у волнового канала, тем острее ее направленность - каждый директор добавлял не только 500% к коэффициенту усиления, но и где-то 10% к остроте диаграммы направленности. А при длинах волн и соответственно расстояниях между директорами в полволны при волнах длиной, скажем, четыре метра ... Поэтому-то и получались монстры под десять метров длиной, поднятые на высоту до двадцати метров.
Почему так высоко задирали ? А это еще и мало. Ведь на диаграмму направленности в метровом диапазоне очень влияет земная поверхность. Она очень хорошо отражает метровые волны (в отличие от дециметровых и тем более сантиметровых), и эти отраженные волны создают сложные эффекты интерференции, дифракции, наложения с основными волнами. Грубо говоря, в точку пространства приходит волна не только непосредственно от антенны, но и отраженная от земли. И пока она отражалась, она могла поменять фазу, это помимо того, что и по пути в интересуемую точку волны проходят разное расстояние - напрямую и с отражением, то есть под углом, соответственно, как там сложится фаза этих волн - известно одному богу. А он известный шутник. Вот только эти шутки нам не всегда нравились. Вроде бы обнаруженные самолеты, с известной дальностью и направлением, вдруг пропадали. А потом появлялись. Или это появлялись другие ... ? Неизвестно ...
– сигнал возникал вдруг, неожиданно, и вроде бы его положение совпадало с положением "пропавшего" ранее самолета, но почему тогда самолет пропадал ?
Проблему решил один студент. Все дело в этой чертовой интерференции. Прямой и отраженный лучи пересекаются в точках пространства и накладываются друг на друга. Совпадут по фазе - сигнал усиливается, не совпадут - уменьшается вплоть до полного пропадания. И отраженных лучей на пути прямого луча может быть много - отражаются-то они от всей земной поверхности, со всеми ее неровностями и строениями. Поэтому картинка радиопокрытия оказалась вовсе не однородной. Она была рисунком импрессиониста. Причем как по дальности, так и по объему облучаемого пространства.
По дальности образовывались "пальцы" и провалы - при удачном наложении волн дальность обнаружения по некоторым углам вырастала чуть ли не вдвое, а снизу и сверху этого направления могла упасть до нуля - ну не сложилось ... а сверху снова вдаль глядел дальнобойный "палец". То есть вдаль смотрела не одна плотная "сосиска", а "пятерня", причем количество пальцев в ней зависело от длины волны, местности, и еще бог знает каких факторов. И вот какой-нибудь самолет, залетев в один из пальцев, давал отличный сигнал, а потом, залетев в нулевую зону - просто пропадал - как будто его и не было.
Сами "пальцы" тоже были с изъянами. Они могли тянуться непрерывным пространством покрытия, а могли иметь прорехи от сотни метров до нескольких километров - смотря как наложатся прямая и отраженная волны в конкретном облучаемом объеме. Упадут на самолет в противофазе - и "нет" самолета, даже если он "наблюдается визуальными средствами наблюдения", как любят говорить военные, да и я пристрастился вслед за ними.
Так в дополнение ко всем этим бедам, интерференция могла отжать пальцы от поверхности, они были направлены под углом к горизонту, как бы тянулись из локатора все выше и выше, никак не желая идти непосредственно вдоль поверхности - они отжимались от земли этой интерференцией, так что низколетящие самолеты были "не видны" вплоть до самых близких дистанций. Фрицы какое-то время пользовались этой особеностью наших РЛС - просто подныривали под лучи и шпарили к целям. Мы же, получив первое радиолокационное покрытие, расслабились под его "защитой", отчего получили несколько чувствительных ударов - два аэродрома и колонна с грузами были расчехвосчены немцами почти под ноль. Правда, сами фрицы не ушли, так как были все-таки связаны нашими дежурными эскадрильями и затем хорошо так потрепаны налетевшими на подмогу истребителями с соседних аэродромов, но потери были ... обидными, да. Я столько надежд возлагал на РЛС, а тут такая подлянка. Хорошо, тот студент быстро нашел причину проблем. Мы его тут же засадили за исследования в этой области, и ему с командой пришлось нехило так покататься по нашим позициям радиолокаторщиков, полетать вокруг них, прежде чем нам удалось как-то наладить проектирование плотного радиолокационного покрытия нашей территории.
ГЛАВА 11.
Ну, проектирование - это, конечно, несколько сильно сказано. Назначали на определенное направление частоту, разворачивали РЛС, включали облучение и на самолете исследовали его диаграмму - и по дальности, и по объему. Если получалась плохая - переводили на другую частоту, и снова делали облет. А перевод на другую частоту - не так уж и просто. Это не в приемнике покрутить рукоятку. Антенны-то сконструированы в расчете на волну определенной длины, ну или совсем короткого диапазона. И поменяешь длину - получишь другую картинку излучения, изменится диаграмма направленности. Если вообще получишь что-то разумное - при изменениях более пяти процентов проще было поставить другую антенну, чем пытаться выжать хоть что-то из этой, для другой волны.