18 февраля, 2011

От «Днестра» до «Днепра»

Понимая архисложность проблемы создания системы ПРО, правительство страны в лице ее органа – ВПК (Военно-промышленная комиссия при Совете министров СССР) старалось привлечь к работе те организации, которые могли бы в какой-то мере решить почти неразрешимую по тем временам задачу создания ПРО. Поэтому в ряде случаев шли на дублирование работ, на разработку альтернативных технических решений элементов системы.

Так, КБ-1 предложило использовать для дальнего обнаружения головной части ракеты РЛС «Дунай-2» (разработка НИИДАР), а в качестве радиолокатора точного определения координат цели и наведения противоракеты – РЛС РТН (разработка КБ-1). РЛС «Дунай-2» работала в дециметровом диапазоне, а РТН – в сантиметровом.

РТИ в свою очередь предложил для дальнего обнаружения ракет использовать РЛС метрового диапазона – ЦСО-П, а в качестве радиолокатора точного измерения координат цели – РЛС дециметрового диапазона – ЦСС-30, которая в какой-то мере подстраховывала РЛС РТН.

На полигонном комплексе ПРО (система «А») РЛС «Дунай-2» и комплекс РЛС ЦСО-П – ЦСС-30 строились на берегу озера Балхаш недалеко друг от друга (площадки № 14 и № 8).

Забегая вперед, можно сказать, что от использования комплекса РЛС ЦСО-П – ЦСС-30 в системе ПРО отказались и строительство РЛС ЦСС-30 было прекращено. Судьба РЛС ЦСО-П оказалась более удачливой. На ее основе впоследствии были созданы РЛС «Днестр» и РЛС «Днестр-М» для систем «ИС» и ПРН. В дальнейшем РЛС «Днестр-М» была усовершенствована и превращена в РЛС «Днепр», ставшую основной РЛС надгоризонтного поля СПРН. РЛС «Днепр» и по сей день несут боевое дежурство.

В 1958 г. после окончания МАИ я как молодой специалист был распределен в РТИ. С первых же дней мне было поручено в качестве ведущего инженера вести разработку РЛС ЦСО-П (ЦСО-П – центральная станция обнаружения – полигонная). Общее руководство разработкой осуществлял М. М. Вейсбейн, заместитель академика А. Л. Минца, а непосредственным моим руководителем был B. C. Кельзон.

Надо сказать, что разработка станций дальнего обнаружения ракет в то время была новым рубежом, своеобразным «скачком» в радиолокации. Если до этого РЛС работали по самолетам, находящимся на дальностях в сотни километров, то теперь радиолокатор должен был обнаруживать и сопровождать головные части ракет на удалении в тысячу километров и более. При этом надо учесть, что отражающая поверхность головной части ракеты была в десятки раз меньше, чем самолета, а скорость ее движения в сотни раз больше.

Следует отметить, что к моменту моего прихода в институте уже был проведен большой объем научных исследований и экспериментальных работ в интересах создания РЛС дальнего обнаружения.

Гора Гульшад (одноименная с мысом) в окрестностях РЛС СПРН «Днепр»
Фото: Михаил ХОДАРЕНОК

В частности, под руководством Л. М. Кузовкова в районе г. Аральска проведены наблюдения головных частей баллистических ракет, запускаемых с полигона Капустин Яр. Под руководством B. C. Кельзона были сделаны очень важные исследования по выбору оптимального диапазона для РЛС ДО. Как подтвердилось впоследствии, выбор метрового диапазона волн для обеспечения большой дальности действия РЛС по малоразмерным целям оказался очень удачным.

Группой разработчиков и конструкторов (В. А. Шумаков, Т. В. Шурупова, В. М. Лупулов, В. Н. Николаев) была разработана и сконструирована рупорная антенна (длина – 250 м, высота – 15 м) с частотным сканированием в азимутальной плоскости и фазовым методом измерения в угломестной плоскости.

Надо отметить, что в НИИДАР группой В. П. Сосульникова и В. П. Васюкова для РЛС «Дунай-2» также была разработана антенна с частотным сканированием луча в азимутальной плоскости, но с амплитудным методом измерения в угломестной плоскости. НИИДАР применил в антенне ребристые структуры закрытого типа в волноводах, а в РТИ разработали ребристые структуры открытого типа, что позволяло работать с большими импульсными мощностями передатчиков. (В «Дунае-2» использовался принцип непрерывного излучения, что позволяло уменьшать пиковую мощность на излучение.)

Для обеспечения большой дальности в РЛС ЦСО-П были использованы импульсные сигналы с большой по тем временам длительностью (200 мксек). В целях повышения точности измерения дальности был предложен принцип дробления сигнала одновременно с использованием его для пеленгации цели по азимуту (B. C. Кельзон, Л. И. Глинкин, В. М. Иванцов).

В РЛС ЦСО-П был реализован также метод некогерентного цифрового накопления сигналов (Ю. В. Очкин). Управление работой РЛС ЦСО-П предполагалось осуществить с помощью управляющей вычислительной машины М-4 разработки ИНЭУМ. Однако вычислительная машина М-4 оказалась неудачной, ее никак не удавалось запустить. Поэтому в РЛС ЦСО-П были предложены и реализованы (Л. И. Глинкин, Ю. В. Очкин, В. М. Иванцов) аппаратные методы автоматического обнаружения, захвата и сопровождения целей.

В довольно короткий срок РЛС ЦСО-П была построена на площадке № 8 в г. Приозерске и 17 сентября 1961 г. впервые обнаружила и сопровождала цели.

В связи с этим вспоминается следующий эпизод. Как известно, все работы по ПРО велись в режиме строжайшей секретности, особенно это касалось раскрытия рабочих частот. Для того чтобы выйти, как тогда говорили, в эфир и фактически раскрыть рабочие частоты станции, требовалась чрезвычайно сложная и длительная процедура. Если учесть, что «Дунай-2» к этому времени уже работал, разработчикам ЦСО-П хотелось сделать это поскорее. Я как ответственный в то время на объекте № 8 позвонил А. Л. Минцу: что делать? Он посоветовался с Г. Ф. Байдуковым (в то время начальник 4-го ГУ МО). Он сказал Минцу: «Если уверены, что РЛС будет работать, включайтесь и докладывайте «наверх». Что мы и сделали.

За время существования РЛС ЦСО-П (до конца 1960-х гг.) на полигоне на ней был проведен большой комплекс работ по совершенствованию аппаратуры, отработке элементов модернизации. РЛС работала по пускам отечественных ракет, наблюдала за запусками наших космонавтов, участвовала в операциях «К-1», «К-2», «К-3», во время которых проверялась работа средств обнаружения и сопровождения ракет в условиях воздействия ядерных взрывов.

Особенно много работ было проведено по обнаружению и сопровождению ИСЗ, в том числе и специально запускаемых для проверки работы различных РЛС.

Успешные результаты этих работ явились, по-видимому, одним из решающих моментов при выборе РЛС для создания радиолокационного поля обнаружения и определения координат ИСЗ для системы «ИС».

Система «ИС», которая создавалась МКБ «Стрела» (позднее ЦНИИ «Комета», главный конструктор – А. И. Савин), предназначалась для «истребления» опасных военных спутников.

Радиотехнический институт совместно со 2-м НИИ МО, в котором этой проблемой занимался отдел полковника Д. С. Конторова, предложил создать радиолокационное поле обнаружения ИСЗ на базе РЛС ЦСО-П. Радиолокационное поле предполагалось организовывать в виде двух вертикальных барьеров. Эти барьеры должны были располагаться в двух разнесенных по широте местах (узлах ОС-1 и ОС-2).

Такая зона действия обеспечивала наблюдение ИСЗ не менее чем на двух смежных витках при совместной обработке радиолокационных измерений с двух узлов, обеспечивающих точность измерения орбиты «опасного» ИСЗ, достаточную для его уничтожения. Место расположения первого узла (ОС-1) было выбрано в районе г. Иркутска, второго – в районе озера Балхаш (мыс Гульшад).

Веерообразную зону на каждом узле обеспечивали 4 РЛС «Днестр» (главный конструктор – Ю. В. Поляк, его первый заместитель – В. М. Иванцов). РЛС «Днестр» представляла по существу две РЛС ЦСО-П, объединенные единым вычислительным комплексом и командным пунктом.

Конструктивно РЛС представляла двухэтажное здание с двумя крыльями-антеннами. Каждая антенна обеспечивала 30-градусный сектор сканирования по азимуту узким лучом (0,5 градуса), а по углу места диаграмма направленности представляла «лопату» шириной в 20 градусов.

Так выглядит озеро Балхаш в районе дислокации РЛС системы предупреждения о ракетном нападении
Фото: Михаил ХОДАРЕНОК

Секторы обзора по азимуту всех РЛС были ориентированы в одном направлении (вдоль широты земли), а углы места устанавливались таким образом, чтобы создать веерный вертикальный барьер. Две РЛС (их еще называли ячейками – РЛЯ) смотрели на восток (РЛЯ 1 и 2) на углах места от 10 до 90 градусов и две другие (РЛЯ 3 и 4) – на запад (также на углах от 10 до 90 градусов).

В период конструирования в РЛС «Днестр» (1962–1963 гг.) по результатам испытаний ЦСО-П было внесено много технических новшеств.

Так, была разработана новая аппаратура некогерентного накопления сигналов (С. С. Каринский), усовершенствована аппаратура синхронизации и управления (Л. И. Глинкин, В. А. Кобзев), разработана аппаратура функционального контроля станции (В. Г. Жирнов, С. С. Смирнов). Для повышения надежности организовано резервирование всех систем станции (кроме «железной» антенны).

Но самым главным новшеством являлось то, что управление всеми режимами РЛС и построение траекторий целей производились от ЭВМ, которая была одной из модификаций ЭВМ М-4 – 2М, разработанной в ИНЭУМ (вместо неудачной машины М-4) под руководством М. А. Карцева. В ней была применена самая новая по тем временам полупроводниковая элементная база (в остальной аппаратуре станции тогда еще применялись лампы).

Работа по созданию алгоритмов и программ оказалась очень сложной и трудоемкой. Средств автоматизации программирования в то время практически не было, да и применить их было нельзя, так как все программирование велось на машинном языке, о котором сегодняшние программисты и понятия не имеют.

Зато это позволяло реализовывать сложную программу при ограниченных объемах памяти. Разработкой алгоритмов для станции в РТИ занимались Ю. С. Саврасов, Р. В. Мошетов, М. И. Нейман, Ю. В. Очкин и другие. Разрабатывал и внедрял первую рабочую программу в РТИ коллектив молодых программистов во главе с В. А. Соловьевым. Кроме сотрудников РТИ в создании рабочей программы участвовала группа программистов Головного производственно-технического предприятия (ГПТП) во главе с В. А. Кочергиным.

С целью юстировки разрабатываемых РЛС в РТИ была создана отдельная группа специалистов под руководством разработчика-тематика, а впоследствии заместителя главного конструктора РЛС «Дарьял» А. Х. Крата. В состав группы вошли специалисты, прошедшие школу разработчиков аппаратуры РЛС (Г. П. Русских, Д. И. Колбасин, Ю. П. Федин и др.). Алгоритмическую и программную сторону обеспечивала группа тематиков с хорошей математической подготовкой (Я. М. Мазур, Р. В. Мошетов, Т. К. Казак, А. Г. Казак и др.).

Одновременно под руководством ведущих инженеров – Г. М. Ткачева и В. Ф. Кабанова проводились работы по организации измерений параметров диаграмм направленности антенных систем РЛС (вертолетные облеты, измерение ДНА методом внеземных источников излучения и др.).

Впервые для обеспечения РЛС эталонами были разработаны и апробированы в реальной обстановке созданные для этой цели в РТИ юстировочные комплексы, позволяющие получать эталонные данные по угловым координатам при совместном с РЛС сопровождении практически любых ИСЗ в сумеречное и ночное время. При этом точность «эталонов» составляла единицы угловых минут.

В состав комплексов входили оптические средства, радиолокационная станция траекторных измерений «Кама-А», а также специально разработанная в РТИ аппаратура предварительного автоматического наведения указанных средств на ИСЗ по грубым данным юстируемой РЛС. Эти работы, как и многие другие, в силу их оригинальности и новизны были защищены авторскими свидетельствами на изобретение. Работы курировались непосредственно главными конструкторами – В. М. Иванцовым, О. В. Ошаниным и Ю. В. Поляком.

Административно-хозяйственные и жилые здания военного городка «Балхаш-9»
Фото: Михаил ХОДАРЕНОК

К юстировке РЛС на более позднем этапе были также подключены специалисты и измерительные средства Минобороны, при этом эталонная информация поставлялась непосредственно на объект, где находилась юстируемая РЛС.

Работа большого числа участников создания РЛС «Днестр» (проектировщиков, строителей, заводов-изготовителей, настройщиков, алгоритмистов и программистов) завершилась в конце 1966 г. проведением конструкторских (заводских) испытаний на головной РЛС (РЛЯ № 4 узла ОС-2).

В апреле 1967 г. были успешно завершены государственные испытания под руководством маршала артиллерии Ю. П. Бажанова и первая РЛС «Днестр» была принята на вооружение Советской армии.

Параллельно с созданием РЛС «Днестр» в институте и на полигоне отрабатывались технические решения по ее модернизации. Эту модернизированную РЛС («Днестр-М») институт предложил создать на первых узлах РО системы ПРН (узел РО-1, г. Мурманск и узел РО-2, г. Рига). Главным конструктором РЛС «Днестр-М», как и узлов ОС и РО в целом, был Ю. В. Поляк, а первым заместителем по станции «Днестр-М» – О. В. Ошанин.

В модернизированную РЛС «Днестр-М» было внедрено много новых идей и усовершенствований.

Основными из них были:

- увеличение длительности зондирующего сигнала с 200 мкс до 800 мкс, что позволило существенно увеличить дальность действия;

- повышение разрешающей способности и точности измерения дальности за счет фазовой модуляции зондирующего сигнала 127-значной М-последовательности (Р. Ф. Авраменко, О. В. Ошанин);

- увеличение точности и быстродействия измерения разности фаз двух приемных каналов, что позволило увеличить точность измерения утла места цели (А. А. Васильев);

- применение нового метода пеленгации по азимуту путем согласования полосы зондирующего сигнала и «мгновенной» полосы антенны. (Р. Ф. Авраменко, В. М. Иванцов);

- перевод практически всей приемо-измерительной аппаратуры на полупроводниковую элементную базу.

Работой РЛС стала управлять более мощная ЭВМ (одна из модификаций М-4–2М) с новой усовершенствованной программой.

После успешного испытания модернизированной РЛС ЦСО-ПМ на полигоне в 1965 г. было принято решение создавать РЛЯ № 1 и № 2 на узлах ОС в модернизированном варианте. Создание РЛС «Днестр-М» на узлах РО и ОС шло практически одновременно (1968–1970 гг.).

Работы по созданию первой РЛС «Днестр-М» были завершены на объекте РО-1 (г. Мурманск) в конце 1968 г. Государственная комиссия под председательством генерал-полковника В. В. Дружинина провела комплексные испытания РЛС и рекомендовала ее к постановке на дежурство.

Надо отметить, что если аппаратура станций на узлах РО и ОС была одинаковой (за исключением установки секторов антенн по углам места), то рабочие программы станций существенно отличались. Необходимость в этом была вызвана тем, что угловые скорости целей (ИСЗ) на больших углах места (10–90 градусов) были гораздо выше, чем на РЛС узла РО (10–30 градусов), и соответственно время пребывания цели в зоне действия РЛС было намного меньше. С разработкой новой программы для РЛС «Днестр-М» узлов ОС успешно справилась та же группа программистов РТИ и ГПТП, которая разрабатывала программу для РЛС «Днестр».

В 1971 г. узлы ОС в составе 4 РЛС «Днестр», 4 РЛС «Днестр-М» и 2 командных пунктов успешно прошли испытания совместно с системой «ИС» и были поставлены на дежурство.

После постановки на дежурство узлов ОС и РО работы по усовершенствованию РЛС «Днестр-М» продолжались. Тем же дружным коллективом разработчиков и тематиков (А. А. Васильев, Б. В. Шишкин, А. П. Грязнов, В. А. Шумаков, Л. И. Глинкин, О. В. Ошанин, В. Е. Орданович), конструкторов во главе с В. М. Лупуловым и В. Н. Николаевым, проектировщиков во главе с И. В. Тарковским и Е. В. Янкиным были разработаны предложения по совершенствованию РЛС «Днестр-М».

Существенно была усовершенствована антенна. В два раза увеличен сектор обзора каждой антенны по азимуту (до 60 градусов). Доработан рупор антенны (укорочен с 20 до 14 метров). В него установлен поляризационный фильтр, который позволил улучшить точность измерения по углу места.

Еще больше была увеличена дальность действия РЛС за счет более мощных передатчиков и фазирования их в антенне, что позволило также улучшить работу станции на нижних углах.

Впервые на РЛС метрового диапазона был реализован режим межтактового когерентного накопления сигналов (В. И. Зарецкий, В. Е. Орданович). Более мощная ЭВМ позволила в два раза увеличить пропускную способность РЛС.

Первая РЛС «Днепр» под руководством бессменного главного конструктора Ю. В. Поляка и его нового первого заместителя Л. И. Глинкина в 1974 г. на узле ОС-2 (РЛЯ № 5) успешно прошла совместные испытания и поставлена на дежурство. Следующая РЛС «Днепр» была создана на узле РО в Севастополе. Остальные РЛС «Днестр-М» узлов РО и ОС (кроме РЛЯ № 3 и № 4 узлов ОС) были доработаны до РЛС «Днепр» под руководством нового заместителя Ю. В. Поляка – В. Е. Ордановича. РЛЯ № 3 и № 4 узлов ОС-1 и ОС-2 после ввода СККП (система контроля космического пространства) и наращивания систем ПРН новыми средствами были сняты с дежурства.

В вышеизложенных материалах о создании РЛС ЦСО-П «Днестр», «Днестр-М», «Днепр» я упомянул лишь незначительную часть активных участников этих работ. Из-за краткости изложения в них не нашли упоминания многие другие участники – проектировщики, изготовители аппаратуры, монтажники, настройщики, заказчики и многочисленные участники испытаний со стороны промышленности и Министерства обороны.