В развитии отечественной радиолокационной техники РЛС РУС-2, по сравнению с системой РУС-1, была значительным шагом вперед, так как позволяла не только обнаруживать самолеты противника на больших расстояниях и практически на всех высотах, но и непрерывно определять их дальность, азимут и скорость полета. Кроме того, при круговом синхронном вращении обеих антенн станция РУС-2 обнаруживала как одиночные самолеты, так и группы, находившиеся в воздухе на разных азимутах и дальностях, в пределах своей зоны действия, и следила с перерывами по времени (один оборот антенны) за их перемещениями. Таким образом, с помощью станции РУС-2 командование ПВО могло наблюдать за динамикой воздушной обстановки в зоне радиусом до 100 км, определять силы воздушного противника и даже его намерения, подсчитывая, куда и сколько в данное время направляется самолетов.
Получая данные о воздушной обстановке от нескольких станций РУС-2, находящихся в оперативно–тактическом взаимодействии, и нанося их донесения на карту–планшет, командование ПВО района (зоны) имело возможность непрерывно и достоверно следить за действиями воздушного противника и наиболее целесообразно планировать и использовать свои средства и силы в борьбе с врагом.
В первых числах июля 1941 года двухантенный вариант РЛС РУС-2 был дислоцирован в район Лужской губы неподалеку от деревни Логи. Она придавалась оперативной группе Краснознаменного Балтийского флота, со штабом которой связь осуществлялась по телефонной линии. Затем станцию перебазировали в деревню Большие Ижоры. Станция эффективно осуществляла своевременную передачу информации о приближении самолетов противника в ПВО КБФ, прикрывавшую Кронштадт.
Практически немедленно после проведения испытаний началось совершенствование РЛС РУС-2, приведшее к созданию одноантенной РЛС "Пегматит". Станция представляла собой коренную переделку радиоаппаратуры "Редут" с использованием одноантенной схемы.
Ввиду явных преимуществ РЛС "Пегматит", Управление связи Красной армии решило не начинать серийное производство двухантенных РЛС РУС-2 и ограничиться направлением в войска ВНОС только опытной партии этих станций.
При разработке РЛС "Пегматит" в НИИ радиопромышленности были проведены важные исследования, касавшиеся замены сложного лампового модулятора на тиратронный модулятор, упрощения конструкций блоков, индикатора и размещения антенного устройства на деревянной мачте- треноге, изготовлявшейся на месте (позднее в комплект станции вошла разборная металлическая мачта из труб), и т. д. В создании этой станции активно участвовали инженеры НИИИС КА, разработавшие для нее аргонный разрядник.
В мае 1941 года институт сдал Управлению связи первые две станции "Пегматит", которые успешно прошли полигонные испытания и подтвердили полное соответствие их тактико–технических характеристик характеристикам станции "Редут" (РУС-2), о чем было доложено Народному комиссару обороны.
Начавшаяся война и эвакуация НИИ не позволили закончить изготовление опытной партии РЛС "Пегматит" в сроки, установленные дополнительным соглашением к договору 1940 года. Эта партия была выпущена уже на востоке в первом квартале 1942 года, а вслед за ней институт изготовил и сдал заказчику крупную партию станций.
В начале 1942 года станция "Пегматит" была принята на вооружение войск ПВО, ВВС и ВМФ под названием РУС-2с.
Одноантенные РЛС опытной партии были установлены в Московской зоне ПВО и вскоре получили самую высокую оценку войск и командования ПВО за хорошие тактические характеристики, простоту обслуживания и эксплуатационную надежность.
Что касается самолетных РЛС, то начавшаяся война доказала насущную необходимость скорейшего вооружения истребителей ПВО радиолокаторами. Несмотря на тяжелейшие условия, вызванные эвакуацией заводов и исследовательских центров, в июле 1942 года разработанная для установки на истребителях–перехватчиках станция "Гнейс-2" успешно прошла государственные испытания, которые показали вполне удовлетворительные результаты: дальность обнаружения самолета–бомбардировщика на дальности до 3,5 километра; точность наведения по угловым координатам ±5°.
Первое боевое применение 15 самолетов Пе-2 и Пе-3, оснащенных РЛС, прошли в конце 1942 года под Москвой, затем небольшая группа была направлена под Сталинград для перехвата немецких самолетов, снабжавших окруженную армию Паулюса.
В феврале - мае 1943 года РЛС "Гнейс-2" проходила боевые испытания под Ленинградом. После анализа итогов испытаний постановлением Государственного Комитета обороны от 16 июня 1943 года самолетная РЛС "Гнейс-2" была принята на вооружение. А летом 1943 года была создана первая авиационная дивизия ночных перехватчиков, после войны получившая наименование "Бреславльская".
Из вышеприведенных фактов видно, что русская радиолокация развивалась вовсе не на американских образцах, как иногда можно слышать. Подобная ошибочная точка зрения сложилась вследствие широких поставок в годы войны американской и британской радиотехники в СССР.
В Великобритании исследования в области коротких волн первоначально велись исключительно в научных це- лях, например для определения высоты некоторых слоев ионосферы, обнаруженных в 1926 году британским физиком Апплетоном. Однако перед началом войны понимание тиго, что Великобритания особенно уязвима для воздушных налетов, привело к интенсивному стимулированию работ в области радиолокации.
Первые результаты этих работ были получены, когда физику Роберту Уотсон-Ватту - потомку известного ученого Джеймса Ватта, удалось визуализировать радиосигналы при помощи катодно–лучевой трубки Брауна и определить электрооптическим способом время распространения излучения. А в 1935 году Уотсон-Ватт создал первое оборудование для обнаружения присутствия самолетов.
Радиолокационная станция состоит из передатчика, приемника, антенны и экрана или электронно–лучевой трубки. Передатчик излучает импульс электромагнитной энергии посредством узконаправленной антенны, ориентированной в определенном направлении. Если импульс встречает цель типа летящего самолета или корабля, то он отражается обратно к приемнику. Время, прошедшее между излучением импульса и приемом ответного сигнала измеряется специальным устройством, входящим в состав РЛС и, исходя из скорости распространения электромагнитных волн 300 ООО км/сек, легко вычислить расстояние до цели. Оператор, таким образом, может видеть на экране электроннолучевой трубки курс и расстояние до цели.
В 1939 году немецкие разведслужбы сообщили своему Верховному командованию об антенне высотой около 100 метров, протянувшейся вдоль побережья Англии, от Саутгемптона до Ньюкасла. Первоначально немцы не смогли понять реального предназначения этой антенны, посколькунемецкая агентура в Англии сообщала о радиопередающих станциях, работающих на длинах волн от 1,5 до 2 метров. В действительности, использование излучения на этих длинах волн было простым прикрытием для работы на длине волны 40 метров, которая использовалась британцами в их новейшей электронной системе дальнего обнаружения Chain Home (цепочка РЛС наведения).
2 августа 1939 года один из последних немецких дирижаблей "Граф Цеппелин" взлетел с аэродрома в северной Германии и направился к побережью Англии с задачей: перехват и запись излучения этих странных антенн с целью анализа их характеристик. Подобная информация помогла бы выяснить, имеют ли британцы РЛС, совершеннее тех, которые разрабатываются в Германии.
На дирижабле было установлено несколько чрезвычайно чувствительных приемников и других специальных электронных радиоизмерительных приборов. На борту находились несколько специалистов в области радиотехники, а также начальник Signal Corps люфтваффе - генерал Вольфганг Мартини.
Дирижабль курсировал вдоль антенн, а специалисты различными способами пробовали настроиться на британские частоты, но никаких подозрительных сигналов не обнаружили. Причина неудачи этого полета точно неизвестна до сих пор. Возможно, что британцы, будучи предупрежденными о неминуемом полете, обнаружили дирижабль с помощью РЛС задолго до его подлета к побережью и немедленно выключили все РЛС. Не исключено, что приемники на борту дирижабля просто не покрывали частотную полосу британцев, особенно коротковолновые диапазоны и, следовательно, не могли обнаружить это излучение. Однако существует подозрение, что приемник на борту дирижабля отказал сразу же после взлета, и оператор побоялся сообщить об этом своему командованию.
Какова бы ни была причина, но факт остается фактом: после полета немцы стали недооценивать опасность, и маршал Геринг был убежден, что им не стоит слишком сильно волноваться относительно британской цепи РЛС, а потому не следует тратить деньги и время на разработку новейшего радиолокационного оборудования. Геринг самоуверенно полагал, что война закончится победой Третьего рейха очень быстро благодаря исключительной мощи люфтваффе.
Поэтому многие из специалистов и инженеров по электронике были переведены из исследовательских лабораторий по РЛС в другие сектора, в то время как в Британии не менее 3000 высококвалифицированных специалистов были заняты исследованиями всех аспектов работы РЛС, а выделенные средства были значительно выше тех, которые выделял Третий рейх.
Однако с началом легендарной "Битвы за Британию" невидимая электронная стена, воздвигнутая вдоль побережья всей Англии, начала сильно раздражать Геринга. Очевидно, что именно она облегчала Королевским ВВС задачу отражения немецких налетов, поэтому буквально через пару дней после начала налетов на Британию Геринг приказал атаковать и уничтожить сеть британских РЛС. Частота, на которой работала Chain Ноше, к тому времени была точно определена, и, прослушивая радиопередачи противника, немцы поняли, что истребители Королевских ВВС наводились операторами наземных центров управления с использованием новейшей системы обнаружения, глазами которой были эти странные антенны, протянувшиеся вдоль всего южного побережья Британии.
Первый налет был совершен на пять береговых РЛС. Немецкие истребители–бомбардировщики, каждый из которых нес по две больших полутонных, совершили молниеносную атаку на антенны. Несмотря на то, что фактически всего только одна антенна пострадала, все пять станций мгновенно замолчали.
Однако через три часа после налета британские РЛС снова заработали. На самом деле это была уловка, придуманная британцами, чтобы заставить немцев думать, что Chain Ноше была не сильно повреждена; они установили несколько обычных передатчиков для создания впечатления, что поврежденное оборудование по–прежнему работает. На самом деле новое оборудование было не способно принимать ответные сигналы, поскольку это были только передатчики и поэтому они не могли видеть никаких целей. Немцы тем не менее подумали, что англичане быстро устранили повреждения и пришли к выводу, что бесполезно наносить удары по антеннам, поскольку их можно вывести из строя не более чем на пару часов. Так, британская тактика принесла успех, поскольку люфтваффе, находясь под иллюзией неуязвимости Chain Ноше, с этого момента стали воздерживаться от налетов на нее в течение всей "Битвы за Британию".
В начале 1930 года доктор Рудольф Кунхольд, руководитель Управления исследований германских ВМС, занимался разработками аппарата, способного обнаруживать под водой цели методом отражения от них звуковых волн. В процессе исследований Кунхольд понял, что аналогичные результаты можно достичь в воздухе при помощи радиоволн. Он провел в этой новой области серию экспериментов и применил в своем приборе новейшую электронную лампу производства голландской компании Philips, способную генерировать мощность 70 Вт на частоте 600 МГц. Кунхольд закончил постройку своей РЛС в 1934 году в научно- исследовательских лабораториях германских ВМС в Пелзерхакене. РЛС Кунхольда на официальной презентации командованию Кригсмарине имела большой успех, поскольку кроме способности обнаруживать корабль на дальности 11 километров, РЛС также обнаружила и небольшой самолет, который случайно появился в том же месте.
Первую наземную экспериментальную станцию радио- обнаружения "Дармштадт" немцы создали в 1936 году. Однако реальный толчок развитию немецкой радиолокации дала начавшаяся война.
С началом Второй мировой войны в ПВО Германии на вооружении находились в небольшом количестве (12 штук) РЛС типа "Фрейя" (FuMG-80, принятое в Германии обозначение радиоаппаратуры, от Funkgeraet - радиостанция). Но их роль была невелика, в первую очередь из–за проблем, далеких от науки и технологии: РЛС из–за своей малочисленности не вписывались сложившуюся структуру ПВО, основанную на системе прожекторов, звукоулавливателей и зенитной артиллерии. Вообще, роль РЛС в современной войне руководством люфтваффе (которому подчинялась система ПВО) недооценивалась: новая техника просто вызывала недоверие. Отдельные полеты бомбардировщиков Великобритании над территорией рейха в 1941 году носили эпизодический характер и не рассматривались как угрожающие для населения и промышленности.
Начавшиеся регулярные бомбардировки Германии англичанами, а с 1942 года и американцами заставили командование люфтваффе изменить взгляды на организацию ПВО и развернуть с 1942 года широкую сеть радиолокационных постов на территории Германии и оккупированных стран с целью эффективного раннего оповещения сил истребительной авиации ПВО.
У Германии с 1942 года выход был один: оборудовать радиолокационными постами всю береговую черту от Франции до Норвегии, протяженностью более 2000 километров. За два года немцы эту задачу почти решили. Была разработана и принята на вооружение целая серия как новых, так и модернизированных РЛС. К 1944 году на линии Атлантического вала был создан радиолокационный пояс из нескольких сотен станций, которые образовали почти сплошное радиолокационное поле с возможностью обнаружения английских и американских бомбардировщиков, летящих через Северное море к городам Германии.
Глубина разведки радиолокационного поля немецких РЛС раннего оповещения достигала 200–250 километров, а в конце 1944 года - до 350 километров. Однако чтобы достичь таких характеристик по дальности обнаружения, немецкой радиотехнической промышленности пришлось изрядно потрудиться. Прорыв был достигнут благодаря огромным усилиям, которые с 1941 года приложили начальник управления связи люфтваффе генерал Вольфганг Мартини и командующий ночной истребительной авиацией полковник Йозеф Камхубер, чтобы дать решающий импульс в решении проблемы создания РЛС.
В конце 1941 года генерал Мартини организовал конференцию, на которую были приглашены ученые от промышленности и военные из исследовательских организаций и испытательных центров. Целью конференции являлось: обеспечить тесные контакты между специалистами из заказывающих организаций и конструкторскими силами крупнейших радиотехнических фирм в деле срочного освоения радарных технологий и создания новых станций.
Военные разработали технические задания на новые станции, но медлительность промышленности, вынужденной в условиях военного времени заниматься новейшими разработками, вызывала раздражение у руководства люфтваффе. Помимо естественных проблем технического характера, положение усугублялось тем, тотальная мобилизация на фронт в связи с начавшейся в 1941 году восточной кампанией обескровила научный и инженерный потенциал в самой Германии. Германская наука и промышленность стали жертвами близорукой концепции Геббельса, утверждавшего, что "любой дворник, работающий метлой, сегодня приносит большую пользу для рейха, чем ученый, всю жизнь изучавший одну микробу…"
По итогам конференции для исправления ситуации была принята резолюция по программе возвращения ученых и специалистов с фронта в науку и промышленность - Ru Funk Aktion. Кроме того, была поставлена задача по реальному объединению ученых и военных, по безвозмездной передаче технологий и обсуждению научных идей в среде специалистов разных организаций и фирм.
В 1942 году немецкие истребители стали оснащаться радарами FuG 202 "Лихтенштейн" с эффективной дальностью обнаружения до 4 километров, а к концу 1942 года на вооружении появилась улучшенная модель "Лихтенштейна" FuG 212 с дальностью обнаружения до 6 километров, что весьма существенно повысило эффективность действий ночных истребителей люфтваффе. Только использование в налетах многих сотен бомбардировщиков и мощного истребительного сопровождения на фоне прогрессирующего ослабления средств германских ПВО (вынужденных перебрасывать зенитные орудия и истребители ПВО на фронт) позволило англо–американской авиации осуществлять результативные налеты на объекты в Германии.
По заказу командования службы связи люфтваффе фирма "Телефункен" (совместное предприятие Siemens и AEG) приступила к созданию мощной стационарной РЛС. Выбор фирмы не был случаен: в 1930–е годы именно фирма "Телефункен"обладала самыми передовыми технологиями в вопросах создания антенных решеток с электронным управлением луча диаграммы направленности в метровом диапазоне волн. В Европе было построено значительное количество станций радиовещательного типа с заданной направленностью излучения (остронаправленные антенны), поскольку направленная передача позволяла увеличить дальность действия в нужном направлении. В Англии антенны подобного типа создавались под названием "антенны Маркони", а во Франции - "антенны Ширекса". В СССР строили радиовещательные станции с аналогичными антеннами под названием "Телефункен".
Антенны радиовещательных станций имели конструкцию в виде излучающих диполей (вибраторов), подвешенных рядами на стальных тросах между ферменными вышками высотой до 90–100 метров. Вышеперечисленные антенны имели различные схемы запитки и разное расположение излучающих элементов решетки, но наиболее рациональной схемой признавалась антенна "Телефункена".
В тактико–технические характеристики новой РЛС ПВО немецкие военные заложили дальность обнаружения 300- 350 километров: совершенно небывалые цифры для практической радиолокации, появившейся как направление за 7 лет до этого.
Новейшая, не имевшая аналогов в мире РЛС получила название "Мамонт" (Mammut). Прозванная позднее американцами "Афишная тумба", а англичанами - "Кладовка", РЛС начала осуществлять слежение за взлетающими над Англией американскими и английскими бомбардировщиками уже осенью 1942 года. РЛС имела в соответствии с принятой в Германии системой обозначение FuMO-51 и FuMO-52 (от Funkmessortung - радиоопределитель местоположения) для ВВС и ВМС. В люфтваффе ее часто называли "Кесарь" (Caesar), а в ВМС - "Густав" (Gustav). Между собой станции отличались размерами антенного полотна и конструкцией стоек. Наиболее революционным в конструкции "Маммут" являлось применение полностью электронного управления положением диаграммы направленности в пространстве.