Всевидяче око: військова історія радара

Цього року виповнився 81 рік історичній повітряній битві за Британію, Battle of Britain (липень-жовтень 1940 року). Королівські ВПС (Royal Air Force) тоді не тільки відбили атаки німецької авіації, але і позбавили противника можливості відновити масовані бомбардування території. Ця перемога багатьом зобов'язана системі радіолокаційних станцій, створеній ще до Другої світової.

Ідея використання хвиль Герца (так колись називали радіохвилі) для відстеження рухомих об'єктів ненабагато молодше самої радіозв'язку. Через дев'ять років після перших дослідів Марконі і Попова вона прийшла в голову 22-річному Християнину Хюльсмейеру, працівнику компанії Siemens з Дюссельдорфа. Він не мав технічної освіти, але вельми цікавився електричними новинками, зокрема радіоапаратурою. У 1904 році він зібрав, випробував і запатентував пристрій, який назвав телемобілоскопом. Згідно з патентною заявкою, це був «апарат, що випромінює і приймає хвилі Герца і призначений для виявлення металевого тіла, що знаходиться на їх шляху, наприклад поїзда або корабля, і попередження про його появу». 17 або 18 травня Хюльсмейер вперше публічно представив його в Кельні на мосту через Рейн. На демонстрації були присутні представники судових компаній, журналісти і численні позіхання. Про ефектний експеримент без затримки повідомили і європейські, і американські газети.


Апарат Хюльсмейєра складався з іскрового генератора радіохвиль, що випромінює антени з металевим фокусуючим рефлектором, приймальні антени з ще одним рефлектором і когерера в якості ресивера. За допомогою електричного дзвінка він сповіщав про наближення річкових пароплавів. Прилад навіть приблизно вказував напрямок на об'єкт, але, звичайно, не міг визначити його віддаленість і швидкість. Строго кажучи, це був не радіолокатор, а тільки радіодетектор.

Перша британська радарна мережа анітрохи не походила на сучасні радіолокатори. Звичних обертових антен не було і в помині (вони з'явилися пізніше). Імпульси 13,6-метрових радіохвиль протяжністю 20 мікросекунд з 40-мілісекундними проміжками випромінювалися кабельними антенами, підвішеними на решітчастих сталевих вежах 110-метрової висоти (по чотири на кожну станцію). Приймальні антени монтувалися на розташованих поодаль (щоб уникнути інтерференції) 70-метрових вежах з дерев'яних конструкцій. Спочатку потужність кожного передавача становила 350 кВт, пізніше її довели до 750 кВт. Станції розташовувалися вздовж узбережжя ланцюжком, що дав назву всій системі - Chain Home. За нинішніми поняттями, її дозволяюча здатність була сміховинною - близько 3 км, і до того ж радари практично не помічали низьколетячі об'єкти. Однак у хорошу погоду вони засікали повітряні армади Герінга вже в небі над Францією, що забезпечувало британським ППО 20-хвилинне попередження. У тих умовах це мало величезне значення. Протягом тримісячної Битви за Британію німці втратили майже половину своїх бойових літаків - 1882 машини з 4074. І хоча загальні втрати королівських ВПС були лише трохи меншими (1547 машин), німці позбулися набагато більшого числа льотчиків (544 англійських пілоти проти більш ніж 3500 загиблих і полонених німців). Надалі активність німецьких ВПС у повітряному просторі Британії різко впала і з часом зійшла нанівець. Цьому допомогла нова радарна мережа Chain Home Low, де вже застосовувалися обертові антени, що випускали півтораметрові радіохвилі. А з 1941 року радіолокатори, які працюють на 50-сантиметрових хвилях, з'явилися і на кораблях королівського флоту. Битва за Британію була виграна, хоча і дуже дорогою ціною.

Хюльсмейер пропонував встановлювати такі прилади на кораблях, щоб попереджати зіткнення в умовах кепської видимості. Пізніше він навіть придумав пристрій для автоматичної оцінки відстані до об'єкта по куту нахилу приймальної антени, але так його і не зробив. Та й сам телемобілоскоп пропрацював недовго. Їм не зацікавилися ні пароплавні компанії, ні моряки кайзерівського флоту. Загальна думка зводилася до того, що про зближення суден достатньо сигналізувати гудками і що апаратура Хюльсмейєра складна, не надто надійна і практично марна. Не допомогло навіть те, що на випробуваннях в Голландії прилад показав дуже пристойну дальність в 3 км. Влітку 1905 року винахіднику відмовила в підтримці і фірма Telefunken, після чого він поставив хрест на своєму дітищі. Хюльсмейєр дожив до 1957 року, запатентував 180 винаходів, але до своєї першої роботи більше не повертався. Втім, коли після Другої світової війни весь світ переконався в можливостях радіолокації, Хюльсмейер був визнаний на батьківщині видатним винахідником.

Звичайно, зараз ясно, що ніхто не зміг би сконструювати справжній радар на базі радіотехнології першого покоління, заснованої на іскрових генераторах і когерерах або магнітних детекторах. Хюльсмейєра осінила чудова ідея, але без потужної вакуумної (а потім і твердотільної) електроніки вона обіцяла небагато - в цьому німецькі військово-морські експерти не помилилися. Нащадкам залишився лише його прилад, виставлений нині в Німецькому музеї в Мюнхені.

За океаном

Восени 1922 року Альберт Хойт Тейлор і Лео Янг з Лабораторії авіаційної радіотехніки ВМФ США засікли за допомогою радіохвиль дерев'яне судно, що проходило Потомаком. На одному березі стояв передавач з антеною, безперервно випромінювала хвилі довжиною 5 м, а на протилежному - приймач. Коли корабель опинявся між приладами, приймальня антена отримувала два сигнали - прямий і відбитий. У результаті інтерференції вихідне випромінювання модулювалося за амплітудою, і на рівний тон прийнятого сигналу накладалися перешкоди. Подібно до приладу Хюльсмейєра, це був не локатор, а всього лише детектор.

Тейлор і Янг представили заявку на продовження своїх робіт, але схвалення не отримали. Через рік Тейлор став начальником радіовідділу свіжоустановленої Лабораторії військово-морських досліджень (Naval Research Laboratory, NRL), і йому довелося займатися зовсім іншими проектами. Однак влітку 1930 року його асистент Лоуренс Хайленд з "ясував, що за допомогою радіохвиль можна виявляти літаки. Це сталося за чистим везінням: між антенами передавача і приймача знаходилося льотне поле. Тоді-то Тейлор і переконав начальство в необхідності роботи над інтерференційними детекторами. Цими приладами в NRL займалися три роки, а потім (через явну невдачу) взялися за справжні радіолокатори, що приймають відбиті від об'єкта радіоімпульси. Створений під керівництвом Роберта Пейджа перший експериментальний імпульсний радар випробували лише в 1936 році. У червні він відловив літак з 40-км дистанції.


У 1917 році великий Нікола Тесла в інтерв'ю, опублікованому у вельми шанованому журналі The Electrical Experimenter, в цілому цілком правильно сформулював принцип радіолокації і особливо відзначив, що цей метод дозволить відстежувати положення і швидкість рухомих об'єктів. Правда, Тесла вважав більш перспективним використання стоячих хвиль (у цьому він помилився), проте допускав і застосування радіоімпульсів. Сам він у цьому напрямку не працював, але через багато років його ідея знайшла послідовника в особі французького радіоінженера Еміля Жирардо, який у 1934 році запатентував прилад для радіолокації. Рік потому він встановив свій прилад на «Нормандії» - найбільшому трансатлантичному лайнері того часу. У 1939 році група Жирардо змонтувала першу у Франції станцію радарного спостереження за повітряним простором, що попереджала сили паризької ППО про німецькі нальоти. У червні 1940 року, перед падінням Парижа, французи знищили свою апаратуру, щоб вона не потрапила в руки ворога. На фото - антена першого американського серійного радара SCR-268 з дальністю виявлення 35 км.

У наступні роки розвиток радіолокаційної апаратури в США помітно прискорився, але на оперативне чергування вона встала тільки після початку Другої світової: на військових кораблях у 1940 році, на сухопутних постах ППО - із зими 1941-го. Якраз тоді американські військові і винайшли слово «радар», це була абревіатура RAdio Detection And Ranging (виявлення і оцінка дальності за допомогою радіо).

COM_SPPAGEBUILDER_NO_ITEMS_FOUND