1.5. Краткая история развития радиолокации и ее применений

Выше уже указывалось, что активная радиолокация основана на явлении рассеивания радиоволн различными неоднородностями. Это явление впервые в мире наблюдал изобретатель радио А. С. Попов в 1897 г. во время опытов по радиосвязи, проводившихся им на Балтийском море. Существенно отметить, что в своем отчете, представленном в штаб Кронштадского порта, А. С. Попов не только сообщал о явлении, которое он наблюдал, но и приводил четкое и правильное его объяснение.

Однако состояние радиотехники того времени не позволяло использовать указанное явление в практических целях. Потребовался длительный период, в течение которого радиотехника бурно развивалась, прежде чем появилась возможность ставить вопрос об обнаружении и определении местоположения таких, например, целей, как самолеты.

Первые работы в области радиолокации проводились в СССР в начале 30-х годов рядом групп исследователей под руководством Ю. К. Коровина, П. К. Ощепкова, Б. К. Шембеля и др. Обнаружение целей осуществлялось методом непрерывного излучения с использованием эффекта Допплера.

Эти работы показали полную возможность решения проблемы обнаружения самолетов и определения направления на них радиотехническими средствами на расстояниях, достаточных для практических целей.

Еще более успешными были работы, начатые в 1935 году группой исследователей под руководством Ю. Б. Кобзарева, приведшие к созданию импульсных наземных радиолокаторов дальнего обнаружения самолетов.

В 1941 году Ю. Б. Кобзарев, П. А. Погорелко и Н. Я. Чернецов были удостоены Сталинской премии за изобретение прибора для обнаружения самолетов.

Эти и ряд других работ позволили создать промышленные образцы радиолокаторов, успешно применявшихся во время Великой Отечественной войны.

Исключительно быстрое развитие радиолокации происходило во время войны, что объясняется ее важными свойствами и новыми возможностями для обороны и наступления. Использование радиолокационных средств позволило значительно изменить тактику войны в воздухе, на море и в некоторой мере на суше.

В начале войны армии и флоты располагали немногими типами радиолокаторов. Однако к концу войны число типов радиолокаторов и их производство резко возросли.

Во время второй мировой войны имели широкое применение следующие основные типы радиолокационных станций:

наземные и корабельные станции дальнего обнаружения самолетов и морских кораблей. Такие станции давали возможность обнаруживать 1вражеские самолеты на расстояниях до 200-300 км и тем самым устранять возможность внезапного воздушного нападения;

наземные и корабельные станции наведения собственной истребительной авиации на авиацию противника с радиусом действия порядка 150-200 км;

наземные и корабельные станции орудийной наводки, позволявшие определять координаты вражеских целей с точностью, достаточной для ведения прицельного огня;

самолетные станции перехвата, позволявшие обнаруживать вражеские самолеты в радиусе порядка 10 км с целью их атаки;

самолетные станции защиты хвоста, позволявшие предупреждать экипаж самолета о наличии истребителя в задней полусфере на расстоянии примерно 2 км;

самолетные станции прицельного бомбометания. Такие станции позволяли видеть контуры местности под самолетом в радиусе примерно 150 км, что облегчало навигацию и позволяло производить прицельное бомбометание.

Необходимо отметить, что развитие и совершенствование радиолокационных устройств за рубежом сопровождалось укорочением используемых волн. Первые радиолокаторы работали в диапазоне метровых волн (λ = 4 и 1,5 м). Затем были разработаны радиолокаторы дециметрового диапазона волн (λ = 50 см) и, наконец, радиолокаторы сантиметрового диапазона волн (λ = 10 и 3 см), получившие к концу войны наибольшее распространение. Стремление к укорочению используемых волн связано с возможностью сужения диаграмм направленности радиолокаторов, что позволяет получить большую дальность обнаружения, лучшую точность определения угловых координат, лучшую разрешающую способность по направлению и в некоторой мере большую помехоустойчивость.

Широкое применение радиолокационных средств выдвинуло новую проблему - проблему определения государственной принадлежности самолетов и кораблей, т. е. опознавания. Решение этой проблемы было достигнуто путем создания станций опознавания, представляющих собой небольшие приемно-передающие устройства. Такие устройства устанавливались на борту самолетов или кораблей и, отвечая на сигналы радиолокационной станции условным кодом, позволяли опознавать свои самолеты или корабли. В связи с развитием радиолокационных средств и использованием все более широкого диапазона радиоволн для этой цели такая совмещенная система опознавания оказалась нецелесообразной и была заменена так называемой автономной системой опознавания, при которой ответчики, установленные на самолетах или кораблях, отвечали условным кодом на сигналы запросчика на частоте, отличной от несущей частоты радиолокатора.

Применение радиолокационных средств резко повысило эффективность большинства видов оружия и в корне изменило тактику ведения войны, что, естественно, вызвало появление во многих армиях средств борьбы с радиолокацией. Для этих целей были созданы специальные генераторы помех, излучавшие на несущей частоте радиолокатора шумовые или другие помехи. Кроме того, для создания помех радиолокации широкое распространение получили металлизированные бумажные ленты, сбрасываемые с самолета. Такие ленты, беспорядочно летящие в пространстве, создавали на экране радиолокатора хаотически перемещающиеся отметки, иногда полностью маскирующие полезный сигнал.

В целях защиты от радиолокационного обнаружения таких объектов, как подводные лодки, применялись противорадиолокационные покрытия.

После окончания второй мировой войны во всех странах мира продолжалось дальнейшее совершенствование радиолокационных устройств.

Так, увеличение скорости, высоты и дальности полета современных летательных аппаратов выдвинуло вопрос о создании радиолокационных станций с дальностью действия в сотни и тысячи километров, объединения этих станций в комплекс совместно действующих устройств и соединения этого комплекса с системами скоростной обработки данных и автоматического управления противовоздушными оборонительными средствами с целью защиты государственных границ и важных промышленных и военных объектов.

Весьма широкое применение за рубежом радиолокаторы находят при наведении на цель управляемых снарядов различных классов. Так, снаряд класса "земля - земля" на начальном этапе сопровождается наземной станцией наведения, непрерывно определяющей его координаты, по которым на земле устанавливают параметры полета снаряда и корректируют его полет путем передачи команд по радио. На последнем этапе полета обычно используется радиолокатор, расположенный в головке снаряда, с помощью которого осуществляется самонаведение на цель.

То же самое относится и к снарядам класса "земля - воздух". В снарядах класса "воздух - земля" радиолокаторы обычно используются на последнем этапе полета для самонаведения на цель.

В наземной артиллерии широкое применение находят радиолокаторы обнаружения движущихся наземных целей (танки, орудия, автомашины и т. п.) и радиолокаторы обнаружения минометов. Засекая несколько точек положения мины на восходящей части ее траектории, можно определить место миномета с точностью, достаточной для ведения прицельного артиллерийского огня.

Таков далеко не полный перечень военных применений радиолокации.

Не следует, однако, считать, что радиолокация используется только в военном деле.

Так, радиолокационные станции находят весьма широкое применение в гражданском воздушном флоте для управления воздушным движением. Радиолокаторы наблюдения воздушного пространства вокруг аэродромов дают возможность диспетчерам контролировать полеты самолетов и предотвращать возможность создания аварийной обстановки. Радиолокаторы, установленные вдоль авиатрасс и связанные трансляционными линиями с диспетчерами аэропортов, позволяют контролировать движение по трассам, что намного повышает безопасность и регулярность полетов самолетов. Крупные аэродромы оборудуются радиолокационными системами слепой посадки.

В последние годы в связи со все увеличивающейся плотностью воздушного движения наметилась тенденция автоматизировать управление полетами самолетов в приаэродромной зоне и посадку самолетов на аэродром. В системах, предназначенных для этой цели, все основные функции выполняют радиолокаторы в сочетании с вычислительными машинами.

Весьма разнообразны и радиолокационные устройства современных самолетов гражданской авиации. Эти устройства позволяют осуществлять обзор земной поверхности, определять ряд навигационных параметров, как например истинную высоту и путевую скорость самолета, предупреждать экипаж самолета о возможном столкновении с находящимся вблизи другим самолетом, обнаруживать грозовые очаги и т. п., что значительно повышает безопасность полета.

Радиолокаторы, используемые в речном и морском флотах, позволяют водить корабли в любую погоду и служат средством предупреждения об опасной близости других судов, айсбергов и т. п.

Широкое применение радиолокация находит и в метеорологии. Так, специальные наземные радиолокаторы позволяют обнаруживать грозовые очаги и определять параметры облаков, что способствует правильному прогнозированию погоды.

Широко применяется радиолокация и в астрономии. С помощью радиолокационных устройств можно следить за метеорами, попадающими в земную атмосферу, причем не только ночью, но и днем, когда применение других средств для этой цели невозможно.

Радиолокация позволила ученым проникнуть глубже в мир далеких звезд, исследовать их и открыть так называемые радиозвезды, т. е. места наиболее интенсивного излучения радиоволн. Эти открытия послужили основанием для выдвижения новых гипотез, объясняющих отдельные явления, наблюдаемые в звездном мире.

Весьма большое значение радиолокация будет иметь и при межпланетных космических полетах, которые благодаря последним достижениям отечественной ракетной техники станут реальностью в недалеком будущем. Таков далеко не полный перечень мирных применений радиолокации.