Story

Забытые тайны

О достижениях немецких компаний в области радиотехники и электроники времен Второй мировой войны долго не принято было говорить. Страны-победительницы предпочитали приписывать себе основные заслуги в научных разработках и практических реализациях. История открывает новые факты...

РЛС ПВО Германии Mammut (FuMo-51) 1942 г.

Несмотря на то что сегодня такие гиганты, как Siemens, AEG и другие - это известные и уважаемые мировые бренды, они не любят вспоминать о том периоде своей истории. Тем не менее факты, которые замалчивались, показывают, что в период Второй мировой войны Германия делала не только отличные самолеты и танки, была пионером ракетостроения и мощных систем криптографии, но и лидером по ряду направлений радиотехники. В частности, в такой области, как радиолокация, где приоритеты традиционно отдавались англичанам.

Вторая мировая война стала временем зарождения и бурного роста радиолокации как прикладной дисциплины. Это было острие тогдашнего хайтека, давшее мощный толчок всей радиоэлектронике - разработке и производству компонентов, оборудования, освоению новых диапазонов волн.
В рубрике Story мы предлагаем отрывок из книги, которая только готовится к публикации и ранее нигде не издавалась. Автор - научный сотрудник, Почетный радист РФ Юрий Васильевич Якушев, много лет занимающийся преподаванием и конструированием радиолокационной техники. "Книга "Немецкие радары на земле и в воздухе" - это новый непредвзятый взгляд на историю радиолокации, в ее подготовке использовались редкие архивные материалы, привлекались крупные специалисты", - поясняет Юрий Якушев. С разрешения автора в "Стандарте" впервые публикуется одна из глав книги.

Мамонт из 1942 года

В истории развития радиолокации, рождение которой можно отнести к 30-м годам прошлого столетия, немецкая радиотехническая промышленность накануне Второй мировой войны едва ли занимала лидирующую позицию. Термин "радиолокация" в современном понятии этого слова не употреблялся, а аппаратура такого назначения именовалась как "аппаратура радиообнаружения". Радиотехнические гиганты Германии - "Сименс", "Телефункен", "Лоренц" и многочисленные мелкие фирмы занимались в основном изготовлением  радиовещательной аппаратуры, навигационного оборудования для авиации, электротехнического  оборудования и различной бытовой техники.

Даже накануне войны конструкторские силы крупнейших радиотехнических фирм не были обременены таким новым направлением, как радиообнаружение воздушных целей.
Как и во всех других развитых в научном и техническом отношении странах, над проблемой создания аппаратуры для обнаружения летательных аппаратов на больших дальностях в любых метеоусловиях занимались отдельные группы людей, работающих в научно-исследовательских институтах, университетах и других подобных заведениях. Широкому кругу лиц, включая командование вооруженных сил Вермахта, эти исследования были почти неизвестны.

В 1936 году, когда создали первую немецкую наземную опытную станцию радиообнаружения "Дармштадт", никто и не мог себе представить, что к 1944 году в системе ПВО Германии будет находиться несколько тысяч радиолокационных станций различного назначения. Некоторые из образцов таких радиолокационных станций (РЛС) представляли собой уникальные разработки и по некоторым своим функциям могли соперничать с современными РЛС 1970-1980-х годов.

С началом Второй мировой войны в существующей системе ПВО Германии на вооружении находились в небольшом количестве радиолокационные станции типа "Фрейя". Однако РЛС "Фрейя" не вписывались в общую структуру ПВО в силу малочисленности станций (всего 12), недостаточного осознания их роли и даже недоверия к новой технике. Командование Вермахта считало, что границы Германии и так неприкосновенны, а система ПВО на основе прожекторов, звукоулавливателей и зенитной артиллерии лучшая в мире.
Отдельные полеты бомбардировщиков Великобритании над территорией Рейха в 1941 году носили эпизодический характер и не рассматривались как угрожающие для населения и промышленности.

Начав поход на Восток, гитлеровское командование попало в сложную ситуацию борьбы на два фронта. Пока дела в России шли более-менее успешно, на опасность с Запада почти не обращали внимания. Но конец 1941-го и начало 1942 года изменили многое во взглядах на систему ПВО Германии. Причиной столь быстрой переоценки явились начавшиеся регулярные бомбардировки Германии англичанами, а с 1942 года и американцами.
Развертывание радиолокационных постов на территории Германии и оккупированных стран в 1941-1942 годах имело одну цель - раннее оповещение сил истребительной авиации ПВО.
Со своей стороны Германия дальней бомбардировочной (стратегической) авиации не имела - это не вписывалось в ее концепцию и стратегию ведения молниеносных войн. Англия с 1940 года наоборот сделала ставку на дальнюю бомбардировочную авиацию, самолеты которой могли находиться в воздухе часами и выбирать любые маршруты.

У Германии с 1942 года выход был один - оборудовать радиолокационными постами всю береговую черту от Франции до Норвегии, протяженностью более 2000 км. 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 км, а в конце 1944 года до 350 км. Однако чтобы достичь таких характеристик по дальности обнаружения, немецкой радиотехнической промышленности пришлось изрядно потрудиться. Организационную часть этой трудной задачи в 1941 году взяли на себя начальник управления связи Люфтваффе генерал Вольфганг Мартини и командующий ночной истребительной авиации полковник Йозеф Камхубер.
В конце 1941 года генерал Мартини, ярый приверженец внедрения радиолокационной техники, решил внести коренные изменения в работу над созданием новых РЛС для системы ПВО. Он организовал конференцию, на которую были приглашены ученые от промышленности и военные из исследовательских организаций и испытательных центров.
Задача перед генералом Мартини стояла нелегкая - 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 обосновали технические задания на новые станции, но вялость и медлительность промышленности вызывали раздражение у руководства Люфтваффе. Частично это можно было объяснить тем, что опыта по созданию таких станций ни у кого не было. Да и сроки изготовления казались нереальными. К тому же Мартини и Камхуберу на конференции пришлось выслушать не очень приятные высказывания в свой адрес по поводу тех специалистов и ученых, которые сейчас сидят в окопах на фронте, или их уже нет.

Дело в том, что огульная мобилизация на фронт всех подряд в связи с восточной кампанией, начавшаяся в 1941 году, сильно подорвала научный и инженерный потенциал в самой Германии. Геббельс утверждал, 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. Специально для тех, "кто сбежал на фронт", программа провозглашала новое прочтение патриотизма и призывала "к работе увильнувших от участия в ней".

В любом случае задача по объединению ученых и военных, по безвозмездной передаче технологий и обсуждению научных идей в среде специалистов разных организаций и фирм была поставлена. Можно предполагать, что над созданием новых технологий для РЛС работали на всех крупных фирмах, но пока без определенных требований к характеристикам и режимам.
С подачи специалистов из опытного командования службы связи Люфтваффе фирма "Телефункен" (совместное предприятие Siemens и AEG. - Прим. ред.) приступила к созданию заказанной военными мощной стационарной РЛС. В 1930-е годы фирма обладала самыми передовыми технологиями в вопросах создания антенных решеток с электронным управлением лучом диаграммы направленности в метровом диапазоне волн. В Европе было построено значительное количество станций радиовещательного типа с заданной направленностью излучения. В довоенной литературе термин "антенна типа Телефункен" был очень распространенным. Антенны такого типа называли "остронаправленными".

В Англии антенны подобного типа называли - "антенны Маркони", а во Франции - "антенны Ширекса". В СССР также строили радиовещательные станции с антеннами "Телефункен".
Антенны радиовещательных станций имели конструкцию в виде излучающих диполей (вибраторов), подвешенных рядами на стальных тросах между большими ферменными вышками высотой до 90-100 м. Направленная передача радиовещательной информации позволяла увеличить дальность действия в заданных направлениях.

Все перечисленные антенны имели различные схемы запитки и разное расположение излучающих элементов решетки. Наиболее рациональной схемой все-таки считали антенну "Телефункена".
В тактико-технические характеристики новой РЛС ПВО военные заложили дальность обнаружения 300-350 км. Это совершенно небывалые цифры для того времени, ведь практической радиолокации отроду было не более 7 лет.
Станцию назвали - Mammut ("Мамонт"). Позже американцы дадут ей кличку "Афишная тумба", а англичане - "Кладовка". "Афишная тумба" на толстых, как у мамонта, ногах была изготовлена, испытана и начала наблюдать за взлетающими над Англией американскими и английскими бомбардировщиками уже осенью 1942 года.

Союзники не любили упоминать об этой станции, им такой "Мамонт" в 1942 году был не по силам... РЛС имела обозначение FuMO-51 и FuMO-52 для ВВС и ВМС. В Люфтваффе ее часто называли "Кесарь" (Caesar), а в ВМС - "Густав".
Между собой станции отличались размерами антенного полотна и конструкцией стоек. Впервые для станции такого класса решили применить полностью электронное управление положением диаграммы направленности в пространстве.
Дело в том, что размер антенны для станции Mammut был огромен. В модели FuMO-52 он составлял 30х18 м и, конечно, вращать такую махину было просто невозможно. Решили, что вращать ничего не надо. Управляя фазой несущих колебаний от передатчика, можно изменять направление приема и передачи узкого луча диаграммы направленности. В качестве управителей фазы в антенной системе (решетке) использовали специально рассчитанные отрезки коаксиальных кабелей, подключая их или выключая с помощью специальных реле.

Отсутствие цифровой вычислительной техники в тот период времени заставило в управлении антенных решеток использовать вначале электромеханические программаторы, работающие по жесткому алгоритму, а в более поздних моделях РЛС - электронные программаторы на электронно-вакуумных лампах.
Задумка конструкторов для 1941 года была очень дерзкой. В угломестной плоскости диаграмма направленности перемещалась электронным способом на углы 5-15, чего вполне хватало для станции раннего обнаружения с дальностью в 300-350 км. В азимутальной плоскости узкий луч в 3,5 осуществлял электронный обзор в пределах 100-110. Для того времени (1941 год) это были потрясающие цифры.

Первоначально "Телефункен" выпускал одноапертурные станции с направленным излучением только в одну сторону (север, северо-запад). Более поздние модели имели двухстороннюю апертуру и могли обозревать воздушное пространство в двух направлениях - в сторону Великобритании и в сторону Бельгии и Германии.
С 1942-го по 1945 год "Телефункен" в кооперации со многими радио- и электротехническими фирмами построил 20 радиолокационных станций FuMO-51 и FuMO-52, большинство из которых размещалось по линии береговой черты Атлантического вала и контролировало пространство не только Северного моря и Па-де-Кале, но и "видело" все, что происходит над южной и центральной частью Британии.

Несколько слов о конструкции Mammut. Антенна РЛС выполнена достаточно просто. На 4 бетонных основаниях устанавливаются ажурные металлические конструкции в виде 4 опор, к которым впоследствии крепилась вся оснастка для функционирования РЛС. В состав оснастки входили: две технологические пустотелые стойки с кабелями, два технологических балкона на всю длину апертуры антенны на высотах 3,5 и 8,5 м от нижнего края апертуры. На каждом балконе имелась площадка с лебедками для подъема аппаратуры или строительных материалов.
Одновременно балконы использовались для монтажа и размещения оборудования: кабелей, делителей мощности, фазовращателей на основе отрезков коаксиальных кабелей, высокочастотных коммутаторов (реле) и др.
На некоторых фотоснимках антенн РЛС хорошо видны бухты СВЧ-кабелей, выполняющих роль линий задержки (фазовращателей). Обратная сторона апертуры антенны покрывалась металлической сеткой, выполняющей роль экрана (отражателя) в системе "вибратор-рефлектор". Высота поднятия нижнего края всей апертуры антенной системы могла быть различной, в зависимости от рельефа местности, и менялась в пределах от 4 до 10 м.

Требования к местности, окружающей позицию РЛС, были особые. Для защиты РЛС от помех окружающего фона на специально рассчитанных расстояниях от антенны устанавливались заграждающие (экранирующие) сетки и заборы из металлических конструкций. Поверхность вблизи антенны тщательно выравнивали. Посторонние предметы (деревья и кусты) и строения (дома, столбы и т.п.) удалялись из поля ближней зоны до 500 метров. Все значительно упрощалось, если РЛС устанавливали на возвышенности, на берегу моря. Водная гладь даже увеличивала дальность обнаружения РЛС. Для осуществления контроля за излучением антенной системы, вблизи РЛС устанавливались специальные СВЧ-зонды.
В целом станция Mammut работала вполне успешно и свои задачи решала, но необходимо сказать, что англичане тоже не сидели сложа руки. Почти до середины 1942 года англичане и американцы не мешали работе немецких радиолокационных станций раннего обнаружения "Фрейя" (FuMG-80), "Вассерман" (FuMG-402), Mammut (FuMО-51, -52).
В отношении самых ранних станций типа "Фрейя" и "Вюрцбург" немцы допустили оплошность. Станции работали на очень близких частотах и не имели запасных каналов.

Несущие частоты однотипных РЛС в одной серии отличались не более чем на 5-8 МГц, что и обнаружили англичане в 1942 году. В августе 1942 года при наблюдении группы английских бомбардировщиков операторы РЛС "Фрейя", работавшей на длине волны 2,4 м, вдруг обнаружили на экранах индикаторов большое количество внезапно появившихся отметок от целей. Эти "бегающие" по экрану "галочки" вводили в заблуждение операторов, и они в первое время терялись, но впоследствии научились отличать ложные цели от настоящих.
Оказывается, англичане установили на нескольких самолетах станции имитационных помех Moonshine. Всего было выпущено около 200 передатчиков, которые могли механически перестраиваться в диапазоне волн от 1,85 до 3,4 м.
К счастью для немецких операторов РЛС мощность передатчиков была не высока, и ложные отметки целей мешали работе не на всех дальностях обнаружения. Уже в сентябре 1942 года обеспокоенные случаями применения помех на некоторые типы РЛС немецкие конструкторы решают расширить диапазоны работы передатчиков РЛС. Станция Mammut начала работать в разнесенных "окнах" длин волн - 1,36-1,4 м и 2,08-2,6 м. В пределах этих "окон" операторы станций могли производить перестройку пока не находили частоту, при которой экраны индикаторов были чистыми.

Теперь настала очередь англичан. Проанализировав ситуацию, они к концу 1943 года разрабатывают новую станцию прицельных помех для диапазона около 2,4 м. Станция получила название "Карпет" (Carpet - ковер). Ее производство тут же передали американцам, а уж они размахнулись так широко, что выпустили около 24 тыс. передатчиков, которые, наверное, до сих пор лежат на армейских складах.

В 1944 году, когда количество бомбардировщиков, участвовавших в налетах, резко возросло, англичане и американцы начали использовать одновременно с постановкой активных помех сброс дипольных отражателей. Всего за время войны только американцы сбросили над Германией 40900 тонн алюминиевой фольги.
В целом немецкие РЛС почти до конца войны работали в удовлетворительных условиях, так как к концу 1943 года на всех станциях уже стояли специальные приставки для защиты от пассивных помех, создаваемых дипольными отражателями.
Однако накануне высадки в Нормандии немецкие РЛС подверглись попытке физического уничтожения, дабы скрыть замыслы и районы высадки союзных войск. Не везде удавалось уничтожить или повредить РЛС, поэтому  в первые дни высадки накал радиоэлектронной борьбы достиг высочайшего уровня. Никто не анализировал детально затраты англичан и американцев, но похоже, что они сильно переборщили, если почитать их официальные отчеты от 1946 года, опубликованные Министерством обороны США. Уж очень уважали они немецкую радиолокацию. Цена этого уважения - 70 тыс. бомбардировщиков, уничтоженных силами ПВО за 1941-1945 годы.
Только спустя 50 лет после Второй мировой войны американцы негласно в специальной литературе были вынуждены признать, что "Вассерман" и Mammut были прекрасными РЛС для своего времени, а Mammut вообще являл собой первую в мире РЛС с электронным управлением диаграммой направленности - ФАР (фазированная антенная решетка), по современной терминологии.