Електронният Мамут те гледа

Радар е популярното название на уреда, наречен радиолокационна станция (РЛС). Всъщност терминът "радар" е съкращение от Radio Detection аnd Ranging - "радио откриване и определяне на разстояние". Както сочат техническите речници, думата "радар" е използвана за първи път през 1940 г. като абревиатурата е изписвана изцяло с главни букви, а по-късно започва животът й като самостоятелна словна единица.

Предназначението на радара е да открива различни наземни, въздушни и морски обекти посредством радиовълни. Това той прави, като излъчените от неговата предавателна антена вълни се отразяват от евентуалния насрещен обект и тези отражения се регистрират от приемната антена. Обикновено тя е монтирана на същото място, където и предавателната. Прецизният анализ на полученото отражение може да даде информация и за други параметри на обектите - отдалеченост, скорост, геометрични форми.

Характеристиките на радиолокационните станции могат да се разделят на тактически и технически. Първите определят предназначението и възможностите на станциите, а вторите – параметрите на отделните елементи (приемник, предавател и т.н.).

Основни тактически характеристики са:

- зона на радиолокационото сканиране

- максимално и минимално разстояние на откриване на целите

- гранични ъгли на работа (това са ъглите, под които станцията може да открива и съпровожда своите цели)

- време за сканиране на определено пространство

- броят на определяните координати на целите и точността на определянето на всяка от тях

- разделителна способност по отделните координати. Така например, разделителна способност по разстояние е минималната дистанция между две цели, намиращи се на една линия със станцията, при което целите ще се видят на индикаторите поотделно

- устойчивост срещу смущения (шумоустойчивост)

Основните технически характеристики на устройствата, с които ще се срещнем днес, са следните:

- работна дължина на вълната

- режим на работа (импулсен или с непрекъснато излъчване)

- продължителност на излъчвания импулс

- честота на повторение на импулсите

- мощност на излъчването

- чувствителност на приемника

- форма на диаграмата на излъчването и приемането

- тип на антената или антените

- количество и вид на индикаторите

- тип на захранващите устройства

Важни група характеристики са също така онези, известни като експлоатационни. Те обхващат параметри като тегло, размери, време за развръщане, климатични и други условия, при които може да работи станцията, надеждност, ремонтни срокове и т.н.

В тази статия ще изложим факти от историята на радарите, примери за многообразните инженерни решения в тази област, конструирани от велики военни сили в света, и мястото на радарите в историята на технологиите.

А то е определяно различно от различните автори. От една страна, това устройство принася много малко към радиотехническата теория, чиито основи лежат още в ръцете и умовете на добре познати личности като Хайнрих Херц. Следователно, радарът не е някакъв напредък на "чистата" наука, а е рожба на технологичното мислене и инженерството. Морис Понт (Maurice Ponte), един от френските разработчици на радиолокатори, пише: "Фундаменталният принцип на радара принадлежи към общото наследство на физиците. В крайна сметка това, което остава като дело на техниците, е ефективната реализация на наличните материали".

Други обаче посочват огромните практически последствия от появата на радара. Американският изследовател от MIT Робърт Будери, автор на книга за радарите през Втората световна война, казва: "Радарът е корен на широк спектър достижения след войната, създавайки истинско родословно дърво на съвременни технологии". И наистина, благодарение на устройствата, разработвани преди всичко за военни нужди, сега може да се определят с по-голяма точност предстоящите климатични условия, да се проследява миграцията на птици и насекоми, да се предотвратяват корабокрушения и сблъсъци, да се "видят" близколетящи самолети и така да се повиши сигурността и на въздушния транспорт и т.н.

Днешният исторически анализ обхваща няколко от използваните видове радари – за ранно оповестяване, за насочване на противосамолетен огън, за откриване на надводни и подводни цели, за брегова отбрана, за насочване на прожектори... А по място на действие те се делят сухопътни, мобилни, самолетни и корабни.

Прадядовците на радара

Логично е, че основите на всеки радар не може да лежат другаде, освен в радиовълните и в първите несъвършени радиоприемници. Още през 1886 г., като част от своята серия експерименти с електромагнитните вълни, германският физик и откривател Хайнрих Херц (Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894) забелязал, че те могат да се отразяват от твърди тела.

През 1897 г. руският физик и изобретател Александър Попов (1859-1906) пробвал да осъществи радиовръзка между два кораба в Балтийско море и му направили впечатление интерференционните смущения, настъпващи при преминаването на трети плавателен съд наблизо. В доклада си Попов написал, че това явление може да се използва за откриване на различни обекти, но след това не предприел нищо повече в тази насока.

Две години по-късно – на 3 март 1899 – италианският електроинженер и изобретател Гулиелмо Маркони (Guglielmo Marconi, 1874-1937) по време на провежданите от него експерименти с радиофар в равнината Салисбъри забелязал, че радиовълните могат да бъдат отразени към предавателя, ако бъдат "пресрещнати" от обект. По-късно, през 1916 г., той и британският инженер Чарлс Семюъл Франклин провели опити с къси вълни. Тези експерименти са действително важни за практическото разработване на радара. През 1922 г. Маркони ще опише в своя статия следната концепция: "[…] Aз мисля, че е възможно да се създаде следното излъчващо устройство. […] Когато излъченото от него попадне на някакъв метален предмет – параход или друг плавателен съд – то ще бъде отразено обратно в приемник, който е екраниран от предавателя на излъчващия съд. Така апаратът би могъл незабавно да укаже присъствието на друг кораб, поначало невидим поради гъста мъгла или друго лошо време".

През 1904 г. в Германия и Холандия станали известни опитите на физика, изобретател и предприемач Кристиан Хюлсмайер (Christian Hülsmeyer, 1881-1957). Той провеждал публични демонстрации, чиято цел била да покажат ползата от радиоехото (отразените радиосигнали) за откриване на кораби в неблагоприятни метеорологични условия и по-специално способнотта на такава система да намали сблъскванията между плавателни съдове.

Когато устройството на Хюлсмайер генерирало сигнал, той бил насочван от диполна антена с цилиндрично-параболичен рефлектор. Когато изпратеният сигнал бил отразен от насрещен кораб и доловен от приемна антена, звънял звънец. В мъгла или или буря устройството периодично било завъртано, за да се провери дали наблизо има кораб. То можело да открие кораби на разстояние до 3 км, а Хюлсмайер планирал да разшири обхвата му до 10 км. Този примитивен радар обаче не предоставял никаква друга информация, а само предупреждение за близкостоящ обект. Изобретателят патентовал устройството и го нарекъл телемобилоскоп. Но военноморските власти не проявили никакъв интерес и апаратът не бил внедрен в производство.

По-късно патентът бил преиздаден, защото операторите започнали да използват телемобилоскопа и за преценка на приблизителното разстояние до кораба. Монтирали го на кула и извършвали вертикално сканиране на хоризонта. Така можел да се намери ъгълът, при който отразяването било най-силно и оттам вече, чрез проста триангулация, да се намери относителната дистанция. Доста по-късно се появил съвременният импулсен радиолокатор, който определя разстоянието чрез двупосочното време за преминаване на изпратения радиоимпулс.

На Острова

Следващата спирка в историята на радара е Обединеното кралство, и по-точно Шотландия. През 1892 г. там е роден физикът Робърт Уотсън-Уат (Sir Robert Alexander Watson-Watt, 1892-1973), потомък на известния изобретател на парната машина Джеймс Уат и приеман в англосаксонския свят за изобретател на радиолокатора и радиолокационната технология.

През 1915 г. той започнал работа в британския Meteorological Office като метеоролог. Там се интересували от идеята му да използва радиото за откриване и предизвестяване на бури. Вече било ясно, че мълнията йонизира въздуха и излъчва радиосигнал, и целта била да се открие този сигнал, за да бъдат пилотите навреме предупреждавани за настъпваща буря.

Уат поработил и бързо заявил, че съумява да открие насрещни сигнали на разстояния до около 2500 км. Използвал затворена антена, която била въртяна, за да може чрз усилването или отслабването на сигнала да се "посочи" бурята. Както отбелязва Луис Браун, "независимо от вложеното старание обаче, долавяните мълнии се сменяли толкова бързо, че било много трудно антената да се обърне достатъчно бързо, за да долови дори само една. Вместо това операторът просто приемал случайни сигнали и можел да определи само приблизителното местоположение." (Brown. Louis - Technical and Military Imperatives: A Radar History of World War 2. London : Routledge, 1999). Но началото било сложено.

По-нататъшните години минали в различни експерименти от подобен характер, докато накрая, през 1923 г., към системата не бил добавен осцилоскоп WE-224 на Bell Labs. Уредът приемал сигнали едновременно от две антени и при мълния на екрана се появявали две линии, указващи посоката, където тя се е появила. Новосъздадената система на Уат произвела силно впечатление в професионалните среди и през 1926 г. на нея дори била посветена обширна статия в Journal of the Institution of Electrical Engineers. Уат бил назначен за управител на новосформираната Радиоизследователска станция (Radio Research Station).

Скоро настъпила средата на 30-те години. Стъпка по стъпка пред Европа надвиснала опасността от нова война. Британското правителство създало специална организация – Комитет за научно наблюдение на въздушната отбрана (Committee for the Scientific Survey of Air Defence) – със задача да изясни "доколко са способни днешните достижения на науката и техниката да подсилят съществуващите методи за защита от вражески самолети". Това била логична стъпка за повишаването на бойната готовност на страната.

През 1935 г. членът на комитета Х. Е. Уимприс (H. E. Wimperis) прочел германска пропагандна статия, в която се казвало, че посредством радиосигнал нацистите са успели да се сдобият с могъщо оръжие, наречено "смъртоносен лъч". Загрижен като британец от потенциалната заплаха, развълнуван като инженер от това достижение, но и в същото време скептичен като добросъвестен учен, Уимприс се разтърсил за капацитет в радиотехниката, който да е в състояние да даде експертна оценка за новото оръжие. Уат вече можел да претендира за такъв и през януари 1935 г. Уимприс се свързал с него, запитвайки го дали е възможно да се използва радиото за такова устройство. След като обсъдил въпроса със свой колега, Уат взел един плик и на обратната му страна нахвърлял някои изчисления. От тях ясно се виждало, че за направата на евентуалното нацистко "смъртоносно оръжие" би била нужна огромна енергия! Уат обаче добавил в бележките си и следното изречение: "Беше обърнато внимание на един сложен [...] проблем – радиодетекцията. Математическите условия на метода за откриване на обекти чрез отразени радиовълни ще бъдат представени в случай на нужда".

^{Може би първият работещ радар, конструиран от Уат и неговите колеги}

Това не било казано току-така. През няколкото седмици след това колегата на Уат Арнолд Уилкинс (Arnold Frederic Wilkins, 1907-1985) се занимавал именно с проблема за радиодетекция на произволно отдалечени обекти. Той очертал конкретен технически подход и го подкрепил с подробни изчисления, напр. на необходимата мощност на предавателя, нужната чувствителност на приемника и т.н. Предложил да се използва приемник с насочена антена, базиран на по-раншната система на Уат за откриване на мълнии. За прегледно извеждане на резултатите (от измерването на дистанцията напр.) уредът, разбира се, трябвало да разполага с осцилоскоп. Цялата информация била структурирана от Уат като таен доклад, изпратен на 12 февруари 1935 г. в Министерството на въздушната отбрана.

Оттам обаче поискали да се докаже, че описаната апаратура и метод действително са в състояние да отразят сигнали от самолети, и на Уилкинс му се наложило да демонстрира концепцията си. Той разположил радиоприемно оборудване в поле близо до Ъпър Стоу, Нортхемптъншир. На 26 февруари 1935 г. бомбардировач прелетял между радиоприемната станция на Уилкинс и късовълновия предавател на ВВС близо до Дейвънтри. Самолетът отразил 6-мегахерцовия сигнал, което било лесно забелязано от Уилкинс, използвайки Ефекта на Доплер. Този опит бил незабавно признат от Министерството като легитимен, а Уат получил патент GB593017. По-късно Уилкинс въпроизвел експеримента за епизода "Да видиш през сто мили" (To See a Hundred Miles) от сериала на ВВС "Тайната война" (The Secret War).

След това бил проведен втори експеримент, в който участвал и нов разработчик – физикът Андрю Бауън – чийто предавател работил на 6 MHz честота, имал честота на повторение на импулса 25 Hz и продължителност 25 μs. Тестовете на това устройство били предвидени за м. май 1935 г. За целта шест високи дървени кули били издигнати в тесния полуостров Орфорднес. Две служели за монтиране на предавателната антена и четири за кръстообразните приемни антени. На 17 юни била открита и първата цел – британският хидроплан Supermarine Scapa на 17 км далечина. Именно заради този и други експерименти Уат, Уилкинс и Боуън са тачени в англосаксонския свят като изобретатели на радиолокатора.

Чейн Хоум

Темпото на развитие се засилило най-много след септември 1936 г., когато Уотсън-Уат станал ръководител на Bawdsey Research Station - ново звено под юрисдикцията на Министерството на въздушната отбрана. Още през декември 1935 г., все в програмата за бъдеща отбрана, британското правителство инвестирало £ 60,000 в радиолокационния комплекс Чейн Хоум (Chain Home), разположен на източното и южното крайбрежие на Великобритания. Първите пет радиолокационни станции от него били построени до лятото на 1937 г., а до средата на 1938 британската система за ранно оповестяване на въздушно нападение се състояла от над 20 РЛС. Това била първата система за ранно оповестяване на въздушно нападение в света и имала огромно влияние върху крайния изход от Втората световна война. Радарите на Чейн Хоум били толкова мощни, че можели да открият германски самолети още преди те да се доберат до Ламанш, излитайки от своите бази в окупирана Франция. Ако британските сили не разполагали с тази система и наблюдението на въздушното пространство било поверено само на хора на земята, би било нужно значителен брой самолети да бъдат непрекъснато във въздуха, за да отговорят достатъчно бързо на вражеска въздушна заплаха! По време на войната количеството РЛС нараснало, а от 1939 започнал строежът и на т.н. Chain Home Low инсталации. Те работели на по-висока честота и били способни да откриват и низколетящи самолети. През 1943 линията се увеличила и с Chain Home Extra Low.

Първоначалният вариант на Чейн Хоум бил съставен от 21 радиолокационни станции от т.н. AMES Type 1, издигнати от Саутхемптън до p. Тайн. Всяка от тях имала неподвижна антенна решетка, монтирана върху стоманени пилони с височина 360 фута. Като излъчвала радиовълни и измервала закъснението на обратните импулси, системата можела да идентифицира и проследи вражеските ескадрили с точност до пет градуса. А след появата две години по-рано на IFF (Identification friend or foe – система от устройства, позволяваща на разузнавателните системи да идентифицират самолети, кораби и т.н. като свои или чужди) британските радарни оператори лесно можели да отличат собствените си сили от вражеските.

Първоначалният вариант на Чейн Хоум имал и ограничения. Докато самолети, летящи на височина 2000 фута, можели да бъдат открити на 235 мили разстояние, с височините под или над тази нещана не стоели точно така. Там възможностите били приблизително 25 мили за летателни височини под 1000 фута и 50 мили за 5000 фута. Това оставяло Великобритания опасно уязвима за нисколетящи ескадрили, поради което, както казахме по-горе, системата била бързо подсилена с втора линия радиолокационни станции, а сетне и с трета. Операторите и на трети системи били свързани с телeфонна линия както помежду си, така и с Кралските военновъздушни сили.

Funkmessgeraet

Да се пренесем сега отново в Германия. През 1933 г. физикът Роберт Кюнхолд (Rudolf Kühnhold (1903–1992), директор на научноизследователски институт на Кригсмарине в гр. Кил, започнал опити за измерване на разстояние до обект, използвайки микровълновия обхват. За своя предавател той получил съдействие от двама радиолюбители оператори и през януари 1934 г. те основали в Берлин Компания за електракустични и механични устройства - Gesellschaft für Elektroakustische und Mechanische Apparate (GEMA).

Първото устройство, с което тримата се заловили, било т.н. Funkmessgerät für Untersuchung – Радиоизмервателен апарат за разпознаване. В първия образец на схемата си той работел с незатихваща вълна и използвал Доплеровия ефект. По-късно Кюнхолд насочил работата към конструиране на импулсно модулирана система.

Следващото творение на GEMA било снабдено с предавател с 600-мегахерцов магнетрон от Philips, който имал продължителност на импулса 2 μs и честота на повторение на импулсите 2000 Hz. Предавателната му антена представлявала система от десет двойки диполи с рефлекторна решетка, а приемната разполагала с три диполни двойки и превключване на листовете на антенната диаграма. По време на предаване приемникът бил изключван от предавателната антена. За изобразяване на резултатите се използвала катодно-лъчева тръба (т.н. Браунова тръба). Първите тестове на този прарадар се извършили през май 1935 г. и той наистина направил нещо – успял да регистрира отражения от гори, намиращи се на около 15 км разстояние. Заради този успешен опит в Германия Кюнхолд често е наричан "баща на радара".

Първият Funkmessgerät на GEMA разполагал с по-напредничави технологии в сравнение с ранните устройства във Великобритания и САЩ, но не получил висок приоритет и оценка чак до по-късния период – Втората световна война. До нейното начало съвсем малко такива били инсталирани и пуснати в действие. Това било резултат преди всичко от начина, по който разбирали радиолокатора висшите германски политици. Самият Адолф Хитлер не му отдавал особено голямо значение, тъй като гледал на него само като на отбранително оръжие. Той много повече се интересувал от развитие на офанзиво въоръжение, като авиацията напр. В резултат главно на това и на неадекватния подход при вземане на решения минало доста време, преди Луфтвафе да се сдобие със система за управление и контрол, която да бъде поне толкова ефикасна като британската. Най-убеденият привърженик на радара и негов най-силен застъпник във висшите военни кръгове бил офицерът от Луфтвафе Волфганг Мартини (Wolfgang Martini). Макар и да нямал университетско образование, неговият инстинктивен усет към важните неща във военното дело бил достатъчен, за да бъде през 1941 г. произведен в чин генерал.

^{Някои електронни лампи, използвани в германските радари}

GEMA не били единствените. През лятото на 1935 г. офицерът и физик Вилхелм Рунге (Wilhelm Runge) директор на изследователския отдел на Telefunken, започнал работа над собствен радиолокатор. Разликите му спрямо този на конкурента не били големи – напр. това, че използвал дължина на вълната 50 см и работел в 600-мегахерцовия обхват. По-късно устройството се сдобило с нов вариант, работещ с дължина 1,8 м (170 MHz) и импулсна модулация. Първите му изпитания били проведени през февруари 1936 г. и тогава Рунге успял да открие самолет на разстояние около 5 км. От двата модела Луфтвафе си харесали повече този с 600-те мегахерца и заявили готовност да финансират по-нататъшното му усъвършенстване.

Друг основен конкурент на Telefunken била компанията Standard Elektrik Lorenz, която поначало доставяла основната част от радиосвързочното оборудване на германската армия. Затова, още щом узнали подробности за работата на Рунге (това станало в края на 1935 г.), те експресно започнали разработка на собствено устройство - Einheit für Abfragung. В него се използвали лампи DS-310, а то имало дължина на вълната 70 см (430 MHz) и мощност около 1 kW. В началото на 1936 г. били проведени първите му изпитания – излъчените радиовълни били отразени от високи сгради на разстояние около 7 км. Малко по-късно такова оборудване било монтирано в района на гр. Кил. Там радиолокаторът демонстрирал подобна успеваемост, като откривал кораби на същото разстояние, а самолети – на около 4 км.

На Кригсмарине било съобщено за тези успешни опити, но те не предизвикали интерес у флота, тъй като с разработката на радарни устройства за него вече се занимавали в GEMA. За нежеланието на морските сили да се ангажират с Lorenz роля изиграли и немалкото задгранични поръчители на компанията. Това карало висшето командване на Кригсмарине да бъде предпазливо към възлагане на секретни поръчки на производителя. Затова пък интерес към техниката проявило сухопътното командване и между тях и Lorenz бил сключен договор за разработка на система за насочване на зенитни оръдия Kurfürst.

Може със сигурност да се каже, че по време на войната в Германия имало три големи родове войска, които се ползвали от "услугите" на радиолокатора – военновъздушните сили Луфтвафе, флотът Кригсмарине и сухопътните сили Heer. Независимо че в Германия по това време работели немалко лаборатории, които захранвали Вермахта с разработки, преобладаващото количество радарни системи било доставяно от четири добре известни компании: GEMA, Telefunken, Lorenz и Siemens & Halske. Към края на войната първата била най-голямата радарна компания в Райха, наброяваща повече от 6000 служителя.

В началото на 1938 г. GEMA спечелила финансиране от Кригсмарине за разработка на два вида радиолокационни станции. В хода на работата се стигнало до две изделия. Първото е 380-мегахерцовата Flakleit или FuMO 202, която имала дължина на вълната 80 см и далечина на действие 80 км. Втората станция се наричала Seetakt и първите й варианти работели с честота на вълната 600 MHz и дължина 50 см. Предназначението й било да детектира кораби, а по-късно и подводници. Тези станции имали сполучлив модул за измерване на разстоянието (Messkette), който осигурявал точност до няколко метра независимо от далечината.

Независимо, че Кригсмарине се опитвали да попречат на GEMA да работи с други възложители, Луфтвафе разбрали за Seetakt и през втората половина на 1938 поръчали версия за своя употреба. Така се родила радиолокационната система Freya, която представлявала радиолокатор за ранно оповестяване на въздушни нападения. В хода на войната станцията е няколко пъти подобрявана и има немалко варианти, като до 1945 г. били призведени около 1000 такива. В първоначалната си модификация радарът използвал 2,4-метрова вълна с честота 125 MHz, разпростирайки действието си на около 130 км. Поддържал ранна версия на IFF, като, за да може тя успешно да се използва, от началото на 1941 г. в самолетите на Луфтвафе започнали да монтират устройството FuG 25a Erstling. То представлявало бордова радиостанция, която приемала сигналите на радари като Freya и Würzburg и и им отговаряла, предавайки в ефир морзов сигнал на честота 156 MHz. Този сигнал се уговарял предварително и се променял чрез механични ключове, давани на екипажа преди полет.

През 1940 г. офицерът от Луфтвафе Йозеф Камхубер (Josef Kammhuber) използвал Freya в нова мрежа, предназначена за защита от въздушни нападения, която била разположена из Холания, Белгия и Франция. Тя била съставена от поредица клетки под кодовото название Himmelbett. Всяка от тези клетки покривала зона с размери приблизително 32 на 20 км. Вътре имало радиолокатор, прожектори и два дежурни нощни изтребителя. Главен недостатък на тази верига от постове обаче станала ниската ефективност в облачно време. Необходим бил нов радар за насочване на изтребителите, а неговата разработка била поръчана на компанията Telefunken.

Разработчик на новия радар бил все така Вилхелм Рунге. Устройството имало мощност 10 kW при дължина на вълната 60 см (500 MHz), а кодовото му название било Würzburg. Радиолокаторът имал триметров параболичен рефлектор (производство на компанията Zeppelin) и имал максимална далечина на откриването 40 км. Във всяка от споменатите по-горе клетки Himmelbett били инсталирани и по два радара от този вид, като идеята била те да насочат изтребителите след откриването на целта от Freya. Würzburg се обслужвал от само един оператор. Скоро поръчки за него започнали да пристигат не само за нуждите на ПВО, но и Луфтвафе. И така до 1945 г., докогато били произведени около 4000 такива радара от различни модификации.

Друг забележителен радиолокатор, останал в историята на техниката, е FuMG 41/42 Mammut от 1942 г., разработен от GEMA. Тази система за ранно оповестяване се състояла от няколко антенни системи на Freya, свързани заедно, а антенната решетка била от фиксиран тип (неподвижна). Названието Mammut идело от огромните размери на станцията.

Няколко думи за конструкцията й. Върху четири бетонни основи били монтирани четири метални конструкции. Над тези опори след това се прихващали всички елементи за функционирането на станцията, между които огромната антена с размери 30 на 16 м. Рекламираната максимална далечина на действие била около 300 км и с нея можело да се откриват самолети, летящи на височина до 8000 км.

Мамутът имал и специални изисквания към местността около себе си. За защита от случайни смущения на предварително изчислени разстояния спрямо антената се инсталирали екраниращи мрежи и огради от метални конструкции. Земната повърхност около нея била старателно изравнявана. В зона от 500 м се изкоренявали всякакви дървета и храсти, тревата се окосявала, а също така се събаряли и каквито и да било постройки, та дори и обикновени стълбове. Ако станцията се строяла на хълм в крайбрежна местност, това доста улеснявало нещата, защото в спокойно време гладката водна повърхност даже увеличавала далечината на действие.

Честотният диапазон на Mammut бил между 116 и 146 MHz, мощността – 20 kW, a продължителността на импулса – от 2 до 3.5 μs. Тук обаче не е най-важното да изброим техническите характеристики на тази станция. Нека отбележим с какво тя е забележителна в историята на техниката. Mammut е първото радарно устройство в света, което формира диаграмата на насоченост на лъча чрез т.н. фазирана антенна решетка. Никой по това време няма такъв радиолокатор. След войната се появяват немалко радари, чиито фиксирани антенни системи действат по същия начин, но тъй като ние описваме историята, е обективно да отбележим къде това инженерно решение е използвано за първи път.

Да се върнем сега към Seetakt, за да проследим по-нататъшното развитие на корабните радиолокационни системи. Монтирането им на съдовете започнало през 1937 г., а първите кораби, които се сдобили с такава екстра, били Koenigsberg, Admiral Graf Spee, торпедният катер G10 и експерименталият кораб Strahl. Интересно е да се отбележи, че когато през 1939 г. "Адмиралът" бил потопен, радарната му система се сторила толкова интересна на англичаните, че те побързали да фотографират антената му (докато все още можело) и даже се опитали да забавят потъването му, но безуспешно. Със сигурност наличието на радиолокатори на германските военни кораби накарали броитанското морско командване да ускори инсталирането на такива на собствените си съдове.

През 1939 г. GEMA предали на Кригсмарине модернизирани радиолокационни станции Seetakt Dete 1, които работели с дължина на вълната между 71 и 81,5 см (368 ÷ 390 MHz), мощност 8 kW и честота на повторение на импулса 500 Hz. Максималната далечина на откриване на кораби у тези радари била рекламирана като 220 км в хубаво време, но реално била около два пъти по-малка. Производителността на този Seetakt била почти като на дебютния модел, с точност на определяне на далечината между 50 и 100 м. Това все пак било по-точно в сравнение с оръдията, чиито отклонение обикновено надминавали 100 м. Със сигурност било по-точно и от най-доброто оптично оборудване на епохата, чиито далекомери действали с точност около 200 м на 20 км. Независимо от товяа, много командири се отнасяли скептично към качествата на радиолокаторите и предпочитали да използват традиционните далекомери Carl Zeiss.

През 1943 г. Lorenz приспособила за Кригсмарине радара FuG 200 Hohentwiel, разработен по-рано за нуждите на Луфтвафе. Започнало негомото монтиране на подводници, малки кораби и брегови инсталации. Адаптираните версии получили названия FuMO 61 Hohentwiel U и FuMO 65 Hohentwiel U1. "Подводните" варианти били с повишена надеждност и по-лесни за поддръжка в сравнение с другите, но имали и някои недостатъци, като напр. малкият размер на антената и нейната височина. Тези фактори се отразявали на далечината на действие – напр. при надводни цели тя била не повече от 8-10 км. Разделителната способност по азимута била около 3 градуса, а точността при определяне на далечината – 100 м. Работната честота на радарите била 556 MHz. Антената им била широка 14 м и висока 10.

Успехите в областта на радиолокацията позволили на Кригсмарине да създаде през март 1943 забележителния кораб Togo (по-рано - спомагателен крайцер Coronel). Той бил оборудван с мощни радиолокациони и радиоразузнавателни комплекси и бил предназначен да се използва като рейдер и за насочване на изтребителите по бомбардировачите на противника.

Изгряващото слънце

Каква е историята на радиолокационната техника в най-активно воювалата далекоизточна страна – Япония?

Като цяло можем да кажем, че развитието на японските радари започва само няколко години преди Втората световна война. В страната имало няколко учени, които изследвали и особено напреднали в работата с магнетрони. Причината да се поощряват тези проучвания обаче били в надеждата, че те ще се използват за предаване на енергия, а не в радиолокационни станции. Липсата на висока оценка за качествата на радара у висшето военно командвание и съперничеството между сухопътните войски, флота и цивилните научноизследователски лаборатории било причина за слабото развитие на радарните технологии в страната, особено в сравнение с Европа. Дори в годините на войната технологичното равнище на японските радиолокатори изоставало от останалите държави с 3-4 години. Японската промишленост имала традиции в производството на висококачествени части, но голяма част от разработките на цели радиолокационни станции били базирани на германски, английски и американски модели.

През ноември 1941 г., само няколко дни преди нападението над Пърл Хърбър, Япония въвела в експлоатация своя първи военен радар. След около половин година - през август 1942 г. - американските сили пленили един от тези ранни модели, който бил доста примитивен дори в сравнение с първите американски радиолокатори. Когато обаче той бил разгледан и анализиран от инженери, доказателството, че Япония разполага с радиолокационни възможности, предизвикало истинска изненада.

Първият човек, сериозно работил в тази област, е Хидецугу Яги (Hidetsugu Yagi), електроинженер, професор Университета в Тохоку и учен от международно значение. В края на 1920-те години няколкото му статии върху магнетрони и нов вид антена (известната по-късно антена тип "Яги" или "вълнов канал") произвели широко впечатление сред учени и инженери в цял свят. Немалко значение за това има фактът, че статиите на Яги били публикувани на английски. Но независимо от това, на професора не му било разрешено да участва в разработката на военни радари. На работата му било отделено толкова малко внимание от страна на военните, че когато те започнали да изучават пленен в Сингапур британски радиолокационен комплекс, дори не си дали сметка, че описаните в техническата документация "антени тип Яги" били изобретени от японец.

До 1940 г. между трите страни-бъдещи основатели на Тристранния пакт (Германия, Италия и Япония) практически нямало обмен на техническа информация в радиолокационната област. Това се променило едва през декември 1940 г., когато група японски офицери посетили Германия, където им били демонстрирани радари местно и британско производство. През януари 1941 г. такова посещение направили и военни от флота. Физикът Йоджи Ито, ръководител на военноморската делегация, получил разяснения за някои особености на импулсните радиолокатори. Както си му е редът за съвестен военен, той веднага предал тази информация на своето командване, и в японския военен флот започнали да разработват първия японски радар. Тази работа обаче не била стигнала особено далеч, когато се случило нещо друго.

Малко след началото на войната си със САЩ, през декември 1941 г. Германия изпратила на японците по море един радар Würzburg. Превозващата го подводница обаче била унищожена, а същата съдба последвала и изпратената втора. Все пак известен брой важни части и техническа документация пристигнали до страната на император Хирохито, след като били пуснати по кораб. По време на Филипинската операция през май 1942 г. японците успели да се сдобият с два изоставени американски радара: работещ SCR-268 и силно повреден SCR-270. Над тези и други видове апаратура било проведено обратно инженерство и в резултат на необичайното за страната взаимодействие между армия и флот през всичките години на войната били разработени няколко десетки различни вида радиолокатори, произведени в около 7250 броя.

Към Императорската армия на Япония бил създаден Технологичният изследователски институт Тама (Tama Technology Research Institute - TTRI) с цел да разработва радиолокационно оборудване. Въпреки наличието на квалифициран персонал в него, по-голямата част от научната работа се извършвала в лабораториите на Toshiba и NEC. Самите части произвеждали и други компании. Изделията на TTRI имали специфично означение. Ta-Chi (изписвано като Tachi) бил индексът на сухопътните радарни системи, Ta-Se за корабните и Ta-Ki за авиационните. Сиглите били взети от думи в японския език – напр. Ta означава Tama, Chi идва от японската дума tsuchi (земя), а Ki – от kuki (въздух).

И така през юни 1942 г. започнал проектът за първото Tachi, което трябвало да се разработи от Toshiba и NEC на основата на технологиите, открити в трофейните британски радари GL Mk-2 и американския SCR-268. Вторият работи с дължина на вълната 1,5 м (200 MHz) и притежава доста сложна система от три антени на хоризонтална въртяща се греда. Tachi-1 бил замислен като радар за насочване на прожектори и огъня на зенитни оръдия. В процеса на работа той бил конструиран като много подобен на британския радар. Антените му били тип "Яги" ("вълнов канал"). Радиолокаторът имал мощност 10 kW, честота на повторение на импулсите 1000 Hz (дължина – 1-2 µs), а максималната му далечина на откриване на въздушни цели била около 20 км. Но дори копирането на чужд радар било твърде сложно за японската технология по това време. Макар че били произведени около 25 броя от Tachi-1, те показали слаби технологични и експлоатационни качества и затова този проект скоро бил изоставен.

За да станат нещата по-лесни, Toshiba започнали работа над нова система, наречена Tachi-2, като този път идеята била да се опрости чуждестранната технология. Характеристиките били на практика същите като на първото Tachi. Но когато в крайна сметка бил произведен прототип, изпитанията му показали, че поне към момента образецът не притежава нужната надеждност и точност, за да се пусне в серийно производство, и тази разработка също била изоставена.

В резултат на тези два неуспеха копирането на дори малко елементи от SCR-268 отпаднало като опция. Известният на японците британски радар GL Mk ІІ притежавал по-поддаващо се на обратно инженерство устройство в сравнение с SCR-а и освен това се разполагало с техническата му документация. В резултат на усилията на NEC се родил Tachi-3 - наземен радар за откриване на въздушни цели.

Тази система не била точно копие на основата си, а имала известни разлики – напр. антенната система била напълно различна, а радиолокаторът се монтирал върху стабилна бетонна основа и не можел да се транспортира. Tachi-3 работел с дължина на вълната 3,85 м (80 MHz), имал честота на повторение на импулсите 1875 Hz и при мощност 50 kW откривал самолети на далечина до 40 км. Използвал се за насочване огъня на зенитни оръдия. Предавателят му можел да се поставя в подземно скривалище. Неговата антена "Яги" била монтирана над скривалището и цялото устройство можело да бъде въртяно по азимута. Приемникът на Tachi-3 се поставял в друго скривалище на около 30 м разстояние от предавателя. Петте му диполни антени били монтирани отвън на метални конзоли. Четири от тях се използвали за определяне височината и азимута на целта, а петата – за далечината. Всяко разположено Tachi-3 контролирало 12 броя противовъздушни оръдия – шест 120-мм и шест 88-мм. Сред слабостите на радиолокатора били смущенията вследствие на отражение от земята и слабата разделителна способност. Tachi-3 се монтирал главно по японските острови. Били произведени около 150 такива устройства и те постъпили на въоръжени в началото на 1944 г.

Следващият проект на Toshiba носел името Tachi-4 и бил построен отново на основата на GL Mk ІІ. Новата японска машина била наземен радар, който използвали за откриване на самолети на разстояние около 20 км и насочване на противовъздушен огън. Системата работела на честота 200 MHz (1,5 м дължина на вълната) и с мощност около 10 kW. Този радиолокатор се представял не зле, били произведени около 70 такива, но по това време вече бил достъпен по-производителният Tachi-3. По-късно била започната работа по модернизацията на 4-а версия, а новата модификация била наречена Tachi-31.

Междувременно инженерите в Toshiba започнали работа над радар с импулсна модулация. Много малък брой части от намерен SCR-270 в лошо състояние все пак успели да влязат в състава на новосъздаден прототип за ранно оповестяване, наречен Tachi-6. Японските историци разглеждат това устройство като най-надеждния си радиолокатор, конструиран през войната, и с най-значима роля в нея. Неговият предавател излъчвал в диапазона между 75 и 100 MHz и имал мощност 50 kW. Честота на повторение на импулсите – 500 или 1000 Hz, дължина на импулсите – 10-70 µs. Около Tachi-6, на разстояние около 100 м, се монтирали няколкото му приемателни станции. Една от тях можела да проследява самолет, докато останалите се намират в режим на търсене. Радарът можел да "намери" самолет на около 200 км далечина, а резултатите от работата му се извеждали на екран с електронолъчева тръба. Машината обаче се справяла слабо с определянето на височината на целите. Всичко това станало в края на 1942 г., а оттогава до края на войната били произведени около 350 радара тип Tachi-6.

Била конструирана и транспортируема версия на този радиолокатор, наречена Tachi-7, качена върху малка автомобилна платформа. От него през 1943-5 г. били произведени около 60 броя. Междувременно, през 1944, дошло времето и на Tachi-8 – по-лека и опростена версия, която се премествала от група войници. Те били по-лесни за производство и били произведени няколкостотин. Работели в същия обхват като Tachi-6.

^{Tachi-6 на боен пост}

Останалите радари на Императорската армия не влезли в серийно производство. Такива били напр. Tachi-тата 20 и 35, които имали добри висотомерни модули. Не видял широк бял свят и 28, конструиран на основата на авиационен радар, и 24, който бил копие на германския Würzburg. При него нещата не се получили не само заради вече близкия край на войната, а и заради трудностите, които японската промишленост изпитвала с производството на СВЧ триоди.

Императорската армия също така имала свои кораби, вариращи от атакуващи моторници до големи десантни кораби. За тях били разработени радиолокаторите Tase-1 и Tase-2. Първият модел имал мощност 50 kW, честота на повторение на импулсите 375 Hz и далечина на откриването до 200 км. Станцията обаче се оказала неуспешна и от нея били произведени само около 30 екземпляра през 1942-3 г., монтирани на транспортни кораби. Предназначението на Tase-2 било да ,,намира“ подводници и работел с дължина на вълната 15,7 см и мощност 1 kW. Неговите далечини на откриване били доста по-малки. Това бил един от първите опити да се създаде в Япония микровълнов радар, но показал много ниска ефективност. Само два кораба били екипирани с това устройство, а останалите 75 произведени бройки били монтирани и приспособени за работа по крайбрежието.

Армията разполагала също така и с Въздушна дивизия, включваща изтребители, бомбардировачи, транспортни и разузнавателни самолети. За всички тези летателни апарати били създадени само две радиолокационни системи: Taki-1 и Taki-2.

А сега да разгледаме какво било постигнато в радарното дело от Японския императорски флот. В Техническия изследователския институт към флота започнала работа по създаване на импулсно-модулирана система през април 1941 г., още преди завръщането на Йоджи Ито (Yoji Ito) от обучителното посещение в Германия. За създаването на прототипа важна роля изиграл инж. Кенджиро Такаянаги (Kenjiro Takayanagi), един от пионерите на телевизията, и изделието било изпробвано в началото на септември.

Този радар бил наречен Mark 1 Model 1, или просто Type 11 (съкращението е образувано от цифрите след двете думи в първото название. Тази система се следва и по-нататък, напр. Type 21). Радиолокаторът работел с честота 3.0 м (100 MHz), имил мощност 40 kW и тежал близо 8,7 т. За предаване и приемане използвал отделни антени с вибраторна решетка и рефлектори. През ноември 1941 г. първият произведен такъв радар бил монтиран да служи за ранно оповестяване на тихоокеанското крайбрежие. После били произведени около 30 броя. Далечината на откриване била 130 км за отделен самолет и 250 за група.

Последвал подобен радар, наречен Type 12. Една от малкото му разлики било по-малкото тегло (около 6 т) и фактът, че можел да се премества върху платформа. Били произведени версии, които оперирали с дължина на вълната 2 (150 MHz) или 1,5 м (200 MHz), но мощността на всяка била не повече от 5 kW. Това, разбира с, намалявало чувствително далечината на откриване и от всички версии били произведени общо не повече от 50 броя.

Друг подобен клонинг станал Type 21. Всъщност, той бил 200-мегахерцова версия на Type 12, преустроена за корабна употреба, и тежал около 840 кг. На 20 км този радиолокатор можел да "види" голям кораб, а на около 100 – група самолети. Първите такива радари били монтирани на корабите Ise и Hyuga през 1942 г. От това изделие произвели около 40 екземпляра.

В същото време обаче вече течала разработката на Type 13. Той работел с вълна 2,0 м (150 MHz) и имал мощност на излъчването 10 kW. С тегло само около 110 кг, този радиолокатор можел лесно да се инсталира на кораби, подводници или суша. Далечината му на откриване била същата като на Type 12. Бил въведен във въоръжение в края на 1942 г., а през 1944 г. го преустроили за употреба на подводници. По въпроса за антените му има някои противоречия между източниците, но вероятно някои екземпляри са били снабдени с нововъведение - дуплексер, което позволило използването на обща антена за предаване и приемане. С произведени около 1000 екземпляра, Type 13 станал най-разпространеният радар в Императорския флот.

Последвалият Type 14 представлявал радиолокатор за далечно откриване и се появил през май 1945, почти в самия край на войната. Мощността му била 100 kW, работел с дължина на вълната 6 м (50 MHz) и тежал около 30 тона. Само две такива системи били пуснати в експлоатация.

Japan Radio Company работела дълго време с Технологичния изследователски институт към флота в разработването на магнетрони. В началото на 1941 между двете организации бил сключен договор за конструиране и производство на микровълнов радар за военни кораби, който да детектира самолет и надводни цели. Т.н. Type 22 използвал импусно модулиран магнетрон с 10-см (3.0 GHz) дължина на вълната, водно охлаждане и мощност 2 kW. Приемникът бил от суперхетеродинен тип с маломощен магнетрон, който служел като локален осцилатор. За предаване и приемане се използвали две рупорни антени, монтирани на обща платформа, която можела да бъде въртяна в хоризонтална равнина. За този радиолокатор Йоджи Ито бил привлечен като отговорно лице и проявил особено внимание през целия процес на работа.

Прототипът на Type 22 бил завършен през октомври 1941. Тестовете му показали, че той е способен да открие отделен самолет на 17 км далечина, група – на 35, и кораби на около 35 (в зависимост от височината на антената над морската повърхност). Този радар бил монтиран на кораби за пръв път през март 1942 и до края на 1944 той вече бил широко използван на кораби и подводници. Били построени около 300 броя от него.

Следващият радиолокатор се родил, когато Техническият иследователския институт към флота направил съвсем малки промени в радара Würzburg (60 см, 500 MHz), основно като заменили оригиналния осцилатор с магнетрон. Това резултирало в Type 23 – противокорабен радар, монтиран на крайцери и големи кораби. Мощността била почти два пъти по-малко от тази на образеца – само 5 kW – а далечината на откриване на големи кораби само 13 км. Радиолокаторът тежал около тон и имал параболична антена. Макар първият екземпляр да бил завършен през март 1944, нататък били произведени само още няколко, а до мащабно серийно производство не се стигнало.

След като малката далечина на Type 23 била вече известна, разработките се насочили към създаване на нови микровълнови системи за насочване на огъня. Туре 31 напр. работел с 10 см вълна (3 GHz) и, подобно на Würzburg, използвал обща за предаване и приемане параболична антена. Откривал големи кораби на далечина до 35 км и тежал 1 тон. Плановете за него предвиждали да се инсталира по крайбрежието и на крайцери, но тъй като разработката била започната през март 1945 г., по разбираеми причини радарът никога не влязъл в употреба.

Следващото устройство от серията – Туре 32 – също имал 10-см вълна и рупорни четириъгълни антени. Далечината на откриване за големи кораби била около 30 км, а мощността била 2 kW. Тежал около 5 т., а местата на действие били същите като на горния модел. Влязъл на въоръжение през септември 1944 и били произведени около 60 такива. Туре 33 имал същата дължина на вълната, но рупорните антени вече били с кръгла форма. Прототипът му бил завършен през август 1944, но, както и при Туре 23, максималната му далечина на действие била едва 13 км и не бил пуснат в серийно производство. Иначе тежал 800 кг и намеренията били това да бъде радар за монтиране на кораби.

^{Туре 32}

Също така, нека за пълнота добавим и серията Туре 4х. От тях съществували моделите 41, 42 и 43, предназначени за зенитни батареи. Радиолокаторите работели с дължина на вълната 150 см и мощност 13 kW. Можели да открият самолетна група на 40 км далечина. Туре 41. Встъпил на въоръжение през август 1943 и били произведени около 50 броя. Type 42 имал повече варианти, като в един от тях антените били заменени с тип ,,Яги“ (предният модел използвал две големи вибраторни решетки с рефлектори). Бил зачислен на въоръжение през октомври 1944, а бял свят видели около 60 такива. Между август 1943 и юли 1945 били произведени около 230 радара от трите модела.

А сега да видим каква е картината при японските авиационни радари. Минала почти година от началото на войната за Япония, преди във Военноморския и военновъздушен технически департамент в Опама да бъде разработен първият самолетен радиолокатор. Той носел индекс Type H-6, а по-късно започнало производството му под названието Type 64. Той се монтирал на големи хидроплани и средни щурмови самолети. Можел да открие група самолети на 100 км далечина, а отделен – на 70. Работел с дължина на вълната 200 см и имал мощност 3 kW. Използвал антена тип ,,Яги“, която била обща за предаване и приемане. При разработката на този радиолокатор един от най-големите проблеми бил как да се намали теглото дотолкова, че устройството да стане пригодно за монтиране на летящи машини. В крайна сметка то било заковано на около 110 кг и от него били произведени около 2000 броя.

След това разработките в Департамента се насочили към по-леки радари. През октомври 1944 г. на бял свят се появил Туре N-6. Той работел с дължина на вълната 1,2 м (250 MHz честота) и 2 kW мощност. Бил предназначен за едномоторен изтребител с тричленен екипаж (пилот, стрелец и радарен оператор). Можел да "забележи" група самолети на 70 км далечина, а отделен – на 50. Теглото му било 60 кг и били произведени около 20 такива. Друго подобно устройство било Type FM-3 от 1945 с характеристики на вълната 2 m (150 MHz), а останалите му специфики били същите. И двата радара използвали антена тип "Яги".

Съвместно с Технологичния изследователски институт към флота и Йоджи Ито, Военноморският и военновъздушен технически департамент в Опама разработил и микровълновия самолетен радиолокатор FD-2. Той бил базиран на магнетрон, имал мощност 2 kW и тежал около 70 кг. Според едни източници използвал 60, а според други – 25 см дължина на вълната (1.2 GHz). Можел да детектира самолет на разстояние до 3 км, а кораб – на 10. Плановете предвиждали той да се монтира да нощни изтребители Nakajima J1N1-S «Gekko». Използвал четири антени тип "Яги", монтирани в предната част на самолета. Радарът бил пуснат в производство през август 1944. Но за разлика от Европа, в Япония нощната авиация в Япония не била широко използвана и имало само няколко такива изтребителя. Затова от него били произведени не повече от 100 екземпляра.

САЩ

В Щатите историята на радара започнала по следния начин. През 1922 г. А. Хойт Тейлър (A. Hoyt Taylor) и Лио Йънг (Leo C. Young) от Американската флотска и военновъздушна радиолаборатория (U.S. Navy Aircraft Radio Laboratory) по време на експерименти с радиовръзка забелязали, че при преминаването на кораб се усеща бавно затихване на сигнала. Решили, че това явление е свързано с Ефекта на Доплер и че то може да се използва, за да се открие далечното минаване на плавателен съд. Никакви по-нататъшни изследвания обаче не били проведени. През 1930 г. Лоурънс Хайлънд (Lawrence A. Hyland) от Военноморската изследователска лаборатория забелязал същия ефект, но при преминаването на самолет. Тогава вече феноменът бил официално описан и предприемчивите изследователи получили патент U.S. No. 1981884, 1934 за "Система за откриване на обекти чрез радио". Ръководството на Лабораторията правилно решило, че за пълноценно използване на обектите е нужно да може да се определя и тяхната далечина и затова финансирало изследвания за разработката на импулсен предавател. С тази работа се захванала група начело с Робърт Пейдж (Robert M. Page) и през декември 1934 експериментален вариант на устройството успешно открил летящ самолет на разстояние 1 миля.

Флотът обаче игнорирал по-нататъшно развитие на проекта и това пренебрежение траяло до януари 1939, когато една експериментална система показала качествата си вече в открито море. Това бил т.н. XAF, който работел с дължина на вълната 1,5 м (200 MHz).

Докладът на Тейлър от 1930 г. бил разгледан в Лабораториите на армейския радиосвързочен корпус (Signal Corps Laboratories (SCL). Там по това време активна личност бил ученият и офицер Уилям Блеър (William R. Blair), който ръководел проект за отткриване на самолети чрез акустично определяне на отдалечеността и топлинно излъчване. Той започнал работа и над откриване на самолет, основано на Ефекта на Доплер. На 14 декември 1936 г. Пол Уотсън (Paul E. Watson) успял чрез разработена от него импулсно модулирана система да "види" самолет, летящ над Ню Йорк Сити на разстояние около седем мили. Две години по-късно, през 1938, това еволюирало до първия американски военен радиолокатор, наречен SCR-268. Предназначението му било за насочване на прожектори и противовъздушни оръдия. Работел с дължина на вълната 1,5 м, имал мощност 75 kW и далечина на действие до 37 км. Тежал 21 тона и между 1940 и 1941 г. били произведени 520 такива машини.

Около година след началото на Втората световна война било решено било решено да се осъществи индустриално-технически обмен между Великобритания и САЩ. Целта била Обединеното кралство да получи промишлените ресурси да произвежда по-голямо количество от пригодните за военна употреба научно-технически разработки, завършени на Острова преди началото на войната. Това били намерененията, залегнали в основата на т.н. Мисия Тизард, започнала през септември 1940. Когато обменът започнал, британската делегация била изненадана от качествата на първия американски военноморски радар СХАМ, който бил доста подобен по възможности на онези в системата Чейн Хоум. Макар че в САЩ разработили импулсния радар независимо от Великобритания, в тяхната разработка имало сериозни недостатъци, като напр. отсъствието на интеграция на радара в единна система за ПВО.

Като цяло, един от резултатите на Мисията на Тизард бил значителният тласък в еволюцията на радара в САЩ. Макар че две от цитираните по-горе инженерни организации експериментирали с предаватели с 10-см вълна, те били възпрепятствани от недостатъчната мощност на предавателя. За да се отстрани този проблем, американските радари се нуждаели от резонансен магнетрон. Когато по време на Мисията Тизард бил демонстриран точно такъв, но британско производство, това станало причина да бъде създадена т.н. Радиационната лаборатория в Масачузетския технологичен институт (MIT Rad Lab) в края на 1940 г. По време на Втората световна война в нея били заети около 4000 души.

По-горе споменахме за радар с индекс СХАМ. Всъщност той се родил, когато XAF бил подложен на още изпитания и сериозно подобрен след няколко опитни екземпляра. Първите шест радиолокатора СХАМ били произведени от известната компания RCA. Сред техните основни характеристики били 200 MHz честота на вълната (1,5 м дължина) и 15 kW мощност. Доставките им за флота започнали през май 1940. Последвали още 14 броя, инсталирани на кораби от различен вид – от линейния кораб Texas до два леки крайцера. Можел да информира за няколко параметра на самолета – височина, размер, брой на летателните апарати в групата... Да се откриват кораби било по-трудно заради земните отражения и това се отразявало на максималната далечина на действие – докато за единичен самолет тя била 50 мили, при големи кораби се равнявала едва на 14. Някои други източници обаче сочат, че СХАМ можел да "забележи" самолет на разстояние повече от 100 мили. Може би в това има основание, тъй като се знае, че по време на Битката в Коралово море (4-8 май 1942) радарът CXAM-1 (монтиран на самолетоносача Lexington), е успял да извести за приближаващи се японски самолети.

Още докато SCR-268 бил зачисляван на въоръжение, американският физик Харолд Зал (Harold Zahl) работел в Лабораториите на армейския радиосвързочен корпус в търсене на по-добра система. В резултат на тези усилия се родил SCR-270 – първият американски радар, произвеждан още в началото на живота си в две версии – мобилна и фиксирана (SCR-271). Той използвал същата електроника като по-големия си събрат, но антената му била с по-висока разделителна способност. Имало и усъвършенствана версия, наречена SCR-289, но тя била малко произвеждана. SCR-270 работел с 2,83 м дължина на вълната, имал продължителност на импулса 10-25 µs, а мощността му била 100 kW. Можел да открие самолети на разстояние около 240 км. Радарът се проявил особено самоотвержено при Пърл Харбър, където успял да предупреди за самолетната атака около половин час преди тя да започне.

След това унищожително нападение сред американските висши военни започнало безпокойство, че подобна атака може да се осъществи и в района на Панамския канал. Затова, взимайки за основа британски радари, използвани в Чейн Хоум Low, през 1942 г. SCL разработили нов радиолокатор с 600 MHz честота (0,5 м дължина на вълната). Скоро след това той бил преустроен, а впоследствие от него произлязъл AN/TPS-3 – лек, преносим радар за ранно оповестяване, използван по бреговите плацдарми в Южния Тихи океан. Максималната му далечина на откриване била 176 км. Били произведени около 900 такива машини.

Благодарение на споменатата по-горе Мисия Тизард САЩ се сдобили с екземпляр от британския радар ASV Mk II. Него те използвали за основа на ASE – радиолокатор за патрулни самолети.

Между 1941 и 1945 г. в САЩ били разработени множество различни микровълнови радари, а най-забележителните били дело на Rad Lab. Най-голям дял в същинското им произвеждане се падал на известната Bell Telephone Laboratories.

Масачузетската лаборатория започнала с три проекта: самолетен радар с дължина на вълната 10 см, радар за противовъздушните войски със същия параметър и самолетен навигиращ радар с голяма далечина на действие. Първият експериментален образец имал предавател и приемник с 10-см вълна, използващи две отделни антени (превключването предаване и приемане още не било в употреба). През февруари 1941 бил изпълнен успешен тест – самолет бил детектиран на разстояние 4 мили.

^SCR-270

По-нататък Rad Lab рязко повишилa производителността на използваните магнетрони. Тъй като започнали да се използват и повече честоти, обхватите на "сантиметровите" радари били подредени в следните обхвати:

P-Band – 30-100 cm (1-0.3 GHz)

L-Band – 15-30 cm (2-1 GHz)

S-Band – 8-15 cm (4-2 GHz)

C-Band – 4-8 cm (8-4 GHz)

X-Band – 2.5-4 cm (12-8 GHz)

K-Band – Ku: 1.7-2.5 cm (18-12 GHz); Ka: 0.75-1.2 cm (40-27 GHz).

Повечето от тях били определени за радари с различно приложение и област на действие (P-Band – за огнево насочване, S-Band – самолетни, военноморски и за управление на артилерийска стрелба, L-Band – самолетни радари за ранно оповестяване).

СССР

Интересно е да разгледаме и началото на радарите в Русия и Съветския съюз. В началото на разказа оставихме изобретателя Александър С. Попов да наблюдава и описва в доклад интерференционните смущения, настъпващи при радиопредаване между два кораба, когато наблизо премине трети плавателен съд.

Разработката на радиолокационни станции станала важна за новообразувания СССР през 1924 г., когато държавното ръководство забелязало, че чужди страни имат самолети, способни да влитат надълбоко в съветска територия. Колкото се може по-ранното откриване на летателни апарати става една от главните задачи на съветската противовъздушна отбрана (ПВО).

Дотогава ПВО зависело от оптични устройства, за да детектира целите, а с тяхното усъвършенстване се занимавал физикът Павел Ошчепков. Водели се и неособено успешни работи по създаване на детектор по топлинно излъчване и "звукоуловители", които да отбележат появата на летателен апарат, използвайки акустичен критерий. Също така се водели експерименти и за откриване на самолет чрез улавяне на електромагнитното излъчване от магнетото на двигателите. Тези опити обаче не дали удовлетворителен резултат. Един лек самолет можел да бъде "видян" на разстояние най-малко 1 км, а при наличие на съответната екранировка на магнетото откриването ставало невъзможно.

Неудовлетворителните резултати от тяхното действие ясно показали на военните инженери и ръководители, че "с трици маймуни не се ловят" и за откриване на самолети има нужда от съответните радиооткриващи устройства. През 1930 г. било проведено заседание, на което било постановено да се проведат серия изследвания с радиотехнически методи срещу въдушна опасност

В резултат на това в началото на 1930-те г. военна организация, наречена Главно артилерийско управление (ГАУ), полагала усилия да събере "мозъците" на Червената армия. Това се постигало не само чрез механично обединяване на талантливи инженери и физици, а и със създаване на множество специализирани научноизследователски институти. ГАУ също имало за задача да реши проблема с радиолокирането на самолети. Важният човек там бил военният инженер ген.-лейт. Михаил Лобанов. Той се свързал с Централната радиолаборатория в Ленинград и им дал една особена задача.

Както сам Лобанов разказва в книгите си, в достъпната тогава в СССР научно-техническа литература не се намирали каквито и да било изчерпателни сведения за свойството на електромагнитните вълни да се отразяват от различни повърхности и прегради, стоящи на на пътя на тяхното разпространение. Наличната информация не можела да бъде достоверен изходен критерий за започване на мащабни инженерни пресмятания в областта на радиолокацията. Това, което се знаело за отражението на вълните, не доказвало възможността за практическо използване на това свойство при откриването на самолети.

Необходимо било следователно да се извършат предварителни експерименти и достоверно да се убедят в това, че самолетите отразяват радиовълни, че те могат да бъдат приети на земята с определен вид радиоприемно устройство и че по техните характеристики може да се съди за наличието и местоположението на самолети във въздуха.

Именно това било главното тактико-техническо задание, което Лобанов поставил в ръководителите на Централната радиолаборатория. Той просто искал да разбере дали цялата тази разправия и евентуалното мощно източване на военния бюджет ще има някакъв практически смисъл.

ЦРЛ била логично място да се постави такава задача. През лятото на 1933 г. ръководителят на нейния отдел по дециметрови вълни инж. Юрий Коровин провел обнадеждаващи опити с ДМВ радиоапаратура. Нагледно били забелязани силни отражения от изпратените сигнали, което подготвило почвата за по-нататъшните работи. През м. октомври бил подписан между ГАУ и ЦРЛ бил подписан и договор, който представлявал първият в историята на СССР правен документ, третиращ целенасочени научни изследвания и опитни работи по радиооткриване и тяхното финансиране.

^{Юрий Коровин}

Подготвителните опити се извършнали в гребна база в Ленинград. В състава на апаратурата, с която започнали експериментите, влизали радиопредавател с непрекъснато излъчване, дължина на вълната 50-60 см (честота 600 MHz) и мощност 0,2 вата, суперрегенеративен приемник и антени-параболични рефлектори с диаметър 2 м. Пределната далечина на действие се определяла с прослушване на приемния сигнал, по-точно когато той изчезвал отвъд прага на чувствителност на слуха.

След това експериментаторите се преместили на крайбрежието на Финския залив, за да продължат с опити за откриване на отразените сигнали от прелитащ хидроплан. Предавателят се инсталирал на брега, а приемникът на леда – първоначално на 20, а сетне на 10 м от предавателя. Според подписания договор изпитанията с хидроплана трябвало да завършат до края на декември, но лошите климатични условия и недостатъчната дебелина и коравост на леда по крайбрежието на залива не позволявали да се извършат експерименти с хидросамолета, който да излети и да се "приводни" на ледената покривка.

Все пак, на 3 януари времето се усмихнало на конструкторите. Пробегът на хидроплана по леда и полетът му предавателно-приемната апаратура бил осъществен и била ясно отбелязана интерференцията на сигналите. Летателният апарат се намирал на около 600 м разстояние и 150 м височина. Този опит успешно потвърдил, че електромагнитните вълни не само се отразяват от самолета, а и могат да бъдат приети с наземно радиоприемно устройство. Досега умозрителните предположения за характера на изходния сигнал на приемника се превърнали в ясно физично явление. В използваните дециметрови вълни Доплеровият ефект се наблюдавал в такива мащаби, че за всички властимащи и определящи условията станало ясно – ориентацията към радиотехническия метод за откриване на самолети била не само правилна, но и перспективна.

^{Отчет на ЦРЛ към ГАУ за извършените през м. февруари 1934 опити}

През февруари 1934 ГАУ сключило с ЦРЛ втори договор, чийто предмет вече били изследванията и опитите, необходими за създаването на опитен образец на радиолокационна инсталация за откриване на самолети и нейната проверка в полеви условия. През годината ЦРЛ трябвало да разработи проект за станция за насочване на прожекторен лъч. Разработката на станция, определяща само две ъглови координати на самолета (азимут и ъгъл на мястото), ГАУ смятало за първа степен към използването на новите средства за откриване в зенитната артилерия. Според плана, следващият етап на работата в ЦРЛ бил създаване на по-съвършена станция, която да определя три координати на целта (азимут, ъгъл на мястото и височина), за да може по този начин да осигури прицелна стрелба по неосветени и невидими самолети, без да има нужда да се използват прожектори и оптични далекомери. За първата си разработка Коровин избрал отново дециметровия вълнов диапазон.

През май 1935 ЦРЛ била готова с първия си опитен образец. Тъй като Коровин бил прехвърлен на работа в Централната военно-индустриална лаборатория (ЦВИРЛ), инсталацията била изпратена в гр. Горки. На изпитанията си тя демонстрирала 3 км далечина на откриване на самолет. Били отбелязани обаче неустойчива работа на предавателното и приемното устройство, микрофонни шумове в приемника и магнетронния генератор и силно въздействие на излъчваното върху приемника. Тези недостатъци Коровин обяснявал с ниското качество на използваните генераторни и приемни лампи, изработвани по примитивен ръчен, занаятчийски начин, и с някои предварителни съображения при разработката на схемата. Но тъй като те не се оказали от полза (и нужда), конструкторът се отказал от тях и се върнал към старата схема, която използвал при първите си опити със самолета.

В резултат на упорития труд на няколко млади инженери през 1936 г. била завършена радиолокационната станция "Енот". В нея се използвали сдвоени параболични рефлектори с диаметър 1,5 м, които можели да се въртят по хоризонтална и вертикална равнина. В предавателя работел магнетрон с четирисегментен анод, дължина на вълната била 18 см и мощност около 8 вата. Приемната високочестотна част имала два варианта. В първия като смесител се използвала специална приемна лампа, работеща в схема със спиращо поле, а във втория за детектор служел вакуумен диод с много малко разстояние между катода и анода. Ефективността на двата варианта на ВЧ частта била еднаква. Излъчването и приемането се осъществявали с помощта на полувълнови вибратори, намиращи се във фокусите на рефлекторите.

Изпитанията на станцията показали способността й да открие самолет на разстояние до 11 км, но също така (отново) нестабилна работа в предаването и приемането и наличие на микрофонни шумове, смесващи се с приема на отразените сигнали. И макар тези дефекти да влияели по-малко на работата на радиолокатора в сравнение с предишната апаратура на ЦРЛ, те все пак си оставали главната причина за неудовлетворителната работа на "Енот".

По това време в ЦВИРЛ умували как да усъвършенстват схемата на следващата радиолокационна станция. За да работи тя по-успешно, трябвало, напр., да се снижи до минимум директният сигнал на входа на приемника, като се доведе той до равнище, при което паразитната модулация на трептенията на високочестотния предавател вече не би била шум и смущение. Това можело да се направи, ако се премине към суперхетеродинен приемник с преселекция, за да бъде повишена чувствителността. Необходимо било също така да се стабилизират честотите на предавателя и на хетеродина на приемника, да се разработят нови приемни лампи, схеми на амплитудна и честотна модулация и не само... а, да, и да се произведе образец с всички тези новости, като накрая той се изпита в полеви условия.

Коровин, който по природа бил оптимист и експериментатор с голям опит, не се съмнявал, че трудностите в създаването на изискваното устройство за зенитната артилерия скоро ще бъдат преодолени. Така например, той смятал, че до 1937-8 г. ЦВИРЛ ще може да разработи радиопеленгатор за самолети с далечина на действието до 75 км и точност на пеленга на разстояние до 25 км не по-малко от 2°. Тази многократно заявявана негова увереност му донесла през 1937 г. поредния договор в ГАУ. При изпълнение на предвидените по него работи в лабораториите на Коровин се удало да се получат три-четири удовлетворителни резултата. Така например, бил конструиран суперхетеродинен канал за приемането, работещ стабилно заедно с предаващото устройство. Разработката на високочестотен усилвател обаче не дала положителни резултати. Тази задача на вълни 18-20 см била решена в СССР едва през 1940 г. от Н. Д. Девятков с помощта на разработения от него триод с малки междуелектродни разстояния и от Ю. А. Кацман в Ленинградския електротехнически институт чрез усилвателен клистрон.

Само че изпитанията на експерименталната версия на устройството, проведени през есента на 1937 г., не потвърдили надеждите на Коровин. Устройството продължавало да работи нестабилно, а шумовете на предавателното и приемащото устройство все така намалявали далечината на откриване.

Отчитайки, че по това време по-значителните разработки по радиолокация вече се правели в създадения през 1935 г. ленинградски Научноизследователски институт № 9 (НИИ-9), работите в ЦВИРЛ по договорите с ГАУ били прекратени.

Причината другаде да напреднат повече била във факта, че докато в ЦРЛ се водели опити по радиооткриване, от ГАУ, разбирайки сложността на тази задача, още през 1934 г. заповядали паралелни разработки по темата и в Ленинградския електрофизически институт. Необходимостта от възможно най-скорошно решение на проблема напълно оправдавала такава стъпка.

Под ръководството този човек - талантливият физик Борис Шембел - през първата половина на 1934 в Института проектирали пет варианта на искров генератор в диапазоните 80-100 и 20-50 см, разработили и произвели серия магнетрони с различни параметри, построили инсталация за непрекъснато излъчване на електромагнитни трептения в ДМВ диапазона, а също така и устройство за изследване на полетата на вторичните излъчвания от предмети с различни форми и размери. Освен това, Шембел опитал за разчете мощността, необходима за откриване на самолет на разстояние от порядъка на 10 км.

През пролетта на 1935 в лабораторията на Шембел били проведени важни работи, в резултат на които вече можело да се създаде експериментална инсталация за радиолокиране, предназначена за зенитната артилерия. Тя съдържала няколко нови елемента, като напр. магнетрони с четирисегментни аноди, позволяващи предавателната антена да има мощност повече от 10 W при дължина на вълната 21-29 см. За разлика от старите двусегментни магнетрони, изработени по занаятчийски начин, тези били произведени в усъвършенстваната електровакуумна работилница на института. Системата била снабдена и с приемник с нова схема, позволяваща нивото на шума да се намали около три пъти в сравнение с предишните образци.

През лятото на 1935 в ЛЕФИ била изработена експерименталната радиолокационна система, която имала две параболични антени с диаметър 2 м. Те били закрепени на обща основа и можели да се въртят, както и предишните. Предавателят и приемникът се намирали в основите на антените. Двупроводни фидерни линии в метални тръби свързвали приемника и предавателя с полувълнови вибратори (диполи) във фокусите на параболоидите.

Новите магнетрони имали четирисегментен анод (анодно напрежение 900-1200 V) и изисквали сила на магнитното поле 0,085-0,11 Т – два пъти по-малко от предишните лампи. Средният КПД бил 35-45 %, а мощността на излъчването можела да достигна до 8-15 вата при дължина на вълната 21-29 см. Изпитанията показали, че тази система "забелязвала" самолет У-2 на далечина 5-6 км.

През есента на същата година ЛЕФИ бил обединен с Радиоексперименталния институт и преобразуван в т.н. НИИ-9. Директор станал известният физик проф. М. А. Бонч-Бруевич, изиграл важна роля в руската радиотехника и радиофикация. Новото ръководство получило от правителството значителни средства за осъществяване на експерименти в радиооткриването.

По сключените договори с ГАУ за новата 1936 г. било предвидено да се създаде нова подвижна радиолокационна станция за зенитната артилерия. На нейна основа опитният завод на института произвел двуантенния зенитен радиолокатор "Буря". Разработката му била дело на лабораторията начело с Борис Шембел. В комплекта на "Буря" влизали магнетронен генератор на 24-25 см вълни с мощност на непрекъснатото излъчване 6-7 вата, приемник с директно непосредствено усилване, две антени (предавателна и приемна) от параболичен тип с диаметър 2 м и ширна на диаграмата на насочеността 7-10° , разбира се, токоизточник (акумулатори и сухи батерии).

Изпитанията на "Буря" се състояли през септември и октомври 1936 г. Максималната далечина на действие устройството се оказала 10-11 км. Това, както и другите яви параметри на станцията (грешките по азимут и т.н.) станали причина, така да се каже, да му пишат "четворка". В писмо от ГАУ до директора на НИИ-9 от 17 ноември 1936 се изразява мнение, че "резултатите от изпитанията са забележителни", но "толкова повече те и ни заставят да засилим работата по този способ в бъдеще, за да увеличим далечината на действие, точността на пеленгиране и по-надеждното търсене на цели…" Все пак директорът на ГАУ Н. А. Ефимов решил да поръча производството на опитна серия радиолокатори "Буря", като се аргументирал с актуалните външнополитически събития, както напр. Испанската гражданска война и възникващата от това необходимост войските на ПВО да бъдат оборудване с възможно най-съвременните средства за насочване на прожектори и стрелбата. Но впоследствие той бил убеден от свои колеги, че "Буря" още не е готов и тепърва има да бъде усъвършенстват. Това го накарало да оттегли поръчката.

Изпитанията на този радар показали посоката, в която трябвало да се развива съветската радиолокационна техника: увеличение на далечината на действие, на точността на определяне на ъглови координати и на надеждността на откриването.

^{Още една снимка на "Буря", този път в мобилна версия}

През 1937 била създадена опитната радиоинсталация РИ-4, на която се възлагали надежди за увеличение на далечината на откриване до 25 км. Нова била схемата на приемното устройство. Мощността й била 100-150 W. В изследователския план за 1937 г. влизала още една важна тема – разработка на радиодалекомер с приложение на честотна модулация, чиято цел била да се определи разстоянието до целта. Предвиждало се такова устройство да стане част от прибор за управление на зенитен артилерийски огън. Идеята за такъв радиодалекомер дошла на Шембел още през 1935 г. Започнала разработката на експериментален далекомер с механично устройство, позволяващ да се модулира честотата на магнетронния генератор. Инсталацията имала две параболични антени и генератор във вълновия диапазон 15-25 см и мощност на излъчването 5-10 W. През лятото на 1938 г. дошло време и за неговите изпитания. Резултатите обаче не били удовлетворителни – поради високото равнище на шумовете в магнетронния генератор и широкото разсейване на параметрите му радарът показал далечина на действие едва 7-8 км.

В края на 1939 г. НИИ-9 изработил три опитни радиолокатора, от които единият получил назватие Б-2 , а другите два – Б-3. Б-2 имал параболични антени с конусна диаграма на насоченост с ширина 5–6°. Облъчвайки въздушното пространство последователно по сектори, операторът откривал самолета и преминавал към съпровождането му, определяйки ъгловите координати.

^{Б-2, изглед отзад}

Двата Б-3 представлявали комплекс, в който едната инсталация осъществявала търсене на целта в хоризонтална плоскост, определяйки азимута, а другата – по вертикалната, определяйки ъгъла на мястото. В схемно и конструктивно отношение двете инсталации били еднакви и се различавали само по това, че антената на едната била хоризонтална, а втората – вертикална. Координатите на целта се определяли по максимума на чуваемост на отразения сигнал. Търсенето на самолет се започвало от азимуталната инсталация до появата в наушниците на характерен вибриращ звук (резултат от интерференцията на прекия и отразения сигнал), а след това с обекта вече се занимавал операторът, определящ ъгъла на мястото.

Започнали полигонните изпитания. След техния край в отчета било записано, че точността на тези радиолокатори е между 1,5 и 3 пъти повече от точността на използваните преди това звукоуловители. Що се отнася до далечината, при акустичните устройства тя била не повече от 10 км, докато сега тя достигала 20 км при Б-2 и 17,5 за Б-3. Недостатък на този комплекс била нестабилната им и ненадеждна работа с летателни обекти на височина над 4000 м. В изводите от изпитанията с особено задоволство било отбелязано, че вятър със скорост до 11 м/сек практически не оказва влияние върху стабилността на работата на Б-2 и Б-3.

^{Б-3, изглед откъм командния пулт}

През това време в НИИ-9 не стоели със скръстени ръце. Били разработени няколко нови вида лампи – двурезонаторен клистрон с вълна 15-16 см и мощност 18-20 W и приемна лампа с окисен катод. Те позволили значително да се намали микрофонният шум. Инж. М. Г. Слиозберг проектирал и магнетронен генератор с обемен резонатор, който позволявал да се донастрои всеки магнетрон според свойствените му индивидуални характеристики на вълната. Такава донастройка осигурявала безшумен работен режим на генератора и повишавала дъготрайността и надеждността му. За това роля изиграло и използването на нов катод и нови схеми на антени. Заради всичко това конструкторите в крайна сметка се сдобили с устойчиво съпровождане на целта в зенит. Били създадени и нови предавателни устройства, приемници с висока чувствителност и били отстранени причините за паразитните шумове в във веригите на генератор и приемник, които дотогава пречели на прослушването на сигналите от самолета. Това довело до създаването на опитния радиолокатор "Мимас", който имал далечина на откриване 30-35 км, точност на определяне на ъгловите координати 0,6° и надеждност на откриването на целта от 100 %.

Негова характерна особеност било антенното устройство. То се състояло от три здраво свързани помежду си рупорни антени – една излъчвателна (централна) и две приемние (странични). Всяка се състояла от четири вътрешно метализирани рупора с квадратно сечение, съединени чрез метални вълноводи с генератора и приемника на радиолокатора.

В края на 1939 г. бил създаден експерименталният импулсен радиодалекомер "Стрелец" със следните характеристики: дължина на вълната 70-80 см, мощност на импулсното излъчване до 20 kW на лампа, суперхетеродинен приемник и т.н.

Изпитанията на това устройство се провели през зимата на 1939-40 г. Далекомерът показал далечина на действие до 20 км и точност на определяне на далечината 160 м.

Разработки на радиолокатори течали също и в харковския Украински физико-технически институт. През март 1937 г. там започнали да проектират импулсна радиолокационна станция за насочване на оръдеен огън, предназначена за зенитната артилерия. Тя трябвало да работи с дължина на вълната 60-65 см и да има мощност до 1 kW. В средата на следващата година станцията била вече готова, наричала се "Зенит", а първите й изпробвания показали далечина на откриването до 3 км.

През май 1939 г. апаратурата била усъвършенствана и вече имала следните характеристики: дължини на вълната 64 см, мощност на импулса 10-12 kW, а дължината му била 10-20 µs. Сега вече максималната далечина на действие стигнала 25 км за единичен самолет и 30 за група, а подобрение имало и при точността на определяне на координатите на целта. В сравнение с предишните радиолокатори "Буря" и Б-2 на НИИ-9 "Зенит" притежавал значително предимство по далечина на откриването и възможност да определя и трите координати, необходими за стрелба на зенитната артилерия. Но станцията имала и някои съществени недостатъци, останали скрити на изпитанията. Сред тях било, напр., невъзможността за непрекъснато отчитане на координатите на самолетите и въвеждането им в прибора за управление на артилерийския зенитен огън (ПУАЗО) – станцията можела да ги определя само периодически през определено число секунди. Несъвършенство внасяла и конусната диаграма на насоченост на параболичната антена, която правела трудно откриването на самолета. Това, а и други недостатъци, накарали УФТИ да продължи и работата над усъвършенстването на радиолокатора. Все пак, той бил използван във Втората световна война, но като радар за насочване на изтребители и то заедно с други РЛС за ранно откриване.

Опитът, натрупан в разработката на радиолокационни станции за оръдейно насочване, позволил на УФТИ през 1941 г. да пристъпи към създаването на "Рубин" – нова радарна станция за зенитната артилерия. Нуждите на възложителя посочвали далечина на откриването 40 км, зона на определяне на координатите в границите на 1,8 и 25 км, точност на определяне на координатите - 1°, дължина на вълната – 64 см, мощност на излъчването – 100 kW, а също така и отстраняване на недостатъците на "Зенит". Само че началото на войната не позволило разработката да се довърши и тя била продължена на Изток след евакуацията на двата института съвместно с учените от Научноизследователския изпитвателен институт по радиовръзка към Червената армия.

^{Из работата по радиолокатора "Рубин"}

В този институт също се водели проучвания. Така например, през 1936 г. била разработена система за радиооткриване от линеен тип, предназначена за охрана на държавните граници - "Ревень" (РУС-1 - РадиоУловитель Самолетов). В основата й лежала системата "Рапид" на ЛЕФИ, изпитана през 1934 г. Радарът се състоял от един предавателен блок и два приемателни, които се разполагали на разстояние 30-40 км от първата. През 1937-8 г. тя преминала успешни изпитания и Институтът получил заявка за производство на първата партида от предвижданите 16 комплекта "Ревень". През септември 1939 системата била приета на въоръжение в ПВО под названието РУС-1. Нейното "бойно кръщение" се състояло по време на Съветско-финската война, когато такива станции били инсталирани в ПВО на Ленинград. Били произведени около 45 такива комплекта, разположени основно в Задкавказието и Далечния Изток.

Следващата радиолокационна станция на НИИИС се наричала "Редут". За разлика от РУС-1, новата станция трябвало да може да определя не само наличието на самолета като факт, а и да определя неговите азимут, скорост и далечина. През есента на 1937 г. опитният екземпляр успял да "види" летателен апарат на 10 км разстояние, а година след това, когато успели да създадат по.мощен предавател, максималната далечина нараснала на 50 км. Пикът на този параметър на станцията дошъл през 1939 – цели 95 км! През тази година "Редут" бил изпитан в Севастопол и като радар за брегова употреба. Там той успял да открие кораб на разстояние 25 км, но работата му в тази обстановка се затруднявала от различни смущения. На 26 юли 1940 г. "Редут" бил взет на въоръжение под названието РУС-2. Както повечето съветски довоенни радиолокатори, той се произвеждал в мобилен вариант. По-точно казано, за да се придвижва според където е нужен, радарът имал нужда от три фургона, монтирани на автомобилно шаси – по един фургон за електрогенератора, приемника и предавателя. През 1940-5 г. били произведени повече от 600 броя РУС-2 от различни модификации. Освен автомобилния вариант, произвеждал се и РУС-2с Пегматит, монтиран на две ремаркета. Също така, заради дефицита на автомобили през 1940 г. бил разработен едноантенният вариант РУС-2 Редут-41, в който предавателят и приемникът се намирали на общо шаси.

Умишлено ще спрем историята на радарите тук – със съветските радиолокационни станици, разработени преди началото на войната за СССР. Десетилетията след 1940 г. са изпълнени с много и различни разработки, някои от които наистина любопитни. Но причината да сложим точката сега е, че върху тяхната схемотехника и конструкция има издадена достатъчно много литература у нас. На интересуващите се бихме препоръчали "Курс по радиолокация" от 1954 г. и преводния четиритомен "Основи на радиотехниката и радиолокацията".

Нека да допълним също така, че когато войната с Германия станала неизбежна, Великобритания споделила някои свои радиолокационни решения с някои от страните в Британската общност като Австралия, Канада, Нова Зеландия и Южна Африка, но изискала от тях да разработят и свои местни системи. За кратко време четирите страни действително разработили свои радарни системи и продължили със същия ритъм и по време на войната. Не по-малко интересни са и други непознати страници от историята на радиолокаторите – радарите на Холандия, Франция, Италия...

Но това е един друг разказ и ще го изложим друг път.

Антон Оруш, Sandacite.bg – https://www.sandacite.bg

Източници:

April, 1935: British Patent for Radar System for Air Defense Granted to Robert Watson-Watt

Brown. Louis - Technical and Military Imperatives: A Radar History of World War 2. London : Routledge, 1999

Christian Huelsmeyer, the inventor - 

CXAM radar - https://en.wikipedia.org/wiki/CXAM_radar

History of radar - https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_radar#Christian_Hülsmeyer

Japanese Radar Equipment in WWII - http://www.combinedfleet.com/radar.htm

Marconi, Guglielmo. Radio Telegraphy. In: Proceedings of the Institute of Radio Engineers, vol. 10, issue 4, Aug. 1922, pp. 215–238.

Radar in World War II - https://en.wikipedia.org/wiki/Radar_in_World_War_II#United_States_of_America

Sir Robert Watson-Watt - http://www.radarpages.co.uk/people/watson-watt/watson-watt.htm

Steven J. Zaloga. Defense of Japan 1945. Oxford : Osprey Publishing, 2010 - 

Stille, Mark. Imperial Japanese Navy Aircraft Carriers 1921–45. Oxford : Osprey Publishing, 2005 - 

The Early Warning Radar Systems That Defended WWII Britain - 

The Pacific War Online Encyclopedia - 

US1981884A - https://patents.google.com/patent/US1981884A/en

Кирков, Кирил. Импулсна техника. София : Техника, 1959.

Лобанов, М. М. Из прошлого радиолокации. Москва : Воениздат, 1969 - https://armyman.info/books/id-15948.html

Лобанов, М. М. Развитие советской радиолокационной техники - 

Мамонт из 1942 года - 

Радары СССР - http://wiki.wargaming.net/ru/Navy:Радары_СССР

Случевски, Борис. Радиолокация и използуването й. София : ДВИ, 1963.

Шембель, Б. К. У истоков радиолокации. Москва : Советское радио, 1977 - https://armyman.info/books/id-13095.html

Още по темата

11/12/2022

Физика

Макс Борн: Вярата, че притежаваш истината е основната причина за злото на света

26/11/2017

Технологии

Работят ли Законите на Кранзбърг?