Но улучшение антенного хозяйства путем его усложнения было не единственной причиной наших достижений в радиолокации. Много сил было потрачено и на начинку - приборы и оборудование. Ведь импульс надо отправить, принять и распознать. И для всего этого нужны генераторы, усилители, линии передачи, согласователи нагрузки, переключатели, приемные каскады, средства отображения сигнала - лампы, резисторы, провода ...
Ведь попытка искать самолеты с помощью радиолокации - это погружение в другой, по сути виртуальный мир. Вот отправили сигнал, он вернулся. От чего он отразился ? Это тот сигнал, что мы отправили только что, или это пришел еще предыдущий импульс, который отразился от более дальней цели ? Загадка ...
Да что там говорить, если сама физика процесса была неоднородна. Даже скорость распространения электромагнитных волн была непостоянной - по пути сигналу встречаются области воздуха с различными коэффициентами преломления - чуть больше водяных паров над озером чем над окружающим лесом - и общая скорость на дистанции уже поменяется. Нам-то, с нашими погрешностями, пока это было неважно, но в будущем, чувствую, предстоит еще много интересных задач. А разная скорость - разные и траектории лучей - и поди угадай - с той ли стороны пришло отражение, или оно где-то еще погуляло сбоку на пару градусов от оси антенны ? Когда еще и само излучение - не прямая линия, а веер.
И все это накладывало ограничения на точность измерений. Та же веерность по-началу позволяла определять нам цели в диапазоне плюс-минус пятнадцать градусов - и куда лететь летчикам, кого стрелять ? Хорошо хоть дистанции на тот момент были небольшими - пара-тройка десятков километров - ну мотнутся на минуту-другую в сторону - некритично. Весной сорок второго ширина луча у нас была уже семь градусов, что позволяло определить направление с точностью до двух градусов - по исчезновению цели, хотя этот способ и был доступен далеко не всем, да и упомянутая непрямолинейность хода излечения тоже вносила поправки ... А вот по дальности дела обстояли все так же плохо - два-три километра ошибки - вынь да положь. И все - из-за метровых волн - не успевали мы на нашей аппаратуре отследить начало таких длительных импульсов - она всегда давала разброс. Про звуковую сигнализацию я уж молчу - там могли хоть как-то определить дальность считанные единицы. Но и с введением индикации на ЭЛТ ситуация хотя и улучшилась, но только в плане того, что дальность могли определять уже все, кого обучим вертеть рукоятки и думать, когда и что надо вертеть. А вот точность по-прежнему хромала. Ну да нам сейчас было важно определить "хотя бы примерно".
И помимо проблем из-за неоднородности сигналов у нас были и проблемы из-за неоднородности их обработки. Проще говоря, параметры передающей и приемной аппаратуры плавали. В начале работ осенью сорок первого разброс мог составить до десяти процентов, причем он мог измениться за пять минут - и это несмотря на то в РЛС, что мы старались использовать советсткие или немецкие радиокомпоненты, а уж если какие-то свои, то выбирали максимально стабильные версии.
И только к весне сорок второго был накоплен достаточный опыт производства электровакуумной и радиотехники. К этому времени мы создали насос высокого вакуума. В одном экземпляре. Зато он давал очень высокую степень вакуума, и мы использовали его только для производства ламп для РЛС. Высокий ваууум существенно снизил шум - меньше электронов сталкивалось с остатками воздуха, уменьшилась неоднородность их потока - снизились и шумы. Шумы снижали и другими способами. Ведь главное в этом деле - стабильность, стабильность и еще раз стабильность. Если питание дергается, то о каком постоянстве сигналов может идти речь ? В один момент, при понижении питания, усиление будет идти до одного уровня, в другой момент - при повышении питания над номиналом - до другого - вот уже получаем разные уровни сигнала, даже если изначальный не имел никаких изменений и был постоянен - и истребитель "превращается" в бомбардировщик. Наводки излучений тоже доставляли проблем - даже если сигнал усилен нормально, ему еще надо добраться до следующего каскада или до антенны. А если в линии наводятся посторонние сигналы - они явно будут изменять уровень нужного нам сигнала. И хорошо еще, если они не совпадут по частоте с нашим сигналом. А могут ведь и совпасть - и тогда уйдет, например, повышенный сигнал, в ответ соответственно тоже придет сигнал выше по уровню, чем было бы при нормальной работе - и привет - снова вместо истребителя видим бомбардировщик. А если сигналы вычтутся - вместо бомбардировщика будет истребитель. А если еще и биение по фазам - можем увидеть вообще целую армаду. Или наоборот - мы ее видеть перестанем, "а она есть". Да даже вибрации от работы генераторов электричества, двигателей техники, взрывов бомб и снарядов вносили помехи - если сетка лампы от них завибрирует, то тем самым она своими механическими колебаниями внесет неоднородность в поток электронов - снова помехи. Так что стабильность источников питания, экранировка всего чего только можно, виброзащита, термостабилизация были далеко не последними по значимости моментами, которые позволили нам существенно повысить дальность и надежность обнаружения целей. Мы вылизывали чуть ли не каждый винтик, благо что, несмотря на разнообразие конструкций, многие составные части и детали их были унифицированы - разъемы, ламп, провода, шкафы, термостаты.
Но помимо конструкторских улучшений было множество схемных решений, повышавших избирательность приемников. Причем разные команды отрабатывали разные решения. Так, одна команда сосредоточилась на повышении частотной избирательности принимаемых сигналов. Они разделлили фильтрами полосу частот на несколько каналов, и для каждого канала сделали отдельный усилитель, который хорошо училивал частоты только своего канала. Это повысило чувствительность приемника почти в пять раз, и дальность выросла более чем в два раза на той же антенне - просто начали различать более слабые сигналы ответов, которые раньше терялись среди шума. По сравнению с одним усилителем на все частоты, настройка под конкретный частотный диапазон позволила проще обеспечить линейность усилительных каскадов - лампы загонялись в линейные части своих АЧХ и удерживались там переменными резисторами как можно дольше. Еще одним плюсом стала возможность избирательно усиливать только некоторые диапазоны частот, тем самым более эффективно отстраиваясь от помех. Но был и минус - само регулирование системы превратилось в непростую и очень трудоемкую задачу - попробуйте ка поднастроить каждый из десяти каналов, подкручивая резисторы и конденсаторы, чтобы вернуть лампы в линейные области своих АЧХ - они ведь - параметры ламп - плавают из-за температуры. Тут на помощь пришли термостатированные ячейки, в которые и помещались отдельные каскады.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});