Хроника истории радиолокации
Георгий Члиянц
Термин
локация (и его всевозможные производные) произошел от латынского слова locatio
- размещение, распределение и означает определение местоположения объекта по
сигналам (звуковым, тепловым, оптическим, электромагнитным волнам и др.),
излучаемым самим объектом (пассивная локация) иои отраженным от него сигналом,
излучаемым самим устройством (активная локация).
Следует
отметить, что свойствами локации (способностью определять положение
количественного объекта по отношению к себе или свое положение в пространстве)
обладают многие животные и человек - бинауральный эффект или т.н. биолокация.
В
зависимости от применяемых методов и технических средств различают звуковую
локацию (гидро, звуко, эхо), радиолокацию (электромагнитную) и, позднее
появившиеся: оптическая (лазерная) локация, планетная (радиолокационная
астрономия) и загоризонтная (ионосферная) радиолокации.
Первоначально,
в годы 1-й мировой войны появились гидролокаторы (приборы, которые могут
обнаруживать самолет по звуку двигателей) - т.н. звукоулавливатели.
Над
созданием звукоулавливателей, которые вошли в состав приборов управления
артилллерийским зенитным огнем (ПУАЗО), в СССР работали: Центральная радиолаборатория
(ЦРЛ), Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ), Военная артиллерийская
академия (ВАУ) им.Ф.Э.Дзержинского и Научно-исследовательская лаборатория
артиллерийского приборостроения Главного артиллерийского управления (НИЛАП
ГАУ). Образцы первых звукоулавливателей испытывались на подмосковном полигоне в
1929-1930 годах. В 1931 г были созданы опытные образцы системы
"Прожзвук" (крупногабаритный звукоулавливатель и полутораметровй
электрический прожектор).
Предпосылками
работ по созданию и дальнейшему развитию радиолокации послужили несколько
исторических фактов:
-
явление отражения радиоволн наблюдал еще Г.Герц в 1886-1889 годах, а в 1897 г
А.С.Попов (во время опытов по радиосвязи на Балтийском море) зарегистрировал
влияние корабля, пересекающего трассу радиоволн, на силу сигнала (передатчик
был установлен на верхнем мостике транспорта "Европа", а приемник -
на крейсере "Африка");
-
в 1904 г немецкий ученый-изобретатель Кристиан Хюльсмэйер (Christian Hulsmeyer)
[1881-1957] в своей авторской заявке (патент N165546 от 30 апреля 1904 г) четко
сформулировал идею обнаружения корабля по отраженным от него радиоволнам и
содержащей также подробное описание устройства для ее реализации. Позднее, в
том же 1904 г, им был получен и второй патент (N169154) на усовершенствование
своего устройства для радиолокации.
-
в 1914 г росиянин И.И.Ренгартен проводил работы по макетированию
радиопеленгатора;
-
в 1916 г французами П.Ланжевеном и К.Шиловским был создан ультразвуковой
гидролокатор;
-
в сентябре 1922 г два экспериментатора, служившие в ВМФ США, - Хойт Э.Тейлор и
Лео К.Янг проводили опыты по радиосвязи на декаметровых волнах (3-30 МГц) через
реку Потомак. В это время по реке прошел корабль, и связь прервалась - что
натолкнуло их на мысль о применении радиоволн (метод интерференции незатухающих
колебаний) для обнаружения движущихся объектов;
-
в 1921 г америкаец А.У.Хэлл изобрел магнетрон (промышленный его вариант был
готов к 1928 г) - что дало возможность последующего развития радиолокационных
станций (РЛС) на СВЧ.
-
в 1924 г английский ученый Э.Эплтон провел на декаметровых волнах измерения
высоты слоя Кеннелли-Хевисайда (слой "Е" ионосферы, от которого
отражаются радиосигналы);
-
в 1925 г английские ученые Г.Брейт и М.Тьюков опубликовали результаты работ по
определению высоты слоя Кеннелли-Хевисайда измерением времени запаздывания
импульсного сигнала, отраженного от слоя, относительно сигнала, пришедшего
вдоль поверхности Земли;
-
в июне 1930 г моряк ВМФ США Лоренс Э.Хайленд, проводя эксперименты по определению
направления с помощью декаметровых волн, обнаружил, что когда над передающей
антенной пролетает самолет, поле радиосигнала сильно искажается, и в результате
чего, Хайленд предложил использовать декаметровые волны для предупреждения о
приближении вражеских самолетов;
-
в январе 1931 г Авиационная радиолаборатория ВМС в Вашингтоне приступила к
выполнению проекта, имевшего целью "обнаружение вражеских судов и
самолетов с помощью радио";
-
в начале 1931 г проводились (к сожалению неудачные) опыты по установлению связи
между городами - английским Дувром и французским Кале при помощи волн длиною 18
см;
-
в 1932-1933 годах английское морское ведомство стало применять приборы АСДИК,
регистрирующие ультразвуки высокой частоты, создаваемые шумом винтов подводных
лодок;
-
в 1932 г большой объем работ по изучению интерференции при отражении радиоволн
от самолета выполнили американские инженеры Б.Тревор и П.Картер;
-
в 1934 г сотрудник Морской исследовательской лаборатории США Роберт Пейдж
первым зарегистрировал (сфотографировал) отраженный от самолета сигнал на
частоте 60 МГц.
-
в 1935 г, независимо друг от друга, работы по импульсной радиолокации
проводили: П.К.Ощепков (СССР) и Р.Ватсон-Ватт (Великобритания. Изготовленная им
аппаратура получила отраженный сигнал от самолета на расстоянии 15 км).
-
в 1935 г радиолокация получила первое коммерческое применение: во Франции фирма
"Societe Francaise Radioelectrique" установила на лайнере
"Нормандия" т.н. "Детектор препятствий", а в 1936 г в порту
Гавра был установлен т.н. "Радиопрожектор" для обнаружения судов,
входящих в гавань и покидающих ее;
-
в 1936 г американцами - Р.Колвеллом и А.Френдом были зафиксированы отражения
радиоимпульсов от турбулентных и инверсионных слоев в тропосфере.
В
1936 г макет американской РЛС, работавшиц на частоте 80 МГц, обнаружил самолет
на расстоянии 65 км (в 1937 г у немцев была достигнута дальность 35 км).
2
июля 1936 г в США была изготовлена первая небольшая РЛС, работавшая на частоте
200 МГц, которая в апреле следующего года была установлена на борту эсминца
"Лири". РЛС получили название РАДАР (сокращенное обозначение от
"Radio Detection And Ranging", т.е. "Прибор для радиопеленгации
и измерения"). Hа базе данной РЛС в 1938 г была разработана модель XAF,
прошедшая широкие бортовые испытания в 1939 г (прототип модели 1940 г - CXAM,
которая была установлена на 19 военных кораблях).
Первые
пять импульсных РЛС (работали на метровых волнах) для обнаружения самолетов
были установлены на юго-западном побережье Великобритании в 1936 г.
Первые
работы по радиолокационному обнаружению самолетов в СССР были начаты в 1933 г
по инициативе М.М.Лобанова. С 1934 г данные работы возглавили Ю.К.Коровин,
П.К.Ощепков (Ленинградский электрофизический институт) и Б.К.Шембель. Первая
серийная РЛС (РУС-1) появилась в 1938 г в КБ, которым руководил Д.С.Стогов.
РУС-1 были применены во время финской военной кампании 1939-1940 гг.
В
1937 г в Лениградском ФТИ под руководством Ю.Б.Кобзарева был разработан
импульсный метод радиолокации.
В
1940 г было начато серийное производство первой импульсной радиолокационной
станции дальнего обнаружения самолетов РУС-2 ("Редут"), разработкой
которой с 1935 г занимались П.А.Погорелко и Н.Я.Чернецов. Во время ВОВ было
развернуто производство портативных РЛС "Пегматит".
4
июля 1943 г вышло Постановление Государственного Комитета Обороны (ГКО) об
учреждении при нем Совета по радиолокации. Практическое руководство
повседневной деятельностью Совета осуществлял Аксель Иванович Берг
(впоследствии - академик), а отвественным секретарем Совета был Александр
Александрович Турчанин.
В
1943 г по инициативе Совета по радиолокации был создан Институт локационной
техники, который возглавил П.З.Стась. Главным инженером стал профессор
А.М.Кугушев.
В
июне 1947 г Совет по радиолокации был преобразован в Комитет по радиолокации
при СHК СССР и его председателем стал М.З.Сабуров.
Загоризонтная
радиолокация базируется на открытии в 1947 г советским ученым H.И.Кабановым
явления дальнего рассеянного отражения от Земли декаметровых волн (с их
возвратом после отражения от ионосферы к источнику излучения).
Hеоценимый
вклад в создание и разработку советской радиолокационной техники также внесли:
В.Д.Калмыков, А.И.Шокин (в течении ряда лет был министром электронной
промышленности СССР), А.Н.Щукин и мн. др.
После
окончания Второй мировой войны начался этап активной разработки планетной
радиолокации и первыми ее объектами стали Луна и метеоры. Первые эхо-сигналы от
солнечной короны были получены в 1959 г (США), а от Венеры - в 1961 г
(Великобритания, СССР и США). В СССР радиолокацию Венеры, Меркурия, Марса и
Юпитера выполнил в 1961-1963 гг коллектив ученых во главе с В.А.Котельниковым.
Большой
вклад в развитие отечественной оптической локации внесли ученые: Н.Г.Басов,
Ф.М.Прохоров, А.Л.Микаэлян и др.
Список литературы
1.
"Труды Института радиоинженеров - ТИРИ" (Proceedings of the IRE)
["ИЛ"; М.; 1962, две части (1517 c.)].
2.
"Электроника: прошлое, настоящее, будущее" (Пер. с анг. под ред.
чл.-кор. АН СССР В.И.Сифорова ["Мир"; М.; 1980 (296 с.)].
3.
М.М.Лобанов. "Мы - военные инженеры" [МО; М.; 1977 (222 с.)].
4.
Людвик Соучек. "Туда, где не слышно голоса" [Прага; 1968 (240 с.)].
5.
Советская военная энциклопедия [МО; М.; 1976-1980: т.5 (с.23-24), т.7
(с.10-13)].
6.
БСЭ, третье изд ["Советская энциклопедия"; М.; 1975; том: 21
(с.366-374)].
7.
Г.Члиянц (UY5XE). "Из истории радиолокации" ["РАДИОмир";
2002: #4 (с.37), #5 (с.37), #6 (с.34-35)].
8.
О.H.Партала. "Ранняя история радиолокации" ["Радiоаматор";
2002: #6 (с.30)].
9. Prof.Dr.Dr.-Ing.e.h. Berthold
Bosch (DK6YY). "Radartechnik im Jahre 1904" ["CQ DL",
#1/2000 (p.57-59)].