Виктор Млечин - На передних рубежах радиолокации
Антенных дел мастера
Когда я пришёл в институт, начальником антенной лаборатории был Евгений Николаевич Майзельс. К этому времени у него уже был достаточно большой послужной список. Начав работу во Всесоюзном электротехническом институте у профессора Б. А. Введенского (впоследствии академика), он вскоре перешёл в НИИ-9, г. Ленинград. На основе теоретических и экспериментальных исследований радиоволноводов и радиорупоров им накануне войны была сконструирована восьмирупорная синфазная антенна с веерообразной ДНА и шириной лучей в одной из плоскостей 2,5° (в сантиметровом диапазоне волн). Будучи эвакуированным из блокадного Ленинграда, он в 1942 г. влился в коллектив завода-института, получившего название НИИ-20, где принимал активное участие в разработке РЛС СОН-2. В ЦНИИ-108 Майзельс курировал исследования, разработку и изготовление антенн различного назначения. Но особые отношения его связывали с А. А. Расплетиным, и когда Расплетина назначили главным конструктором станции «РТ», Майзельс стал его заместителем, отвечающим за разработку антенно-фидерной системы. В те времена, в первые послевоенные годы, сама идея лоцирования наземных объектов, затенённых обильной растительностью в виде леса, кустарника, травы или складками местности, казалась фантастической, а инженерные подходы к ней нереальными. Вместе с тем было очевидно, что для получения высокой точности определения угловых координат объектов необходимо формирование узкого луча в азимутальной плоскости. Но этого было недостаточно, если не принять меры для разрешения близко расположенных целей. И тут Расплетин обратился к своему недавнему телевизионному прошлому, где эта проблема решалась путём сканирования луча в пространстве. Сканировать надо было в сравнительно широком рабочем секторе (по крайней мере 50–60°) и притом с повышенной частотой возврата, что могло обеспечить слитность полученной картинки местности. Итак, перед антенщиками встала задача разработать антенну с круговым обзором, которая обеспечивала бы в сантиметровом диапазоне волн электромеханическое сканирование узкого луча с максимально приемлемой частотой возврата в заданном рабочем секторе углов. Надо сразу сказать, что ничего похожего в мировой практике к этому времени сделано не было. Майзельс принял на себя эту тяжёлую ношу, стал анализировать, советоваться с теоретиками, привлёк молодых специалистов, в том числе недавно окончившего Всесоюзный заочный институт связи М. Заксона. После анализа, прикидочных расчётов пришли к выводу, что наиболее приемлемым вариантом является волноводно-щелевая антенна с щелями, прорезанными по разные стороны от средней линии стенки волновода (в шахматном порядке). Согласно теории при варьировании шага между соседними щелями в небольших пределах можно добиться отклонения луча от положения, нормального к оси волновода. Число щелей по длине волновода при этом определяется требуемым коэффициентом направленного действия (КНД) антенны. Обеспечение синфазности отклонения ДН вызывало повышенные требования к соблюдению размеров внутри волновода, что накладывало жесткие ограничения и на механизм, призванный создавать возвратно-поступательные движения при сканировании луча. В этом была основная трудность при производстве таких антенн, что сразу почувствовали разработчики после передачи чертежей антенны на серийный завод. Поначалу антенна на заводе «не шла». Безвылазно сидел там Расплетин и, конечно, разработчики антенны. Требовали пунктуального следования конструкторской документации и выполнения технологического процесса. Создавалась напряжённая обстановка, которую удавалось постепенно преодолевать. Через несколько месяцев кропотливой работы антенны стали поступать для комплектации кабин станции. Эпопея с внедрением аппаратуры на заводе потребовала от её участников большого напряжения сил. Среди сотрудников института больше всего, конечно, досталось Расплетину и его команде, также активным разработчикам новой антенны. После окончания командировок я увидел Майзельса уставшим, с мешками под глазами, слабо реагирующим на многочисленные вопросы окружающих. Необходима была разрядка, которую он ненадолго получил, несмотря на обилие текущих дел. Через некоторое время Майзельсу предстояло окунуться в море других проблем, связанных с созданием антенн в совершенно новом для него и института в целом диапазоне миллиметровых волн. Переход на новый диапазон волн был не просто явлением совершенствования техники, а революционным событием, приближающим к «радиовидению», т. е. к возможности различать на экране индикатора не только сам объект в виде светящегося пятна, а отдельные его части, например, кузов грузовика или орудие танка. Возникали и новые проблемы: было известно, что миллиметровые волны проходят через гидрометеоры (дождь, снег) с повышенным затуханием, однако, были и преимущества, среди которых возможность различения полезного объекта на фоне мощной пассивной помехи.
Имея нелёгкий опыт внедрения в производство волноводно-щелевых антенн, Майзельс постепенно дрейфовал в сторону недавно появившихся линзовых антенн. Для этого он привлёк к сотрудничеству аспиранта И. Абрамова, который начал разрабатывать методику расчёта линзовых антенн, работающих в режиме сканирования луча в заданном секторе углов. Была поставлена задача так свернуть линзу, чтобы обеспечить не возвратно-поступательное, а круговое движение запитывающего облучателя. Выработка методики расчёта линзовых антенн оказалась непростым делом: к расчёту привлекли и видного теоретика СВЧ антенн Я. Н. Фельда. Наконец, расчётный этап был в основном завершён, и началось макетирование. Кроме И. Б. Абрамова большую роль в создании макетов антенны сыграл его помощник В. Бекасов, которого в шутку прозвали «окружением» Абрамова, а также механики мастерской 12 лаборатории, специалисты высокого класса. На опытном заводе были созданы и производственные образцы новой антенны. К этому времени были готовы практически все блоки вновь созданной станции, и коллектив комплексной лаборатории № 13 под руководством Г. Я. Гуськова приступил к проведению испытаний в реальных условиях. Сначала аппаратура размещалась в закрытом отсеке (кабине) на шасси автомашины ГАЗ-51, затем была выделена автомашина ГАЗ-63 и на конечном этапе использовался тягач на гусеничном ходу. Испытания продолжались около 5 лет (1949–1954), в них участвовали Г. Я. Гуськов, П. П. Михайлов, И. Я. Эмдин и автор этих строк. Эпизодически привлекались Г. В. Кияковский и К. П. Гаврилов. От антенщиков на наиболее важных этапах испытаний участвовал Е. Н. Майзельс. Испытания проводились на многих полигонах: практически мы объехали всю европейскую часть СССР, а также Урал и Западную Сибирь.
Целью испытаний была не столько обкатка аппаратуры, хотя и это было важно. Целью были ключевые вопросы распространения радиоволн в новом диапазоне, роль гидрометеоров, работа в условиях действия мощной пассивной помехи приземного слоя, энергетика и выбор оптимальной позиции работающей станции, поляризационные характеристики излучения. Все эти вопросы обсуждались с обязательным присутствием Е. Н. Майзельса. Майзельс был широко эрудированным человеком, но он никогда не спешил с ответом. «Надо подумать», – часто говорил он. Некоторые проблемы требовали теоретического рассмотрения. Так, исследование отражений радиоволн круговой полязизации от тел различной формы он проводил совместно с П. Я. Уфимцевым, в результате чего появилась их статья в журнале «Радиотехника и электроника» (1960, № 12). Майзельс был человеком доброжелательным, а в житейских вопросах – мудрым собеседником. Часто нам приходилось ночевать вдали от населённых пунктов, прямо в приборной кабине станции. Т. к. движки были зачехлены, обогрева не было, осенью или ранней зимой кабину нередко заносило снегом, а дверь с трудом открывалась, но я никогда не слышал от Майзельса ничего, похожего на жалобу. Всегда ровный, деловой тон, без эмоций. Зато если надо было кому-нибудь помочь, Майзельс был одним из первых. Майзельс рано умер, но успел перед смертью написать книгу совместно с В. А. Торговановым об измерениях моделей реальных целей в эхо-камерах. Книга вышла в 1972 г. после его смерти. Сейчас, через много-много лет, я вспоминаю те наши поездки и походы, и среди друзей-сослуживцев вижу невысокую фигуру в сапогах и шляпе, с улыбкой на лице – фигуру Евгения Николаевича.
Работы, о которых я говорил выше, имели продолжение.
В середине 50-х годов прошлого века 13 лаборатории под руководством Г. Я. Гуськова было предложено в сжатые сроки разработать радиопеленгатор, способный принимать кодированные сигналы стартующих изделий С. П. Королёва и вырабатывать сигналы управления с передачей их на борт. Точности засечки по углу превосходили ранее достигнутые по крайней мере на порядок, поэтому необходимо было создать новую антенную систему, решающую вновь поставленные задачи. По согласованию с руководством Г. Я. Гуськов поручил разработку И. Б. Абрамову. Взяв за основу линзовую антенну со сканированием, И. Б. Абрамов с сотрудниками создали совершенно новый вариант антенны со сканированием остронаправленного луча в плоскости, близкой к угломестной. Достаточно сказать, что раскрыв антенны опытных образцов достигал 4–5 метров. Положительные результаты испытаний антенны в отдельности и в совокупности с аппаратурой общеизвестны, и я на этом здесь не останавливаюсь.
