CC BY-NC
152Genesis: исторические исследования
Правильная ссылка на статью:
Борисова Н.А — Возникновение радиолокации в разных странах: сравнительно-исторический анализ // Genesis: исторические исследования. - 2020. - № 7. DOI: 10.25136/2409-868X.2020.7.33501 URL: https ://nbpubMLcom/fcary_read_article.php?id=33501
Возникновение радиолокации в разных странах: сравнительно-исторический анализ
Борисова Нина Александровна
кандидат технических наук
заместитель директора по науке и технике, Центральный музей связи имени АС.Попова
190121, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Почтамтская, 7
Статья из рубрики "История науки и техники"
DOI:
10.25136/2409-868X.2020.7.33501
Дата направления статьи в редакцию:
20-07-2020
Аннотация.
Предметом исследования является деятельность участников первых радиолокационных проектов в странах, которые стояли у истоков радиолокации (СССР, США, Великобритании, Германии), направленная на создание опытных образцов и улучшение технических характеристик нового оборудования. Цель исследования — определение места советских работ в генезисе радиолокации. Эволюционный процесс создания первых радиолокаторов, проходивший в основном в довоенный период (1930-е гг.), рассмотрен для каждой страны отдельно, выявлены отличия и общие черты. Все страны к моменту собственного вступления во Вторую мировую войну имели на вооружении небольшое количество (десятки штук) радиолокаторов метрового и дециметрового диапазона, обладавших небольшими дальностью и точностью радиообнаружения. Изобретение мощного многорезонанаторного магнетрона сантиметрового диапазона («сердца» радиолокатора) стало революционным событием, так как только переход в сантиметровый диапазон мог улучшить параметры радиолокаторов, влиявших на успех боевых действий. Особое внимание в статье уделено малоизвестным событиям из истории этого изобретения. Впервые выполненный сравнительный анализ возникновения радиолокации в разных странах (в том числе с учетом зарубежных исследований) доказывает, что уникальная конструкция советского многорезонаторного магнетрона Алексеева-Малярова имела приоритет, и, вероятно, была скопирована за рубежом. Результатом исследования является новое знание, иллюстрирующее картину возникновения радиолокации в целом и раскрывающее отечественный вклад в мировую
историю радиолокации в частности. Популяризация отечественных достижений науки и техники в средствах массовой информации, музейной и образовательной деятельности может стать сферой применения нового знания.
Ключевые слова: радиолокация, история радиолокации, радиолокация в СССР, радиолокация в США, радиолокация в Великобритании, радиолокация в Германии, многорезонаторный магнетрон, Рэндалл и Бут, Алексеев и Маляров, Бонч-Бруевич
Введение
Первые радиолокационные проекты относятся к 1930-м гг., хотя идеи поиска невидимых глазу объектов с помощью отраженных от них радиоволн были известны еще в конце XIX в. Воплощение радиолокации в жизнь стало возможно по мере развития радиосвязи, изучения и практического освоения сначала КВ, а потом УКВ-диапазона, первых успехов в области радиотехники и радиофизики, а также создания опытных образцов электровакуумной СВЧ-техники.
Несмотря на то, что радиолокация широко применяется в настоящее время, нельзя забывать, что ее рождение было связано с военными потребностями — задачей обнаружения кораблей и самолетов в боевых условиях при плохой видимости. Применяемые в 1920-х-нач.1930-х гг. в авиации оптические и звуковые устройства обнаружения перестали справляться со своими задачами в условиях непрерывно возраставших скоростей и высот полётов. Ответом на новые потребности стала разработка радаров - устройств радиообнаружения и измерения дальности. «Радар» (англ. radar) является сокращением от англ. Radio Detection and Ranging. В отечественной теории и практике чаще используют равнозначный термин «радиолокационная станция (РЛС)».
Разработка кардинально новых военных технических решений во всех странах проводилась в режиме секретности. Этот фактор и по сей день тормозит исторические исследования генезиса радиолокации.
Немногое изменилось с тех пор (1962), как один отечественных инициаторов первых советских радиолокационных проектов М. М. Лобанов писал, что «в нашей военной печати история развития радиолокации почти не описывалась, и поэтому нередко еще высказывается мнение, будто радиолокация является научно-техническим достижением заграницы, в частности США и Англии, и что она пришла к нам по ленд-лизу во время войны» [1, с-13""
Отечественная историография представлена, в основном, воспоминаниями участников первых радиолокационных проектов. В мемуарах нередко встречается различное изложение одних и тех же событий, иногда прослеживается путаница в датах и в названиях организаций. С учетом того, что воспоминания не единичны [1 - 11], возможно воссоздание общей картины научных исследований, инженерно-технических разработок и их результатов. Однако такая задача долго не ставилась, а многочисленные отечественные работы [12 - 20], увидевшие свет в начале XXI в., носят поверхностный характер, так как основаны на фрагментарном использовании мемуарной литературы и нескольких зарубежных переводных работ, связанных с историей радиолокации, магнетронов и СВЧ-техники [21 - 24].
К истории радиолокации имеет непосредственное отношение изобретение многорезонанаторного магнетрона. Он дал возможность получить кратчайшие по длине
волны колебания наибольшей мощности, которые обеспечивали лучшие параметры радиолокаторов. В отечественной историографии достаточно широко представлены технические аспекты эволюции магнетронов, но не исторические.
Это обстоятельство стало причиной запросов в Центральный музей связи имени А.С.Попова от зарубежных историков по поводу истории изобретения известного на Западе магнетрона Алексеева-Малярова, судьбы разработчиков, а также истории первых советских радиолокационных проектов. В поиске ответов на эти вопросы автором статьи было выполнено исследование, завершившееся докладами на международных и российских конференциях, а также рядом публикаций [25 - 29]. Оно не затрагивало состояние дел с зарубежными проектами и было посвящено исключительно отечественному сегменту радиолокации.
Таким образом, неясными остались общая картина зарождения радиолокации в разных странах и место советских работ в этой картине. До сих пор мало, что можно противопоставить встречающемуся мнению: радиолокаторы в нашу страну привезли по ленд-лизу союзники во время Второй мировой войны, а изобретение Алексеева-Малярова является рядовым, одним из многих на пути совершенствования радиолокационной техники.
Предмет, цель и методы исследования
Предметом исследования является деятельность участников первых радиолокационных проектов в странах, которые стояли у истоков радиолокации (СССР, США, Великобритании, Германии), направленная на создание опытных образцов и улучшение технических характеристик нового оборудования. Цель исследования — определение места советских работ, в том числе изобретения Алексея-Малярова, в генезисе радиолокации.
Не существует единого мнения насчет того, что считать началом радиолокации, может ли какая-то одна страна претендовать на приоритет в этой области, кто больше преуспел в технических параметрах новой техники. Чтобы разобраться во всех этих вопросах и достичь поставленной цели, необходимо выполнить сравнительный анализ первых советских и зарубежных радиолокационных проектов.
Хронологические рамки исследования ограничены в основном периодом нач.1930-х-нач. 1940-х гг., но затрагиваются также отдельные события более раннего периода, относящиеся к предыстории радиолокации.
В основу методологии данного исследования, кроме историко-сравнительного, положен историко-типологический метод исследования. В качестве типологического принципа, позволившего структурировать исследование, выбрана национальная принадлежность первых радиолокационных проектов. Для каждой из стран дано историческое описание первых зарубежных радиолокационных проектов в хронологическом порядке.
При формулировке выводов использованы элементы историко-антропологического подхода, учитывающие ментальность и традиционные особенности поведения представителей различных наций.
Результаты исследования
СССР
Успеху первых радиолокационных проектов в СССР во многом способствовал опыт
самостоятельного решения теоретических задач радиосвязи и практического внедрения радиовещания в условиях научно-технической изоляции в послереволюционный период. Многие ученые-физики и инженеры-практики поверили в свои силы и в возможность избавления от иностранной зависимости в вопросах новой техники. Эту уверенность несколько поколебало возобновление иностранных закупок в сфере электросвязи и заключение договоров об иностранной технической помощи в 1920-х гг. после снятия изоляции.
Возможно, этот факт и стал причиной первоначального отказа, полученного военными специалистами от представителей науки в ответ на предложение заняться вопросами радиообнаружения объектов и определения их координат (1932). Мотивировка отказа — за границей такого еще не делали. «Бредовая» (по первоначальному впечатлению учёных и инженеров) идея использовать радиоволны для обнаружения самолётов появилась у военных, работавших в организационных структурах Народного комиссариата обороны (НКО). В 1930-х гг. заказчиками радиолокационных проектов стали два управления НКО — Главное артиллерийское управление (ГАУ) и Управление противовоздушной обороны (УПВО). Интересы ГАУ представлял М. М. Лобанов [1-4], интересы УПВО — П. К. Ощепков
Технические требования этих двух заказчиков отличались. Для УПВО с целью обнаружения самолётов достаточно было определять две координаты цели. Для ГАУ (зенитная артиллерия) важно было определять три координаты цели и более точно. В результате начались разработки двух групп радиолокационных станций (РЛС) — отдельно по заказам УПВО и ГАУ.
Исполнителями стали научно-исследовательские институты (НИИ) в Ленинграде, Харькове, Нижнем Новгороде. Постепенно начали образовываться научные базы по разработке первых советских радиолокационных проектов.
Первая научная база занималась только заказами ГАУ. Сначала работы велись в Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) в Ленинграде, затем были переведены в Центральную военно-индустриальную радиолабораторию (ЦВИРЛ) в Нижнем Новгороде (1935). Это направление существовало в течение 1934-1937 гг. В октябре 1933 г. был заключен первый договор «Пеленгация самолетов на дециметровых волнах», а 3 января 1934 г. провели испытание. Результат: при высоте полета 100-150 м дальность обнаружения составила 600-700 м. «Если судить по цифрам, — писал заказчик от ГАУ Лобанов, — то это совсем небольшое расстояние, однако по существу это очень много значило, так как проведенный опыт можно практически считать началом «рождения» отечественной радиолокации и исходной вехой ее последующего блистательного развития» [3, с-33-441.
В 1934-1935 гг. в ЦРЛ разработали установку для радиообнаружения и наведения зенитного прожектора. Потом проект был переведен в ЦВИРЛ и шел там под шифром «Енот» до 1937 г., была достигнута дальность обнаружения около 3 км. В 1937 г. работы прекратили, так как в конкурировавшем НИИ-9 аналогичные работы продвинулись значительно дальше.
Вторая научная база сформировалась на основе Ленинградского научно-исследовательского института (ЛЭФИ). Работы велись по заказам ГАУ (1934, эскизный проект) и УПВО (1934-1935, установка «Рапид» с непрерывным излучением). Затем ЛЭФИ был расформирован и на его основе создан секретный НИИ - 9. В 1935-1941 гг. НИИ-9 реализовал ряд проектов для ГАУ («Сталь», «Буря», «Гроза», «Луна» и др.),
которые доходили до стадии опытной эксплуатации экспериментального образца и прекращались. В отличие от западных коллег советские разработчики слишком долго искали совершенные технические решения и не переходили к практическому внедрению.
Третья научная база, возникшая в УПВО осенью 1934 г., положила начало научным исследованиям по радиолокации в самом военном ведомстве. Сначала в небольшом опытном секторе под руководством Ощепкова велась работа над проектом радиолокатора «Электровизор» (1934-1936), но надежного функционирования оборудования получить не удалось. В 1937 г. это подразделение УПВО (уже без Ощепкова, который был арестован) присоединили к научно-испытательному исследовательскому институту Рабоче-крестьянской Красной Армии (НИИИС РККА) и поручили, как можно быстрее, решить задачу оснащения ПВО радиолокационными средствами. В итоге, на основе ранее (1934) разработанной и испытанной в ЛЭФИ аппаратуры с непрерывным излучением «Рапид» была создана РЛС «Ревень». «В сентябре 1939 г. приказом Народного Комиссара Обороны система радиообнаружения самолетов „Ревень" была принята на вооружение под названием „РУС-1"
(радиоулавливатель самолетов)» ^^ Около 45 комплектов «РУС-1» было выпущено радиозаводом до начала Великой Отечественной войны (1941) ^——9—с,11]. В дальнейшем их сменили более совершенные импульсные радиолокаторы «РУС-2» расстояние обнаружения до 100 км), созданные благодаря работам институтов, вошедших в четвертую научную базу. «К 10 июня 1941 г. были изготовлены и сданы Наркомату обороны десять комплектов РУС-2» [30, с-46"".
Четвёртая научная база была создана на основе Ленинградского Физико-технического института (ЛФТИ) в кон. 1934-нач.1935 гг. Началом работ стал договор со структурами УПВО из Третьей научной базы, заключенный сначала с ЛЭФИ — институтом, который был вскоре расформирован. На его базе организовали НИИ-9 (с совершенно иной тематикой), директор ЛЭФИ академик А.А. Чернышев перешел работать в Москву, а часть сотрудников, в их числе Д.А. Рожанский и Ю.Б. Кобзарев — в Физико-технический институт Академии наук (ФТИ АН). Директор института академик А. Ф. Иоффе в марте 1935 г. поручил Рожанскому возглавить работу по импульсной радиолокации (проект «Редут», получивший впоследствии шифр «РУС-2»). В помощь Рожанскому был назначен молодой инженер Кобзарев (будущий академик) и два студента-политехника — Павел Погорелко и Николай Чернецов. После смерти профессора Рожанского группу возглавил Кобзарев [18, с-265"". в 1938 г. небольшой коллектив, получивший вскоре Сталинскую премию, добился успехов в экспериментах по созданию РЛС дальнего обнаружения с импульсным излучением. Комитет обороны при Совете народных комиссаров СССР принял решение (постановление от 2 апреля 1939 г.) продолжить эти работы силами НИИ-20 [30, с-44"" — института, работавшего в тесном контакте с промышленностью.
Пятая научная база сформировалась на Украине. В 1937 г. Украинский физико-технический институт (УФТИ) в Харькове был подключен к разработке промышленных образцов РЛС по заказзам ГАУ, основанных на импульсном методе. Средства того же назначения, основанные на непрерывном методе, разрабатывались в НИИ-9. Спроектированная в УФТИ установка «Зенит» имела недостатки, воспрепятствовавшие началу ее промышленного производства. Однако, следует отметить успешное сотрудничество УФТИ с ГАУ УПВО в другом направлении — разработке СВЧ-приборов (генераторных ламп, магнетронов и т.п.) для РЛС.
Магнетрон Алексеева-Малярова.В первых советских радиолокационных проектах нашли применение магнетроны метрового и дециметрового диапазона, созданные в
лабораториях УФТИ, ЦРЛ, ЦВИИРЛ, ЛФТИ и других учреждений. Среди них не магнетрона, известного в мире как магнетрон Алексеева-Малярова, который (благодаря уникальной конструкции) мог генерировать в сантиметровом диапазоне в непрерывном режиме 300 Вт колебательной мощности. В одном из немецких журналов в то же время как о великом достижении сообщалось о получении на тех же длинах волн колебаний
мощностью 1 Вт [31' с-321-3221
Разработка многорезонаторного магнетрона для сантиметрового диапазона с конца 1935 г. велась в секретном НИИ-9 силами небольшой группы специалистов под руководством Михаила Александровича Бонч-Бруевича. В нее входили молодой талантливый инженер Николай Федорович Алексеев (1910-1974) и прекрасный экспериментатор-практик Дмитрий Евгеньевич Маляров (1904-1942). Еще в 1929 г. Бонч-Бруевич запатентовал идею создания колебательных систем, состоящих из многих контуров, для повышения мощности ламповых генераторов. Было решено использовать эту идею при конструировании многорезонаторного магнетрона, способного работать в микроволновом диапазоне, потому что другие известные способы не помогали. Наилучшие результаты получили в марте — апреле 1937 г. при испытаниях магнетрона, анодный блок которого состоял из 4-х резонаторов типа щель-отверстие. Достигнутая колебательная мощность в непрерывном режиме составляла около 300 Вт при длине волны 9 см и коэффициенте полезного действия 20 %. Потом получили колебания с еще меньшими длинами волн: 7,5 см; 5,0 см; 2,5 см; 1,0 см. Таким образом, был перекрыт весь сантиметровый диапазон. Кроме того, были изготовлены и испытывались магнетроны с 8 и 120 резонаторами. Однако, как вспоминает непосредственный участник этих работ Алексеев, работа с этими магнетронами не была закончена, так как в начале 1938 г. лаборатория Бонч-Бруевича влилась в антенную лабораторию. Работы группы были прекращены к началу 1938 г. «как не вошедшие в специальные устройства»^]
По воспоминаниям Алексеева, «статья, содержащая описание методов разработки, полученных научно-технических результатов и конструкций приборов, была сдана в редакцию „Журнала технической физики" (ЖТФ) в середине 1939 г., перед тем с
содержанием статьи было ознакомлено большое число сотрудников института» [32, с-1631. Кроме того, эта работа послужила основой доклада, прочитанного авторами на Ленинградской конференции по СВЧ-колебаниям. Таким образом, по словам Алексеева, «до передачи рукописи в ЖТФ с результатами разработки многорезонаторного магнетрона был ознакомлен широкий круг людей» [32, с-1631, что допускало возможность утечки информации. В 1944 г. за рубежом статья из ЖТФ[33] была перепечатана на английском языке l34!. Отсутствие среди авторов фамилии Бонч-Бруевича привела к тому, что в историю техники вошел магнетрон Алексеева-Малярова, а решающий вклад руководителя оказался не зафиксированным. Случайно или нет (в этом предстоит разобраться) оригинальная конструкция советского устройства очень похожа на английский магнетрон Рэндалла-Бута, и именно их считают авторами изобретения.
Один из очевидцев разработки СВЧ-приборов Г. И. Бабат, работавший в исследуемый период сначала инженером, а затем заведующим лабратории на электровакуумном заводе «Светлана» в Ленинграде, выдвинул свою версию того, как изобретение советского многорезонаторного магнетрона стало доступно иностранным специалистам еще до опубликования статьи Алексеева и Малярова в ЖТФ. По мнению Бабата это могло произойти через деловые и личные контакты советских инженеров со специалистами американской фирмы «Радиокорпорейшн» (англ., Radio Corporation of America, RCA). Контакты были многочисленными, так как в рамках заключенного в 1935
г. пятилетнего контракта регулярно осуществлялись «командировки американских специалистов в СССР и советских инженеров в Америку (ежегодно 100 человек)»
Описанная Бабатом история работы над советским многорезонаторным магнетроном, когда рабочие записи советских изобретателей случайно увез в США представитель «RCA», а потом их вернул, возможно, является вымыслом, но навеянным реальными событиями, что допустимо для романа. Именно таков жанр литературного произведения
«Магнетрон» i36! с которым в конце 1950-х гг. Бабат вместе с писательницей А. Л. Гарф победил в конкурсе[П] на лучшую книгу о науке и технике для детей старшего школьного возраста. Произведение, написанное отчасти эзоповым языком с завуалированными намеками на реальных людей и реальные события, удивительно точно передает отдельные фрагменты истории отечественной радиосвязи и радиовещания, технические детали длительного пути создания уникальной конструкции многорезонаторного магнетрона, тот колоссальный труд и терпение, которые были при этом затрачены. В романе «Магнетрон» писательница Гарф облекла в литературный сюжет документы из архива Бабата, который хранится в АРАН: дневниковые записи, материалы записных книжек[ПП
США
Американцы полагают, что начало военной радиолокации было положено их соотечественниками — сотрудниками радиоотдела Военно-морской исследовательской лаборатории (англ. Naval Research Laboratory) А. Тейлором и Л. Юнгом еще в 1922 г. Во время опытов с УКВ они обратили внимание на фазовые смещения принимаемых радиосигналов, происходившие вследствие их отражения от проходившего мимо парохода. В связи с этим, им пришла мысль, что таким способом можно обнаруживать неприятельские судна при плохой видимости, что чрезвычайно важно в условиях боевых действий на море. Наши соотечественники считают, что, если за начало радиолокации принять первый факт обнаружения нарушения приема радиосигнала вследствие преграды, то надо сказать, что русский изобретатель радио А. С. Попов еще в 1897 г., т.е. на 25 лет раньше, наблюдал такое явление в Финском заливе. Произошло это во время радиосеанса между кораблями «Африка» и «Европа», когда между ними проходил крейсер. Чтобы использовать обнаруженное явление на практике, необходимо было иметь соответствующие технологии. Их не было ни во времена Попова, ни в начале 1920-х гг., когда предложение Тейлора и Юнга о разработке устройства радиообнаружения не нашло поддержку в морском министерстве США.
Первые попытки реализации опытных образцов радаров в Военно-морской исследовательской лаборатории были сделаны только в первой половине 1930-х гг., примерно тогда же, когда и в СССР. Тейлор и Юнг сперва работали с непрерывным методом генерирования электромагнитных волн, потом переключились на импульсный. Однако окончательный выбор в пользу импульсного метода был сделан американцами намного быстрее, чем в СССР, что позволило им сконцентрировать ограниченные в условиях экономического кризиса ресурсы. Заказчиком работ так же, как и в Советском Союзе, выступали военные, но не армия, а флот. Заинтересованность в радиолокационных средствах именно военно-морских сил объяснялась географическим положением США.
Работа над импульсным радиолокатором в США была начата 14 марта 1934 г. Первый образец испытали в апреле 1936 г., а уже через три месяца приступили к опытной эксплуатации РЛС с улучшенными параметрами, а также успешно испытали антенный переключатель, что позволило использовать общую антенну для приема и передачи.
«Эти два быстро последовавших друг за другом усовершенствования позволили установить радиолокатор на корабле для испытаний на море, которые успешно прошли в
апреле 1937 года» [37' с-38].
Успешно продвигалась работа в направлении увеличения дальности обнаружения: 16 миль в 1937 г., 100 миль в 1938 г. В кон.1939-нач.1939 гг. были разработаны и испытаны единичные образцы морских версий радаров «XAF» и «CXZ». Затем в количестве 20 штук был изготовлен поисковый воздушный радар «СХАМ», который к началу вступления США в войну (декабрь 1941) успели установить на корабли. Модель «SC», разработанная на основе «СХАМ» и выпускаемая компанией «Дженерал Электрик»
(англ. General Electric), стала крупносерийной (500 штук) t38^ Наибольшее распространение получили РЛС под шифром SCR-268 и SCR-270. Параметры SCR-270: частота 106 МГц, импульсная мощность 100 кВт, длительность импульса 1-25 мкс, частота повторения 621 Гц, дальность обнаружения 100 миль, в то время как примерно те же параметры и ту же дальность обнаружения (150 км) обеспечивала первая советская импульсная РЛС, разработанная раньше.
В 1940 г. к изготовлению РЛС приступила компания «Вестингауз» (англ., Westinghouse). «До вступления США во Вторую мировую войну было изготовлено 112 радиолокационных станций. В июне 1940 г. несколько станций было установлено в зоне Панамского канала, в 1941 — на Гавайских островах. На острове Оаху во время нападения Японии 7
декабря 1941 г. располагалось 6 РЛС» [39, с-641.
Количество РЛС, с которыми в конце 1941 г. США вступила во Вторую мировую войну, было примерно в два раза больше, чем в Советском Союзе. Это не очень большая разница, учитывая состояние промышленности в сравниваемых странах.
Производством первых РЛС во всех странах, в том числе и в США занимались предприятия, выпускавшие радиосвязное и радиовещательное оборудование. В США «в 1940 г. одних только радиовещательных приемников выпустили более восьми миллионов
штук (почти в 60 раз больше, чем в СССР)» [37, с-37]. Кроме того, уже в середине 1930-х гг. в США начался процесс специализации производства в рассматриваемой сфере, вылившийся в то, что число фирм, производивших радиоприемники, сокращалось, а фирм, производивших радиокомпоненты, росло. Такое разделение труда способствовало скорейшему внедрению в производство новой СВЧ элементной базы, необходимой для произ в о дс тв а Р Л С.
Однако даже в США с их развитой радиопромышленностью и научно-исследовательскими возможностями разработка и производство новой техники военного применения, в том числе РЛС, в довоенный период проходили с большим трудом. Поэтому потребовались радикальные меры со стороны правительства.
В июне 1940 г. был организован Научно-исследовательский комитет обороны (англ. National Defense Research Committee, NDRC), в задачу которого входила координация исследовательской работы по технике военного применения. Комитету удалось мобилизовать научные кадры посредством создания новых исследовательских центров, способствовать переходу промышленности от выпуска простых вещательных радиоприемников к изготовлению военной аппаратуры. «Центром по радиолокационным исследованиям в США стала Лаборатория излучения Массачусетского технологического
института» [40, с-13211.
Нужда в быстрой разработке новой техники заставила нейтральные Соединенные штаты
пойти на взаимодействие с воюющей Великобританией, которой в военных условиях не хватало промышленной мощности на освоение собственных технических новинок. В 1940 г. между США и Великобританией было подписано соглашение о взаимном обмене научно-технической информацией и опытом разработки РЛС. В результате удалось объединить усилия американских и британских радиолокационных лабораторий. В сентябре 1940 г. Британская делегация, возглавляемая Г. Т. Тизардом (англ. Henry Thomas Tizard) впервые прибыла в Вашингтон, и с этого времени началось взаимное ознакомление с секретными проектами. В историю это событие вошло под названием «миссия Тизарда». «Члены британской миссии посетили Военно-морскую исследовательскую лабораторию, лабораторию войск связи и Радиолабораторию военно-воздушных сил США, а также производственные предприятия, вовлеченную в работу по созданию РЛС. Они же продемонстрировали свою версию многорезонаторного магнетрона и снабдили американцев проектной документацией, которую промышленные
предприятия США смогли сразу же скопировать» [40, с-13211. Научный обмен сразу стал взаимовыгодным. Американцы передали англичанам свой антенный переключатель, использование которого позволяло использовать одну антенну на передачу и прием и таким образом существенно уменьшать габариты и стоимость новой радиолокационной техники. В Советском Союзе обе эти задачи были решены самостоятельно. Что же касается магнетрона, который считается английским, то есть основания полагать, что он был создан на основе советского магнетрона Алексеева-Малярова, и об этом далее.
Великобритания
В Великобритании интерес к радиолокации появился только в 1935 г. — позже, чем в Советском Союзе, США, Германии. Но события там разворачивались столь стремительно, что Великобритании быстро удалось стать лидером. Событиям 1935 г. предшествовало создание в 1934 г. в Великобритании Комитета по научным исследованиям противовоздушной обороны (англ. Committee for Scientific Survey of Air Defence, CSSAD). Географическое положение Великобритании (остров, находящийся невдалеке от авиабаз вероятных противников) делало актуальной защиту страны со стороны воздушного пространства. Инициатором создания CSSAD стал Гарри Уимперис (англ. Harry Wimperis) — директор исследований при Министерстве авиации. Руководителем назначили профессора, ректора Королевского Колледжа Г. Т. Тизарда, который в будущем (1940) инициировал и возглавил Британскую миссию в США.
Первое, что интересовало Уимпериса, насколько реальна для самолетов угроза от «лучей смерти», способных уничтожать города и людей, в создании которых, якобы, преуспела Германия. Можно ли создать подобную установку в целях защиты от авианалетов противника? Найти ответ на этот вопрос предложили руководителю сектора радио Национальной физической лаборатории Роберту Уатсону-Уатту (англ. Robert Watson-Watt). Теоретический расчет, оперативно выполненный молодым сотрудником лаборатории Арнольдом Уилкинсом (англ. Arnold Wilkins) и проверенный его руководителем Уатсоном-Уаттом, говорил о том, что такое устройство построить невозможно. Чем объяснить такую оперативность в принятии решения, которое оказалось правильным? Гениальностью и интуицией или недостатком глубоких знаний по те ме ?
В отечественном секретном НИИ-9 в течение нескольких лет исследовали возможность использования электромагнитного излучения как средства уничтожения самолетов противника, пока окончательно не убедились в бесперспективности данного направления В Германии также долго велись подобные исследования.
Уилкинс не только уведомил своего руководителя о том, что уничтожать с помощью электромагнитного излучения самолеты не получится. Он также сообщил, что слышал об обнаружении объектов с помощью отражения от них радиоволн. «Идея Уилкинса, проверенная Уатсоном-Уаттом, была сразу представлена Тизардом на заседании CSSAD
28 января 1935 г.» [41, с-55] и вызвала интерес, хотя идея «лучей смерти» всем казалась более эффективной.
12 февраля 1935 г. Уатсон-Уатт направил в Министерство авиации секретную докладную записку, в которой изложил концепцию системы обнаружения и определения местоположения самолетов радиотехническими методами. Чтобы убедиться в реальности концепции, члены CSSAD попросили устроить демонстрацию, подтверждающую, что радиоволны отражаются от поверхности самолета. Эксперимент, состоявшийся 26 февраля 1935 г., прошел успешно. После него был решен вопрос о финансировании создания нескольких опытных образцов РЛС и проведении опытных испытаний на военном полигоне. Если сравнивать с историей первых советских радииолокационных проектов, то подобный по своему назначению эксперимент в Советском Союзе проходил на год раньше — 3 января 1934 г. в Ленинграде на территории Гребного порта.
В рамках данного исследования не удалось установить, оформляли ли советские пионеры радиолокации заявки на свои секретные изобретения, но известно, что англичане оформляли. 2 апреля 1935 г. Уатсон-Уатт получил патент на радиоприемник
для обнаружения и определения местоположения летательного аппарата и
приступил к его реализации.
Местом проведения работ, которыми руководил Уилкинс, стал мыс Орфорд-Несс на побережье Северного моря. К середине мая 1935 г. там построили башни — шесть высотой 118 м для размещения передающих антенн и четыре высотой 80 м для приемных антенн. Эксперименты с РЛС начались в июне. 17 июня, когда удалось достичь дальности обнаружения самолетов на расстоянии 16 миль (26 км), для англичан стало ясно, что следует прекратить все работы по созданию конкурирующих систем обнаружения на основе звука, что и было сделано.
Информация для сравнения: в Советском Союзе при более впечатляющих результатах, достигнутых с начала работ в 1934 г., многие не верили в радиолокацию, вплоть до 1941 г., что вело к «войне мнений» и, как следствие, к неэффективной трате временных, трудовых и финансовых ресурсов. Например, «в 1939 г. против радиолокации выступало руководство кафедры акустических приборов Военной артиллерийской академии им. Ф. Э. Дзержинского <...>, кафедра считала нереальным обнаружение самолетов с помощью
радиосредств» [1, с-28].
К концу 1935 г. англичане завершили комплексные демонстрационные испытания, достигнув дальности радиообнаружения в 60 миль (97 км). Окончательно убедившись в целесообразности проекта обнаружения приближающихся бомбардировщиков по радиосигналам, британское правительство в декабре 1935 г. финансировало постройку системы из пяти РЛС у побережья Темзы с целью защиты Лондона от авиаударов.
К концу 1936 г. цепь из пяти станций была построена. Немцы знали о строительстве антенных сооружений, но не были уверены в их предназначении. Предприняв ряд проверок, они пришли к ошибочному заключению, что англичане строят новую систему дальней морской связи. Цепь радиолокационной защиты Великобритании, получившая название «Chain Home», к началу Второй мировой войны (1939) включала в себя около 20 радаров. Силы ПВО страны, несмотря на недостатки, присущие первым английским
РЛС, работавшим в метровом диапазоне, имели возможность готовиться к отражению атак и успешно сбивать самолеты противника.
В довоенный период в Великобритании разрабатывались радары не только для дальнего обнаружения самолетов, но и для корректировки стрельбы. Они нашли применение на земле, на кораблях и самолетах. В этом так же было отличие от первых советских радиолокационных проектов, предназначенных для создания исключительно наземной техники, что объяснялось профилем заказчиков — Управлений ПВО и артиллерии. По словам представителя ГАУ Лобанова, «для Военно-воздушных сил и Военно-Морского Флота к началу войны по радиолокации ничего сделано не было, так как научно-техническое руководство этих видов вооруженных сил вопросами радиолокации в предвоенные годы не занималось и работ в промышленности не вело» [1, с-271.
Высокая скорость, с которой конструировались в Великобритании первые радиолокационные установки, была обеспечена нацеленностью на результат и принципом «cult of the imperfect» (рус. «культ несовершенства», аналог известных афоризмов «лучшее — враг хорошего», «лучше синица в руках, чем журавль в небе»), пропагандируемым английским основоположником радиолокации Уатсоном-У аттом. Стремясь как можно быстрее создать радиолокационную защиту Великобритании, Уатсон-Уатт и его команда проектировали устройства, используя существующую элементную базу для метрового диапазона длин волн, а не тратили время на трудоемкую разработку новых компонентов для более эффективного сантиметрового диапазона. С одной стороны, такая политика дала возможность внедрить к началу войны радиолокационные станции в различные виды британских вооруженных сил. С другой стороны, станции, функционировавшие в метровом диапазоне, были лишены тех преимуществ, которые они бы имели, работая в сантиметровом диапазоне: более точное определение целей, и резкое уменьшение размеров аппаратуры. Это обеспечивало бы большую скрытность сооружений, их меньшую стоимость, а в авиации еще одно преимущество — возможность установки в кабину, а не на крылья и фюзеляж самолета.
С началом войны актуальность проблемы перехода в сантиметровый диапазон существенно возросла. Эта проблема неожиданно быстро, буквально за несколько месяцев, была решена англичанами посредством создания многорезонаторного магнетрона, удивительно схожего с конструкцией, разработанной в НИИ-9 Алексеевым и Маляровым под руководством Бонч-Бруевича. Джон Рэндалл (англ. John Turton Randall) и Генри Бут (Henry Albert Howard Harry Boot), которых считают его изобретателями, спустя годы, объяснили произошедшее большой удачей и «везением в квадрате (англ.,
double ration of good fortune)» [43, с-7241. По их мнению, одним из основных факторов успеха стало то, что они являлись членами команды Марка Олифанта. Что же представляла собой эта команда?
В 1939 г. в Великобритании был создан комитет по координации разработок радиоламп и заключен контракт на разработку СВЧ-ламп для передатчиков и приемников с длиной волны 10 см с лабораторией ядерной физики профессора Марка Олифанта (англ. Mark Oliphant) из Бирмингемского университета. Профессиональный опыт и знания членов группы были далеки от темы контракта.
Олифант — физик-ядерщик, первооткрыватель трития. С1937 г. он работал в Бирмингемском университете на физическом факультете над 60-дюймовым циклотроном. Его последующая деятельность в 1941-1945 гг. была связана с разработкой ядерного оружия. Рэндалл, приступивший к работе в Бирмингемском университете незадолго до поступления заказа на генератор сантиметрового излучения, ранее трудился над
вопросами электронной теории фосфоресценции — одной из разновидностей люминесценции. В предшествующий период (1926-1937) он работал в исследовательской компании «General Electric Company, GEC», в ее лабораториях на Уэмбли, где принимал ведущее участие в разработке люминесцентных порошков для использования в разрядных лампах. Буту к началу работ (1939) было 22 года, за его плечами был физический факультет Бирмингемского университета и полное отсутствие практического опыта. Профессиональная деятельность Рэндалла и Бута после феерической истории изобретения многорезонаторного магнетрона недолго была связана с ядерной физикой. Покинув, в 1943 г. физическую лабораторию Олифанта, Рэндалл посвятил себя биофизике и исследованию структур ДНК, а Бут вернулся к электронике — той сфере, к которой относится изобретение магнетрона и где молодой ученый в будущем преуспел.
Выбор исполнителей, чья тематика работ была далека от разработки СВЧ-приборов, выглядит странным, с учетом того, что в Великобритании было достаточное количество профильных специалистов. Единственное объяснение такого выбора — это стремление обеспечить секретность. Такому требованию группа Олифанта удовлетворяла. В версии Рэндалла и Бута, изложенной в 1976 г. в статье «Исторические заметки о
многорезонаторном магнетроне» хронология событий выглядит следующим образом.
«Не было длительной исследовательской программы, которая привела к нашему открытию многорезонаторного магнетрона, но существовали особые обстоятельства, в
которые мы оказались вовлечены и в которых фортуна нам благоволила» [43, с,724]., — писали они. В чем же заключались эти особые обстоятельства? До лета 1939 г. только на лабораторных коллоквиумах им приходилось слышать такие слова, как «микроволны», «клистрон» и т.п. Однако летом 1939 г. некоторых сотрудников лаборатории посвятили в тайну системы радиолокационной защиты «Chain Home», разрешили подробно ознакомиться с устройством одного из объектов и провести там исследования на тему возможных улучшений и расширения возможностей применения радаров.
Через месяц началась война, и участники проекта вернулись в Бирмингем с твердой уверенностью, что для улучшения параметров РЛС необходимо разработать устройства, работающие в сантиметровом диапазоне с максимально возможной мощностью. К работе в этом направлении приступили в октябре 1939 г. Начали с американского клистрона и к ноябрю 1939 г. создали свой опытный образец, который генерировал около 400 Вт непрерывной мощности на длине волны 10 см; чуть позже был создан и импульсный вариант клистрона. Достигнутая величина мощности обеспечивала тестовый режим, но, учитывая конструктивные особенности клистрона, ее было недостаточно для практической радиолокации.
После того, как лаборатория потерпела неудачу с клистронами, Рэндалл и Бут в ноябре 1939 г. обратились к магнетрону — единственному другому известному источнику генерирования микроволн. Позже они написали: «У нас не было времени просматривать все опубликованные статьи по магнетронам, мы могли бы полностью запутаться во
множестве теорий и проблем» [43, с-729]. Наиболее приемлемой, по их словам, им показалась статья соотечественника К. Постгумуса «Колебания в магнетроне с расщепленным анодом», напечатанная в марте 1935 г. в английском журнале «Wireless Engineer». На ней и остановились, «решив сконцентрироваться на объединении
преимуществ клистрона с геометрией конструкции магнетрона» [43, с-729]. Прошло около трех месяцев и лабораторная модель магнетрона, генерирующего мощные колебания в сантиметровом диапазоне, была создана. Первые успешные лабораторные испытания, состоявшиеся 21 февраля 1940 г., подтвердили возможность получения 400 Вт на 9,8 см.
Схожесть конструкции и параметров лабораторного макета с советским магнетроном объясняется либо известным эффектом «одновременности изобретений», либо успешными действиями британской научно-технической разведки. Почти ничего, кроме собственных объяснений Рэндалла и Бута об удаче, озарении и т.п., не свидетельствует в пользу первой версии. Прямых доказательств второй версии также нет, но в силу изложенных далее фактов, она представляется более достоверной.
Секретная миссия Рэндалла и Бута по созданию уникальной конструкции многорезонаторного магнетрона, как и остальных членов группы Олифанта, завершилась созданием лабораторного макета и передачей его в руки профессионалов-радиоспециалистов и будущих электронщиков из исследовательской лаборатории «General Electric Company, GEC».
Основным разработчиком стал Эрик Мегау (англ., Eric Christopher Stanley Megaw), известный радиолюбитель. К маю 1940 г. в GEC создали опытный образец улучшенной модификации с увеличенной до 10 кВт мощностью. 12 августа 1940 г. впервые был испытан радар для самолета, исполненный на основе этого опытного образца.
В сентябре 1940 г. состоялось заключение упомянутого выше международного соглашения о научно-техническом сотрудничестве между Великобританией и США, в результате которого английский магнетрон оказался у американцев, был ими усовершенствован, выпущен в огромных количествах и стал основой практически всех РЛС военного периода
Магнетрон не только изменил ход войны, но и составил основу СВЧ-технологий, востребованных в наши дни. Как пишут в зарубежной прессе, «изобретение
многорезонаторного магнетрона изменило мир» -И41. Многие страны оказались заинтересованными в том, чтобы был отмечен вклад их своих соотечественников в его создание. Для такого мнения есть объективные основания (магнетрон — наукоемкое изделие и создавался по принципу «step by step»), и субъективные («тенденция
превозносить собственную историю превалирует над объективностью» [45j—с,244]). Французские авторы статьи «Многорезонаторный магнетрон: не только британское изобретение» обращают внимание на то, что версия об англо-американском происхождении — это «точка зрения победителей во Второй мировой войне, которые получили большую выгоду от его использования в битве за Атлантику, в ночных бомбардировках, продолжавшихся вплоть до окончательного краха Германского Рейха, а также во многих других операциях» [45, с-244].
Следует отдать должное современным английским историкам науки и техники, заинтересованным в поиске истины. В 2010 г. в связи с 70-летием изобретения Рэндалла и Бута, они организовали в Бирмингемском университете при поддержке американского Института инженеров электротехники и электроники (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) международную конференцию CAVMAG 2010. Доклад о вкладе нашей страны в создание многорезонаторного магнетрона и первых советских
радиолокационных проектах был подготовлен автором данной работы l25^. Представленные доклады от других стран продемонстрировали огромный масштаб теоретических и экспериментальных исследований, который привел к созданию такого инновационного продукта, как многорезонаторный магнетрон. На этом фоне история замечательного озарения Рэндалла и Бута выглядела совсем неправдоподобной.
Завесу тайны о подлинном «источнике озарения» Рэндалла и Бута приоткрыл англичанин
Б. Ловелл в статье «Многорезонаторный магнетрон во Второй мировой войне: была ли
оправдана секретность?» I46!. Он написал статью под впечатлением изучения немецкого доклада, описывавшего радар H2S, снятый с бомбардировщика «Стирлинг», сбитого немцами в конце январе 1943 г. вблизи Роттердама. Техническая новинка, построенная на основе секретного многорезонаторного магнетрона, незадолго до крушения была установлена на борт самолета. Инженерам немецкой компании «Телефункен» удалось полностью восстановить радиолокационное оборудование и описать его в техническом докладе. Автора статьи Б. Ловелла удивил заключительный комментарий к подробному описанию англо-американского многорезонаторного магнетрона: «Эффективность магнетронного устройства, которое, кстати, является точной копией известного российского патента, составляет около 10%» (дословный немецкий текст «Der Wirkungsgrad der Magnetronanordnung, die übrigens den Nachbau eines hier bekannten
russischen Patentes darstellt, beträgt etwa 10%») [46' с-2891.
Это удивление стимулировало интерес английского исследователя не столько к теме, действительно ли его соотечественники Рэндалл и Бут являются изобретателями уникальной конструкции магнетрона, сколько к теме небывалой секретности, сопровождавшей создание и транспортировку в США якобы уникального английского магнетрона. Ловелл особо отметил: «Президент Рузвельт считал магнетрон „самым важным грузом, когда-либо доставлявшимся к американским берегам", и, подобно англичанам, рассматривал магнетрон, как наиболее жизненно важный секрет, который нужно было сохранить от врага любой ценой. Ошибочность такой веры породила
инициативу написания этой статьи» Г46, с-287"|.
Ловелл ссылается на полемику, развернувшуюся в Англии после появления там в 1944 г. статьи Алексеева и Малярова о работах, выполненных ими в середине 1930-х гг., но
он ограничивается мнением Уилкинса Г47! — автора биографических записок о Рэндалле: «Многорезонаторный магнетрон родился из концепции Рэндалла о трехмерной петле Герца. О работах в Советском Союзе или о каких-либо других попытках создать магнетрон с большой мощностью излучения, работающий в сантиметровом диапазоне,
Рэндалл и Бут ничего не знали» Г46, с-2841.
В аннотации к своей статье Ловелл привел не совсем корректную информацию о дате публикации работ Алексеева и Малярова, допускающую возможность санкционированного ознакомления англичан с советскими работами: «Принцип работы многорезонаторного магнетрона был хорошо известен в Германии из работ,
опубликованных в Ленинграде в 1936 г.» Г46, с-2831, то есть задолго до ноября 1939 г., когда Рэндалл и Бут впервые обратились к магнетронам. На ошибочные сведения Ловелла, исключающие «шпионскую версию», теперь ссылаются другие зарубежные
исследователи Г45, с-2501.в действительности советские работы в 1936 г. были в разгаре, их результаты впервые опубликовали на русском языке в 1940 г., а англоязычная перепечатка за рубежом появилась только в 1944 г.
В связи с этим правомерна версия о том, что ореол тайны, окружавший английский магнетрон как инновационный продукт, был вызван не только опасением, что устройство магнетрона попадет в руки немецкой разведки. Если имел место факт копирования советских разработок до их официальной публикации, то было необходимо обезопасить источник получения секретной информации.
Германия
История первых радиолокационных проектов началась в 1930-х гг., но в предыстории есть для немцев поводом считать Германию родиной
в Германии, как и в других странах, знаменательные события, которые стали радиолокации.
Немецкий ученый-физик Г. Герц во время проведения опытов, доказавших существование электромагнитных волн (1888) фиксировал факт их отражения от металлических поверхностей. Однако, ни он, ни А. С. Попов в России, наблюдавший отражение радиоволн от металлических частей кораблей (1897), не пошли дальше в практическом использовании этого явления для обнаружения невидимых глазу целей. Одним из первых, кто попытался это сделать, стал талантливый немецкий изобретатель и предприниматель Кристиан Хюльсмайер (нем. Christian Hülsmeyer). Он запатентовал телемобилоскоп — устройство, способное при плохой видимости обнаруживать корабли на расстоянии около 3 км. Первая публичная демонстрация состоялась в 1904 г. Практического применения устройство не нашло. По сути, это был еще не радиолокатор, а только радиодетектор. Технологии того времени не позволяли сделать устройство, которое могло бы измерять расстояние до цели.
В Германии полагают, что начало практическому применению радиолокаторов положил Рудольф Кюнхолд (нем. Rudolf Kühnhold) — немецкий физик-экспериментатор, работавший на морской испытательной станции средств связи (нем. NachrichtenmittelVersuchsanstalt, NVA) при Управлении Рейхсмарине в Киле. Название Военно-морских сил Германии с 1918 до 1935 гг. — Рейхсмарине, с 1935 г. — Кригсмарине. Не добившись успеха в точном обнаружении судов с помощью акустических методов, он обратился к электромагнитным волнам. Его первые опыты, проведенные в 1933 г. для проверки этой идеи, успеха не имели.
Далее последовал неудачный поиск единомышленников среди тех, кто профессионально занимался электромагнитными волнами (эта история напоминает аналогичные поиски, предпринятые представителем ГАУ Лобановым в СССР), и сотрудничество с Полем-Гюнтером Эрбслохом (нем. Paul-Günther Erbslöh) и Хансом-Карлом фон Виллизеном (нем. Hans-Karl von Willisen). Армейское управление рекомендовало их Рейхсмарине в Киле после того, как они завершили акустические испытания по записи звуков взрыва. Эрбслох и Виллизен были привлечены к военным испытаниям как специалисты, имевшие опыт работы со звукозаписью, которой они профессионально занимались в 1926-1932 гг. Несмотря на молодой возраст, Эрбслох (1905-2002) и Виллизен (1906-1966), будучи радиолюбителями, имели практический опыт работы с электромагнитными волнами, т.е. в той области, которая была нужна Кюнхолду для реализации его идеи.
В отличие от Великобритании, в Германии, как и в Советском Союзе, не смогли сразу безоговорочно поверить в радиообнаружение и отказаться от акустических методов; поэтому исследования продолжались в двух направлениях. Соответственно, компании, созданной в январе 1934 г., партнеры (Эрбслох и Виллизен, действовавшие при поддержке Кюнхолда) дали название «Общество электроакустических и механических устройств» (нем. Gesellschaft für Elektroakustische унд Mechanische Аpparate, GEMA).
Большую поддержку при разработке первых средств радиообнаружения им оказывал ученый-физик и изобретатель Ханс Эрих Хольманн (нем. Hans Erich Hollmann), имевший к тому времени опыт разработки FM-передатчика и приемника для сантиметрового и дециметрового диапазона волн, а также импульсного генератора электромагнитных излучений для полярных исследований. О его высочайшем профессионализме свидетельствует выпущенная в 1935 г. монография «Физика и техника ультракоротких волн» — книга, получившая распространение во всем мире. На счету Хольманна около
300 изобретений, из них 76 зарегистрировано в США. В числе его изобретений есть и те, которые касаются многорезонаторного магнетрона (1935). Хольманн сотрудничал также с компанией «Телефункен».
Первым шагом (июнь 1934) новой компании на пути к будущему успеху стали испытания созданного радиолокатора в порту Киля. Дальность обнаружения крупных кораблей составляла 2 км. Опыт по приему отраженного радиосигнала от пролетавшего самолета впервые провели в октябре 1934 г. В СССР подобный эксперимент, подготовленный небольшой группой инженеров ЦРЛ, состоялся в январе 1934 г. Отсюда следует, что в Германии, как и в Советском Союзе, начало первым радиолокационным проектам было положено в 1934 г. В проектах использовался непрерывный режим излучения.
Испытания, проведенные в 1934 г. в GEMA, выявили низкую надежность обнаружения из-за нестабильности частоты магнетрона. В сентябре 1935 г. доработанную установку, функционирующую теперь в импульсном режиме с другим магнетроном, который обеспечивал лучшую стабильность, успешно продемонстрировали главнокомандующему Военно-Морских сил. В этом проекте впервые для визуализации обнаруженного объекта использовали электронно-лучевую трубку.
В результате с компанией GEMA был заключен государственный контракт на изготовление радиолокатора с импульсным излучением электромагнитных волн в диапазоне около 50 см (500 МГц). Этот проект лег в основу реализации радаров двух видов: береговой охраны «Seetakt» (рус. Зеетакт) по заказу военно-морских сил и дальнего обнаружения «Freya» (рус. Фрея) для ПВО. «Предложение оборудовать истребители радаром встретило сопротивление Геринга, который утверждал, что немецкие пилоты настолько умелые, что им не нужны „кинематографические инструменты"» [48, с-441.
Отдельные группы ученых в различных университетах Германии приступили к теоретическим исследованиям по радиолокации. Как и в СССР, у немцев в довоенный период преобладала разобщённость научных усилий в этом направлении. Но в практическом направлении Германия, остановившаяся, как и Великобритания, на известных технических решениях метрового диапазона, достигла впечатляющих успехов.
Кадровый и промышленный ресурс, привлеченный в Германии для реализации первых радиолокационных проектов, был существенно больше, чем в Советском Союзе, что видно на примере одной только GEMA. Управление Военно-морских сил поддержало проект Кюнхолда на начальном этапе, что позволило компании почти сразу нанять около 50 инженеров для улучшения и дальнейшего развития РЛС. К началу войны (1939) в штате компании GEMA числилось около 3000 сотрудников, которые работали во множестве промышленных филиалов, рассредоточенных по территории Германии.
Поставками оборудования электросвязи для вооруженных сил занимались фирмы «Telefunken» и «Standard Elektrik Lorenz». В середине 1930-х гг. они присоединились к разработке радиолокаторов.
Начало первым радиолокационным проектам в «Telefunken» положил Вильгельм Рунге — директор исследовательской лаборатории. Его устройство радиообнаружения, к изготовлению которого ученый приступил в 1935 г., работало в непрерывном режиме с использованием допплеровского сдвига частот. Поначалу отличие от радиолокатора компании GEMA оказалось несущественным, но устройство, испытанное Рунге в феврале 1936 г., было уже другим. Использовался импульсный режим излучения в диапазоне 1,8 м (170 МГц). Система Рунге обнаруживала самолет на расстоянии около 5 км. Военно-
воздушные силы Германии профинансировали работы Рунге, что привело к созданию РЛС орудийной наводки «Würzburg» (рус. Вюрцбург).
Компания «Standard Elektrik Lorenz» начала работу над радиолокатором чуть позднее, чем «Telefunken», в самом конце 1935 г. В ходе первых испытаний (начало 1936), когда использовались электронно-вакуумные лампы мощностью около 1 кВт, излучавшие электромагнитные волны длиной около 70 см (430 МГц), дальность обнаружения больших объектов (зданий) достигала 7 км. Испытания для кораблей в середине 1936 г. подтвердили эту цифру. Самолеты обнаруживались на расстоянии около 4 км. Но проекты не заинтересовали военно-морской флот, работавший с фирмой GEMA над аналогичным оборудованием, а также военно-воздушные силы, заказавшие подобную разработку в «Telefunken». Поэтому в компании сосредоточили усилия на создании системы наведения зенитных орудий Flugzeugabwehrkanone (Flak, зенитные орудия). В 1938 г. армейское командование немецкой армии заключило контракт на разработку опытных образцов устройства Flak-прицеливания под кодовым названием «Kurfürst». Была разработана мобильная система для использования против низколетящих самолетов «Tiefentwiel» и мобильный блок для воздушного наблюдения «Jadgwagen». В исследуемый довоенный период это оборудование не нашло промышленного применения.
Германия вступила в войну с оборудованием, разрабатываемым по заказам военно-воздушных и военно-морских сил.
На основе РЛС дальнего обнаружения «Freya» приступили к разворачиванию сети ПВО на севере Германии. Первые 8 станций с дальностью до 60 км выпустили в 1938 г. Позже увеличили дальность обнаружения до 120 км и за годы войны произвели около 1000 экземпляров «Freya». Поскольку добиться эффективного обнаружения целей в пасмурную погоду радиолокатором «Freya» не удалось, то остановились на решении использовать его в паре с дополнительной импульсной РЛС орудийной наводки «Würzburg», позволявшей определять точные углы направления и данные расстояния. Первый образец «Würzburg», продемонстрированный в июле 1939 г., обеспечивал дальность около 29 км при точности 25 м, работал на клистроне с длиной волны около 50 см. Он имел ручное управление направлением антенны, что доставляло неудобство в эксплуатации. В дальнейшем модель неоднократно усовершенствовалась. Около 4000 экземпляров «Würzburg» различных модификаций выпустили в Германии в 1940-1945 гг.
В 1939 г. перед войной на линии береговой обороны немецкие военно-морские силы имели 31 радар «Seetakt» (с длиной волны 81,5 см), предназначенный для обнаружения неприятельских кораблей на расстоянии до 220 км (на практике примерно вдвое меньше). Поставщик этих радаров, компания GEMA, разработала и другой радар («Flakleit» с длиной волны 80 см и дальностью до 80 км), для корректировки орудийного огня с кораблей. Несмотря на лучшую точность определения цели по сравнению с традиционным оптическим дальномером, к новой технике некоторое время испытывали недоверие. Поэтому в довоенный период единичные применения «Flakleit» носили экспериментальный характер.
Все изменилось в ходе войны, когда актуальность радиолокации стала очевидна для всех звеньев управления. С одной стороны, в середине 1930-х гг. немецкое военное командование поддержало инновационные радиолокационные проекты. С другой стороны, рассчитывая на блицкриг, немцы не спешили развивать национальную сеть радаров, они считали их преимущественно оборонительными средствами. Полную и, главное, качественную радиолокационную защиту в Германии удалось создать в конце
1943 г.
Отставание в начале войны в сравнении с техникой противника выразилось не в количестве (промышленность Германии была уже подготовлена к крупномасштабному серийному производству и быстро его наладила), а в качестве. РЛС, выпущенные к началу войны и переданные в войска, работали в метровом и дециметровом диапазонах, а проблематике более эффективного сантиметрового диапазона в Германии не придавали большого значения.
Самоуспокоенность немецких специалистов базировалась на сведениях научно-технической разведки. Некоторые образцы английских РЛС, захваченные в мае 1940 г. в ходе Дюнкеркской операции и на оккупированной территории Франции, по ряду параметров уступали немецким радиолокаторам. В действительности это были устаревшие образцы техники, а в это время в Великобритании шла работа над импульсным сантиметровым мощным магнетроном. Благодаря объединенным англоамериканскими усилиям радиолокационная техника для сантиметрового диапазона, обеспечивавшая высокую точность бомбометания в любую погоду, была создана к середине 1942 г.
Как уже отмечалось, о существовании у противника новейших РЛС и о секретном магнетроне русского происхождения немцы узнали, когда к ним в конце января 1943 г. попала станция «Н2S» со сбитого английского ночного бомбардировщика. В Германии достаточно быстро, с учетом скопированных технических решений, наладили конструирование и широкомасштабный выпуск локаторов сантиметрового диапазона. Особая комиссия по радиолокации, созданная 28.02.1944 г. при главной Комиссии по электротехнике, способствовала научным исследованиям и комплексной организации работ по сантиметровой тематике.
Выводы
Начало радиолокации было положено в ряде стран (СССР, США, Великобритания, Германия) примерно в одно и то же время — в середине 1930-х гг. Если быть точными, то СССР со своим первым испытанием по радиообнаружению самолета, осуществленным 3 января 1934 г., возглавляет список пионеров радиолокации.
В результате исследования установлено, что сценарий рождения радиолокации уникален для каждой страны, но есть и общие черты, некоторые из которых связаны с традиционным национальным подходом к созданию и внедрению новой техники.
В СССР и Германии традиционно больше, чем в США и Великобритании, оказалось исторических и научных предпосылок, чтобы стать лидерами в области первых радиолокационных проектов. Однако в обеих странах произошла задержка на первой стадии инновационного проекта, когда выбирается технического решение для реализации идеи. Глубокое научное исследование проблем освоения микроволнового диапазона породило множество сомнений. Не было единого мнения по ряду вопросов: какой режим излучения использовать — непрерывный или импульсный; в каком направлении двигаться для улучшения технических параметров и т.п. Разобщенность между заказчиками — представителями различных видов Вооруженных сил — порождала параллельные разработки и в СССР, и в Германии. С оглядкой на Германию и научно-технический авторитет компании ««Те1е^пкеп» Советский Союз дорабатывал свой проект радиолокатора с непрерывным излучением (как потом окажется, неперспективный), а также отказался от продолжения работ (как потом окажется, перспективных) над сантиметровым магнетроном Алексеева-Малярова.
Прагматичный подход, распространенный в США и Великобритании, способствовали реализации политики концентрации всех видов ресурсов и быстрой разработке РЛС сначала на основе существовавшей элементной базы — импульсных генераторов метровых и дециметровых волн («культ несовершенства»), а потом на основе объединения усилий с целью создания более совершенного магнетрона сантиметрового диапазона, повысившего эффективность радиолокации.
К началу войны на вооружении рассмотренных стран находились РЛС, работавшие в диапазоне метровых и дециметровых волн, незначительно отличавшиеся тактико-техническими характеристиками. Все, в том числе и СССР, вступая во Вторую мировую войну в разное время (1939-1941), имели по несколько десятков радиолокаторов (количество отличалось незначительно). Вступление в войну стало для Германии, Великобритании и США началом широкомасштабных разработок и резкого увеличения промышленного выпуска РЛС. СССР в начале войны был лишен такой возможности — на его территории велись боевые действия. Потребовалось время на налаживание работы эвакуированных институтов и предприятий.
Все страны работали над первыми радиолокационными проектами в обстановке секретности, что долго затрудняло труд историков. Благодаря обнародованным результатам зарубежных исследований удалось убедиться, что СССР является родиной конструкции многорезонаторного магнетрона сантиметрового диапазона, изменившего, по мнению Великобритании и США, ход Второй мировой войны. Установлено, что с большой степенью вероятности прототипом секретного англо-американского сантиметрового магнетрона, положенного в основу усовершенствованной в начале войны радиолокационной техники союзников, стал советский магнетрон конструкции Алексеева-Малярова, в котором была воплощена запатентованная ранее идея их руководителя М. А. Бонч-Бруевича. Версия об удаче и озарении англичан Рэндалла и Бута, которых за рубежом многие считают авторами этого изобретения, представляется сомнительной. Достоверно установлено, что немецкий сантиметровый магнетрон разработан на основе англо-американского; следовательно, и его корни также лежат в исследовательских разработках советских ученых и инженеров.
Результаты исследования, определившие место советских работ в генезисе радиолокации, найдут применение в музейной и образовательной деятельности, а также в средствах массовой информации при популяризации отечественных достижений науки и техники.
Ш Личное дело Н. Ф. Алексеева. Архив Московского авиационного института. Ф.1. Оп.45а. Арх.№ 13. 93 л. Л. 75.
[И] АРАН. Ф. 1626. Оп.1. Д..201. 7 л.
ПИ] АРАН. Ф. 1626. Оп.1. Д.153, 154, 233.
Библиография
1. Девятков Н. Д. Воспоминания. М. : ИПРЖР, 1998. 160 с.
2. Девятков Н. Д. Развитие советской электровакуумной СВЧ Электроники // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 1977. № 1. С. 3-20.
3. Кобзарев Ю. Б. Создание отечественной радиолокации: научные труды, мемуары, воспоминания. М.: Наука, 2007. 503 с.
4. Лобанов М. М. К вопросу возникновения и развития отечественной радиолокации// Военно-исторический журнал: орган Министерства обороны. 1962. №8. С. 13-29.
5. Лобанов М. М. Из прошлого радиолокации: Краткий очерк. М. : Воениздат, 1969. 212 с.
6. Лобанов М. М. Начало советской радиолокации. М. : Советское радио, 1975. 288 с.
7. Лобанов М. М. Развитие советской радиолокационной техники. М. : Воениздат, 1982. 240 с.
8. Ощепков П. К. Жизнь и мечта. 2-е изд. М. : Московский рабочий, 1967. 296 с.
9. Стогов Д. С. РУС-1 — радиоулавливатель самолетов // Радиотехника. 1974. Т.29. №11. С. 9-11.
10. Шембель Б. К. У истоков радиолокации в СССР. М. : Советское радио, 1977. 80 с.
11. Шокин А. А. Министр невероятной промышленности. М. : ЦНИИ «Электроника», 1999. 372 с.
12. Полторак С. Н. Из истории рождения и реализации идеи радиолокации // Наука и военная техника. СПб. 2001. С. 170-175.
13. Члиянц Г. Из истории радиолокации // Радиомир. 2002. №4. С.37, №5. С.37, №6. С.34-35.
14. Первов М. А. Зенитное ракетное оружие противовоздушной обороны страны. М. : Авиарус-XXI, 2001. 308 с.
15. Пролейко В. П. О значении электроники: военный аспект // Промышленные ведомости. 2004. №1-2. C. 78-79.
16. Руденко М. Гений радиолокации (к 95-летию Виктора Васильевича Тихомирова) // Авиаград Жуковский. 2007. №31(122)-№34(125). С.8.
17. Горохов В. Г. Социальный и методологический анализ становления технических наук (на примере радиолокации — принципы и следствия) // Мысль: Журнал Петербургского философского общества. 2009. Т.8. С. 180-193.
18. Смелов В. А. Пионеры радиолокации из Политехнического института // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2010. № 2-2'. 2010. C. 263-266.
19. Бартенев В. Г. К 70-летию создания первых РЛС дальнего обнаружения // Современная электроника. 2010. №3.
20. Светлов А. В. Радиолокация: зарождение и развитие // Инжиниринг и технологии. 2017. Vol. 2(1). С. 1-12.
21. Фиск Д., Хагструм Г., Гатман П. Магнетроны / пер. с англ. М. : Сов. радио, 1948. 260 с.
22. Магнетроны сантиметрового диапазона. Т.1. / пер. с англ. под ред. С. А. Зусмановского. М. : Сов. Радио, 1950. 420 с.
23. Радар в США: Официальная история / пер. с англ. М. : Советское радио, 1946. 63 с.
24. «Электроника: прошлое, настоящее, будущее» / пер. с англ. под ред. В.И.Сифорова. М. : Мир, 1980. 296 с.
25. Borisova N. Сavity Magnetron in Russia//CAVMAG-2010 (2010 International Conference on the Origins and Evolution on the Cavity Magnetron). 19-20 April 2010, Bournemouth University, England. IEEE Catalog Number CFP10771-CDR. ISBN 978-1-4244-5610-9. Library of Congress: 2009938875.
26. Borisova N. Beginning of Soviet Broadcasting and First Soviet Radar Projects as Example of State Influence on Innovations // History of High-technologies and their socio-cultural contexts (History of Technology «ICOHTEC» 42nd Annual meeting, IEEE-HISTELCON 4th meeting). 2015. DOI: 10.1109/HISTELC0N.2015.7307320.
27. Борисова Н. А. Об инновационных аспектах первых советских радиолокационных
проектов // Телекоммуникации: история инноваций: Материалы Третьих научных чтений памяти А. С. Попова, посвящённых Дню радио. СПб. : Центральный музей связи имени А. С. Попова, 2010. С. 88-101.
28. Борисова Н А. Н. Ф. Алексеев и Д. Е. Маляров — судьба изобретателей многорезонаторного магнетрона // 21-я Междунар. Крымская конф. СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии (КрыМиКо'2011): материалы конф. в 2 т. (Севастополь, 12-16 сент. 2011). Севастополь, 2011. Т. 1. С. 97-99.
29. Борисова Н. А. Алексеев Н. Ф. и его заслуги в изобретении многорезонаторного магнетрона // Санкт-Петербургский государственный политехнический университет в истории России ХХ-нач.ХХ1 вв. СПб. : Политехн. Ун-т, 2013. С. 175-190.
30. Корляков В. В. Всероссийскому научно-исследовательскому институту радиотехники — 95 лет (от Остехбюро до АО «ВНИИРТ» акционерного общества «Концерн ВКО «Алмаз-Антей») // Вестник концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2016. №2. С.46.
31. Формирование радиоэлектроники (сер.1920-х-сер.1950-х гг.) / отв. ред. В. М. Родионов. М. : Наука, 1988. С. 321-322.
32. Алексеев Н. Ф. К вопросу о создании многорезонаторного магнетрона // Электронная техника. Сер. 1. СВЧ-техника. 1970. № 4. С.163.
33. Алексеев Н. Ф., Маляров Д. Е. Получение мощных колебаний магнетронов в сантиметровом диапазоне волн // Журнал технической физики. 1940. Т. 10, № 15. С. 1297-1300.
34. Aleskeev N. F., Malyarov D. E. Generation of High-Power Oscillations with a Magnetron in the Centimeter Band. Republished in Proc. IRE. 1944. V.32. №3. Р.136-139.
35. Шокин А А. Александр Иванович Шокин. Портрет на фоне эпохи. М. : Техносфера, 2014. 696 с.
36. Бабат Г. И., Гарф А. Л. Магнетрон. М. : Детгиз, 1957. 901 с.
37. Шокин А. А. Министр невероятной промышленности СССР. М. : Техносфера, 2007. 456 c.
38. Американские радары [Электронный ресурс] // История мировых войн. URL: http://wunderwafe.ru/WeaponBook/5/08.htm (дата обращения 5.12.2019).
39. Brown L. A. Radar History of World War II. Technical and Military Imperatives. Bristol; Philadelphia : Institute of Physics Publishing, 1999. 563 p.
40. Горохов В. Г. От классической радиолокации к радиолокационной системотехнике (социальный и методологический анализ истории становления и развития современной научно-технической дисциплины) // Электронный научный журнал. Исследовано в России. 2009. С. 1299-1346.
41. Buderi R. The Invention That Changed the World: How a Small Group of Radar Pioneers Won the Second World War and Launched a Technical Revolution. New York : Simon & Schuster. 1996. 575 p.
42. This Month in Physics History. April, 1935: British Patent for Radar System for Air Defense Granted to Robert Watson-Watt // American Physical Society Sites. April 2006. V. 15. №4. URL: https://www.aps.org/publications/apsnews/200604/history.cfm .
43. Randal J., Boot Н. Historical Notes on the Cavity Magnetron // IEEE Trans. Electron Devices. 1976. 23(7). P.724-729.
44. Hind A. Briefcase «that changed the world» // BBC. 20 October 2017. URL: news.bbc.co.uk>2/hi/science/nature/6331897.stm.
45. Blanchard Y., Galati G., Genderen P. The Cavity Magnetron: Not Just a British Invention // IEEE Antennas and Propagation Magazine. 2013. V. 55. No. 5, October.
P.244-253.
46. Lovell B. The Cavity Magnetron in World War II: Was the Secrecy Justified? // Notes and Records of the Royal Society of London. 2004. №58(3). P.283-294. D01:10.1098/rsnr. 2004.0058.
47. Wilkins M. H. F. John Turton Randall // Biogr. Mems Fell. R. Soc. Lond. 1987. №33. P.493-535.
48. Бертолотти М. История лазера. Долгопрудный : Интеллект, 2011. С.44. URL: https ://www.litmir.me/br/?b = 201420&p = 44.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Возникновение радиолокации в разных странах: сравнительно-исторический анализ Журнал: Genesis: исторические исследования Предметом исследования рецензируемой статьи является деятельность участников первых радиолокационных проектов в СССР, США, Великобритании и Германии. В основу методологии выбраны историко-сравнительный и историко-типологический (национальная принадлежность первых радиолокационных проектов) методы исследования, а также элементы историко-антропологического подхода, учитывающие ментальность различных наций. Выбранная тема, конечно, актуальна и носит глобальный характер. Авторское обоснование новизны исследования объясняется тем, что «неясными остались общая картина зарождения радиолокации в разных странах и место советских работ в этой картине». Мотивом для выбора темы, как пишет автор, является тот факт, что отдельные авторы позиционируют выдающееся изобретение Алексеева-Малярова рядовым, одним из многих «на пути совершенствования радиолокационной техники». Цель исследования: определить место советских работ, в том числе изобретения Алексея-Малярова, в генезисе радиолокации. Автор поставила перед собой задачу опровергнуть существующее мнение, будто радиолокация является научно-техническим достижением США и Англии, и что она пришла в СССР по ленд-лизу во время Великой Отечественной войны. Автор подчеркивает специфику проблемы: радиолокация широко применяется в настоящее время, но ее рождение связано с военными потребностями - задачей обнаружения кораблей и самолетов в боевых условиях при плохой видимости и вытекающих отсюда условиях секретности. С точки зрения истории науки для всех стран было присуще одновременная разработка проектов в разных подразделениях вооруженных сил. Т.е. налицо конкуренция научно-технических центров страны. Второе наблюдение автора: в отличие от западных коллег советские разработчики слишком долго искали совершенные технические решения и не переходили к практическому внедрению. Кроме того для истории науки, как это видно на примере данной истории, «особые обстоятельства всегда играют большую роль в развитии науки и появления научных открытий». Содержание статьи соответствует теме, указанной в названии. Предмет, задачи, методология и основные результаты исследования изложены точно и ясно. Статья написана хорошим слогом, автор обладает способностью акцентированно подать материал, правильностью языка и точностью. Отличительной особенностью является умелые отсылки к иноязычной лексике. Тактично напоминает читателям, какими терминами именуют исследуемое явление в английском языке и в отечественной теории и практике. Такие авторские приемы позволяют читателям самостоятельно находить выходы на зарубежные исследования по теме. Статья четко структурирована и содержит введение, результаты исследования и выводы, а также специальный раздел о предмете,
цели и методах исследования. Один из выводов автора гласит, что вступление в войну Германии, Великобритании и США стало началом широкомасштабных разработок и резкого увеличения промышленного выпуска радиолокационных станций (РЛС). Но боевые действия на территории СССР в начале войны затруднили научные исследования РЛС и потребовалось время для налаживания работы эвакуированных институтов и предприятий. Тем самым автор предлагает вариант продолжения исследования проблемы. Автор приходит к главному выводу, что советские работы в 1936 г. были в разгаре, их результаты впервые опубликовали на русском языке в 1940 г., а англоязычная перепечатка за рубежом появилась только в 1944 г. Источниковедческой базой исследования является не только мемуарная литература. Использованы документы Архива РАН и ведомственного архива. Эти сноски доказывают, что во многих случаях завершить научные исследования без обращения в персональным документам, в том числе к личному делу, невозможно. Библиография представляет собой довольно обширный список. Хорошее знание отечественной литературы подтверждается отсылками на два издания исследования Шокина и до десяти названий иностранной переводной литературы. В историографическом обзоре автор справедливо отмечает поверхностность многочисленных отечественных работ, вышедших в начале XXI в. К тому же эти публикации основаны на фрагментарном использовании мемуарной литературы. Использованы несколько изданий мемуарной литературы второй половины XX - первом двадцатилетии XXI в., которые, по мнению автора, отличающихся наибольшей достоверностью. Публикация статьи привлечет внимание разных групп читателей журнала. У специалистов-исследователей и технической интеллигенции статья вызовет интерес к зарубежной истории, молодые читатели узнают многое из истории отечественной науки и ее специфики. Прикладные результаты исследования автора найдут применение в музейной и образовательной деятельности, в средствах массовой информации при популяризации отечественных достижений науки и техники. Статья однозначно представляет интерес для научного сообщества как вклад в развитие науки и рекомендуется к публикации.
