По утверждению автора будущей книги "Так начиналась одна из наисложнейших работ ХХ века - создание ПРО" Уварова Д.С., настоящая статья найдет в книге свое достойное место
РЛС ДО для ПРО
Уже первые сражения 2-й мировой войны показали решающую роль авиации в деле достижения победы. Они же вынудили воюющие страны разрабатывать системы противовоздушной обороны, основу которых составляли радиолокаторы обнаружения воздушных целей и управления зенитным огнём. Советский союз не мог остаться в стороне от решения аналогичных задач.
В ЦНИИС Министерства обороны под руководством А.Колосова была создана специализированная лаборатория радиотехнической разведки. В её состав вошли выпускники ВКАС Н.Кондратьев, В.Сосульников, А.Дроздов и А.Куклев, которые быстро включились в работу совместно с сотрудниками ЦНИИС и выполнили ряд НИР. В конце 1950г были проведены первые испытания компактной РЛС непрерывного излучения в рамках НИР «Пароль». Полученные результаты произвели «отрадное впечатление», как вспоминал позднее Сосульников В.П., на академика А.Берга (директора ЦНИИ-108), и группа разработчиков была оперативно переведена им в ЦНИИ-108, во вновь созданную лабораторию №20, которой поручили разработку РЛС с селекцией подвижных целей (НИР «Пароль-2»). Макет РЛС выполнила лаборатория Н.Кондратьева совместно с антенщиками А.Азатовой и В.Войцеховской. РЛС имела зеркальную антенну в виде эллиптической вырезки из параболоида вращения, фокус которой находился вне потока излучения. Отражающая поверхность зеркала - взаимно перпендикулярные металлические серповидные полоски с промежуточными расстояниями менее критической длины волны. Антенна имела в своем составе конструктивные элементы, обеспечивающие вращающуюся поляризацию сигнала. Конструкция облучателя осуществляла квадратурное подключение передатчика и приемника, что давало развязку не хуже 60 дБ между трактом на излучение и прием. С расстояния порядка 100 м антенна была практически невидима.
На следующем этапе академик А.Берг поставил задачу создать макет РЛС непрерывного излучения для обнаружения самолетов, чтобы он обладал большим запасом потенциала, чем импульсные РЛС такого же назначения. При этом, он прозорливо обратил внимание на то, что бурное развитие ракетной техники потребует в дальнейшем создания высокопотенциальных РЛС для системы ПРО. Последовала разработка и испытания макета РЛС непрерывного излучения «Дунай-1». Структурная схема макета РЛС мало отличалась от обычного для того периода времени радиовысотомера непрерывного излучения. Серьёзную трудность в этой разработке представляло создание возбудителя и мощных усилителей передающего тракта. Однако В.Сенькин, П.Андреев, В.Квасников, Б.Плодухин, Е.Измайлович и Л.Рассолова при участии профессора Б.Неймана и под руководством В.Сосульникова прекрасно справились с этой проблемой. Проведенные испытания макета РЛС «Дунай-1» в конце 1955г подтвердили возможность создания высокопотенциальной РЛС непрерывного излучения. И 18.08.56г вышло постановление ЦК КПСС и СМ СССР о разработке эскизного проекта РЛС ДО «Дунай-2» по ТЗ, согласованному с Главным конструктором «Системы-А» Г.Кисунько. Заданием предлагалось создать РЛС непрерывного излучения с линейной частотной модуляцией (ЛЧМ), которая бы использовалась не только для измерения дальности и разрешения по дальности, но и для обзора заданного пространства по азимуту и углу места.
Заданием на эскизный проект было предложено разработать РЛС дальнего обнаружения и целеуказания со следующими основными параметрами:
-дальность обнаружения ГБЧ ракет типа Р-5 1500км в секторе обнаружения цели;
-точность выдачи координат:1 км по дальности, 0,5 град. по азимуту и углу места.
Обзор предполагалось обеспечивать антенно-фидерным устройством в виде параболических цилиндрических зеркал с линейными излучателями на базе волноводов с замедляющей структурой и щелевыми излучателями.
В 1959г на базе ОКБ завода №37 был создан филиал ЦНИИ-108. В антенный сектор №21 (руководитель Васюков В. П.) вошли ведущие специалисты антенной лаборатории ОКБ завода №37 Шубов А.Г., Котельникова Г.А., Орлова К.Я. От перебазируемых малопотенциальных РЛС предприятие переходит к созданию высокопотенциальных стационарных радиотехнических систем, используя задел созданный в НИИ-108 В.Сосульниковым. В этот период времени усиленно начала развиваться техника фазированных антенных решеток, теория которых была разработана Щелкуновым и другими авторами в предшествующие годы. Прогресс был связан с изобретением волноводно-щелевых антенн, с помощью которых удалось создать наиболее перспективные радиолокаторы в диапазоне сверхвысоких частот.
Одним из первых таких радиолокаторов стал «Дунай- 2» (Главный конструктор В.Сосульников), в котором используется принцип непрерывного излучения в сочетании с частотным методом качания луча ДН по азимуту и фазовым - по углу места. Разработка и создание приемной и передающей антенн осуществлялись коллективом специалистов под руководством В.Васюкова. Антенна РЛС представляла собой усеченные параболические цилиндрические зеркала, которые облучались длинными волноводами с замедляющей структурой внутри. Замедляющая структура обеспечивала повышенную зависимость фазовой скорости от частоты, что существенно расширяло сектор качания ДН при небольшом изменении диапазона частот. Щелевые излучатели были нарезаны на внешней стенке вдоль волновода. Глубина канавок на средней частоте имела строгую зависимость от длины волны в волноводе. Сканирование ДН в азимутальной плоскости осуществлялось путем линейного изменения частоты, а сканирование по углу места - изменением фаз между линейными излучателями, облучающими параболические зеркала. Наибольший вклад в создание АФУ по мнению Сосульникова В.П. внесли Васюков В.П., Азатова А.А., Дрозд А.В., Кожанков В.А., Мыльцев А.А., Гундоров В.А., Войцеховская В.В., Шубов А.Г.
Поскольку РЛС реализовывала принцип непрерывного излучения, в составе станции использовались две разнесенные на необходимое расстояние антенные позиции. Сектор качания луча, реализованный в АФУ, составлял порядка 9 градусов при изменении частоты на 6 МГц. Диапазон частот — около 200 МГц. Длина антенны составляла, приблизительно, 150м. Несмотря на относительно небольшой потенциал - 40 кВТ квазинепрерывной мощности в каждой «линейке» антенны, за счёт сложения мощности во внешнем пространстве удалось в итоге успешно выполнять поставленные перед ней достаточно сложные задачи и обеспечивать обнаружение и сопровождение БР.
Уже в августе 1958г РЛС «Дунай-2» вышла в эфир и обнаружила цель и вскоре 6.11.1958г осуществилась первая проводка ГЧ БР Р-5, и начались испытания совместно с представителями МО — офицерами полигона, руководимыми главным инженером М.И.Трофимчуком.
С мая 1960г начались комплексные испытания системы А с пуском противоракет. Несмотря на неудачи первых пусков, РЛС Дунай-2 надёжно отработала свою часть задач. Наконец, ранним утром 04.03.1961г, запущенная с Капустиного Яра в направлении Балхашского полигона ракета Р-12 была обнаружена радиолокатором Дунай-2, взята на сопровождение, и её координаты были выданы на радиолокаторы точного наведения (РТН) системы «А». РЛС, подготовленная к работе командированными на объект специалистами НИИ №37 и офицерами полигона, надёжно обеспечила целеуказаниями систему «А». Вместе с Главным конструктором В.Сосульниковым весь предшествующий успеху период беззаветно трудились ведущие специалисты предприятия: В.Корнилов, В.Васюков, Г.Лидлейн, В.Гундоров, В.Клюшников, И.Полежаев, М.Архаров, А.Борзило, Мусатов А.Н., Минаев Г.И., В.Давидчук, Мыльцев А.А., Сенькин В.Н.
Как вспоминает этот этап работы ветеран предприятия В.Луганский (приемный тракт РЛС): «…постоянно велась доработка аппаратуры, ее модернизация, поиск оптимальных технический решений, в том числе, и для использования в интересах РЛС «Дунай-3». Так, в 1960г был введен в строй новый командный пункт приемной позиции с установкой новейших индикаторных устройств. Работы проводились под руководством начальника отдела В.Степанова. В состав бригады входили специалисты: В.Лозовский, М.Гончаров, Н.Новиков, В.Федоров, Э.Жилинский, Н.Масюков, Ю.Аношин, М.Семенов-Жуков, Э.Петракова, А.Барышников. Безупречное функционирование аппаратуры электропитания приемной позиции обеспечивал В.Осипов. Кино- и фото съемка находились в надежных руках В.Шапошникова, М.Кракова и офицера в.ч. В.Николаенко»
После 4 марта 1961г Система А при проведении комплексных работ не допустила ни одного сбоя: было проведено 11 пусков с уничтожением боеголовок, на которых отрабатывались различные технические усовершенствования, проверялась устойчивость работы и самой системы при воздействии разного рода помех.
Одновременно с проведением комплексных работ на полигоне Системы А вблизи гостиницы для командируемых на объект специалистов был разработан, размещен и введен в строй специалистами сектора №21 (руководитель Васюков В.П.) стендовый комплекс с макетом антенного полотна РЛС «Дунай-3» в диапазоне частот 10 см. Здесь были проведены работы по отработке методики испытаний АФУ в интересах РЛС «Дунай-3». На этом комплексе в конце мая 1963г по указанию Сосульникова ВП Зиминым С.С. был продемонстрирован группе генералов, среди которых был и маршал Судец, общий вид макета антенного полотна, создаваемого для РЛС «Дунай-3».
Несколько позднее за создание РЛС «Дунай-2» и успешно проведенные испытания по уничтожению БР выдающиеся представители предприятия В.Сосульников и В.Васюков (наряду с другими коллегами Кисунько ГВ) были в 1966г удостоены почетного звания «Лауреат Ленинской премии». Опыт и знания, полученные при создании РЛС «Дунай-2», легли в основу создания самой высокопотенциальной в мире в тот период РЛС ДО «Дунай 3» боевой системы ПРО А-35.
СОЗДАНИЕ РЛС ДО «ДУНАЙ-3»
На первом этапе проектирования системы А-35 предполагалось задействовать 24 секторных РЛС в виде 8 спаренных секторных РЛС и 8 РЛС прикрытия зенитных углов при использовании метода 3 (4-х) дальностей (как было отработано в системе А—три РТН). Однако, после обсуждения построения системы А-35 в 4-ом ГУМО и после (февраль-май 1961г) специально проведенных Кисунько ГВ дополнительных детальных расчетов, включая и испытания специально созданного алгоритма обработки ОБА-16, при очередном пуске противоракеты на полигоне Системы А, был уточнен состав Системы А-35. Проект системы был доработан по одностанционному (один РТН) методу (варианту) со станциями «Дунай-3» дальнего обнаружения Сосульникова ВП. В июне Заказчик одобрил проект, и было принято решение о его реализации.
Заданием предусматривалось: зона обнаружения атакующих БР—верхняя полусфера радиусом 3000км; цель—головная часть БР; вероятность обнаружения не менее 0,95; частота ложных тревог–не более 1 раза в сутки; время обнаружения-не более 10 с; точность определения координат - 0,25 град по углам и 0,25км по дальности. Количество одновременно сопровождаемых целей – 18. Полоса частот в эфире 388…424 МГц. С учетом возможного воздействия ядерного взрыва на краю обороны системы, РЛС должна быть устойчивой к избыточному давлению 0,05 АТИ.
Среди многих рассматриваемых и решаемых проблем была и проблема гарантированного поражения ГЧ БР при реальной точности наведения ПР. Использование в ПРО ЯБЧ противоракеты, несмотря на заведомо большую эффективность, будет сопровождаться воздействием многочисленных поражающих факторов ЯВ на атмосферу и средства ПРО, а также на обороняемую территорию (объекты жизнеобеспечения и люди). Для исследования полномасштабного влияния поражающих факторов ЯВ в 1961 и 1962гг на системе «А» были проведены испытания нескольких пусков БР с ядерными зарядами (операции К1-К5). Как вспоминает ветеран предприятия и в прошлом офицер в.ч., служивший на 14 площадке, Н.Назаров (позднее главный инженер на РЛС «Дунай-3У»): «Мне, как знающему специалисту, доверили работать на пульте ЭВМ…При пусках БР с атомными боеголовками на станции оставлялось минимальное число обслуживающего персонала. РЛС «Дунай-2» обнаружила ракеты на дальности 1500км и затем целеуказания передавались на РЛС управления ПР. Встреча ракеты с ПР происходила на расстоянии до 70км от станции. Окна зданий с технологической аппаратурой завешивали шторами, так как при взрыве ракеты и противоракеты со спецзарядами возникали ярких «два солнца», от света которых можно ослепнуть. Ударная волна до станции не доходила. ЭМИ и радиоактивные осадки достигали станции…В ночное время вместе с солдатами стоял в оцеплении спиной к взрывам, темная ночь превращалась в ослепительно солнечный день на 2-4 секунды. Во время проведения испытаний офицеры и гражданский персонал неделями не покидали рабочие места…Каждый человек чувствовал себя причастным к великому делу – подготовке защиты Родины от внешних врагов. За участие в испытаниях трех инженеров, в том числе и меня, наградили боевыми наградами—медалями «За боевые заслуги».
В процессе испытаний было установлено, что РЛС «Дунай-2 « и особенно ЦСОП (разработка А.Минца) ослеплялись от ионизированных образований в атмосфере, что подтвердило необходимость использования в РЛС ДО Дунай-3 системы А-35 дециметрового диапазона волн. По воспоминаниям д.т.н. Трошина Г.И., Кисунько Г.В. «постоянно и принципиально отстаивал свою позицию, заключающуюся в том, что система ПРО должна быть основана на селекции боеголовок БР, оснащенных ядерным оружием, и их неядерном (кинетическом) поражении. С изложением своей точки зрения Кисунько Г.В. выступал на любом уровне, вплоть до писем в ЦК КПСС»
В основе РЛС неизменным оставался принцип непрерывного излучения, полностью подтвердивший свои достоинства на экспериментальной Системе «А». Предполагалось использовать неприхотливость и надежную работу мощных резнатронных генераторов («детища» П.Андреева, НИИДАР). Их широкополосности удалось достичь при участии специалистов ОКБ завода «Светлана» (руководитель И.Крашенинников, Ленинград). Мощные широкополосные усилители были реализованы на ЛБВ (вакуумный центр «Титан», Москва).
Невероятно сложную задачу пришлось решать коллективу антенного подразделения - обеспечить сектор обзора 45х45 градусов за счет качания луча изменением частоты всего на 10%. Разработчикам (руководитель В.Васюков, начальники лабораторий В.Кожанков, А.Шубов, А.Мыльцев) пришлось детально отработать и реализовывать полуволновую замедляющую структуру, требовавшую от авиационных заводов прецизионной точности изготовления волноводных «линеек» 100м длины. Опыт и квалификация инженеров и заводчан, наработанные при изготовлении АФУ «Дунай-2», позволили в итоге с этой задачей справиться.
Создаваемая антенна с частотным качанием луча позволяла при обзоре пространства не ожидать возвращения сигнала, так как он мог быть принят с направления ухода сигнала на частоте излучения. В каждом направлении сектора обзора излучался импульсный сигнал с формой ДН длительностью примерно 1 мс и частотным заполнением около 0,5 МГц. Энергия излучаемого сигнала при этом составляла около 1 КДж.
Не менее сложная задача была связана с обеспечением устойчивости к избыточному давлению в 0,05 АТИ. Указанная проблема решалась при проектировании и выпуске КД на АФУ конструкторскими коллективами НИИДАР (К.Будже) и КБРП (руководитель Г.Бубнов). Приемная и передающая (из двух полотен) антенны представляли собой плоские полотна размером 100х100м и 100х6 м, образованные из волноводных «линеек» со щелевыми излучателями вдоль раскрыва каждой «линейки» - прообраз фазированной антенной решетки с частотно-фазовым управлением лучом. Входы волноводов передающего полотна были соединены с передатчиком. За счет изменения частоты ЛЧМ-сигнала и управления фазами формируемых колебаний обеспечивался построчный обзор задан- ного пространства узкими лучами (ширина ДН по азимуту 0,5 градуса, по углу места—5 градусов). В системе управления и контроля за фазами излучаемый сигнал снимался с центра каждой линейки полотна. Разработка передающего устройства была осуществлена Гурьяновым В.К., Квасниковым В.А., Андреевым П.Н., Козыревым В.А., Зайцевым А.Д., Гренционом Р.Е.
Передающее антенное устройство состояло из двух полотен, каждое из которых обеспечивало обзор половины заданного РЛС сектора обзора.
Приемная антенна представляла собой сооружение из 200 стометровых волноводных «линеек» с закрытой полуволновой замедляющей структурой (разработчики: В.Кожанков, А.Дрозд, А.Азатова). Групповое замедление волны в волноводе равно 10, размер широкой стенки составлял 0,66 от среднего значения длины волны, ребристый волновод изготовлен из биметалла медь-алюминий. Углочастотная характеристика такой ФАР обеспечивала обзор по азимуту +/- 24 градуса от нормали. Угломестный сектор обзора осуществлялся «линзой»-формирующим устройством (разработчики: А.Шубов, Г.Котельникова, К.Орлова, Н.Белкин), преобразующим волновой фронт с 200 волноводов в 135 лучей в секторе +/- 24 градуса. Ширина луча в обеих плоскостях АФУ составляла 36 угловых минут. Таким образом, сектор обзора по каждой координате составлял 48 градусов. Антенны передающего и приемного устройств имели в своем составе радиопрозрачные поляризационные фильтры—металлические пластины, расположенные под углом 45 градусов к волноводным «линейкам» .Фильтр осуществлял преобразование горизонтально поляризованного излучения волноводов в сигнал вращающейся поляризации. Принятый с обратным вращением поляризации сигнал снова преобразовывался фильтром в сигнал горизонтальной поляризации для приемных волноводов.
Конструктивный облик антенн формировался совместно НИИДАРом (при актив- ном участии К.Будже) и КБРП (Е.Теленков и Д.Королев). Сопровождение изготовления аппаратуры АФУ на заводах, кроме уже названных, обеспечивали: Е.Кукушкин, Н.Тюрина, И.Непомнящий, А.Мишкин, Б.Кассов, В.Войцеховская,Котельникова ГА, С.Самусева, Л.Кукушкина, В.Устинов, В.Крикунов ( НИИДАР) и Ю.Гришин, В.Васильев, Ю.Серяков (КБРП). В Казани в кратчайшие сроки был создан специальный цех по выпуску новой для завода продукции, изготовлена уникальная оснастка и создана автоматизированная линия по изготовлению волноводных «линеек». Линейки изготовлялись из отдельных секций длиной около 8 метров. Работа потребовала разработки и освоения новых технологических решений, создания в кратчайшие сроки специального стендового оборудования. Мощный генератор кварцованных фиксированных частот (разработка Е.Старостенкова) из состава этого оборудования обеспечил на долгие годы возможность проведения достаточно точных измерений различных антенных характеристик.
В октябре 1962г развернулось строительство объектов под Москвой. С самого начала в антенном подразделении серьезное внимание в процессе разработки АФУ уделялось современным и перспективным методам измерения характеристик антенн, для чего уже на стадии разработки АФУ создавалась необходимая аппаратура, реализующая эти методы. В самом начале 60-х годов в рамках НИР «Контроль» (руководитель А.Мыльцев) были рассмотрены, а потом и реализованы в конкретных разработках, следующие основные методы оценки системных характеристик АФУ:
1. Измерение амплитудно-фазового распределения (АФР) в раскрыве антенны с последующим расчетом основных параметров антенны, как в условиях лаборатории, завода-изготовителя, так и на объекте монтажа. Указанный метод использовался при создании антенных систем, начиная с РЛС серии «Дунай» и в дальнейшем - при проверке (контроле) работоспособности антенных секций и ее элементов на изделиях «Крона», 3К и «Воронеж-ДМ» (В.Рогулев). Для этих целей на Балхашском полигоне вблизи гостиницы для командируемых специалистов был создан стендовый комплекс. Он включал 42-х метровую мачту с перемещаемым на ней по вертикали измерительным рупором, и излучатель, передвигаемый с помощью подвижного устройства вдоль раскрыва макета антенны РЛС «Дунай-3» . Антенное полотно стенда размещалось на опорно-поворотном устройстве, перемещаемом по рельсовому кругу оператором при проводимых измерениях.
2. Измерение параметров антенн методом облета с использованием самолета - лаборатории (вертолета) и наземного аппаратурного комплекса. Указанный метод использовался при испытаниях антенных систем РЛС «Дунай-2», «Дунай-3», «Дунай- 3УП» и «Дунай-3У» (В.Гундоров, А.Самусев, Е.Старостенков, В.Рогулев, совместно с коллегами из КБРП («Радиофизика», начиная с РЛС «Дунай-3УП» ).
3. Измерение параметров ДН методом «вышки» в экранированном помещении и на объектах. Метод использовался при проведении экспериментальных работ и приёмо-сдаточных испытаний (ПСИ) антенн и их составных частей - «Дунай-3», « Крона», «Воронеж-ДМ», РЛС «3К» для Заказчика из КНР (Е.Старостенков, В.Рогулев, С.Зимин, А.Матвеев).
4. Измерение КУ и параметров ДН по внеземным источникам радиоизлучения: Солнце и радиозвезды Кассиопея, Лебедь, Телец и др. (С.Зимин, К.Усов, А.Быканова, Ю.Колычев, В.Журавлев, Н. Прокошенкова). Первые контрольные измерения АФУ РЛС «Дунай-2» были проведены в августе 1961г. В дальнейшем указанная методика была использована при автономных и ПСИ антенн РЛС «Дунай-3», «Дунай-3УП», «Дунай- 3У», «Воронеж-ДМ» и «3К». Измерения проводились в режиме «статика» (неподвижный луч ДН) или «динамика» (сканирующий при измерениях луч ДН).
Проведенные по указанным методам измерения позволили выявить и реализовать необходимые доработки, обусловленные ошибками изготовления антенных секций. Для проведения необходимого объема уточняющих исследований под руководством А.Самусева действовала спецбригада из разработчиков, проведен специальный инструктаж и обучение, что позволяло допустить их к работам на высоте (высота антенны около 110м). Ими было разработано специальное стендовое оборудование, которое позволило успешно провести измерения в раскрыве антенны (в центральном сечении) путем переноса от щели к щели специального измерительного блока. Последний переносили от 1-ой до 200-ой щели два человека. Измерения проходили вначале на 5 фиксированных частотах в достаточно узком пространстве между антенным полотном и фильтром-укрытием над головой, потом после доработки стенда сразу во всей полосе частот. Последовавший анализ полученных данных и проведенная доработка, позволили устранить производственные ошибки и добиться параметров заданных ТЗ и ТУ. За выполнение этой работы Самусев А.С. был награжден орденом Трудового Красного Знамени.
В состав АФУ входила также аппаратура функционального контроля (А.Самусев, Е.Старостенков, С.Зимин), обеспечивающая проверку надлежащего функционирования АФУ в процессе эксплуатации.
Как уже указывалось в РЛС «Дунай-3» использовалось мощное непрерывное излучение до 1,5 МВт с линейной частотной модуляцией в заданном диапазоне частот. Реализовывался построчный метод обзора пространства в заданном секторе обзора. По углу места формировалось 9 строк по 5 градусов шириной каждая. За цикл обзора длительностью 1с просматривалось 9 строк (первая строка - дважды).Для каждого передающего луча подключались 15 приемных каналов из формируемых на прием 135. Каждый приемный канал, включающий транзисторный МШУ, подключался к спектроанализатору (разработчики – В.Н. Марков, Лурье БМ, Мокиль Л.Л., Рассадин В.М.), охватывавшему всю полосу частот по дальности в пределах одного азимутального направления (по полосе частот 10 Мгц). Одиночный фильтр параллельного спектроанализатора имел полосу около 1 КГц и охватывал 500 м участок дальности из заданных 3000км диапазона дальности. Таким образом, ЛЧМ использовалась двояко: для обзора и опре- деления азимута цели и для оценки дальности до нее.
Разработчики формирователя сигнала возбуждения с ЛЧМ создавали устройство повышенной точности. Коллектив специалистов под руководством С.Сорокина, Измайло-вич Е.А, Ю.Иванова предусмотрел и реализовал фазо-импульсный метод контроля линейности ЛЧМ. Задающий генератор перестраивался с помощью феррита. Работа и контроль за качеством были обеспечены со стороны разработчиков вплоть до выхода аппаратуры с завода-изготовителя, и потом была продолжена на этапе автономной настройки, приёмо-сдаточных и комплексных испытаний устройства.
Задача обнаружения и сопровождения цели по информации, поступавшей от спектроанализатора, решалась на ЭВМ. Руководство всем комплексом необходимых работ осуществляла Ф.Песелева с коллегами: Ю.Ачкасовым, З.Хуторовским, А.Савиновым, С.Сараевым и др. Была разработана и отлажена на ЭВМ программа, способная осуще- ствлять обнаружение и сопровождение целей во всем секторе обзора РЛС с построением траекторий движения и выдачей координат с заданной точностью в реальном масштабе времени. На индикаторе отображались с запоминанием траектории движения цели (в том числе ИСЗ). Вопрос принадлежности целей к конкретному классу: ИСЗ-БР-АЭРО требовал пристального внимания, поскольку поток попутных ИСЗ резко обострял проблему возникновения ложных БР из ИСЗ. Точностные параметры РЛС были достаточны, однако, возникавшие по разным причинам неисправности в приемных устройствах, «приземляли» пролетающие ИСЗ в район г.Москвы. Группа Е.Мелентьева решила эту проблему, создав специальную программу, выявлявшую несоответствие траектории движения целей по углам и по дальности законам движения целей в поле тяготения Земли и коррекцию ложных траекторий до нормальных.
В начале семидесятых годов (после достойного функционирования станции с 1967г по 1978г) на РЛС прошел этап модернизации, предполагавший усовершенствование программы ЭВМ и доработку в приемном АФУ . Для компенсации потерь в линзе (формирующем ДН устройстве) и улучшения отношения сигнал/шум в приемном тракте, ме- жду антенным полотном и линзой было установлено 200 МШУ с комплектом кабелей необходимой электрической длины для поддержания уровня боковых лепестков в рамках требований ТЗ. Кроме того, были установлены поглотители на боковые панели линзы, а также компенсирующие отражения опоры в виде тонких металлических стержней, в окружении нескольких диэлектрических слоев, поддерживающие панели линзы (разработка Белкина Н.А., Котельниковой Г.А.). По результатам проведенных испытаний на каждом секторе приемной антенны по источникам внеземного радиоизлучения (Зимин С.С., Быканова А.М., Усов К.А., Журавлев В.С.) в 1975-1976г было установлено существенное улучшение отношения сигнал/шум в приемном тракте.
С 1978г по май 1989г РЛС «Дунай-3М» выполняла свои функции, находясь на боевом дежурстве. Следует отметить плодотворную работу и творческий контакт директора НИИ-37 (НИИДАР) Ф.Лукина (с августа 1960г по март 1963г) и В.Сосульникова в период ответственных работ на «Дунае-2» и при определении облика РЛС «Дунай-3». С марта 1963г функции директора исполнял уже В.И.Марков.
РЛС ДУНАЙ-3У, РЛС—ДУНАЙ-3УП
В конце 1965г приказом министра радиопромышленности В.Калмыкова Главным конструктором РЛС «Дунай-3У» и Главным конструктором экспериментального образца этой РЛС был назначен А.Мусатов. В этот период времени шло совершенствование средств ракетного нападения путем оснащения их различными средствами преодоления (КСП) ПРО. Поэтому перед РЛС ставилась задача обеспечить высокую пропускную способность, вести обнаружение и построение траекторий до 30 СБЦ с возможностью поэлементного сопровождения. Указанная задача могла быть решена при создании РЛС как единой информационной системы - системы массового обслуживания. Исследуя эти проблемы, Главный конструктор пришел к выводу о необходимости создания экспериментальной РЛС «Дунай-3УП» на полигоне «А» вблизи озера Балхаш.
Озабоченность перспективами развития РЛС ДО возникала еще до 1965г. Так, в 1964г в НИИ-37 под руководством В.Сосульникова был выпущен эскизный проект по перспективам дальнейшего развития РЛС ДО системы А-35. Основным направлением такого развития являлся поиск путей модернизации АФУ с целью существенного снижения его стоимости при сохранении потенциала и разрешающей способности по дальности. При решении этой задачи проводилось рассмотрение варианта изменения конструкции антенных полотен - наиболее трудоемкой и дорогостоящей части АФУ. Был предложен вариант замены полуволновой структуры волноводных «линеек» в АФУ на четвертьволновую. Предварительный анализ экономических характеристик такого АФУ, показал, что стоимость материала, оснастки и изготовления типового элемента АФУ в четвертьволновом варианте исполнения в 3,5 раза меньше, чем в полуволновом варианте исполнения. Также было отмечено, что использование этого варианта обеспечивает получение эллиптической поляризации сигнала без применения поляризационного фильтра, что также снижает стоимость АФУ.
В течении 1964-1965гг и половины 1966г была проведена работа по проектированию, изготовлению и исследованию параметров четвертьволновых структур. Опытные образцы структурных секций были изготовлены предприятием г.Казани по технологии изготовления полуволновых структурных секций АФУ РЛС «Дунай-3» и с использованием существующего оборудования и оснастки. Результаты теоретических и экспериментальных исследований приведены в НИР «Антенна». Работа проводилась при активном участии вновь назначенных главными разработчиками приемной и передающей антенн РЛС «Дунай-3УП» Е.Кукушкина и И.Непомнящего.
Как вспоминает начальник антенного подразделения в тот период Шубов А.Г.: «на стол Сосульникову В.П. были положены результаты расчетов и чертежи на обе структуры. Ознакомившись с ними, он собрал совещание с участием разработчиков, конструкторов и технологов, попросил высказать свое мнение. Помню, все выступавшие единодушно призывали ГК выбрать вариант с четвертьволновой структурой с учетом преимуществ, главным образом, с точки зрения экономики. Сосульников В.П. всех выслушал, поблагодарил и объявил, что он выбирает вариант с полуволновой структурой».
Своим приказом министр радиопромышленности обязал НИИ-37 создать РЛС Дунай-3УП с вводом ее в эксплуатацию в 1968г. В марте 1967г коллектив антенного подразделения, в связи с существенным расширением объема работ и сжатых сроков их выполнения, пополнился новыми специалистами: Г.Евстроповым, Г.Степаненко, Л.Филипповым, С.Господарским, и С.Царапкиным, которым персонально была поручена разработка и создание АФУ для РЛС «Дунай-3У» и «Дунай-3УП». Работа над эскизным проектом была завершена в 1968г.
АФУ для РЛС Дунай-3УП (и для РЛС Дунай -3У) также содержала аппаратуру функционального контроля, которая разрабатывалась НИИДАР теперь совместно с КБРП. Диаграммо-формирующая линза была отработана на моделях и макетах. Конструктивный облик АФУ, по установившейся традиции, определяли сотрудники КБРП Д.Королев, Е.Теленков, И.Резаков, А.Белов, В.Ефремов при активном участии сотрудников НИИДАР- (помимо вышеупомянутых и Будже К.Н., в части линзы- Котельникова Г.А., Орлова К.Я., Белкин НА, Самусева СЮ, в части аппаратуры ФК-Зимин СС с коллегами). Основу раскрыва АФУ РЛС «Дунай-3УП» по решению Мусатова А.Н. и Евстропова Г.А. составили волноводные «линейки» с четвертьволновой структурой. Как вспоминает начальник антенного подразделения в этот период А.Шубов «при создании АФУ изделия «Дунай-3У», с учетом более жестких требований по сравнению с изделием «Дунай-3УП», в ключевом элементе –излучающей линейке антенного полотна - использовались такие же линейки с «полуволновой» замедляющей структурой, что и на первом изделии «Дунай- 3». По своим радиотехническим параметрам они оказались предпочтительней линейкам с четверть- волновой замедляющей структурой. Вместе с тем, облик АФУ существенно изменился. Апертура приемного АФУ изделия «Дунай-3У» составляла 100м х 50м. Изменилась конструкция щелевых излучателей линеек. В антенное полотно введены элементы развязки, уменьшающие паразитную связь между линейками. Типовые панели диаграммо-формирующей линзы, излучатели линзы и облучатели остались практически теми же, но существенно, по сравнению с изделием «Дунай-3», изменилась конструкция боковых панелей… в АФУ РЛС «Дунай-3У» были введены три линзы... В изделии «Дунай-3У» впервые был применен протяженный волноводный тракт гетеродинного сигнала, проложенный в коллекторе между передающей и приемной позициями. Наконец, значительные отличия были внесены в фидерный тракт передающего АФУ».
Кооперация заводов-изготовителей антенны, в основном, сохранилась. Приемо-сдаточные испытания АФУ РЛС «Дунай-3УП» и «Дунай-3У» проведены методом облета и по внеземным источникам радиоизлучения той же группой специалистов, что и при испытаниях АФУ РЛС «Дунай-3», но с привлечением сотрудников от КБРП. Испытания передающей и приемной антенн РЛС «Дунай-3У» были завершены в 1974г. Следует здесь отметить один эпизод, который в дальнейшем мог быть использован Евстроповым Г.А. при решении вопроса о возможности расширения СЭС АФУ РЛС «Дунай-3У». При испытаниях передающего АФУ на разных этапах монтажа по инициативе Зимина С.С. были про- ведены измерения параметров ДН и КУ при максимальном отклонении луча ДН от нормали к раскрыву на 28 и даже на 29 градусов ( на 4 градуса более, чем требовалось по ТУ)
Немалые трудности при разработке проекта были связаны с отсутствием мощных широкополосных с большим коэффициентом усиления и большим сроком службы электровакуумных приборов для обеспечения требуемых характеристик в передающем тракте. Проблема была успешно решена совместно с НИИ «Титан». В РЛС «Дунай-3У» это позволило запитать каждую из 30 волноводных «линеек» от отдельного передатчика мощностью 100 кВт без паразитных колебаний и с низким уровнем собственных шумов, который был достигнут за счёт прецизионно поддерживаемого параболического закона изменения фазы модулирующего сигнала (ЛЧМ-сигнала). Как проектировал Мусатов А.Н. с коллегами «в состав каждого передатчика входят возбудитель с выходной мощностью 50 Вт и мощный усилитель на ЛБВ «Весна». Перестраиваемые ферритом генераторы возбудителей управляются автоматическими фазовыми системами, которые путем сравнения на специальных чувствительных элементах фаз колебаний, снимаемых с центров волноводов с фазами колебаний опорного тракта, изменяют фазы колебаний генераторов по заданному параболическому закону». Требуемое амплитудное и фазовое распределение вдоль волноводных «линеек» обеспечивается конструктивным исполнением волноводов и высокой точностью их изготовления. «Наклон фазового фронта в угломестной плоскости задается от системы автоматического управления (САУ) и отслеживается автоматическими фазовыми системами (СУФ),как указывалось выше, путем сравнения фаз колебаний, снимаемых с центров волноводных «линеек» с фазами колебаний от опорного тракта. Опорный тракт- основа передающего устройства. В нем формируются колебания на излучаемой частоте с ЛЧМ и синусоидальной фазовой модуляцией. На чувствительные элементы каждого из 30 передатчиков подаются выходные колебания с опорного тракта и излучаемые колебания с центров каждой из 30 волноводных «линеек» Амплитуда сигнала с головок дает информацию о величине рассогласования по фазе, а фаза колебаний определяет только знак сигнала ошибки, что исключает зависимость слежения по фазе от фазовых характеристик усилителей фазовой следящей системы». Система автоматического управления (САУ) РЛС при обзоре пространства выбирает нужную последовательность подключения головок к СУФ в зависимости от положения фазового фронта угломестной плоскости.
Аппаратура синхронизации обеспечивает 2 режима работы: автономный (опорные колебания формируются кварцевым генератором) и внешний (от службы единого времени - СЕВ). Синхронизирующие импульсы стабилизированы также, как в системе формирования ЛЧМ. В итоге все 30 элементарных передатчиков передающей позиции «стартуют» одновременно с точностью 5 нано сек. Создание аппаратуры передающей позиции и ее надлежащее функционирование в составе РЛС обеспечили опытные специалисты НИИДАР: Белкин Е.Н., Квасников В.А., Масленников А.А., Сорокин С.Н., Измайлович Е.А., Анохин Б.Н., Козырев В.А., Махов Ю.П. (в части системы охлаждения). Энергоснабжение РЛС и создание источников питания, включая мощные 500кВт, высоковольтные 30КВ, кремневые управляемые выпрямители и вторичные источники питания осуществили под руководством Белополского ИИ: Гейман Г.В, Богданов О.И., Ивкин А.Е., Сосонко С.М., Клюквин В.В., Пикалова Л.Г., Тихонов В.И., Есин В.А., Финогенов Е.В., Андриенков В.А., Христианов А.С., Осипов В.И., Герасимова Г.И.
В РЛС «Дунай-3У» обзор пространства по углу места осуществляется по типу телевизионного растра- за 16 строк. Минимальный угол места 0,5 град. Темп обзора пространства 4 сек. Первая строка просматривается каждую секунду, вторая через 2 секунды, остальные 14 строк через 4 секунды. Все 16 строк обслуживают 80 приемников. В каждой строке к 5 приемникам подключаются одновременно 5 линеек спектроанализаторов по 10 000 каналов с полосой пропускания 800Гц, таким образом одно азимутальное направление одновременно обслуживают 50 000 каналов. Все каналы имеют одинаковый коэффициент усиления. Для обеспечения необходимого отношения сигнал/шум в каждом канале установлены МШУ.
Итог - приемное устройство обнаруживает все космические объекты в секторе обзора, сигналы которых превысили порог обнаружения. Т.е., приемное устройство имеет неограниченную пропускную способность по обнаружению и измерению сигналов от космических объектов. Создание уникального приемного устройства под руководством М.К. Широкожухова осуществили В.Н. Козлов, В.М. Рассадин, П.К. Никифоров, Л.Н. Ануфриев, Л.И. Котова. Для обеспечения точного измерения координат цели в составе приемного антенного устройства была предусмотрена аппаратура контроля температуры антенного полотна, обеспечивающая возможность внесения поправок в углочастотную характеристику антенн.
Система массового обслуживания РЛС обеспечивает автоматическое обнаружение всех космических объектов в секторе обзора, построение траекторий одиночных и сложных боевых целей (СБЦ), классификацию и хранение в САУ параметров сопровождаемых объектов. Система имеет в своем составе два канала-грубый и точный. Систему распределения информации в этом комплексе разработали Ф.Гневашев и В.Лапин.
Особая роль в разработке проектов РЛС «Дунай-3УП» и «Дунай-3У» –создание вычислительных комплексов на базе специальных вычислительных машин Т-340А, К340А, работающих в системе остаточных классов (идеологи Акушский И.Я., Юдицкий Д.И. – были приглашены в 1960г в НИИДАР Лукиным Ф.В.), обладавших высочайшим быстродействием на тот период времени - более 2,4 млн. простых операций в секунду. Это была самая быстродействующая ЭВМ в мире. Особая роль в научной разработке и создании вычислительных комплексов ЦВС и САУ на специальных вычислительных маши- нах К-340 принадлежат коллективу трудившемуся под руководством Васильева Л.В.: Андрианову Е.С., Хмелеву А.Ф., Черняеву В.С., Тюрину М.
Серийное производство СЦВМ К340 было освоено на опытном заводе НИИДАР.
В 1974г начались испытания 1-ой станции по реальным целям. С мая 1978г две РЛС «Дунай-3У» были поставлены на боевое дежурство. РЛС были созданы в исключительно сжатые сроки, в этом определяющая роль принадлежит Главному конструктору А.Мусатову и его штабу квалифицированных заместителей по направлениям: Е.Белкину– первому заместителю Главного конструктора, Г.Евстропову (АФУ), В.Квасникову (передающая позиция), Б.Дунаеву (САУ), Л.Васильеву (ВК), С.Миронову (алгоритмы и программы), Б.Анохину (руководитель всех работ по РЛС «Дунай-3УП). Главный конструктор РЛС в своих воспоминаниях счел необходимым отметить весомую роль и вклад в создание РЛС командиров и офицеров воинской части. Добрые слова высказаны в адрес командира в.ч. Н.Родионова и главного инженера Н.Назарова, и в адрес командира объекта 2501 полковника Демидова (РЛС «Дунай-3УП).
В 1983г после установки США ракет «Першинг» на территории ФРГ и на севере Италии, находящихся вне зоны обзора РЛС «Дунай-3У», возникла необходимость преодоления этого опасного для страны решения Запада. Как вспоминает Назаров Н.М.: «мне, работающему с 1981г в НИИДАР (Главным конструктором в этот период был назначен Миронов С.И.) в должности начальника отдела, было предложено в 2-х недельный срок представить технические предложения по расширению секторов РЛС «Дунай-3У» на 3 градуса…3 декабря 1983г мне было приказано выступить с предложениями НИИДАР о возможности расширения азимутального сектора на 3 градуса в Кремле на расширенном заседании ВПК с участием высшего командного состава войск ПВО и ПРО страны, дирек- торов НИИДАР, НИИ «Радиофизика». На заседании я изложил содержание предложений: необходимую доработку можно начинать в ближайшие дни, кроме доработок передающего антенного устройства. К доработке последнего можно приступить после тщательного анализа его состояния из-за ожидаемого дополнительного нагрева структурных секций антенного полотна… Необходимо продумать и реализовать все мероприятия для охлаждения структурных секций антенного полотна. В противном случае структурные секции АФУ могут сгореть или лопнуть… После моего выступления руководитель заседания-председатель ВПК Горшков ЛИ заявил, что я «правая рука Рейгана, ставленник империализма в Советской Армии и все сделал своими предложениями, чтобы США уничтожили город Москву и что я должен быть разжалован и осужден как американский шпион. На заседании из присутствовавших никто меня не поддержал, кроме член–корреспондента Академии наук СССР директора НИИ «Радиофизика» Бубнова Г.Г., который заявил, что полностью одобряет технические предложения и немедленно их подписывает. После 15 мин перерыва мне было приказано возглавить все работы по расширению сектора. 4 декабря эти работы начались». Итог: все инженерные трудности и проблемы были преодолены, расширение зоны обзора РЛС обеспечено, станция функционирует до настоящего времени. Работу выполнили по своим направлениям сотрудники НИИДАР и КБРП («Радиофизика»): Евстропов Г.А., Колобова Л.П., Козлов В.Н., Первушин П.П., Квасников В.А., Васильев Л.В., Черняев В.С., Соломатин В.В., Савин А.Н., Будже К.Н., Луганский В.Д., Никифоров П.К., Никифоров В.К., Царапкин Г.В., Хмелев А.Ф., Туркенич А.Е. и ответственные представители КБРП: Белов А.И., Васильев А.В., Салахетдинов С.С.
По материалам, представленным Г.Евстроповым, «РЛС «Дунай-3У» вносит существенный вклад в решении задач ККП, в частности, главной задачи СККП – поддержании каталогов космических объектов (КО), находящихся на орбитах ИСЗ. Вклад оценивается следующими цифрами:
-- от СРЛС 61(западный сектор) и СРЛС 62 (восточный сектор) поступало 50% всех измерений;
-- СРЛС 61 и СРЛС 62 участвовали в контроле 98% всех сопровождаемых объектов каталога;
-- 50% всех объектов каталога (около 2500) контролировались, в основном, по информации СРЛС 61 и СРЛС 62;
-- среди измерений , участвующих в процессе обнаружения КО, около 90% - измерения РЛС «Дунай-3У».
При этом, в отличии от других РЛС, «Дунай-3У» работает в дециметровом диапазоне волн, что позволяет получать измерения по объектам с размером от 15см до 40см. Западная РЛС показала свои высокие характеристики при работе по малоразмерным целям с ЭПР 0,017, выпущенным с корабля «Шатл».Все цели были обнаружены на максимальной дальности и сопровождались до выхода из сектора ответственности станции. Информация передавалась на вышестоящие КП. К настоящему моменту СРЛС-62 отработала тройной гарантийный срок, СРЛС 61 действует до сих пор».
Зимин Станислав Сергеевич