На фронтах третьей мировой войны. Война радаров

Пантелеев Юрий Александрович

Не мешая…

Цели помешать кому-либо, как головной цели работы, на заводе вроде бы и не ставили. Но это как ведь посмотреть. Напомним, что Георгий вернулся из Москвы после того техсовета в головном НИИ, когда защищался эскизный проект РЛС «Бештау», запланированный для выпуска на заводе вместо «Алатау». Серьезная машина, 64 троллейбуса, 128 приемных каналов, вдвое большая, чем у «Алатау» мощность передатчиков, выполненных на современных усилительных приборах, автокомпенсаторы помех, измерение высоты на проходе. И сейчас, спустя 40 лет, «Бештау» выглядит современно, а тогда, что и говорить, он был суперрадаром.

Но цена, цена!

Встраивание автокомпенсаторов помех в «Алатау» было делом решенным, это было запланировано. Собственно, для этого и была задана работа по модернизации

«Алатау». Запланирована! Конкурентом «Бештау» это его не делало.

Замена магнетронного передатчика на усилительную цепочку из амплитронов появилась как предложение главного конструктора «Алатау» из головного института. Идея была, что называется, «сырая». Сами приборы существовали только в виде прототипа, который надо было еще передвигать в частотный диапазон «Алатау». Весьма проблематичным было размещение двух усилительных цепочек вместо двух компактных магнетронных передатчиков в тех же самых вращающихся прицепах. Не существовало и СВЧ (сверхвысокочастотного) прибора для «раскачки» амплитронной цепочки, состоявшей из двух амплитронов: предварительного усилителя и оконечного каскада, усилителя мощности. Было даже неясно, какого типа должен быть СВЧ прибор для раскачки цепочки — лампа бегущей волны (ЛБВ), клистрон, триод?

Было множество и других принципиальных вопросов. Как управлять сменой частот? Как управлять длительностью импульса? Ведь для защиты от пассивных помех лучше работать коротким импульсом, а для преодоления активных помех нужна большая энергия и длинный импульс. А мощность? Увеличивать максимальную энергию в импульсе практически невозможно, начнутся пробои в элементах волноводного тракта, транспортирующего СВЧ энергию от передатчика до антенны.

Нужны были свежие решения. И они нашлись. В общем-то они были известны. Как говорится, «ничто не ново под луной!». Трудно придумать что-то принципиально новое, да и не всегда это нужно. Отдельные, частные решения, использованные ранее в других РЛС, помогли найти красивый выход.

Средняя мощность сигнала РЛС при заданном максимальном уровне пиковой мощности может быть увеличена только за счет длительности сигнала. Если учесть способность амплитронов усиливать различные частоты, лежащие в определенной полосе, можно использовать составной сигнал, из нескольких частот. Такой двухчастотный сигнал был уже использован в «Пирамиде», и предполагался в «Бештау». Использовали его и в замечательной войсковой РЛС, смонтированной на гусеничном самоходе. Кстати, именно в этой РЛС впервые была использована в качестве передатчика усилительная цепочка из амплитронов.

Двухчастотный сигнал давал целый ряд преимуществ при защите от помех. За счет независимого обнаружения на каждой частоте увеличивалась вероятность обнаружения целей.

Двухчастотный сигнал и был предложен для модернизированного «Алатау», раз уж там появилась вместо магнетрона усилительная цепочка. Так был решен вопрос удвоения мощности одной цепочки, за счет последовательного излучения друг за другом двух сигналов вместо одного. В приемо-передающую кабину никак не влезали две цепочки, и тогда удвоенная мощность одной цепочки становилась равной мощности двух прежних передатчиков на магнетронах. Правда, даже тогда появлялись новые очень важные достоинства — возможность смены частот, двухчастотная работа, высокая стабильность сигнала, задаваемая маломощным высокочастотным генератором, высокий кпд.

Увеличение мощности передатчика было важно не просто само по себе. Оно давало возможность уверенно обнаруживать на максимальных высотах полета новые ракеты противника класса «воздух-земля»: «Хаунд-дог» и «СРЭМ». С их помощью противник мог скрытно нанести точный ядерный удар с воздуха, не вводя бомбардировщики в зону объектовой обороны. У действующих сантиметровых радиолокационных станций ПВО потолка обнаружения таких малоразмерных целей не хватало, а у красивых станций метрового диапазона потолок резко снижался под воздействием помех.

Как же можно было решить задачу увеличения мощности «Алатау» при переходе на амплитронную цепочку? Тогда и была предложена оригинальная «двуглавая» амплитронная цепочка — первые два каскада общие, а оконечные

амплитроны работают каждый на свою сторону вращающейся кабины, на свою зону обзора, на две противоположные антенны. Это напоминает российский герб — двуглавого орла. Кстати, приемо-передающие кабины радаров устанавливаются на высотах, насыпях или вышках, чтобы поднять радиолуч над землей, осматривать землю сверху. Особенно это важно для обнаружения низколетящих целей, но об этом будем подробно говорить отдельно. А сейчас вспоминается, как похожи были на насыпях вращающиеся кабины с огромными параболоидами зеркал на двух сторонах кабины — на гигантских орлов, спустившихся с высоты и еще не сложивших мощные крылья. «Алатау» всегда походил на них, его симметричная конструкция красиво смотрелась на фоне неба. На две антенны работали два передатчика. А теперь — один передатчик перед последним каскадом разделял энергию в двух направлениях, на два оконечных амплитрона, работавших с небольшим усилением, но с максимальным кпд. Так удалось в той же кабине получить удвоенную мощность излучения. А это означало очень многое — и, в том числе, возможность увеличить и верхнюю границу обнаружения ракет, и зону обзора в помехах.

Правда, удвоение мощности не далось даром. Пришлось вместо одного модуляторного прицепа на две приемопередающие кабины ввести два модуляторных прицепа — по одному на каждую приемо-передающую кабину. В модуляторном прицепе располагались импульсные источники питания для каскадов передатчика. Зато появилась возможность удаления каждой пары «модулятор — приемо-передающая кабина» друг от друга.

Были, были сомнения в допустимости такого «двуглавого» решения. Если раньше на каждую антенну работал свой приемопередатчик, на своей частоте, что избавляло от перекрестных помех, то теперь две частоты излучались одновременно в обе противоположные стороны. Представьте себе, что цель будет облучена одной антенной, а отраженный сигнал попадет в обе антенны. Тогда вместо одной цели на экране появится еще и ложная, зеркально расположенная цель. Не было полной уверенности в отсутствии взаимного влияния, хотя теоретические оценки и успокаивали. Но риск все же был, и только опыт эксплуатации успокоил скептиков.

Была и еще одна проблема, которая позднее надолго задержала процесс испытаний опытного образца и послужила причиной драматичной ситуации, сложившейся на государственном испытательном полигоне вокруг «Кургана». Досталось и Георгию, как автору этих рискованных предложений.

Амплитронная цепочка могла работать на различных частотах. Двухчастотный сигнал, как уже говорилось, был ранее опробован в РЛС, разработанной для сухопутных войск. Однако там разработчики формировали каждый сигнал на своей частоте поочередно, каждый от своего модулирующего импульса, причем для каждого последующего каскада передатчика приходилось создавать импульс своей ширины: сначала шире, потом поуже, еще поуже и т. д., чтобы каждый получал высоковольтное питание только после подачи входного СВЧ-сигнала от предыдущего каскада. Получалась такая ступенчатая пирамида высоковольтных импульсов, а для двухчастотного сигнала — две пирамиды! Хотелось обойтись решением попроще. Скажем, в течение одного импульса поочередно излучать две частоты. Так и делали в «Пирамиде», но там передатчик был выполнен не на амплитроне, а на клистроне, принципиально другой лампе. Другая лампа, с другим, более низким, кпд. А как поведут себя амплитроны? Этого не знал никто. Вдруг в момент перескока частот появятся какие-то внеполосные излучения, пробои, сбои и т. п.? Надеялись, что тревожные ожидания завышены, но все же риск оставался, и только испытания сняли опасения.

Но, далеко не сразу сняли, а после событий, полных драматизма.

Насколько правильным было решение удвоить мощность, подтвердило будущее. Во многом благодаря этому новый радиолокационный комплекс надолго остался непревзойденным по полученным характеристикам. Предложение разработчиков комплекса выпускать сокращенный вариант РЛК, на одной приемо-передающей кабине, то есть с половинной мощностью, равной мощности прежнего «Алатау», так и не получило поддержки военных, такой укороченный вариант не выпускался, несмотря на более низкую цену.