Самолётные радиолокационные разработки
После успешной работы над РД-1 интересы Расплетина начали смещаться от телевидения к радиолокации. Такой опытно-конструкторской работой стало создание станции для защиты хвоста самолёта «Тон» – первой в нашей стране.
Интересна эволюция взглядов на применение средств радиообнаружения для бомбардировочной и истребительной авиации. До войны считалось, что острую потребность в радиолокационных средствах имели только войска ПВО, так как якобы бомбардировочная авиация в дневное время ориентируется для розыска объекта бомбометания визуально, при ограниченной видимости, и ночью цель находят по штурманским расчётам.
Не нуждалась в средствах радиообнаружения и истребительная авиация. Днём лётчик отыскивал цель визуально, а ночью истребители должны были вести бой во взаимодействии с зенитными прожекторами и звукоулавливателями или же при свете луны. Конечно, такой подход затормозил, отодвинул на некоторое время внедрение радиолокации в боевую авиацию.
Однако успешное использование в боевых условиях под Ленинградом станции «Редут» показало, что истребительную авиацию надо оснащать РЛС для перехвата бомбардировщиков в облачности днём и ночью. Ведь и лучи зенитных прожекторов, и визуальное наблюдение в сплошной облачности нисколько не помогали лётчику.
Инициатива оснащения истребительной авиации радиолокационными станциями принадлежала начальнику группы НИИ ВВС С. А. Данилину.
В середине 1940 года было проведено совещание, где была признана целесообразность этой работы. Спор зашёл лишь о частотном диапазоне, в котором должна работать станция, – метровом или сантиметровом. Использование метровых волн позволяло рассчитывать на быстрое освоение производства этой аппаратуры промышленностью. В свою очередь, благодаря использованию сантиметровых волн аппаратура могла получиться меньших размеров и массы, имела бы большую точность прицеливания. Разработка такой самолётной РЛС «Гнейс-2» была поручена инженеру В. В. Тихомирову.
Вскоре под руководством А. Б. Слепушкина было разработано устройство индикации отражённого сигнала, с помощью которого положение обнаруженной цели относительно курса самолёта-перехватчика и расстояние до неё фиксировались на одной электронно-лучевой трубке. Это устройство очень заинтересовало Расплетина. Боевые испытания станции «Гнейс-2» провели в феврале-мае 1943 года под Ленинградом.
В них, между прочим, участвовал и Герой Советского Союза лётчик В. А. Мациевич. Результаты испытаний были вполне удовлетворительными. Не дожидаясь окончания испытаний и принятия на вооружение, станцией оборудовали 15 самолётов Пе-2 и Пе-3, часть из которых в конце 1942 года направили под Сталинград для борьбы с немецкими самолётами, снабжавшими армию Паулюса.
В мае-июне 1944 года по требованию главка наркомата А. А. Расплетин с Е. Е. Фридбергом приняли участие в важнейшей оперативной работе – комплексной настройке самолётных РЛС «Енейс-2», принятых на вооружение 16 июня 1943 года, – через три года после принятия решения о начале разработки аппаратуры «Енейс-2».
Задел аппаратуры, подготовленный в НИИ-20, находившимся тогда в эвакуации, был направлен в НИИ ВВС на станцию Чкаловская, где специально сформированная бригада высококвалифицированных специалистов и рабочих НИИ-20, НИИ ВВС и ВНИИ-108 буквально день и ночь собирала из отдельных блоков эти станции и устанавливала их на самолёты авиационной дивизии ночных перехватчиков для отправки на фронт. Всё было сделано вовремя. За эту работу Расплетин и Фридберг получили благодарность от наркома электропромышленности И. Г. Кабанова. К концу 1944 года РЛС «Гнейс-2» было оснащено более 230 самолётов.
Занимаясь этой работой, Расплетин не только осваивал опыт конструирования самолётных радиолокаторов, но и сам, используя навыки настройки телевизионных приёмников (а в них, как и в «Гнейс-2», был метровый диапазон) и знание систем индикации на электронно-лучевых трубках, принимал активное участие в доработке станции.
Полученный опыт очень скоро пригодился Расплетину в новой работе, которая по своей сложности не уступала «Гнейс-2». Американские бомбардировщики уже были оснащены РЛС защиты хвоста – её называли «Моника». Поэтому руководство предложило Расплетину ознакомиться с описанием этой станции и по возможности использовать технические решения для изготовления отечественной, названной «ТОН».
18 апреля 1944 года постановлением ГКО № 5647 было сформулировано задание на новую самолётную РЛС. В нём говорилось: «Самолётная радиолокационная станция для бомбардировщиков, предупреждающая нападение с хвоста. Срок – август 1944 года».
В первую очередь ставилась задача воспроизвести «Монику». Эту работу возглавил Расплетин. Он и его сотрудники провели НИР и пришли к выводу, что заокеанская техника обладает рядом недостатков и многие из параметров можно значительно улучшить.
Они искали свой путь, решая впервые многие вопросы. Когда лабораторное макетирование было закончено, приступили к созданию опытного образца, который предстояло испытать в воздухе. И в этом была одна из специфических особенностей системы: сколько бы блоки ни настраивали на земле, каких бы хороших результатов ни добивались, полёты в реальной обстановке вносили коррективы. Иногда после ночи, проведённой на аэродроме, вместо того чтобы ехать домой отоспаться, все собирались в лаборатории, обсуждали результаты и вновь начинался поиск.
Испытания «ТОНа» ещё продолжались, а Расплетин уже предложил новую модификацию этого локатора – «ТОН-2».
В конце августа 1944 года лабораторные и лётные испытания станции «ТОН-2» были закончены с положительным результатом. Было установлено, что станция отвечает заданным требованиям и может быть предъявлена к государственным полигонным испытаниям без каких-либо изменений и переделок. Образец станции был сразу же передан в НИИ ВВС для проведения государственных испытаний.
В комиссию по проведению государственных испытаний были включены от института главный инженер А. М. Кугушев, начальник лаборатории № 13 А. А. Расплетин и инженер этой лаборатории Г. Я. Гуськов. Лётные государственные испытания аппаратуры «ТОН-2» проводились заместителем начальника лаборатории № 13 Е. Е. Фридбергом и Е. Я. Гуськовым.
Станция «ТОН-2» успешно прошла государственные испытания и в конце 1944 года была принята для серийного производства. В декабре 1944 года началась передача чертежей и другой технической документации на специально выделенный для этой цели серийный завод. Эта РЛС имела большое значение для защиты боевых самолётов. Статистика, имевшаяся в то время, показывала, что 80 процентов бомбардировщиков были сбиты в результате атаки истребителей со стороны хвоста.
Разработанная ВНИИ-108 аппаратура позволяла предупреждать экипаж бомбардировщика о приближении самолётов противника с задней полусферы с дальности около 1,2 километра, подавая звуковой сигнал предупреждения, слышимый в сети самолётной переговорной станции.
Расплетин всегда уделял огромное внимание испытаниям, ибо только они подтверждали правильность принятых решений, открывали перспективы дальнейшего развития во взаимосвязи с окружающей средой. Иногда во время испытаний случались курьёзные случаи. Так, при испытаниях станции «ТОН-2» произошёл драматический случай, описанный В. В. Мацкевичем в книге «Солдат империи»:
В 1945 г. я испытывал станцию «ТОН-2» А. А. Расплетина. Это была активная станция защиты хвоста. Летали на самолёте ДБ-ЗФ в Кратове. Самолёт был старый. Во время полёта Расплетин сидел в конце фюзеляжа со своей станцией и измерительной техникой, а я из верхней турели наблюдал за атакующим истребителем и измерял расстояние до него. Вдруг из левого мотора стали вырываться длинные языки дыма. Я крикнул лётчику-испытателю Гринчуку, что мотор дымит. Он посмотрел и велел нам прыгать, так как мотор может загореться, а он пойдёт на посадку в Москву-реку. Я ему ответил, что Расплетин не надел парашют, он сидит на нём как на скамейке, да и я прыгать не буду. Гринчук отругал нас, стал резко пикировать, сбивая хвосты дыма. На аэродроме выяснилось, что из маслоблока выпал кран, масло вылилось на мотор. Если бы масло вспыхнуло, мы бы погибли.
Расплетин пережил несколько неприятных минут, пока самолёт благополучно не приземлился. От лётчика-испытателя Расплетин получил серьёзную нахлобучку и строгое указание безоговорочно придерживаться лётных правил. Больше неприятных случаев на испытаниях с Расплетиным не происходило. Что касается окружающих его испытателей, то таких неприятных случаев всё же было достаточно много, правда, все они заканчивались благополучно.
В 1945 году производилось оказание технической помощи в освоении серийного производства аппаратуры «ТОН-2» заводом НКАП. Одновременно началась разработка станции «ТОН-3», имевшей аналогичное назначение, что и «ТОН-2», но устанавливаемой на истребителе.
В 1945 году было изготовлено три комплекта опытных образцов станции «ТОН-3», проведены и успешно закончены лётные и заводские испытания. Работа на этом этапе была сдана заказчику НИИ ВВС. Государственные испытания аппаратуры «ТОН-3» проводились весной 1946 года, уже после окончания войны.
Ещё одной важной задачей, над которой Расплетин работал в годы войны, была проблема радиопротиводействия РЛС. Эта задача возникла ещё в 1935–1936 годах, когда были испытаны первые образцы советских радаров. М. А. Бонч-Бруевич предупреждал, что «во время войны радиолокационным станциям могут быть созданы помехи, которые затруднят или полностью забьют работу радиолокаторов».
Расплетин, как опытный коротковолновик, конструктор приёмо-передающей аппаратуры в диапазоне УКВ, был с этим полностью согласен. Он считал, что технически это осуществить не так уж и сложно. Александр Андреевич говорил, что задачу создания РЛС надо решать комплексно, то есть снабжать их сразу же аппаратурой защиты от помех. Кроме того, ещё в предвоенные годы высказал принципиальную идею о соединении радиолокатора с телевидением: при определённых погодных условиях можно полностью обеспечить помехозащищённость РЛС наведения при применении противником радиотехнических средств противодействия.
При конструировании самолётной РЛС защиты хвоста Расплетин также учитывал возможность применения помех. Ещё в 1940 году немцы проводили работы по использованию ленточных металлизированных отражателей для создания помех радиолокационным станциям. В 1942 году вопрос о применении отражателей был полностью решён. Однако, полагая, что на вооружении англо-американских войск имеется незначительное количество РЛС орудийной наводки, для подавления которых и предназначались эти отражатели, немецкое командование приказало прекратить все работы в этой области, чтобы сведения о ленточных отражателях не проникли к противнику.
Англичане самостоятельно изобрели и использовали ленточные отражатели для маскировки массированных налётов авиации на города Германии. В результате обслуживающий персонал немецких РЛС оказался не подготовленным к действию в условиях пассивных помех. За время войны американская и английская авиация сбросила над территорией Германии свыше 20 тысяч тонн отражателей. По свидетельству зарубежной печати, применение радиопомех предотвратило потери 450 бомбардировщиков и 4500 человек. Но вскоре конструкторская мысль нашла противоядие от пассивных помех. На РЛС появились системы селекции движущихся целей.
В годы Второй мировой войны было немало примеров применения активных помех. Так, когда немцы установили на своих ночных истребителях бортовые РЛС обнаружения, потери английских бомбардировщиков заметно возросли. Для борьбы с ними англичане установили на южном побережье Англии передатчики помех огромной мощности – «Туба». Их излучение было направлено по курсу полётов бомбардировщиков. Благодаря этому РЛС немецкие истребители не могли нормально работать во время поиска возвращающихся на базы английских бомбардировщиков. Впоследствии подобные передатчики успешно применялись для прикрытия высадки англо-американских войск в Нормандии.
Для прорыва ПВО, в частности для подавления немецких станций орудийной наводки «Вюрцбург», американская авиация также интенсивно использовала активные радиопомехи. Для этого в 1943 году на бомбардировщиках установили передатчики помех, излучавшие непрерывные шумовые сигналы мощностью 6 ватт. В своё время зарубежная печать сообщала, что потери самолётов, оборудованных такими сравнительно простыми и маломощными передатчиками помех, от зенитного огня уменьшились более чем в два раза.
Эти примеры приведены для того, чтобы показать: переход Расплетина к конструированию радиолокационной аппаратуры происходил, когда конструкторы занимались уже не чистой радиолокацией, а должны были оснащать её рядом радиоэлектронных систем вспомогательного действия для решения тактических задач, для обеспечения её живучести в условиях радиопротиводействия. И, безусловно, весь предыдущий опыт его инженерно-конструкторской деятельности был очень кстати.
Развитие радиолокационных средств в годы войны привело к необходимости создания аппаратуры, позволяющей обнаруживать и определять параметры радиолокационных сигналов противника.
В 1944–1945 годах в лаборатории Расплетина под руководством заместителя начальника лаборатории Е. Е. Фридберга выполнялась работа ПР-1 и самолётного радиодальномера по теме «Даль».
Приёмное устройство ПР-1 должно было помочь выяснить возможность приёма сигналов РЛС в условиях естественных помех от систем зажигания двигателей и различного электро- и радиооборудования самолёта, вращающихся металлических лопастей пропеллеров и оценить максимальное удаление самолёта-разведчика от РЛС, при котором возможно обнаружение её сигналов. Лётные испытания разработанного и изготовленного макета приёмника ПР-1 были проведены осенью 1945 года на самолёте Ил-4.
Испытания проводились на лётной базе ЛИИ в Кратове с РЛС, работавшей в диапазоне 1,5 метра.
Результаты полётов с макетом были обнадёживающими:
- дальность обнаружения и анализа сигналов РЛС значительно превышала дальность действия РЛС и практически была равна оптической дальности, хотя уровень помех от системы зажигания двигателей на самолёте Ил-4 был значительным. Помехи от электро- и радиооборудования самолёта существенно не сказывались, а ожидаемая модуляция сигнала РЛС вращающимися лопастями винтов не обнаруживалась;
- наблюдение сигналов РЛС на осциллографическом устройстве позволяла определять частоту следования и длительности импульсов сигналов РЛС. Многократное наблюдение сигналов других РЛС, работавших в районе испытаний, позволяло идентифицировать РЛС по форме сигналов и излучения;
- несущая частота РЛС определялась по шкале настройки гетеродина приёмного устройства.
Разработка и лётные испытания макета и экспериментального образца станции помех ОП-2, а также макета приёмника РЛС ПР-1 впервые у нас в стране показали возможность создания самолётных радиотехнических устройств для борьбы с радиолокационной техникой противника. По их результатам была поставлена ОКР «Радиодальномер».
ОКР «Радиодальномер» – разработка «самолётной радиолокационной установки для определения расстояния до самолёта противника», предназначенной для установки на среднем бомбардировщике.
Работы по ОКР «ТОН-2», «ТОН-3», «Радиодальномер» постоянно находились на контроле не только у руководства института, но и комитета по радиолокации. Так, 22 мая 1945 года в институте состоялось расширенное заседание НТС. На заседании был заслушан доклад А. А. Расплетина, в котором он отметил основные результаты разработки первого варианта прибора защиты хвоста «ТОН-2», остановился на достигнутых характеристиках и обосновал необходимость разработки нового варианта прибора «ТОН-3» с улучшенными характеристиками. По теме «Радиодальномер» А. А. Расплетин остановился на новых радиолокационных проблемах, которые необходимо решить, для выполнения требований ТТЗ. В дискуссии по докладу выступили А. И. Шокин, Г. А. Утер, А. М. Кугушев. НТС, отмечая актуальность работ, рекомендовал форсировать исследования по проверке найденных технических решений и обеспечить предъявление аппаратуры на государственные испытания в заданные сроки (Архив НИИ-108. 1945. On. 1. Д. 95. Л. 1-6).
Работая над станцией защиты хвоста, Расплетин познакомился с Евгением Яковлевичем Савицким, который одним из первых проводил её испытания. Прославленный советский лётчик был натурой творческой, неудержимой в достижении цели, недаром его позывным был «Дракон». С Расплетиным они были единодушны в том, что при создании самолётных радиолокационных станций недостаточно решить лишь инженерно-технические задачи. Надо добиться полного использования лётчиками тактических возможностей станции в бою. А для этого надо было организовать оптимальный процесс обучения пилотов.
Оба они – и конструктор, и лётчик – были объективны при испытаниях аппаратуры, хотя это порой кое-кому из руководства было не по душе, хотелось пораньше отрапортовать об успехах. Оба были незаурядными организаторами учебного процесса.
Вспоминая о том времени, Расплетин говорил, что в период освоения нового зенитного ракетного оружия он многое внедрил, опираясь на опыт Е. Я. Савицкого. А опыт был действительно ценный. По предложению Е. Я. Савицкого на «Енейс-5» была организована массовая подготовка лётного состава по технике оперирования.
Для этого «Енейс-5» устанавливалась на военно-транспортном самолёте, на котором в лётных условиях могла тренироваться одновременно группа обучаемых лётчиков. Самолёт-носитель РЛС был своеобразным летающим радиолокационным классом.
Война подходила к концу. Требовалось думать о послевоенных перспективах развития радиолокации.
Без самого внимательного изучения зарубежного опыта для выработки правильной научно-технической программы было не обойтись, и для этого использовались и изучение техники, поступавшей от союзников по ленд-лизу, и работа научно-технической разведки. Требовалось осмыслить массу информации, публиковавшейся в основном в американских, английских, канадских технических изданиях. Чтобы преодолеть языковой барьер, Расплетин начал с энтузиазмом осваивать английский язык и быстро добился успехов – начал свободно ориентироваться в публикациях.
Работа во ВНИИ-108, посещение заводов, где изготовлялись станции, полигонов, где они проходили испытания, творческие дискуссии с товарищами-конструкторами значительно расширяли технический кругозор Расплетина, позволяли охватить проблему всесторонне.
Главной особенностью в работе Расплетина в лаборатории было то, что он решал главные задачи, порученные ему и коллективу лаборатории, не замкнуто от других, а старался при удобном случае вникнуть в суть работ, проводимых в других лабораториях.
Ещё в главе «Московский период. 1942—1950»:
Роль А. И. Берга в создании Совета по радиолокации
Самолётные радиолокационные разработки
Перспективы развития отечественного телевидения
Телевизионный стандарт 625 строк
Работа комиссии по радиолокации
Предложения комиссии по телевидению
Станция наземной артиллерийской разведки СНАР-1. Идея Расплетина