Никола Тесла

История удивительного прибора уходит к самым истокам радиосвязи. Еще немецкий физик Генрих Рудольф Герц (1857–1894) не только доказал существование электромагнитных волн, но и подробно исследовал отражение, интерференцию, дифракцию и поляризацию электромагнитного излучения. Он также доказал, что скорость распространения так называемых волн Герца совпадает со скоростью распространения света и что сам по себе свет представляет собой не что иное, как разновидность электромагнитных волн. Большой вклад в радиолокацию внес и замечательный русский изобретатель радиосвязи Александр Степанович Попов. Он первый во время своих опытов на Балтийском море сумел зарегистрировать влияние корабля, пересекающего трассу радиоволн, на силу сигнала.

Схема первых опытов А. С. Попова по дальней радиосвязи

Опыт гениального русского изобретателя через много лет, в 1922 году, повторили два американских экспериментатора, служившие в ВМФ США, – Альберт Хойт Тейлор и Лео К. Янг. Они исследовали радиосвязь на декаметровых волнах (3–30 МГц) через реку Потомак. В это время по реке прошел корабль, и связь прервалась, что и натолкнуло их на мысль (об опытах А. С. Попова приятели не знали) о применении радиоволн (метод интерференции незатухающих колебаний) для обнаружения движущихся объектов. В это же время сразу несколькими учеными и изобретателями из разных стран была предложена принципиальная схема действия «сердца» РЛС – магнетрона.

Название этого электровакуумного прибора происходит от слов «магнит» и «электрон», а служит он для генерации радиоволн сверхвысокой частоты (СВЧ, или микроволн). Магнетрон является наиболее важным объектом нашего повествования, в довоенные годы с ним было связано множество шпионских страстей. Наподобие того, как в современном мире шпионы крадут друг у друга микрочипы, в те далекие годы все без исключения промышленно развитые страны охотились за новыми конструкциями этого прибора.

В июне 1930 года американский морской военный инженер Лоренс Э. Хайленд, проводя эксперименты по определению направления с помощью декаметровых волн, обнаружил, что, когда над передающей антенной пролетает самолет, радиосигнал сильно искажается. Это натолкнуло Хайленда на мысль использовать декаметровые волны для предупреждения о приближении аэропланов и дирижаблей, и уже через полгода авиационная радиолаборатория ВМС в Вашингтоне приступила к выполнению сверхсекретного проекта по обнаружению судов и летательных аппаратов с помощью направленного потока радиоволн.

Идея радиолокации основана на общеизвестных принципах. Поэтому дело было не в том, кто первый решит дать им практическое применение, а в том, кому первому удастся найти приемлемое инженерное решение. Соответственно, конструкторские работы начались почти одновременно во многих научно-исследовательских центрах и лабораториях.

В 1935 году советским ученым Ю. Б. Кобзареву, П. А. Погорелко, Н. Я. Чернецову первым удалось добиться практических результатов. Они создали импульсную радиолокационную станцию с осциллографическим индикатором для обнаружения самолетов. В это время в Англии и Америке только приступали к аналогичным работам. Фактически советские инженеры впервые разработали принципы импульсной радиолокации, а изготовленная ими аппаратура позволяла фиксировать отраженный сигнал от самолета на расстоянии в десятки километров. Схему импульсной РЛС успешно доработали американские конструкторы, и уже через пару лет они поставили рекорд 65-километровой дальности обнаружения летящих объектов на частоте 80 МГц. А еще через год в США была изготовлена первая небольшая РЛС, работавшая на частоте 200 МГц, которая была установлена на борту эсминца «Лири». РЛС получили название РАДАР (Radio Detection And Ranging, то есть прибор для радиопеленгации и измерения). На базе этой установки был разработан целый новый модельный ряд радиолокационных приборов, которые в исследовательских целях были установлены сразу на двух десятках крейсеров, эсминцев и миноносцев. Так была заложена техническая основа последующих экспериментальных исследований сверхмощного радиолокационного оборудования.

Ну а что происходило в странах фашистского блока? Здесь, конечно же, выделились немецкие исследователи, поскольку с 1920-х годов лучшее электротехническое оборудование имело марку «Телефункен». К концу 1930-х годов немецкие станции радиолокационной разведки и слежения стали поставлять на крупные корабли – авианосцы, линкоры и крейсеры японского военно-морского флота. Их дальность обнаружения кораблей противника практически не уступала лучшим американским образцам и составляла в среднем около сотни морских миль – свыше полутора сотен километров.

Итак, после трагедии Пёрл-Харбора и открытия Тихо-океанского театра военных действий обе воюющие стороны вскоре поняли, что важнейшей составляющей морских сражений становится радиолокационная разведка. Или же неуязвимость для такой разведки со стороны противника.