Под таким заголовком своими воспоминаниями с нами поделился один из старейшин антенного цеха НИИ Радиоприборостроения.
АНТЕННЫ РАДИОЛОКАТОРОВ ПРО, РАЗРАБОТАННЫЕ в НИИРП
1. Антенны системы С-25
Старейшие антеннщики НИИРП участвовали в создании первой зенитно-ракетной системы противовоздушной обороны Москвы С-25. В мае 1948 года, заканчивая МЭИ, я (М.М.Ганцевич) был направлен на преддипломную практику в СБ-1, которое находилось недалеко от метро "Сокол" на развилке Ленинградского и Волоколамского шоссе. Начальником СБ-1 был Павел Николаевич Куксенко. Он же был руководителем дипломного проекта Сергея Берия (сына главы НКВД), окончившего в 1947 году ВКАС - Военную академию связи имени Буденного. Для разработки этого проекта под названием "Комета" - радиоуправляемой ракеты воздух-море - и было создано СБ-1.
В составе СБ-1 была "шарашка", в которой трудились заключенные "враги народа", а с ними вместе работали "вольнонаемные" - молодые специалисты, только-что закончившие радиофакультеты МАИ и МЭИ. Среди заключенных был А.В. Часовников, осужденный как "американский шпион". Алексей Владимирович не имел законченного высшего образования, но в математике и радиотехнике разбирался лучше нас, молодых специалистов и помогал нам осваивать новую для нас технику сантиметровых волн (отсидев в заключении 10 лет, он был освобожден, а через несколько лет реабилитирован и принят на работу уже в СКБ-30). В СБ-1 также был отдел, возглавлявшийся офицером НКВД Панфиловым, в котором работали "трофейные" немцы, вывезенные из Германии. Из "панфиловских" немцев специалистом по СВЧ числился некий "герр Гроссе", но кроме фамилии он мне ничем не запомнился.
Выпускникам МЭИ: И.В. Смирновой, Л.А. Черчесу и мне - П.Куксенко дал темы дипломных проектов по антеннам. В сентябре того же 1948 года мы были приняты на работу на должности техников-практикантов и вместе с выпускниками МАИ образовали коллектив первой антенной лаборатории СБ-1. После защиты дипломных проектов (16.03.1949 г.) мы были переведены на должности инженеров.
В 1950 году СБ-1 было преобразовано в КБ-1, получившее известность под открытым наименованием "почтовый ящик 1323". КБ-1 было поручено создание системы противовоздушной защиты Москвы "Беркут", главными конструкторами которой были назначены Серго Берия и Павел Николаевич Куксенко. В КБ-1 были переведены специалисты из ЦНИИ-108 (центрального института по радиолокации), из военной академии связи (ВКАС имени Буденного), из других НИИ и военных академий, а также было направлено много выпускников московских и ленинградских вузов. Переведенный из ЦНИИ-108 А.А.Расплетин получил должность Заместителя главных конструкторов.
В составе системы "Беркут" (после ареста Л.П.Берия в 1953г. она стала называться С-25) было 56 радиолокаторов Б-200, расположенных двумя концентрическими кольцами вокруг Москвы. В состав радиолокатора Б-200 входили приемо-передающие антенные устройства А-11 и А-12, разрабатываемые в антенной лаборатории. Эти антенные устройства формировали два веерных луча, сканирующих в пространственном секторе 60°×60° сверху вниз и справа налево. Каждое устройство состояло из 6-ти сегментно-параболических антенн (СПА), скомпонованных по три в два вращающихся параллельных диска. Каждая СПА (мы их именовали "сырами") формировала лопатообразный луч, узкий в плоскости вращения и широкий в перпендикулярной плоскости. При вращении СПА поочередно подключались к общему входу. Антенная лаборатория, начальником которой был М.Б. Заксон, входила в состав отдела СВЧ устройств, которым руководил переведенный из ВКАС молодой профессор инженер-майор Г.В .Кисунько.
При стыковке устройств радиолокатора Б-200 разработчикам антенн пришлось решать новые инженерные проблемы, в том числе: обеспечение электрической прочности при высоком уровне мощности в реальных атмосферных условиях; согласование с магнетронным передатчиком переменной нагрузки, которую представляла собой вращающаяся антенна с переключающимися каналами (ферритовые развязки тогда еще не существовали).
Дополнительные трудности в работе возникали из-за неспособности "тематиков" (разработчиков радиолокатора в целом) грамотно сформулировать требования к антеннам, а для руководителя испытаний Б-200 В.Д.Калмыкова и для ЗГК А.А.Расплетина было удобно оправдывать задержки окончания испытаний неготовностью антенн. Был даже направлен донос Сталину и Берия на Заксона и Кисунько (к счастью, подоспела смерть Сталина и у Берия появились более актуальные заботы.)
Организатором поиска оптимальных технических решений по совершенствованию антенн А-11 и А-12 стал Г.В. Кисунько. Было предпринято рассмотрение альтернативных вариантов с их теоретической и экспериментальной проверкой. Найденные в то время решения сегодня кажутся очевидными, но более 60-ти лет тому назад это были инженерные открытия.
В результате были разработаны вращающиеся переключатели волноводных каналов ("распределители"), которые не меняли фазу бегущей и отраженной волн при вращении антенн. Разработана конструкция защиты раскрывов антенн от атмосферных осадков. Разработаны методики выравнивания электрических длин СПА с волноводами между собой (устранение "разносырности") и согласования волноводных узлов с помощью индуктивных штырей, Для предотвращения электрических пробоев волноводные тракты были закрыты герметизаторами и наполнены азотом под повышенным давлением. Герметизаторы из фторопласта ("тефлона"), применяемые в США, оказались непригодными при большой мощности. Г.В.Кисунько организовал разработку кварцевых герметизаторов, применявшихся и позднее в разработках радиолокаторов ПРО.
Запомнился мне один эпизод. Уже были выпущены чертежи и началось изготовление антенн на ПЭМЗ (Подольский электромеханический завод Министерства Вооружения, который ранее специализировался по выпуску патронов). Не удивительно, что изготовление СВЧ узлов антенн с требуемыми документацией допусками у завода первоначально не получалось. А ТГУ (Третье Главное Управление), которое надзирало над созданием системы Беркут, требовало выполнения установленных сроков. Я был на заводе представителем разработчика, и начальник цеха уговаривал меня допустить на сборку волноводный узел, изготовленный с отступлением от чертежа. Я не соглашался. А в это время на завод приехал министр вооружения Д.Ф.Устинов. Он поддержал начальника цеха, что отступление незначительное, а сборку нельзя задерживать. Но я уперся, и Устинов, чтобы "не терять лицо" в споре с мальчишкой, сменил тему. После этого случая мой авторитет на заводе укрепился
В 1955 году все 56 объектов системы С-25 прошли государственные испытания и три десятка лет находились на обороне Москвы.
Для меня, как инженера, эти годы были не менее полезны, чем годы учебы в институте. Участие в создании антенн радиолокатора Б-200 было хорошей подготовкой к полувековой вахте разработчика антенн радиолокаторов ПРО.
2. Антенно-волноводные устройства и системы для ПРО,
разработанные в НИИРП
Еще в 1954 году Г.В.Кисунько загорелся идеей создания противоракетной обороны. В 1955 году "безумная", как считали многие, мысль "попасть ракетой в ракету" начала воплощаться в жизнь. 7 июля 1955г. в КБ-1 для работ по теме ПРО было образовано новое СКБ-30. По существу, именно эту дату логично считать днем рождения НИИРП и началом разработки радиолокаторов ПРО.
Ниже перечислены наименования антенных подразделений в НИИРП (СКБ-30, ОКБ-30, ОКБ "Вымпел", НТТЦ ЦНПО "Вымпел», ОАО НИИРП, ЦЕНТР НИРП ОАО ГСКБ "Алмаз-Антей"):
1961 - 1972 г.г. Отдел 21. Нач. отдела Б.И,Скулкин. Зам. нач. отдела Н.Д.Наследов.
1972 - 1973 г.г СКБ 21. Нач. СКБ С.И.Шамаев.
1973 - 1975 г.г СБ 21. Нач. СБ Н.Д.Наследов.
1975 – 1979 г.г. НИО В-3. Нач. НИО Н.Д.Наследов.
1979 - 1998 г.г. НИО В-3. Нач. НИО, Л.И.Кудрявцев.
1998 - 2007 г.г. Отдел Р -21 в составе СКТБ (НТЦ-7). Нач отд. В.М.Жарковский.
2007 - 2010 г.г. НТО 33 в составе НТЦ 3. Зам. нач. НТО В.В.Харитонов.
В 1955-91 годах антеннщиками НИИРП были созданы 8 действовавших антенно-волноводных устройств (АВУ) и антенно-волноводных систем (АВС) радиолокаторов обнаружения и сопровождения баллистических целей.
Антенны радиолокаторов точного сопровождения баллистических целей должны удовлетворять широкому набору требований. Актуальность тех или иных проблем, возникавших перед разработчиками антенн ПРО, менялась с течением времени. В 50-ые годы и в начале 60-х годов это были проблемы конструирования весьма больших зеркальных антенн, вращающихся с большими угловыми скоростями и угловыми ускорениями и обслуживающих всю верхнюю полусферу, включая область зенита. Кроме экспериментальных антенн РЭ-10 в НИИРП были разработаны зеркальные антенны РС-10, РС-11, Т-10, Т-11, Т-М10, Т-М11.
С конца 60-х годов началась эпоха антенн с электронным сканированием. Для радиолокаторов обнаружения и сопровождения баллистических целей рассматривались различные схемы построения таких антенных систем: полноповоротных или неподвижных, состоящих из нескольких антенн; приемо-передающих или содержащих раздельные передающую и приемную антенны; пассивных или активных фазированных антенных решеток, с отражательными или проходными ФАР, или многолучевых линз с коммутацией лучей. Каждая из этих схем имела свои преимущества и недостатки. В антенном подразделении НИИРП все они были рассмотрены, по крайней мере, на уровне технических предложений. Три АФС с электронным сканированием были реализованы и прошли натурные испытания: Е-10 - отражательная ФАР дециметрового диапазона; ЮЛ - отражательная ФАР миллиметрового диапазона; ВА - проходная ФАР сантиметрового диапазона.
Два антенных комплекса в составе радиолокатора "Неман-П": передающий комплекс Н1 с волноводной ФАР с параллельным питанием и приемный антенный комплекс Н2 с линзой Люнеберга и коаксиальным коммутационно-фидерным трактом действуют на ГНИИП 10 и в настоящее время.
Разработка АВС ЮЛ на стадии ввода в эксплуатацию происходила при головной роли НИИРФ (теперь ОАО "Радиофизика"). Разработка комплексов Н1 и Н2 радиолокатора "Неман-П" начиналась в ЯРТИ, продолжалась в НИИДАР и была передана в НИИРП на этапе завершения выпуска КД и начала заводского изготовления.
3. Антенны для экспериментальных радиолокаторов РЭ-1, РЭ-2, РЭ-3, РЭ-4
Разработка антенн (как и других устройств) для радиолокаторов наведения ПРО началась еще до официальной организации нашего предприятия. В КБ-1 ("предприятие п/я 1323"), в подразделении СКБ-30, которым руководил Григорий Васильевич Кисунько, в августе 1955-го года в составе отдела 301 (отдела радиотракта) была выделена антенная лаборатория 301/1. Начальником отдела был назначен Борис Иванович Скулкин, Начальником лаборатории - Николай Дмитриевич Наследов.
Первые сотрудники лаборатории 301/1, переведенные из других подразделений КБ-1, возглавили разработку антенн и волноводных трактов первых радиолокаторов ПРО. С.А. Ганшин - разработку антенны радиолокатора наведения противоракеты. В.В. Балахин - разработку бортовых антенн противоракеты. А.В. Часовников - разработку волноводных трактов наземных антенн. Разработка антенны радиолокатора сопровождения цели была поручена В.Н. Васильеву и мне. В феврале 1956г. я был назначен заместителем начальника лаборатории. Была образована теоретическая группа во главе с Л.Н. Брюхатовым, которая решала электродинамические задачи, возникающие в ходе разработки антенн, и выполняла необходимые расчеты. Лаборатории была придана мастерская в составе 6 слесарей-механиков во главе с бригадиром К.С. Балинским. В мастерской изготавливались макеты отдельных узлов антенн для экспериментальной отработки.
Баллистические цели отличались от привычных к тому времени воздушных целей очень высокими скоростями, очень большим диапазоном дальностей и весьма малой отражающей поверхностью. Проблематичной казалась вообще возможность "увидеть" радиолокатором баллистическую ракету. Поэтому Г.В.Кисунько поставил первой задачей создать экспериментальный радиолокатор РЭ для наблюдения баллистической цели и уточнения ее ЭПР (эффективной поверхности рассеяния). Антенная лаборатория должна была разработать антенну для этого радиолокатора.
Эта антенна должна была иметь максимально возможный КНД (коэффициент направленного действия) при выбранном на основании предварительного расчета диаметре излучающего раскрыва 15 м, излучать СВЧ мощность 2 МВт от имевшегося в то время самого мощного передатчика от РЛС Б-200 (в сантиметровом диапазоне). Исходя из требований заказчика, антенна должна была иметь возможность выставлять луч в пределах верхней полусферы, в том числе, в область зенита, для чего ее ОПУ (опорно-поворотное устройство) должно было иметь горизонтальную полярную ось, что усложняло ее конструкцию. В создании антенны РЭ-10 вместе с антенной лабораторией участвовал конструкторский отдел 33 во главе с В.А. Куренных и Е.Д. Калашниковым.
Излучающая система антенны РЭ-10 была двухзеркальной, состоящей из параболического рефлектора, гиперболического контррефлектора и рупорного облучателя. Чтобы минимизировать потери на рассеяние, поверхность зеркала антенны должна была отличаться от расчетного параболоида не более, чем на ± 2 мм. Отечественная промышленность не имела опыта и не обладала технологией изготовления таких зеркал. Горьковский Авиационный завод, на котором предполагалось изготовление зеркала, усомнился в возможности достижения такой точности.
За изготовление 15-метрового параболоида с допуском ± 2 мм, по просьбе Г.В.Кисунько, взялся начальник экспериментального 6-го цеха, приданного СКБ-30, А.З. Фильштейн. Конструкция зеркала состояла из 12-ти секторов. Обшивка секторов, образующая поверхность параболоида вращения, состояла из отдельных листов. На бывшем аэродроме в Химках, территория которого была передана КБ-1, была изготовлена бетонная горка, на которой листы обшивки выколачивались вручную. Этим занимался Петр Ильич Сахаров - медник высочайшей квалификации. Сборка всех 12-ти секторов осуществлялась в жестком стапеле. Контролировал точность контрольный мастер Л.М.Скляр, который позднее, окончив институт, стал работать в антенном отделе. Требуемая точность изготовления была выдержана. Возражения завода были сняты.
Для конструирования и изготовления антенн РЭ-10 были привлечены Горьковский Машиностроительный завод (ГМЗ) - главный конструктор А.Е. Соколов и Горьковский Авиационный завод (ГАЗИСО) - заместитель. главного инженера Н.С. Николаев. Узлы волноводных трактов изготавливались на Подольском Электромеханическом заводе (ПЭМЗ) - главный конструктор И.Н. Росс.
Антенна РЭ-10 для первого радиолокатора наблюдения баллистических целей, установленного на 2-ой площадке Балхашского полигона, была задумана, рассчитана, сконструирована, изготовлена, доставлена на полигон в самом центре пустыни Бет-Пак-Дала за 200 км от железной дороги, смонтирована и проверена за полтора года. В декабре 1955-го года антеннщики вместе с конструкторами поехали на ГМЗ согласовывать с главным конструктором Алексеем Ефимовичем Соколовым техническое задание на конструирование, а в мае 1957-го года мы вместе с монтажниками ПЭМЗ показывали Г.В. Кисунько и А.Е. Соколову, прилетевшими на полигон, работающую РЭ-10. Эта антенна была первая в СССР наземная двухзеркальная антенна (антенна Кассегрена).
Радиолокатор РЭ-1 продемонстрировал возможность наблюдения и сопровождения баллистической ракеты.
В 1958 был введен в эксплуатацию радиолокатор РЭ-2 - рабочий диапазон длин волн около 15 см, импульсной мощностью 300 МВт. Антенна РЭ-10, включенная в его состав, претерпела серьезные изменения. Одноканальный волноводный тракт сечением 72×34 мм был заменен четырехканальным из волноводов сечением 120×57 мм. Облучатель стал четырехрупорным. В составе волноводного тракта появились разработанные в антенной лаборатории группой А.В. Часовникова функциональные узлы - переключатели, измерители мощности, фазовращатели, щелевые мосты.
В начале 1960-х годов были сооружены еще два экспериментальных радиолокатора РЭ -3 и РЭ -4. Радиолокатор РЭ-3 с антенной РС-10 был установлен на объекте "Кура" (на Камчатке) и служил для наблюдения за отечественными БР, стартующими с Северного полигона, а радиолокатор РЭ-4 - на объекте 51 Балхашского полигона. На нем проводились экспериментальные исследования при разработке антенны Т-10 с двумя контррефлекторами.
4. Антенны РС-10 и РС-11 радиолокаторов системы "А"
Следующим этапом было создание экспериментального полигонного комплекса ПРО - системы "А". Г.В.Кисунько предложил решить задачу радиолокации, точного сопровождения и поражения баллистической цели методом "трех дальностей". Для реализации этого метода были нужны по 3 антенны (для сопровождения баллистической цели и противоракеты), способные одновременно излучать узкими лучами очень большую импульсную мощность в коротковолновой части дециметрового диапазона радиоволн
Были разработаны и реализованы двухзеркальные антенны РС-10 диаметром 15м для сопровождения баллистической цели и РС-11 диаметром 4,5м для сопровождения противоракеты с так называемыми (неправильно) двуугломестными опорно-поворотными устройствами. Антенны РС-10 и РЭ-10 имели, в основном, одинаковую конструкцию. В их ОПУ в отличие от привычной системы осей "азимут - угол места" полярная ось не вертикальна, а горизонтальна. Эти оси вращения у антеннщиков получили наименование "осей эпсилон один - эпсилон два" (e 1 , e 2). Система осей e 1 , e 2 решила задачу точного сопровождения цели в области зенита, но при этом усложнилась конструкция антенн. Наличие горизонтальной оси вращения всей конструкции привело к необходимости установки противовеса и, тем самым, к существенному утяжелению антенн.
Разработка велась широким фронтом и в быстром темпе. В течение только одного 1956 года в СКБ-30 были сконструированы и изготовлены более 30 макетов, в том числе две модели в масштабе 1:5 зеркальной системы антенны РС-10. Одна из этих моделей имела литой рефлектор, выполненный с допуском 0,5мм. Был разработан и изготовлен волноводный измерительный стенд на новый диапазон, а также макеты четырехрупорного облучателя, вращающихся сочленений и других узлов волноводных трактов.
По три антенн РС-10 и РС-11 были установлены на трех радиолокаторах точного наведения (РТН) на 1-ой, 2-ой и 3-ей площадках полигона.
Позднее в 60-х годах ОКБ А.Е.Соколова разработало для наземных станций спутникового телевидения и космической связи целую серию двухзеркальных антенн разного диаметра. Прообразом зеркальных систем этих антенн были наши РС-10 и РС-11.
Одна из антенн РС-10 после окончания испытаний системы "А" была подарена Физико-техническому институту (ФТИ) в Ашхабаде и там переоборудована в радиотелескоп РТ-15. С помощью РТ-15 в ФТИ совместно с НИИРП была разработана методика измерений характеристик антенн по излучению геостационарных спутников, использованная в 80-х годах при испытаниях антенны ВА.
В начале 1958 года в лаборатории 301/1было около 60 человек, в конце 1960 года - более 90 человек.
Коллектив антенной лаборатории (как и других лабораторий СКБ-30) состоял из молодых, только что закончивших институты и техникумы инженеров и техников, а также студентов - "вечерников", работавших лаборантами. Пройдя все этапы создания антенны: расчеты, моделирование в трехсантиметровом диапазоне, эскизное проектирование, выпуск рабочих чертежей и технических условий, изготовление на заводах в Горьком (зеркальные системы и ОПУ) и в Подольске (волноводные тракты), монтаж на 1-ой, 2-ой и 3-ей площадках полигона, проверка и "сдача" по ТУ, стыковка с другими устройствами радиолокатора - пройдя все эти этапы, молодые специалисты приобретали весьма высокую квалификацию.
В КБ-1 действовали два генеральных конструктора: А.А. Расплетин по системам ПВО и Г.В. Кисунько по системам ПРО. В середине 1960г. министром радиопромышленности В.Д. Калмыковым в КБ-1 была создана должность "ответственный руководитель предприятия" и назначен на эту должность был Расплетин. С этих пор начались трудности с разработкой темы ПРО. Почти все организационные вопросы, которые ставились Кисунько, блокировались Расплетиным при поддержке парткома КБ-1.
Это тормозило разработку системы ПРО и потребовало больших усилий от руководителей и партбюро ОКБ-30 (секретарь Н.Д. Наследов), чтобы продолжать работу. Только 30.12.61г. вышло постановление ЦК и Совмина о выделении ОКБ-30 в отдельное предприятие. Несмотря на организационные трудности, разработчикам удалось в сжатые сроки довести систему "А" до рабочего состояния.
4 марта 1961г. работа завершилась первым в мире успешным поражением баллистической ракеты.
После 4 марта почти все пуски БР кончались их поражением. Система "А", включая антенны, работала исправно, включая и пуски с ложными целями, с активными помехами и с высотными ядерными взрывами.
Вот имена антеннщиков - ветеранов системы "А":
Инженеры: В.В. Балахин, Ю.В. Беляев, В.Н. Васильев, В.И. Веренчиков, В.А. Водкова, М.М. Ганцевич, С.А. Ганшин, О.П. Зырянов, Э.А Ишкова, А.А. Разумов, А.В. Типаев, В.Р. Чекунов, Т.П. Чуянова, В.А. Якунин.
Техники: В.И. Бродовский, И.М. Гогин, Д.А. Гурьянов, К.В. Исаев, И.А. Краевский, М.А. Мерзликин, Г.П. Потапкина, Н.И. Степанов, Н.Г. Фомин, Ю.П. Фомин, Е.Ф. Храмов.
Лаборанты: С.Н. Андреева (Шумилина), С.П. Андросова (Степанова), И.К. Астанков, Ю.А. Бакин, М.М. Гусева (Гурьянова), Г.Ф. Желтова, В.Г. Каратаев, Д.В. Мишина (Исаева), В.Ф. Накаткин, В.В. Сергеев, З.Т. Чекмарева,
В 1956 г. я поступил, а в 1960 г. окончил аспирантуру КБ-1. Научным руководителем у меня был Григорий Васильевич Кисунько. Он предложил мне вместо диссертации подготовить для защиты на Ученом совете доклад о научных работах по "спец. теме", т.е. по разработке антенны радиолокатора баллистических целей. Защита состоялась 27 июня 1963г. На этом же заседании Ученого совета начальник лаборатории приемников О.А. Ушаков докладывал о научных работах по своей "спец. теме" о разработке приемного устройства. Кроме того, В.М. Герасимов защищал классическую кандидатскую диссертацию. Все трое стали кандидатами технических наук. По этому поводу был устроен шикарный банкет в ЦДХ, на котором Г.В.Кисунько замечательно пел малоизвестные украинские песни.
Григорий Васильевич Кисунько добился успеха в решении проблемы ПРО путем соединения радиолокаторов и противоракет в единую систему с помощью ЭВМ. Система получалась непростая и недешевая. Сразу же посыпались предложения о создании ПРО более дешевым способом: "Даль", С-225 и особенно активно "Таран". Его автора ракетчика Челомея, которого активно поддерживал Хрущев, мы называли по созвучию "Бармалей".
5. Антенны систем А-35 и А-35М
После создания самостоятельного предприятия ОКБ-30 и затем ОКБ «Вымпел» в 1962г. антенная лаборатория была преобразована в отдел антенно-волноводных устройств - отдел 21. Существовавшие в лаборатории группы: антенн канала цели, антенн канала противоракеты, волноводная и теоретическая - были преобразованы в лаборатории. Группа бортовых антенн была переведена в отдел бортовой аппаратуры. В отделе 21 были образованы 2 новых лаборатории: антенных измерений во главе с В.А. Якуниным и антенных укрытий во главе с С.М Другиным. В 1963 г. отдел 21 и антеннщики-конструктора (половина конструкторского отдела 33 во главе с зам. начальника отдела Е.Д. Калашниковым) были переведены на территорию опытного производства в г. Химки. В Химках ("на объекте "Х") мы находились до 1995г (пока там работало отопление).
В системах ПРО Москвы А-35 и А-35М были предусмотрены раздельные радиолокаторы целей - РКЦ и противоракет - РКИ. В состав РКЦ входили антенны Т-10 (Т-М10), а в состав РКИ - антенны Т-11 (Т-М11). Антенны с обозначениями Т и Т-М различались только принадлежностью к разным системам А-35 и А-35М.
Антенны Т-10 и Т-М10 диаметром 18м были трехзеркальными: они имели 2 контррефлектора, каждый из которых имел возможность поворота вокруг двух осей независимого друг от друга. Этим обеспечивалось раздельное сопровождение двух элементов парной баллистической цели. Основное зеркало антенны Т-10 (рефлектор) имело форму параболоида вращения диаметром 18м с фокусным расстоянием 5,25м. Антенна имела четырехрупорный облучатель и два контррефлектора: сплошной (КР-1) и полупрозрачный (КР-2). Ближний к рефлектору контррефлектор КР-2 служил поляризационным фильтром. Он отражал излучение одной поляризации и пропускал излучение ортогональной поляризации, которое затем отражалось от сплошного контррефлектора. Облучатель антенны мог излучать радиоволны двух ортогональных поляризаций. В волноводном тракте перед облучателем имелся быстродействующий механический переключатель, так называемый КУП (коммутирующее устройство поляризации), который через импульс менял поляризацию излучения и приема.
Антенна формировала 4 парциальные диаграммы направленности для моноимпульсного приема и суммарную диаграмму направленности для излучения на каждой из двух ортогональных поляризаций. Диаграммы ортогональных поляризаций управлялись независимо двумя контррефлекторами.
Эти антенны были уникальными механическими устройствами: Т-10 имела вес на неподвижной оси e 1 примерно 170 тонн и момент инерции около 250000 кгм/с2. Максимальная угловая скорость 12 град./с, Максимальное угловое ускорение 2,5 град./с2 .
Конструкция контррефлектора КР-2 первоначально была полностью металлической и содержала сварную трубчатую ферму, металлические рабочие пластины поляризационного фильтра и поддерживающие металлические пластины, перпендикулярные рабочим пластинам, которые обеспечивали жесткость конструкции и фиксировали расстояние между рабочими пластинами
Контррефлекторы КР-1 и КР-2, каждый со своей системой осей вращения и электроприводами, объединялись с рефлектором в общую зеркальную систему пространственной фермой, состоящей из треугольной рамы и 6-ти штанг. Штанги представляли собой цилиндрические трубы из алюминиевого сплава длиной ~ 5,5м и наружным диаметром 180мм. Штанги закреплялись одним концом на раме, а другим концом на рефлекторе.
Металлическая конструкция контррефлектора КР-2 и его подвески затеняли раскрыв рефлектора, что существенно уменьшало КНД антенны и увеличивало уровень боковых лепестков особенно по каналу КР-2.
Были проведены расчеты на математической модели, подтвержденные измерениями на экспериментальном радиолокаторе РЭ-4, нескольких вариантов конструкции контррефлектора КР-2 и штанг с применением диэлектрика - стеклопластика. По результатам исследований были разработаны и применены в антеннах Т-10 и ТМ-10 контррефлектор КР-2 и штанги, выполненные из металлодиэлектрического пластика по технологии, разработанной в Киевском институте механики при участии Главного технолога НИИРП В.Г. Курбакова.
К сентябрю 1967г. антенна Т-10 была полностью доработана и готова к испытаниям полигоного комплекса "Алдан", сооруженного на 6-ой площадке.
Антенные устройства Т-11 (Т- М11) имели также ОПУ с осями e 1 и e 2 , на которых были установлены антенны узкой (УДН) и широкой (ШДН) диаграмм направленности. Антенны УДН имели сравнительно узкую диаграмму направленности (~ 1,5°) и служили для сопровождения противоракеты. Они представляли собой двухзеркальные антенны Кассегрена с рефлектором диаметром 7м и фокусным расстоянием 2,8м и контррефлектором диаметром 1,1м с эксцентриситетом 1,78.
Антенны ШДН представляли собой плоские решетки спиральных излучателей диаметром около 1м, имели диаграмму направленности шириной ~ 10° и служили для радиосвязи с противоракетой на этапе вывода.
И антенны УДН, и антенны ШДН излучали радиоволны круговой поляризации и принимали радиоволны любой линейной поляризации.
При испытаниях и вводе в эксплуатацию антенн Т-10, Т-М10, Т-11, Т-М11 разработчики столкнулись с весьма неприятным явлением - наличием воды в стенках антенных укрытий. Радиопрозрачные антенные укрытия "Купол 10" и "Купол 11" разработки ЦПКТБ (г. Владимир) обеспечивали защиту антенн от воздушной ударной волны (что подтвердили успешные натурные испытания) и должны были также защищать антенны от атмосферных осадков. Вторую функцию укрытия успешно выполняли на протяжении многих лет на Балхашском полигоне в условиях сухого климата, однако, они не выдержали подмосковных зим с чередующимися морозами и оттепелями.
Укрытия были изготовлены из панелей с "корочками" из нескольких слоев стеклоткани с заполнением из сотового материала, склеенного из бязевых или бумажных сот. Каким-то образом в эти соты попадала вода, что заметно снижало КНД антенн и искажало их диаграммы направленности. Потребовался весьма трудоемкий и длительный процесс ремонта и высушивания укрытий.
Строительство и ввод в эксплуатацию системы А-35- А-35М продолжался с перерывами 8 лет до конца 1974. Время от времени чиновники министерства, ВПК и ЦК КПСС устраивали выездные совещания для "накачки" исполнителей от промышленности и "науки". На одно из таких совещаний, происходившем на Горьковском заводе, я случайно попал в виду отсутствия вышестоящих начальников. На этом совещании меня поразила хамская ругань представителя ЦК в адрес главного конструктора завода А.Е.Соколова за очередной "срыв срока".
6. Антенна Е-10 радиолокатора "Аргунь"
В 1966 году в НИИРП началась разработка радиолокатора с фазированной антенной решеткой. По замыслу Генерального конструктора Г.В.Кисунько этот радиолокатор должен был сопровождать одновременно много целей и уметь селектировать сложную цель, распознавая среди ложных целей боевой блок. Такому радиолокатору нужна была антенна, способная обеспечить высокий энергетический потенциал, полный поляризационный прием, высокую угловую точность и возможность механически перемещать сектор электрического сканирования в пределах верхней полусферы.
Для выполнения всех этих функций потребовалась АВС - антенно-волноводная система, объединяющая несколько отдельных устройств. В НИИРП было образовано комплексное подразделение СКБ-21, объединившее разработчиков и конструкторов нескольких разных устройств. Однако, объединение разработчиков всех функционально связанных устройств в одном подразделении не произошло, и в разработке АВС приняли участие, кроме СКБ-21, следующие отделы: 37 (устройство газонаполнения), 48 (устройство управления фазированием) и 24 (силовой привод).
Создание сложной антенной системы с ФАР очень большой излучаемой мощности требовало решения ряда непростых задач. Во-первых, надо было разработать быстродействующий фазовращатель (БДФ) как можно меньших габаритов, но с достаточной электрической прочностью и с удобным отводом тепла. Во-вторых, надо было разработать излучатель, хорошо стыкующийся с БДФ, и обладающий симметричной столообразной диаграммой направленности для любой поляризации. В-третьих, надо было организовать эффективный отвод тепла от ФАР. В-четвертых, надо было сконструировать многоканальный волноводный тракт, обеспечивающий излучение СВЧ мощности 8-мью выходными усилителями передатчика и полный поляризационный прием отраженных сигналов по моноимпульсным каналам. В-пятых, надо было обеспечить управление БДФ и их регламентную смену.
Решение всех этих задач оказалось возможным с применением конструктивной схемы отражательной ФАР. В отражательной антенной решетке тыльная сторона, находящаяся вне зоны излучения, используется для размещения электромонтажа, для установки и смены фазовращателей, для теплоотвода. Могут быть применены простые и надежные схемы фазовращателей - переключатели плоскости короткого замыкания.
Вместе с тем, отражательная ФАР проигрывает проходной в величине КНД. Здесь одни и те же излучатели являются и коллекторными и апертурными и не могут быть одновременно оптимизированы на прием и излучение сферической и плоской волны. Пришлось пойти на снижение КНД.
Основное новое качество (электрическое сканирование) появилось в АВС благодаря созданию устройства быстродействующих дискретных фазовращателей (БДФ) - устройства Е-31. Разработка устройства Е-31 проводилась в СКБ-21 под руководством С.И. Шамаева и В.Ф. Измайлова. Участвовали П.Кошелев, К.А. Киреева, В.К. Кокорев, В.Б. Кононыкин, Н.И. Омельченко, Н.А. Россельс, Р.Р. Свидерский, В.В. Харитонов, С.М.. Челищева и от отдела 48 - Г.Ф. Игонин.
В состав устройства Е-31 входили 8834 БДФ, блоки питания и блоки синхронизации. БДФ (блок 31001) состоял из диодной и модуляторной ячеек. Диодная ячейка представляла собой короткозамкнутый отрезок коаксиального волновода с внутренним диаметром наружного проводника 110мм и внутренним проводником, имеющим профиль мальтийского креста. Между "лопастями" мальтийского креста и наружным проводником через l/8 вдоль оси коаксиала устанавливались pin-диоды (l - длина волны). Передним концом БДФ стыковался с рупорным излучателем антенной решетки. Рупорный излучатель имел на входе круглый волновод диаметром 110мм и квадратный раскрыв со стороной квадрата 165мм, в который была вставлена рамка из полиэтилена. Ширина и толщина рамки были подобраны экспериментально для достижения оптимальных характеристик излучателя: коэффициента использования поверхности (КИП), коэффициента эллиптичности и КСВН в полосе ± 3.2%.
Рупорный излучатель отрабатывался в составе фрагмента ФАР на заводе ЗАЗ в городе Запорожье (изготовитель рупоров) под техническим руководством В.М. Жарковского.
В устройстве Е-10 была во многом сохранена конструктивная схема двухзеркальной антенны с многоканальным волноводным трактом. Однако появились существенные отличия. Наличие электрического сканирования позволило отказаться в поворотном устройстве от осей ε1 , ε2 и перейти к традиционному азимутально-угломестному ОПУ. Место рефлектора заняла решетка из 8848 рупорных излучателей. Апертура решетки имела форму правильного восьмиугольника с размерами горизонтального и вертикального диаметров 17820мм. Конструктивно решетка состояла из 57 квадратных и 12 треугольных отсеков. Во всех отсеках кроме центрального размещались БДФ. Центральный отсек занимал четырехрупорный облучатель, закрытый снаружи герметизатором из композиционного радиопрозрачного материала поласта, разработанного технологами НИИРП.
Усложнился волноводный тракт: он стал восьмиканальным, а количество азимутальных вращающихся сочленений увеличилось до 23-х. Волноводный тракт осуществлял трансляцию электромагнитной энергии от 8-ми выходов передающего устройства Е-М20 в виде линейно-поляризованных волн, преобразование их в волны круговой поляризации и облучение ФАР четырехрупорным облучателем, а также трансляцию отраженных от целей радиоволн любой поляризации и их преобразование в линейно поляризованные, осуществляя поляризационную селекцию целей. Имелись также волноводные тракты регламентного контроля и контрольного сигнала.
Для юстировки радиолокатора и для экспериментальной проверки диаграммы направленности антенны Е-10 на 51-ой площадке полигона была сооружена уникальная вышка высотой 150 м, на которой была установлена измерительная антенна, соединенная волноводным трактом с радиолокатором. Вышка была снабжена защитным кожухом и растяжками для защиты от ветровых деформаций.
Антенна Е-10 имела комбинированное укрытие: поверх купола из сотового материала была надета оболочка из прорезиненного капрона, которая могла периодически поддуваться, чтобы стряхивать осадки.
Головной по разработке АВС Е-10 в составе СКБ-21 была лаборатория 212, начальником которой стал Л.И. Кудрявцев. В создании АВС Е-10, кроме упомянутых выше разработчиков устройства Е-31, принимали активное участие В.И. Бродовский, В.И. Веренчиков, В.М. Жарковский, Э.А. Ишкова, А.А. Разумов, Н.И. Степанов, В.П. Карбушев, В.А.Макота, В.Н.Максимов, М.П.Павлова, Р.С. Щемелева, Ю.А. Яковлев.
Ввод в эксплуатацию АВС Е-10 требовал от антенного НИО взаимодействовать и с другими подразделениями НИИРПа, в том числе с "тематиками" (разработчиками радиолокатора в целом), и с подольчанами-монтажниками. Пришлось рисовать сетевой график. Особенно запомнилась совместная работа с главным конструктором "Аргуни" А.А, Толкачевым, ЗГК Н.А, Айтхожиным и с начальником тематической лаборатории В.А. Марковым.
Работа на "Аргуни" совпала по времени с отстранением Г.В.Кисунько от руководства созданием ПРО и возвышением нового Зам. министра радиопромышленности В.И.Маркова. Я был на полигоне, когда туда приехал Марков. Он вызвал меня и начальника приемного НИО Бесчастного и очень грубо "припугнул" нас: если не сдадим свои устройства в срок, то "положим на стол партбилеты". Так состоялось мое знакомство с начальником ЦНПО "Вымпел"
Заводские испытания РЛС "Аргунь", в составе которой функционировала АВС Е-10, были завершены в 1974г., после чего "Аргунь" действовала на полигоне более 20-ти лет, до середины 90-х годов.
В эти годы интенсивно запускались ИСЗ и в СССР, и за рубежом - "Аргунь" неоднократно использовалась в их проводках, в том числе на конечном этапе перед падением. В этих случаях, а также при стыковке космических кораблей, сказывалось преимущество Е-10 в наличии полноповоротного ОПУ. Это преимущество в сочетании с очень большим энергетическим потенциалом позволило с использованием РЛС "Аргуни" наблюдать запуски китайских космических объектов.
Начиная с системы "А" и далее при вводе в эксксплуатацию "Алдана" и "Аргуни" вместе с нами - антеннщиками НИИРП - работал офицер полигона Юлий Константинович Цуков. В 1956 году он был направлен на строящийся в пустыне Бетпак-Дала Северного Казахстана полигон средств ПРО и начал службу на полигоне в должности инженера-испытателя, а закончил старшим научным сотрудником 5-го отдела анализа 1-го Управления. Это был один из самых творчески активных офицеров полигона, службе на котором он отдал 20 лет жизни (с 1956 по 1976 годы). Автор многочисленных рационализаторских предложений, реализованных в аппаратуре и программном обеспечении средств ПРО, рационализатор и изобретатель, автор многих научных публикаций, кандидат технических наук (тема диссертационной работы «Автоматизация оценки и исследование характеристик многоканальных антенных систем и обусловленных этими характеристиками параметров РЛС» - ее результаты были оперативно внедрены на полигоне в ходе испытаний системы "А" и объекта "Алдан"). Окончил военную службу Ю.К.Цуков в 45 ЦНИИ МО, занимаясь, в том числе, антенным устройством МКР «Атолл» системы «Коралл», расположенной на корабле «Титан».
7. Корабельная информационная АВС ВА
АВС корабельного радиолокатора "Атолл" включала приемо-передающую ФАР диаметром » 8м и две приемные ФАР диаметром » 1,2м, установленные на общем ОПУ, обеспечивающем поворот по азимуту и углу места в пределах верхней полусферы. В состав АВС входили также передающий и приемные волноводные тракты, малошумящий приемный усилитель и спецвычислители фазы.
АВС включала ряд вспомогательных устройств, обеспечивающих работу функциональных устройств. К ним относятся: радиопрозрачное укрытие, устройства газонаполнения, водяного и воздушного охлаждения, автоматического пожаротушения, устройство измерения механических деформаций, устройство контроля выставки фазового распределения, измерительные средства, в том числе аппаратура и программы для измерения характеристик направленности в ближнем поле и в дальней зоне по геостационарному спутнику
Все три ФАР имели оптическое возбуждение по проходной схеме. Большая ФАР имела три облучателя - передающий и 2 приемных: 4-х рупорный и однорупорный. В большой ФАР » 18 500 излучателей, в малых (одинаковых) - по 512 излучателей.
В АВС ВА реализован ряд оригинальных технических решений: передающий облучатель с многоступенчатой герметизацией, радиопрозрачная перегородка перед коллекторным раскрывом большой ФАР, создающая направленный воздушный поток для охлаждения блоков фазирования, рупорно-стержневой апертурный излучатель с торцевым коаксиальным возбудителем, вибраторный коллекторный излучатель с оригинальной конструкцией плеч вибратора.
Основные разработчики АВС ВА: Ю.Д. Арабов, Ю.В. Беляев, В.Л. Берладир, В.Г. Бульденко, В.А. Водкова, М.М. Ганцевич, Г.Я. Герасимова, М.К. Далецкая, В.М. Жарковский, Д.И. Заичкин, Э.А. Ишкова, В.И. Колодников., Л.И. Кудрявцев, Г.В. Малиновская, П.П. Матюшин, В.И. Мунтян, В.Е. Мусатов, А.А. Разумов, В.П. Тульский, А.Н. Селищев, К.П. Сидоренков, В.И. Тимофеев, Ю.М. Штерн, Р.Е. Щемелева, В.М. Элланский, Б.Ф. Ульянов, Н.Н. Лобанова, В.Л. Головин, С.В. Осьмаков.
Конструктивная схема антенны была предложена конструкторами "Радиофизики": Е.А. Теленковым, С.А. Серебренниковым, А.Ф. Бойченко, В.П. Барьзевым. Все три ФАР закреплены на мощном силовом кольце, установленном на ОПУ. На силовом кольце закреплены также контейнеры с аппаратурой управления фазированием и входное приемное устройство.
Облучатели большой и малых ФАР соединены с передающим и приемными устройствами волноводными трактами, включающими переходы вращения. Стенки волноводов передающего тракта охлаждаются от устройства водяного охлаждения. Волноводы передающего тракта наполнены воздухом под высоким давлением от устройства газонаполнения, а волноводы приемных и измерительных трактов наполнены сухим воздухом под минимальным избыточным давлением.
ОПУ с размещенной на нем аппаратурой АВС закрыто радиопрозрачным укрытием для защиты от атмосферных воздействий и обеспечения необходимого температурного режима. Пожарной безопасности АВС служит устройство автоматического пожаротушения, в котором предусмотрено комбинированное использование двух огнегасящих компонентов: хладона внутри ФАР и гелия в верхней части укрытия.
Устройство измерения механических деформаций автоматически учитывает деформации ОПУ, возникающие под действием динамических нагрузок, что позволяет вычислять поправку в угловое положение электрической оси большой ФАР.
Измерительная рупорная антенна установлена на выдвижной штанге на расстоянии ~ 5-ти диаметров от большой ФАР. Отдельный волноводный тракт соединяет ее с измерительным приемником.
Коллекторные раскрывы ФАР заполнены сменными блоками фазирования. Блок фазирования конструктивно объединяет 4 полосковых фазовращателя на pin-диодах, 4 коллекторных излучателя и 2 цифровых модуля управления. Фазовращатель имеет дискрет фазирования 45° и рабочую СВЧ мощность 2КВт импульсную и 20 Вт среднюю.
ФАР имеют строчно-столбцевое управление фазированием с быстродействием 14 мкс, что обеспечивает сканирование в 90-градусном пространственном секторе. При настройке и выборе режима работы предусмотрена возможность индивидуального управления начальными фазовыми сдвигами.
Радиоволны между облучателями и большой ФАР распространяются в металлическом распределителе ("колоколе"), имеющем форму 16-гранной усеченной пирамиды. В большой ФАР выделяется в результате СВЧ потерь и в цепях управления и питания до 200 КВт тепловой мощности. Это тепло отводится с коллекторной стороны решетки с помощью принудительного воздушного охлаждения. Для создания необходимой интенсивности воздушного потока в распределителе было придумано оригинальное решение: перед коллекторным раскрывом установлена радиопрозрачная перегородка.
В АВС предусмотрен непрерывный контроль технического состояния блоков фазирования путем подтверждения установки заданных кодов управления и периодический контроль по прохождению СВЧ-сигнала через фазовращатель. По результатам испытаний накопление 5% неисправных фазовращателей от общего их числа происходит через 70 часов работы на ВУМ.
Изготовление АВС ВА производилось на Гомельском радиозаводе, ОПУ и силового кольца на Горьковском машиностроительном заводе, контрольная сборка перед монтажом на корабле - на Балтийском судостроительном заводе.
Сотрудниками ГРЗ Ф.Н. Петросяном, Ю.К. Блиновым, В.Н. Макаровым, Г.А. Мельниковой была предложена настройка ФАР на автоматизированных стендах СИ-4 для малых ФАР и СИ-5 для большой ФАР. Однако настройка на СИ-5 оказалась слишком сложной. Одновременно в НИО В-3 совместно с ФТИ (г.Ашхабад) была разработана методика измерения диаграмм направленности (ДН) и коэффициента усиления (КУ) в секторе сканирования по излучению геостационарного спутника (авторы методики: П.В. Бекетов и А. Ханбердиев (ФТИ), Ю.В. Беляев, и В.А. Водкова (НИИРП)). Результаты измерений КУ служили критерием настройки и позволили определить оптимальные значения начальных фазовых распределений для всех рабочих частот и увеличить КНД на » 2дБ.
По результатам измерений большой ФАР КУ по каналу обнаружения составляет 42.5 дБ, по угломерному каналу 39,7 дБ, по передающему каналу 40,1 дБ. При сканировании в пределах ± 45° уменьшение КУ в пределах 5 дБ. Шумовая температура по каналу обнаружения 180К. У малых ФАР КУ составляет 25 дБ.
СКО случайного отклонения равносигнального направления моноимпульсной четверки лучей угломерного канала в секторе сканирования составляет ~ 1,5¢ .
АВС ВА была изготовлена на Гомельском радиозаводе, отправлена в Ленинград на Балтийский завод и установлена на корабль "Титан" в составе МКР "Атолл". В апреле 1991г. корабль "Урал" (имя было присвоено перед спуском на воду) стоял на рейде в Уссурийском заливе (близ Владивостока). Дальнейшая его судьба, увы, разработчикам неизвестна.
8. Решение проблемы излучения рекордного уровня СВЧ мощности из полноповоротных антенн
Во всех разработках полноповоротных антенн радиолокаторов ПРО предстояло решить две проблемы, вытекающие из необходимости достижения рекордно высокого потенциала: электрическую прочность (предотвращение электрического пробоя) и отвод тепла, выделяемого СВЧ нагревом.
С необходимостью обезопаситься от электрического пробоя в волноводах и в волноводных узлах мы столкнулись еще на устройствах РЭ-10 и РС-10. Наши «волноводчики» во главе с А.В. Часовниковым: Л.Ф. Абрамова, А.К. Абъянов, В.Г. Бабанина, Г.Б. Олейников, Г.П. Потапкина, Т.Г. Простова, Л.М. Скляр, Н.Г. Фомин, Т.Я. Чуянова - совместно с сотрудниками ПЭМЗ: Добровольским, Г.А. Шаманиным, Ф.М. Резником - выработали следующие эмпирические правила конструирования волноводных узлов для высокого уровня мощности:
1. Не покрывать внутреннюю поверхность волноводных узлов никакими диэлектрическими лаками.
2. Для согласования волноводных узлов применять только индуктивные штыри, а не емкостные диафрагмы.
3. Для соединения разборных частей волноводного тракта применять только дроссельные, а не контактные фланцы.
4. Наполнять волноводные тракты сухим очищенным воздухом (или азотом) под избыточным давлением на 1-1,5ати большим, чем дает расчет для внутреннего размера наименее электропрочного элемента тракта.
Для герметизации участков волноводного тракта, наполненных воздухом под одинаковым давлением, применялись герметизирующие фланцы. Эти герметизирующие фланцы были разработаны и изготовлены по оригинальной технологии в отделе 22 в лаборатории К.В. Яковлева под руководством О.В. Потемкина. Они представляли собой круглые диафрагмы из сплава ковар с окном из плавленого кварца. Руководствуясь этими правилами, были разработаны, изготовлены и прошли испытания волноводные тракты антенн РЭ-10 и РС-10. Испытания волноводных узлов на ВУМ проводились на стенде, оборудованном на ПЭМЗ под руководством Ф.М. Резника.
В антеннах Т-10 и Т-М10 высокий уровень мощности (ВУМ) увеличился в 4 раза. Простое увеличение давления воздуха в волноводных узлах не всегда обеспечивало электрическую прочность. Трудности возникли в волноводных узлах с подвижными элементами: коммутирующем устройстве поляризации (КУП) и тромбонном фазовращателе. В этих узлах при некоторых положениях подвижных элементов возникали пучности СВЧ электрического поля, приводящие к пробою. Для демпфирования резонансов и повышения тем самым электрической прочности Л.М. Скляр предложил и реализовал нанесение на стенки подвижных элементов слоя ферроэпоксида.
Для подключения к выходам каналов волноводного тракта измерительной аппаратуры при проведении регламентного контроля использовались волноводные переключатели барабанного типа. Переключатель представлял собой изогнутый на 90° отрезок волновода, который мог поворачиваться на оси внутри герметичного цилиндрического корпуса. На цилиндрической поверхности корпуса через 90° устанавливались переключаемые волноводы. Несмотря на применение дроссельных фланцев, при повышении ВУМ развязка между переключаемыми волноводами оказывалась недостаточной. Поэтому, начиная с антенны Т-10, и во всех следующих разработках переключатели дополнялись заслонками, которые синхронно с переключателем перекрывали измерительный тракт.
В АФС ВА в связи с повышением средней мощности потребовалось принудительное охлаждение волноводных трактов. В НИИРП конструкторами Е.Д. Калашниковым, Г.Ф. Щербаковым, Г.П. Бабенко, В.И. Заводовым были разработаны конструкции волноводов и волноводных узлов с рубашками водяного охлаждения. В состав АФС ВА было включено специальное устройство водяного охлаждения.
Если отработка волноводных узлов на ВУМ могла проводиться в лабораторных и заводских условиях на специальных стендах, то испытания облучателя на излучение заданного ВУМ можно было осуществить только на полигоне в составе смонтированной антенны.
При высоком уровне мощности волноводный тракт для повышения электрической прочности наполняют воздухом или электропрочным газом под повышенным давлением. В этих случаях раскрыв облучателя должен быть загерметизирован. Герметизаторы - элементы конструкции, обеспечивающие герметичность внутренней полости облучателя и области, окружающей его раскрыв, могут иметь форму окон или колпаков. К герметизаторам предъявляется комплекс требований: радиотехнических, механических и теплотехнических. Выбор материалов для герметизаторов осложнен необходимостью высокой радиопрозрачности, т.е. малыми потерями и небольшой диэлектрической проницаемостью, в сочетании с механической прочностью и высокой теплостойкостью и (или) высокой теплопроводностью.
Проблема создания облучателей ВУМ была решена разработчиками антенн радиолокаторов ПРО в 1950-е - 1980-е годы путем применения многоступенчатой герметизации, заполнением разных герметичных объемов электропрочным газом разного состава и под разным давлением, а также применением принудительного охлаждения. Основные разработчики облучателей, антеннщики и конструктора: Э.А. Ишкова, А.А. Разумов, Н.Г. Фомин, Г.П. Бабенко, В.Н. Заводов, Г.Ф. Щербаков.
Технологами НИИРП В.Г. Курбаковым, В.И. Гладковой, Г.К. Кругловой был разработан композиционный материал поласт (полиэтилен, армированный стеклотканью) и была разработана технология изготовления герметизатора из этого материала. Герметизаторы из поласта были установлены на антеннах Т-10 и Т-М10 на всех подмосковных объектах.
В антенне Е-10 осуществлялось сложение мощностей 8-ми раздельных выходных усилителей передающего устройства. Была применена схема облучателя с двухступенчатой герметизацией. СВЧ мощность поступала по 8-ми каналам волноводного тракта, имеющим сечение 120´57 мм. Каналы тракта были наполнены воздухом под избыточным давлением (5 ати) и загерметизированы кварцевыми волноводными герметизаторами. Каждые два канала волноводного тракта питали поляризатор, имеющий на выходе круглый волновод, в котором распространяется волна эллиптической поляризации.
Облучатель заключен в герметичный корпус, закрытый со стороны раскрывов рупоров наружным герметизатором, а со стороны волноводного тракта четырьмя волноводными герметизаторами. Волноводный герметизатор содержит две кварцевые пластины, закрепленные в обоймах. Обоймы изготовлены из ковара - сплава, имеющего коэффициент линейного расширения почти такой же, как у кварца, что обеспечивает надежность герметичного соединения. Радиопрозрачность герметизатора достигается выбором оптимального расстояния между пластинами и оптимальной толщины пластины с соблюдением условия достаточной механической прочности. Воздух в полость между кварцевыми пластинами подается под давлением 2,5 ати, промежуточным между давлением 5 ати в волноводном тракте и давлением 0,2 ати в рупорах и корпусе облучателя.
Облучатель скомпонован из 4-х одинаковых рупоров, имеющих квадратные раскрывы 500 ´ 500мм. Размеры раскрыва облучателя определяются требованиями к ширине его диаграммы направленности. При уровне импульсной мощности 120МВт напряжённость электрического поля в воздухе в области раскрыва может превышать допустимую с точки зрения электрической прочности. Для обеспечения электропрочности облучателя область, ограниченная корпусом и наружным герметизатором, заполняется 50%-ной смесью воздуха с элегазом под избыточным давлением 0,2 ати. Смесь элегаз-воздух подается по гибкому шлангу.
Наружный герметизатор представляет собой круглый диск, имеющий толщину несколько миллиметров, изготовленный из композиционного материала поласта, состоящего из нескольких слоев стеклоткани и полиэтиленовой пленки.
Облучатель такой конструкции был реализован и эксплуатировался в составе антенны Е-10 в течении 20 лет при импульсной мощности 120 МВт и средней мощности 144 кВт.
Для АФС ВА был разработан передающий облучатель на среднюю мощность 200 кВт при импульсной мощности 20 МВт. СВЧ мощность подводилась к облучателю по 4-х канальному волноводному тракту сечением 72 ´ 34 мм. Волноводы имели рубашки для водяного охлаждения. Волноводный тракт был наполнен сухим очищенным воздухом под избыточным давлением от 6 ати до 9 ати на разных участках. Герметизация участков тракта осуществлялась кварцевыми герметизаторами.
В облучателе применена 4-х ступенчатая герметизация с постепенным понижением давления от 9 ати в подводящих волноводах до атмосферного после наружного герметизатора. Облучатель имеет герметичный корпус, разделенный на 3 изолированных объема. Во внутреннем объеме, заполненном воздухом под давлением 5 ати, расположены 4 излучающих рупора. Внутренний объем отделен от наружного двумя параллельными коваровыми диафрагмами с кварцевыми окнами, которые расположены на расстоянии около половины длины волны друг от друга и образуют промежуточный объем. Этот объем продувался воздухом под давлением 2ати, что обеспечивало необходимое охлаждение кварцевых окон. Наружный объем отделен от атмосферы герметизатором из композиционного материала полакварт и заполнен 50-ти процентной смесью воздуха с элегазом под давлением 0.3ати. Полакварт представляет собой тонкий лист полиэтилена, армированный кварцевыми нитями. Он сочетает механическую прочность с малыми потерями на СВЧ. Максимальное значение плотности потока импульсной мощности через наружный герметизатор составляет 20 кВт/см2 , средней мощности - 200 Вт/см2.
Имея сложную конструкцию, обеспечивающую высокий уровень как импульсной, так и средней излучаемой мощности, облучатель обеспечивал удовлетворительное амплитудное распределение в коллекторном раскрыве ФАР.
По замыслу Г.В.Кисунько РЛС "Аргунь" должна была быть полигонным предшественником системы ПРО второй очереди "Аврора" с перспективой решения проблемы селекции баллистических целей.
Параллельно с полигонными работами на Е-10 в СБ-21-НИО В3 проводилась в кооперации с предприятиями электронной промышленности и ВУЗ-ами работа по расширению элементной базы ФАР в дециметровом, сантиметровом и миллиметровом диапазонах длин волн. Результатами этой работы явились разработанные петербургскими предприятиями "Светлана" и "Домен" фазовращатели для ФАР: pin-диодные "Окинава" и "Орхидея", ферритовые: "Дарданеллы", "Дальний", "Дарница" и "Дно".
9.Антенно-волноводная система ЮЛ
Разработке АВС ЮЛ предшествовала выполненная НИР 606-3 "Исследование путей создания антенно-волноводных систем и их элементов низкого и высокого уровня мощности в миллиметровом диапазоне волн". Техническое задание на эту НИР исходило из предпосылки, что "АВС радиолокатора баллистических и космических целей миллиметрового диапазона волн должна сочетать основные характеристики АВС аналогичного назначения сантиметрового диапазона", в том числе, широкий сектор электронного сканирования и площадь раскрыва в несколько десятков кв.м. Однако, все рассмотренные варианты элементной базы системы фазирования миллиметровой ФАР не привели к созданию практически реализуемого аппаратурного решения, удовлетворяющего ТЗ на НИР 606-3.
Разработка АВС ЮЛ для миллиметрового радиолокатора началась в 1982г. Было принято решение использовать металлоконструкции антенны В-11, предназначенной первоначально для радиолокатора наведения противоракеты многоканального стрельбового комплекса "Аргунь".
В 1986г. разработка миллиметрового радиолокатора "Руза", включая АВС, была передана ОАО "Радиофизика". К этому времени был, в основном, завершен выпуск КД и началось изготовление АВС ЮЛ. Многие разработчики ЮЛ по мере развала НИИРП перешли на работу в "Радиофизику".
АВС ЮЛ представляет собой полноповоротную приемо-передающую отражательную ФАР с ограниченным сектором сканирования в миллиметровом диапазоне радиоволн. Апертура антенны диаметром 7,2м образована 120-ю зеркальными излучателями. АВС имеет следующий состав:
- Антенное устройство ЮЛГ, включающее опорно-поворотное устройство ЮЛГ1 (доработанная конструкция В-11сб.01), переходную ферму ЮЛГ2 и излучатели ЮЛГ3.
- Волноводные тракты высокого уровня мощности ЮЛТ.
- Волноводные тракты низкого уровня мощности ЮЛР.
- Устройство фазирования ЮЛФ.
- Устройство газонаполнения ЮЛВ.
- Устройство пожаротушения ЮЛН.
- Радиопрозрачное укрытие ЮЛК.
- Антенно-волноводное устройство измерительной вышки ЮЛБ.
- Пульт управления ЮЛМ.
Основные разработчики АВС ЮЛ в НИИРП: Г.П. Бабенко, Р.Л. Барласов, В.С.Бажан, М.М. Ганцевич, Т.Я. Герасимова, В.Н. Заводов, Е.Д. Калашников, В,В. Касаткин, Р.И. Киселев, И. Колодников, Л.И. Кудрявцев, В.А. Макота, В.Н. Мурзин, А.А. Нечипоренко, А.М. Николаев, В.Д. Оноприенко, М.П. Павлова, А.А. Разумов, Ф.М. Резник, Н.А. Россельс, Н.И. Степанов, В.П. Тульский, В.В.Харитонов, Г.Ф. Щербаков, В.М. Элланский.
Основные разработчики укрытия ЮЛК: Г.С. Авдейчик, Н.П Бурундукова, Н.С. Весина, С.К. Возмищев, Б.К. Герасимов, В.И. Гладкова, С.М. Другин, В.И. Емельянов, Т.А. Журавлева, Н.И. Звенкова, О.П. Зырянов, Г.М. Колесникова, Г.К. Круглова, А.К. Ряшитова, Г.К. Соколова, Л.В. Спирова.
Основные характеристики АВС ЮЛ. Импульсная. СВЧ мощность 1МВт от двух выходов передающего устройства по двум каналам волноводного тракта высокого уровня мощности ЮЛТ поступает через две оси вращения к устройству фазирования ЮЛФ и далее к 120 излучателям ФАР ЮЛГ, которые представляют собой квадратные вырезки из антенн Кассегрена. Опорно-поворотное устройство ЮЛГ1 обеспечивает вращение по углу места в пределах e = (2 - 178)° и по азимуту в пределах b = ± 135° при максимальных значениях угловых скоростей we = wb = 4°/с и угловых ускорений (we )¢ = ( wb )¢= 1°/с2 . Диапазон частот ±0,005f0. Сектор однолучевого сканирования - конус с углом при вершине ³ 50¢. Дискретность перемещения луча £ 1¢. Параметры диаграммы направленности на излучение: ширина по уровню -3дБ ³ 3,5¢, уровень боковых лепестков в секторе сканирования £ -13дБ, коэффициент усиления в центре сектора сканирования 54дб, снижение на краях сектора сканирования £ 2дБ. Параметры диаграммы направленности в режиме приема: моноимпульсная связка (четыре парциальных луча и один суммарный), ширина суммарного луча по уровню -3дБ £ 4¢, уровень пересечения парциальных лучей -3±0,5дБ, коэффициент усиления в центре сектора сканирования 65дб. Коэффициент эллиптичности в режимах излучения и приема ³ 0,7 по полю.
10.Завершение разработки антенно-фидерных устройств радиолокатора "Неман-П"и участие в руководстве их эксплуатацией.
В 1974г. Предприятию НИИРП было поручено завершить создание экспериментального полигонного радиолокатора "Неман-П". Завершение разработки антенн и фидерных трактов передающего Н-1 и приемного Н-2 комплексов радиолокатора осуществило антенное НИО-В3.
Авторами передающей антенны - активной ФАР раскрывом 5×5 м2, состоящей из более тысячи рупоров, был д.т.н. Лев Борисович Тартаковский; приемной антенны - полусферической линзы Люнеберга - к.т.н Александр Львович Эпштейн. Головной изготовитель радиолокатора - Днепропетровский машиностроительный завод (ДМЗ).
В НИИРП были разработаны линии задержки в волноводном тракте передающей антенны (разработчики В.В. Касаткин и Л.М. Скляр. Последний также разработал новую конструкцию волноводного фазовращателя.
Разветвленный коммутационо-фидерный тракт (КФТ) приемной антенны разработал в НИИРП В.В. Харитонов, который в дальнейшем возглавил техническое руководство вводом его в эксплуатацию и до настоящего времени осуществляет за ним авторский надзор. Харитонов с помощью Р.С. Ситдыкова контролировал пополнение смежниками ЗИП и проведение ремонтных работ на антенном укрытии.
Ю.В. Беляев разработал методику измерения диаграммы направленности приемной антенны по космическому излучению Солнца и произвел измерения.
С.А. Ганшин осуществлял координацию работ по теме "Неман-П" в НИО-В3.
Марк ГАНЦЕВИЧ