АШ-4, история создания и... спасения!

 "Танковый штырь" АШ-4 стоит ныне на вооружении всей броневой и тяжелой автомобильной военной техники

          АШ-4 (антенна штыревая длиной 4 метра) – изделие массового применения на отечественных транспортных
базах военного назначения. История ее создания и... спасения!

     Вертикальная штыревая антенна, изобретённая Александром Степановичем Поповым в процессе открытия радио, стала самой массовой антенной, применяемой на подвижных, в том числе военных, средствах радиосвязи для связи земной волной (радиоволна, которая распространяется в однородной среде вблизи поверхности Земли) как в движении, так и на стоянке. Попытки в 30-е годы применения для связи земной волной так называемых «поручневых антенн» для первых танковых радиостанций 71-ТК-1 (во время отражения японской агрессии на реке Халхин-Гол, ранее на озере Хасан, а затем и в войне с Финляндией 1939-1940 гг.) оказались неудачными. Сотрудник НИИ Связи Сухопутных войск им. К.Е. Ворошилова член-корреспондент АН СССР профессор А.А. Пистолькорс в итоге анализа применения поручневых антенн в своей статье «К теории антенн поручневого типа» (Труды НИИИ Связи им. К.Е. Ворошилова №5(40), 1947г.) вскрыл главные причины этой неудачи: антенны поручневого типа излучают и принимают поле горизонтальной поляризации, испытывающее значительное поглощение за счёт земли. В то же время вдоль земли они имеют малый коэффициент усиления и обладают минимальным излучением. К сожалению, и в начале ВОВ применялись танки с антеннами поручневого типа (рис.1).

     Рис.1.Танк БТ-5 с поручневой (указано стрелкой) антенной на башне. Принцип ее установки на танках Т-26, Т-28, Т-35, Т-37А и БТ-7 тот же.

     По этим причинам антенны поручневого типа были заменены на вертикальные штыревые антенны, но и тут не обошлось без недостатков. Эти штыревые антенны вначале изготавливались из дюралюминиевых трубок. Они быстро ломались, не выдерживая ударов о препятствия. В начале 70-х годов по совету А.А. Пистолькорса был изменён подход к их разработке, и была разработана специальная штыревая антенна, полностью учитывающая все требования условий эксплуатации – был разработан и применён так называемый «Танковый штырь АШ-4», который и ныне состоит на вооружении броневой и всей тяжелой автомобильной техники. Ниже на рмс.2 приведена фотография танкового штыря АШ-4 в разобранном виде.

     Рис.2. Табельная штыревая антенна АШ-4 в разобранном виде перед установкой на транспортную базу.

     Рис.3. Современный средний танк "Спрут-СДМ1", применяемый в том числе
для десантирования. Видны три типа антенн: антенна коротких волн АШ-4, антенна ультракоротких волн в виде трубы высотой около 1,5 метра и антенна высотой менее 1 метра рядом с антенной УКВ для случая воздействия факторов ядерного оружия.

     Антенна АШ-4 была разработана и изготовлена общей высотой 4 метра из трёх секций в виде стальных трубок, обладающих высокой прочностью на разрыв и сжатие, сочленяемых между собой с помощью соединений байонетного типа (быстро выполняемое соединение посредством осевого перемещения и поворота одной из них относительно другой). Нижняя первая секция опрессована светостойким полиэтиленом высокой прочности. Антенна АШ-4 может применяться посекционно: в виде одной, двух и полностью трех секций в зависимости от рабочего диапазона частот. Особое внимание при разработке было обращено на конструкцию амортизатора в основании антенны. Он был разработан в виде набора стальных проволочек общим количеством около 10 000 штук, каждая из которых была диаметром около 0,5 мм, общим диаметром около 50 мм и длиной около 170 мм. Этот набор охвачен в начале и конце прочными несъёмными стальными бандажами, а снаружи по всей длине обжат стальной пружиной, обеспечивающей высокую прочность амортизатора, сопротивляемость изгибу и представляющей вместе с ним единое целое изделие. Снаружи амортизатор герметично опрессован светостойкой высокопрочной резиной, оформленной к низу в виде широкой юбки, закрывающей изолятор стержневого выхода из брони от осадков. Эта штыревая антенна применяется на всех наших транспортных базах: танках, броневиках, кузовных автомобилях, десантируемой броне- и автотехники, с шифром АШ-4, изготавливается Сарапульским радиозаводом по ТУ ИВ0.29.002 ТУ из ИВ4.075. 029 СП, называется в обиходе штыревой «антенной с нижней точкой питания».
На рис.4 показана американская штыревая антенна, установленная на армейском джипе. Длина 4 м, состоит из секций, изготовленных из стеклопластика с металлической оболочкой из тонких проволочек, впрессованных внутри антенны по окружности близко к поверхности секций по всей длине. Точка питания всей антенны находится в конце первой секции. Секции свинчиваются между собой. На рис.4 видно это соединение, где находится точка питания (на пересечении полотна антенны с краем крыши рядом с красным флагом). В отличие от нашего штыря АШ-4 американская антенна называлась специалистами «антенной с верхней точкой питания».

     Рис.4. Штыревая антенна США с «верхней точкой питания» на джипе США.

     Начальник войск связи Маршал войск связи И.Т. Пересыпкин (Заместитель Министра обороны И.В. Сталина) построил техническую политику заказов новых средств связи таким образом, что осуществлять их заказ и непосредственно вести разработку в промышленности имел право только мой родной Центральный Научно-Исследовательский Испытательный Институт Связи Министерства Обороны, а такие организации, как Научно-Технический Комитет и Управление Вооружения НВС были лишены этого права. Они могли подготовить приказ или директиву для исполнения институтом, но непосредственно руководить разработкой новых средств связи или их модернизацией права не имели. Этот принцип сохранился и до сегодняшних дней.
     Так вот, вначале 70-х годов Управление Вооружения НВС прислало к нам в институт директиву, чтобы мы в последующих разработках танковых радиостанций применяли штыревые антенны США с центральным питанием или, как её называли в обиходе, «антенной с верхней точкой питания». Я не помню, кто подписал директиву, но мотивировка этого применения в нём была обоснована тем, что штырь с центральным питанием, якобы, больше защищён от влияния на качество связи контактных помех, возникающих за счёт возбуждения поверхности брони и такелажного имущества, размещённого на ней. Именно потому, что точка питания у него удалена от брони на расстояние около одного метра, в отличие от состоящего на вооружении танкового штыря АШ-4, точка питания которого находится в его основании, почти на самой поверхности брони танка.
Ещё до получения нашим институтом этой директивы мне позвонили из Управления Вооружения и предупредили, что такая директива придёт - пытались убедить меня в том, что конструкция штыревой антенны США более защищена, чем наша штыревая антенна АШ-4 от контактных помех, и советовали быстрее начинать мероприятия по замене АШ-4 на американскую штыревую антенну на всех объектах связи.
     Директива пришла. Я её внимательно прочитал, ознакомился с приведенной в ней конструкцией штыревой антенны США и сразу понял, применять её не только на танках, но на любой транспортной базе категорически нельзя. Я позвонил в Управление вооружения НВС и изложил им причины, по которым применять эту антенну было нельзя. Мои возражения не были услышаны и ответственный за эту директиву офицер (фамилии не помню) вновь потребовал чёткого её выполнения. Вроде, на первый взгляд, вопрос не слишком серьёзный – речь идёт лишь о единичном комплектующем изделии и замене антенны одного типа на другой. На самом же деле это громадной важности вопрос. Поясню: штыревая антенна АШ-4 изготавливается главным поставщиком Сарапульским радиозаводом как отдельное изделие по своим ТУ, по значимости она равна таким элементам как транспортная база, кузов, электросиловой агрегат и т.п. и идёт на оснащение всех мобильных систем (КШМ, БМП, БРДМ, БМ ВДВ и т. д.), а также морских и речных судов и некоторых стационарных объектов. Общий объём применения это сотни тысяч экземпляров! И, самое главное, являясь основой связи и управления в бою, в движении она первой сталкивается с препятствиями, как выступающий элемент на корпусе транспортной базы. Что касается основного аргумента директивы (большей защищённости штыревой антенны США от контактных помех, возникающих на корпусе транспортной базы при её движении, так как точка питания антенны удалена и находится на высоте около одного метра от поверхности корпуса), то это мнение ошибочно! При скорости света v=3•108 м/сек время распространения сигнала помехи от его источника на поверхности крыши бронебазы до точки питания антенны США равно около 6•10 -9 сек. С таким запозданием (около 6-ти наносекунд) сигнал контактной помехи будет доходить до точки питания антенны США. В то же время, уровень этого сигнала помехи будет существенно выше, чем в точке питания антенны АШ-4. Дело в том, что при точке питания на высоте 1 метр максимум распределения тока на крыше бронебазы будет находиться распределённо по кругу радиусом 1 метр и будет охватывать значительно большую часть площади крыши бронебазы с элементами надстройки и такелажа, являющимися источником этих помех, более сильных при движении транспортной базы, чем у АШ-4, у которой максимум распределения тока находится в точке питания в её основании и охватывает практически «нулевую» площадь, не содержащую надстроек (источников помех). Вместе с этим, и это является самым главным показателем, штыревая антенна АШ-4 значительно прочнее антенны США. Она изготовлена из особо прочной стали и выдерживает до 10 ударов под основание антенны при движении транспортной базы со скоростью 40 км/час и до 40 ударов по самой антенне на высоте 1 метр от изолятора при той же скорости движения. Даже будучи «разрубленной» пополам или на высоте 1 метр, антенна АШ-4 продолжит выполнение своих функций. Антенна же США сооружена на основе волокнистого стеклопластика с металлическим включением из медной проволоки. При любом ударе она разрушается в точке питания, образуя при этом открытый конец коаксиальной линии, излучение которой практически равно нулю, и антенна полностью прекращает выполнение своих функций, превращаясь в отрезок коаксиальной линии в режиме «холостого хода».
     Мои возражения вновь не были приняты во внимание и от меня потребовали безоговорочного исполнения указанного предложения о замене штыревой антенны АШ-4 на всех разрабатываемых транспортных базах на штыревую антенну США с центральным питанием. Я не мог согласиться с этим требованием и предложил провести экспериментальную научно-исследовательскую работу с целью сравнения качества связи при работе на штыревую антенну АШ-4 и штыревую антенну США, а также проведения их сравнительных испытаний на прочность. Начальник Управления вооружения войск связи со мной согласился, и такая работа (НИР) была поставлена. А дело в том, что я, как начальник лаборатории ЦНИИИС, ответственного за разработку, имел право влиять на производственный процесс и только с моей подписью, как ответственного разработчика, документ был основанием для внесения изменений в производственный процесс или в заказ на новое изделие в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР. Потому-то я так смело и разговаривал со своим руководством. Так вот, предложенная мной экспериментальная НИР была проведена с участием преподавателей и сотрудников кафедры связи Бронетанковой академии им. Маршала Советского Союза Р.Я. Малиновского на полигоне академии в г. Кубинка. Связь была организована между двумя танками, оборудованными поочередно антеннами АШ-4 и США, находящимися в движении по малому кругу в местах дислокации и на расстоянии 25 километров друг от друга. Качество связи определялось по аудио разборчивости переданных и полученных радиограмм. Всего было передано и принято при испытаниях каждой из антенн 500 радиограмм по 25 групп. Эти эксперименты показали, что качество радиосвязи для обоих типов антенн удовлетворительное, с небольшим преимуществом при работе на АШ-4. Затем были проведены испытания на прочность при ударе о препятствие, аналогичное арочной мостовой конструкции, и просто о ветки плотного кустарника при скорости движения 40 км/час. АШ-4 подтвердил данные, известные из ТУ на антенну. Испытания антенны США показали, что при первом столкновении с препятствием в зависимости от его высоты происходит нарушение волокон ткани стеклопластика, а при повторном ударе стеклопластик полностью разрушается и при дальнейшем движении антенный стержень разваливается на части. Это объясняется тем, что стекловолокно, обладая высокой прочностью на растяжение, аналогичное стали, имеет очень малую прочность при напряжении сжатия. Удар в области точки питания полностью подтвердил мои опасения, высказанные выше. Общие результаты показали полную непригодность применения антенны США для всех видов транспортных баз, и этот вопрос, к полному моему удовлетворению, был закрыт.

     Где-то в 1988 году Управление вооружения Начальника войск связи вновь сообщило, что поступают претензии из войск о том, что байонетные соединения плохо держат всю конструкцию АШ-4 и некоторые образцы антенн «расчленяются» в движении. В октябре 1988 года я поехал в Сарапул на Радиозавод и подробно обследовал весь процесс изготовления АШ-4 от получения сырья до выпуска готовой продукции. Серьёзных нарушений технологического процесса не обнаружил. Были замечены отклонения в форме замка, которые и приводили к снижению надёжности байонетных соединений - они были устранены при обследовании. Я заново отредактировал технические условия ИВО.29.002 ТУ из ИВ4.075.029 СП на АШ-4, завизировал их и представил директору завода вместе с докладом о проделанной работе. Замеченные в войсках недостатки в работе байонетных соединений, по-видимому, носили частный характер, т.к. звонков из Управления вооружения больше не поступало.

     Необходимо сказать, что и по сегодняшний день все наши танки, бронетранспортёры, командно-штабные машин, зенитные ракетные комплексы, транспортные машины для работы радиосредств в диапазоне частот 10 – 60 МГц оснащаются антенной АШ-4. Для иллюстрации этого применения привожу фотографию последней разработки танка Т-14 «Армата» (Рис. 5).

     Рис. 5. Новый танк Т-14 «Армата», производство Уралвагонзавода. Отлично видны на башне танка три типа антенн: скорее всего, ДЦВ, УКВ и КВ. В качестве антенны КВ применена антенна АШ-4 нашей разработки, новую редакцию технических условий которой уточнить и подписать на Радиозаводе в г. Сарапуле в 1988 году привелось мне.

     Рис.6. Модернизированный танк Т-72М - самый массовый танк Вооружённых сил Российской Федерации, начал поставляться в войска для их полного оснащения в 2018 году. Как видно, на башне установлен наш 4-метровый танковый штырь АШ-4 – значит, жив курилка, ну до чего живуч!

     Рис. 7. Последняя из известных разработка (2018 год) - зенитно-ракетный комплекс «Багульник» успешно прошёл Государственные испытания и, по данным Ростеха, принят на вооружение. На нём для целей связи применены антенны АШ-4.

     Я полагал, что этим рисунком закончу настоящую статью о штыревой антенне АШ-4. Ан нет! В сентябре 2021 года состоялись самые крупные за последние 40 лет общевойсковые (сухопутные и морские) учения Вооружённых сил России. Проведенный мною заинтересованный анализ подтвердил, что абсолютно на всех командно-штабных объектах, как на колёсной, так и на гусеничной базе, была применена штыревая антенна АШ-4. С удовлетворением повторяю: «Жив курилка!».
Но и это ещё не всё! Необычайно интересный факт: 9 мая 2021 года, как всегда в последние годы, танк Т-34-85, изготовленный в 1943 году, отремонтированный, почищенный и покрашенный, открывал парад военной техники (танков, бронемашин, артиллерии и ракет) - на его башне (рис.8) для радиосвязи стоит штырь АШ-4 разработки 70-х годов! Видимо, у тех, кто готовил технику к Параду Победы, не нашлось других штыревых антенн. Ещё раз хочется вспомнить о живучести курилки!

     Рис.8. Танк Т-34-85, идущий во главе парада военной техники. На нём установлена копия знамени Победы и рядом с ней хорошо видна табельная антенна АШ-4.

С наилучшими пожеланиями,
начальник лаборатории антенно-фидерных систем ЦНИИИС МО СССР
/Трошин Г.И./
24 сентября 2021 г.