«И дали ему имя — «Гнейс»
5 июля 1942 года аппаратура радиообнаружителя (радиоискателя ) «Гнейс-2», смонтированная на двухместном самолете Пе-2, была представлена на полигонные испытания в НИИ ВВС Красной армии.
Создание бортового радиоискателя было исключительно трудной задачей, так как необходимо было обеспечить минимальные массогабаритные характеристики и нейтрализовать воздействия элементов самолета (плоскостей, фюзеляжа, пропеллера и т. п.). Из-за огромной потребности авиации в самолетном радиоискателе для ускорения его создания аппаратура изготавливалась по эскизным чертежам. Главным достоинством радиоискателя «Гнейс-2» была способность обнаруживать цели при отсутствии видимости (ночью и в облаках). В основе работы радиоискателя лежал принцип отражения кратковременного импульса электромагнитной энергии от антенны и пеленгации радиоволн в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При появлении самолета в пределах телесного угла обзора «Гнейс-2» на экране индикатора-осциллографа отмечалось положение обнаруженного самолета по отношению к оси самолета перехватчика и расстояние до него.
Оператор, наблюдающий за показаниями отметчика, через самолетное переговорное устройство давал указание летчику о необходимых маневрах для сближения с обнаруженным самолетом и выходе в положение для атаки. В целом аппаратуру «Гнейс-2» можно было подразделить на: — передающее устройство, состоящее из генератора УКВ с необходимыми для его питания и регулировки приборами; — направленное антенное устройство, обеспечивающее преимущественное облучение электромагнитной энергией пространства, находящегося впереди самолета; — автоматическое приемно-пеленгационное устройство, обеспечивающее пеленгацию по горизонтали и по вертикали «облученного» самолета по отраженным от него радиоволнам Действие аппаратуры «Гнейс-2» состояло в следующем: мощный УКВ генератор, манипулируемый специальным генератором импульсов (импульсник) с помощью фидера (высокочастотного кабеля) передавал колебательную энергию через направленную передающую антенну.
Электромагнитная энергия, излученная антенной, «облучала» самолет, находящийся в зоне обзора, часть этой энергии отражалась от «облученного» самолета и становилась в свою очередь отраженным источником излучения, которое воздействовало на приемное устройство. Для целей пеленгации на плоскостях самолета было установлено четыре направленных приемных антенны. Для пеленгации по горизонту служили две антенны, установленные на концах правой и левой плоскостях сверху. Для пеленгации по вертикали служили две антенны, установленные на правой плоскости сверху и снизу. Все четыре приемные антенны через вращающийся емкостный антенный коммутатор в определенном порядке подключались к приемнику. Принятые и усиленные приемником отраженные от самолета сигналы подавались на так называемый цилиндр Венельта осциллографического отметчика. При этом яркость пятна на экране отметчика изменялась в соответствии с интенсивностью принятого сигнала.
Особенностью отметчика являлась круговая развертка, осуществляемая подачей на отклоняющие пластины осциллографического отметчика напряжения от двухфазного генератора, вращающегося синхронно с антенным коммутатором. Если в пределах зоны обзора и дальности действия появлялся самолет, например, слева от оси самолета, вооруженного аппаратурой «Гнейс-2», то прием отраженных от самолета сигналов левой антенной был интенсивнее, чем правой и принятые сигналы благодаря синхронности и синфазности вращения развертки отметчика и антенного коммутатора давали на экране отметчика дугу из ряда точек с левой стороны. Если обнаруженный самолет находился в направлении оси самолета, вооруженного аппаратурой «Гнейс-2», то прием отраженных сигналов производился одинаково интенсивно всеми четырьмя антеннами и вместо дуги на экране отметчика была видна пунктирная окружность.
Расстояние до обнаруженного самолета определялось по запаздыванию принятого отраженного сигнала по отношению к прямому сигналу, излученному собственным передатчиком. Если обнаруженный самолет находился сравнительно далеко, то отраженные импульсы приходили с относительно большим опозданием к собственным импульсам и светлые пятна на экране отметчика, создаваемые отраженными импульсами, находились на большем расстоянии от центра экрана. По мере сближения самолетов время хода импульсов до обнаруженного самолета и обратно уменьшалось и пятна на экране перемещались ближе к центру. Таким образом, чем больше было расстояние между самолетами, тем больше был радиус дуги или окружности на экране отметчика. По мере сближения самолетов радиус дуги или окружности уменьшался.
Состав аппаратуры В состав передающего устройства входили следующие отдельные части: — передающая антенна направленного действия; — генератор УКВ импульсного типа, работающий на волне 1,5 м; — генератор импульсов, обеспечивающий импульсную работу генератора УКВ; — высоковольтный выпрямитель для питания анодов ламп генератора УКВ; — умформер переменного тока для питания передающего устройства; — пусковое приспособление для умформера переменного тока; — поглотительное сопротивление в цепи накала ламп генератора УКВ. Передающая антенна направленного действия состояла из трехчетвертных волновых «заземленных» вибраторов: активного вибратора, рефлектора и директора, установленных на носовой части фюзеляжа сверху.
Питание активного вибратора производилось однопроводным концентрическим фидером, заканчивающимся у генератора УКВ гибким проводником. Вибраторы длиной 37 см были выполнены из дюралюминия, пустотелые и имели обтекаемую форму. Для удобства монтажа все три вибратора были установлены на металлической полосе, которая винтами крепилась к обшивке самолета. Генератор УКВ был выполнен по двухтактной схеме на лампах ИЛ-6 и работал на волне 1,5 метра. Генератор был рассчитан на импульсную работу, при напряжении на анодах ламп 7-8 кВт мощность импульса достигала 4-5 кВт. Во время паузы лампы генератора были «заперты» отрицательным током смещения, подаваемого на сетки ламп от выпрямителя смещения, который находился в одном блоке с генератором импульсов.
«Отпирание» ламп производилось положительным импульсом, подаваемым от генератора импульсов на сетки ламп ИЛ-6 и превышающим по своей абсолютной величине отрицательное напряжение смещения. Для стекания с сеток ламп зарядов, образующихся в результате термоэлектронной эмиссии при перегреве сеток, в их цепи был предусмотрен кенотрон В-879, который находился в генераторе импульсов. Питание сигналов ламп производилось с помощью высоковольтного выпрямителя, питание цепей накала осуществлялось через щиток управления от бортсети самолета. Генератор импульсов служил для манипулирования генератора УКВ, обеспечивая импульсную работу последнего. Основу прибора составлял блокинг-генератор на лампе 6Н7. Усиление импульса производилось лампой типа Г-440, в анодной цепи которой находился выходной трансформатор с двумя вторичными обмотками. С одной из них подавался импульс на сетки ламп генератора УКВ, с другой — на отметчик и на приемник для «запирания» последнего на время прямого импульса.
Длительность импульса, генерируемого прибором, составляла порядка 2 микросекунд при 800 импульсах в секунду. Напряжение импульса для манипулирования генератором УКВ доходило до 1800 В, а напряжение импульса, подаваемого на отметчик и приемник, было около 150 В. В одном блоке с генератором импульсов находился выпрямитель, питавший напряжением смещения генератор УКВ, выполненный на лампе типа В-879. Высоковольтный выпрямитель для питания анодов ламп ИЛ-6 в генераторе УКВ был выполнен на кенотронах типа В-878 по схеме Латура. Выпрямленное напряжение составляло около 10 кВ. Умформер переменного тока был выполнен на базе умформера РУК-300 А с заменой высоковольтного коллектора на контактные кольца. Напряжение переменного тока составляло 220 В, частота — 150 Гц, подаваемая мощность при длительной нагрузке — 200 Вт. Как на стороне переменного тока, так и на стороне постоянного были предусмотрены высокочастотные фильтры. Питание умформера производилось от бортсети самолета. Пусковое приспособление к умформеру было выполнено в виде отдельного прибора, имея сопротивление в 0,03 Ом, отключалось с помощью реле в цепи якоря при пуске умформера. При достижении якорем умформера оптимальных оборотов напряжение на щетках коллектора повышалось и от него срабатывало второе реле, которое «закорачивало» пусковое сопротивление. Шунтирующее сопротивление в цепи накала ламп генератора состояло из проволочного реостата на 0,5 Ом, рассчитанного на силу тока до 20 А. Необходимость применения поглотительного сопротивления вытекало из того, что напряжение на зажимах цепи накала двух ламп ИЛ-6 должно было быть около 18 В (при последовательном включении нитей накала), а напряжение бортсети, от которой питались цепи накала ламп, составляло 28 В.
Через реостат было взято и питание цепи накала лампы Г-440, имеющейся в генераторе импульсов. Приемное устройство (приемник) состояло из: — четырех приемных антенн направленного действия с одновременными концентрическими фидерами, из них две азимутальные и две для определения угла места цели; — антенного коммутатора, служащего для последовательного подключения к приемнику всех четырех приемных антенн; — антенного фидера, соединяющего антенный коммутатор с приемником; — приемника, служащего для приема и усиления отраженных от самолета сигналов; — отметчика, являющегося визуальным индикатором; — генератора двухфазного тока, обеспечивающего круговую развертку отметчика. Он же использовался для вращения антенного коммутатора; — выпрямителя для питания осциллографической трубки отметчика; — умформера РУК-150 А для питания приемника и отметчика. Все четыре приемника направленного действия антенны, служащие для пеленгации цели в горизонтальной и вертикальной плоскостях, состояли каждая из трех вибраторов: активного вибратора, рефлектора и директора. Вибраторы волновые, «заземленные», такой же конструкции, как и вибраторы передающей антенны, за исключением вибраторов антенн для определения угла места. Последние были установлены не вертикально, а наклонно к линии полета для получения более удачной для пеленгации равносигнальной зоны.
Азимутальные антенны были установлены на правой и левой плоскостях самолета сверху, ближе к концам плоскостей. Антенны для определения угла места располагались на правой плоскости самолета, над и под плоскостью. От всех четырех приемных антенн были проложены однопроводные коаксиальные фидеры к антенному коммутатору. Фидеры выполнены частично жесткими (в дюралевых трубках), частично гибкими, там где было необходимо делать изгибы фидера. Фидеры были проложены внутри плоскостей самолета. Антенный коммутатор установки «Гнейс-2» был вращающегося типа с емкостной связью. Число оборотов в секунду составляло 12,5. К коммутатору радиально подходило четыре фидера от приемных антенн, а от торцевой части коммутатора отходил фидер к приемнику. Ось коммутатора была соединена муфтой с осью двухфазного генератора, чем и осуществлялось синхронная работа антенны и круговой развертки антенны. Приемник представлял из себя супергетеродин с двойным преобразованием частоты. Приемник был настроен на одну волну — 1,5 метра, с возможностью подстройки в пределах ± 10 МГц. Первая промежуточная частота приемника — 18 МГц, вторая — 12 МГц, полоса пропускания частот AF=450 кГц. Чувствительность приемника составляла 50 мВ, общее усиление около 10 дб. Особенностью приемника являлось «запирание» его на время прямого импульса, что осуществлялось срывом колебаний гетеродина при помощи подачи импульса от генератора импульсов. Отметчик являлся визуальным индикатором установки «Гнейс-2», в качестве индикатора была применена осциллографическая 5-дюймовая трубка типа J10-709. Особенностью отметчика являлась круговая развертка, осуществляемая подачей на дефлекторные пластины трубки напряжения от двухфазного генератора, синхронизированного с антенным коммутатором.
Линейная развертка осуществлялась по радиусам от центра экрана, причем запуск линейных разверток производился от импульса, подаваемого от генератора импульсов. Комбинация круговой и линейной разверток давала растр. Рукояткой «яркость» этот растр можно было сделать слабо заметным или убрать совсем и тогда на экране были видны только полезные сигналы. Всего в отметчике имелось пять рукояток: яркость, фокусировка, центровка — 2 штуки и одна рукоятка была резервной. Генератор двухфазного тока был также выполнен на базе умформера РУН-10-А, у которого коллектор высокого напряжения был заменен двумя парами контактных колец. Для улучшения формы кривой тока были применены специальные фильтры. Выпрямитель для питания осциллографической трубки отметчика был выполнен на лампе В-879 и обеспечивал подачу выпрямленного напряжения до 2000 В. Умформер РУК-150 А для питания приемника и отметчика отличался от типового умформера той же марки только специальными фильтрами высокой частоты. В составе самолетной аппаратуры радиообнаружения также имелись: — щиток управления, служащий для включения и выключения аппаратуры; — щиток питания с предохранителями; — соединительные кабели и провода. Щиток управления имел 4 выключателя, один из которых, рассчитанный на большую мощность, являлся главным. Включением его подавалось от бортсети самолета (через щиток питания) напряжение на все цепи щитка управления. Сразу включался накал ламп ИЛ-6 в генераторе УКВ для одновременного прогрева и осушения генератора. Три остальных выключателя типа «тумблер» служили для включения умформера переменного тока (РУК-300), умформера РУК-150, а также для включения всех цепей накала приемного устройства и запуска двухфазного генератора. Щиток питания подключался к бортсети самолета и имел предохранители для всех цепей аппаратуры. Вся самолетная аппаратура радиообнаружения питалась от бортовой сети самолета и потребляла мощность около 1,5 кВт. Управление аппаратурой в полете сводилось к следующим манипуляциям.
После взлета самолета и установления нормального режима полета на заданной высоте необходимо было: — главный выключатель аппаратуры перевести в положение «Вкл», при этом осуществлялся накал ламп генератора УКВ, необходимый для прогрева и осушения генератора; — через 1-2 минуты после включения главного выключателя, один за другим, с промежутком времени в 5 секунд, включить тумблеры 1, 2 и 3 (слева направо) щитка управления; — через 1-1,5 минуты после включения всей аппаратуры на экране отметчика появлялся растр в виде светлых радиусов. Если изображение растра было не четко и бледно, то рукоятками отметчика «фокус» и «яркость» необходимо было добиться четкого и яркого растра; — если на экране отметчика имелись характерные сигналы, отраженные от земли, то это свидетельствовало о нормальной работе аппаратуры. Необходимо было ожидать появления на экране отметчика сигналов от самолетов противника; — при появлении ярких сигналов, отраженных от самолета, попавшего в зону облучения, рукояткой отметчика «яркость» требовалось ослабить яркость растра для комфортного наблюдения; — при уменьшении расстояния между самолетами необходимо было, ослабляя усиление приемника с помощью рукоятки на панели приемника, получить на экране отметчика более контрастное изображение дуги или окружности, что позволяло повысить точность наведения самолета на цель.
Ю. КУЧЕРОВ
Другие новости и статьи
К вопросу об источниках великой Победы »
Запись создана: Суббота, 4 Май 2019 в 0:01 и находится в рубриках Новости.
Темы Обозника:
COVID-19 В.В. Головинский ВМФ Первая мировая война Р.А. Дорофеев Россия СССР Транспорт Шойгу армия архив война вооружение выплаты горючее денежное довольствие деньги жилье защита здоровье имущество история квартиры коррупция медикаменты медицина минобороны наука обеспечение обмундирование оборона образование обучение оружие охрана патриотизм пенсии подготовка помощь право призыв продовольствие расквартирование реформа русь сердюков служба спецоперация сталин строительство управление финансы флот эвакуация экономика