ИСТОРИЯ ДВУХ УЗЛОВ ЗГРЛС

    Из Первова

Перед разработчиками встала задача модернизировать обе ЗГРЛС с целью повышения их потенциала. Вместе с тем испытания показали, что некоторые физические представления о процессе загоризонтной радиолокации баллистических ракет требуют уточнений. В 1981 году было принято правительственное решение о модернизации 5Н32 .

Программа работ по модернизации включала:

- "Полярную программу", направленную на более глубокое изучение влияния полярной ионосферы на процесс загоризонтной радиолокации;

- программу отработки новых технических, алгоритмических решений по совершенствованию ЗГРЛС 5Н32, создания более совершенных методов адаптивного управления и обработки, учитывающих внешние геофизические и помеховые условия работы станции через полярные области ионосферы.

Курировали программы главный конструктор Ф.А. Кузьминский и академик А.Н.Щукин . Руководителем был назначен В.А.Алебастров .

Рассказывает главный конструктор НИИДАР В.А.Алебастров .

"К решению проблем загоризонтного обнаружения я подключился в 1975 году. Будучи специалистом в области теоретической и математической физики (до прихода в НИИДАР я работал в Лаборатории теоретической физики Объединенного института ядерных исследований в Дубне), я имел довольно смутные представления о радиолокации вообще и о загоризонтной радиолокации, в частности. Передо мной была поставлена задача более глубокого исследования вопросов распространения и рассеивания радиоволн декаметрового диапазона на плазменных образованиях следа баллистической ракеты. Почти одновременно со мной в НИИДАР для решения этих же задач был приглашен Л.К.Ковалев . Ф.А.Кузьминский полагал, что новые люди, не обремененные грузом ранее сформированных представлений по данным вопросам, могут внести новую "струю". В основе ранее сформулированных представлений лежала идея о так называемом "скользящем" механизме распространения радиоволн и о слабой зависимости эффективной отражающей поверхности от состояния ионосферы. Идея "скользящего" распространения представлялась очень привлекательной (хотя в половине случаев, как выяснилось позже, несостоятельной), так как позволяла осуществить достаточно изящные технические решения и вселяла уверенность, что достижимые по тому времени характеристики передающих и приемных устройств достаточны для получения необходимых характеристик локатора.

Скользящий механизм позволял реализовать минимальное радиолокационное затухание, так как минимизировал взаимодействие радиоволн с нижними поглощающими слоями ионосферы, и, что очень важно, должен был минимизировать влияние высокоширотной ионосферы.

Мне и коллективу молодых сотрудников Николаевского филиала НИИДАР было предложено к началу испытаний станции 5Н32 экспериментально и теоретически обосновать или подтвердить эти основополагающие моменты. К задаче были подключены практически все радиофизические и геофизические институты АН СССР с их теоретическими и экспериментальными возможностями. Кроме того, была развернута уникальная сеть измерительных комплексов наземного, ракетного и спутникового базирования. Думается, проведенная программа была беспрецедентной и не имела мировых аналогов.

Со стороны ВПК ее курировал академик А.Н.Щукин , и мне посчастливилось достаточно часто общаться с ним, обсуждая методологию проведения работ и их результаты. Помнится, во время одной из первых встреч я задал вопрос:

- Александр Николаевич, вы относитесь к числу крупных ученых, которые стояли у истоков обсуждения проблемы загоризонтной радиолокации через полярную область? Были ли серьезные экспериментальные данные на эту тему?

А.Н.Щукин задумался, а затем рассказал мне следующую историю.

- Для меня проблема распространения коротких радиоволн через области полярной ионосферы в ее практическом аспекте проявилась при весьма неординарных обстоятельствах.

В середине тридцатых годов в СССР была создана мощная радиостанция для вещания на Америку и Австралию. Через некоторое время выяснилось, что прием радиовещательных программ, пропагандирующих советский образ жизни в Северной Америке, был крайне плохим, в отличие от Южной Америки и Австралии, хотя расстояния до Южной Америки и, тем более, до Австралии значительно превышали расстояние до Северной Америки. Компетентные органы квалифицировали этот факт известным образом, разработчики и персонал, ответственный за радиовещание на Северную Америку, были арестованы . Чем это могло кончиться, не надо комментировать, но, к счастью, нашлись люди, по настоянию которых была создана научно- техническая комиссия, в состав которой вошел и я. Кропотливая работа комиссии завершилась заключением о том, что виновны в плохом приеме сигналов не создатели и не персонал радиостанции, а полярная ионосфера.

К моменту обсуждения проблемы загоризонтной радиолокации через область полярной ионосферы существовали противоречивые, часто, взаимно противоположные результаты теоретических оценок: от крайне пессимистических до оптимистических. Систематические экспериментальные данные отсутствовали. Отдельные эксперименты свидетельствовали в пользу и того, и другого. В конечном итоге победил оптимизм разработчиков и их сподвижников.

"Полярная программа", выполненная с 1979 по 1984 год, была первой программой систематических экспериментальных исследований распространения радиоволн KB-диапазона на полярных трассах. Ее экспериментальные данные охватили практически все разнообразие геофизических условий и базировались на прямых измерениях характеристик распространения с помощью спутниковых, судовых и ракетных измерительных комплексов с одновременным контролем ионосферных параметров методами вертикального, наклонного и возвратно-наклонного зондирования ионосферы.

Методология экспериментальных измерений была построена так, чтобы обеспечить измерение характеристик распространения радиоволн одновременно во всем секторе Чернобыльской ЗГРЛС, начиная от среднеширотных трасс до трасс, проходящих через северный магнитный полюс. Полученные данные стали основой для уточнения наших представлений о закономерностях распространения радиоволн на полярных трассах.

Оказалось, что полярная ионосфера не так безобидна для загоризонтной радиолокации, как считали оптимисты, но и не так безнадежна, как считали пессимисты. Стало ясно, как надо усовершенствовать ЗГРЛС 5Н32, чтобы значительно повысить ее характеристики. Одновременно развернулись серьезные работы по уточнению эффективной отражающей поверхности плазменных следов стартующих ракет. В отличие от ранее принятой статистической модели, была разработана аналитическая модель ЭОП, базирующаяся на детальном анализе газодинамической и электрофизической структур следа ракеты. В этих работах приняли активное участие Л.К.Ковалев , Н.Г.Жемерев , А.П.Сливинский , М.М.Панфилов и другие.

Модель демонстрировала более сильную, чем ранее считалось, зависимость ЭОП от состояния внешней ионосферной плазмы. А это привело к необходимости уточнения принципов адаптации ЗГРЛС к внешним геофизическим условиям. Кроме того, уточненная модель изменяла представление о характеристиках обнаружения ракет, стартующих по различным траекториям. Оказалось, в частности, что наилучшим образом ЗГРЛС должны обнаруживать ракеты, стартующие по настильным траекториям. Этот вывод был прямо противоположен прежним представлениям.

Запомнился интересный случай на госиспытаниях станции 5Н32 с пусками баллистических ракет. Испытания проводила комиссия, возглавляемая высокопоставленными представителями Минобороны и Минрадиопрома. Так как решались задачи калибровки моделей для испытания боевых ЗГРЛС, пуски проводились по утвержденным комиссией критериям геофизических условий. Если утвержденные критерии подтверждались, пуск проводился. Я, Э.И.Шустов, В.С.Кристаль и В.П.Ржаницын решили воспользоваться случаем, чтобы проверить новые представления о ЭОП экспериментально. Однако для этого требовалось скорректировать утвержденные комиссией критерии пуска, что было невозможно, и мы пошли на тайное соглашение, решив самостоятельно добавить некий геофизический критерий, необходимый для проверки новых представлений.

Я контролировал выполнение геофизических критериев и докладывал об этом Э.И.Шустову, он докладывал председателю комиссии, рекомендуя пускать или не пускать ракету. Условились, если выполняются утвержденные критерии, я докладываю: "Критерии удовлетворяются", если выполняются утвержденные критерии плюс дополнительный наш, я докладываю: "Критерии выполняются". Э.И.Шустов рекомендовал осуществить пуск баллистической ракеты только в последнем случае.

Комиссия прислушивалась к нашим рекомендациям, но недоумевала, почему после информации "Критерии удовлетворяются", мы рекомендуем пуск перенести.

- Что вы тут ерундой занимаетесь? Сидя в тепле, ищете какие-то критерии. Мне уже звонил главком Толубко и возмущался! После нескольких переносов возмутился М.И.Ненашев: Заместитель министра радиопромышленности В.И.Марков взял меня под локоть, отвел с КП РЛС в соседнюю комнату и спросил:

- Что вы там химичите? Имей в виду, это - госиспытания. Партизанщина в таком деле может вам дорого обойтись. Он почувствовал, что мы что-то скрываем. Как мог, я убеждал его в обратном, хотя "мурашки" ползали по спине. С риском нам удалось провести серию пусков по нашим критериям и получить убедительное экспериментальное доказательство справедливости следующих из модели зависимостей ЭОП следов ракеты от состояния ионосферы.

Спустя месяц о полученных результатах мы доложили руководству. Наказывать нас не стали".

Рассказывает В.И.Марков.

"Основной объем работ по монтажу и настройке аппаратуры станции в Комсомольске-на-Амуре лег на плечи работников ГПТП и Николаевского филиала НИИДАР. Научное руководство настройкой объекта и проведением конструкторских испытаний осуществлял Э.И.Шустов . Активно участвовала в работах войсковая часть. В 1981 году объект был предъявлен на государственные испытания. Комиссию возглавил Ю.В.Вотинцев . Трассы наблюдения этой станции в меньшей мере проходили через полярные области, и результаты были значительно лучше, чем на Чернобыльском объекте. Но и в Комсомольске-на-Амуре получить вероятности обнаружения пусков межконтинентальных баллистических ракет, заданные в ТТЗ, не удалось".

После проведения государственных испытаний, в 1981 году узел ЗГРЛ в Комсомольске-на-Амуре был поставлен на опытное дежурство. Количество ложных тревог оказалось большим, но 30 июня 1982 года узел все же поставили на боевое дежурство с целью обнаружения в автоматическом режиме массовых и групповых пусков баллистических ракет с Западного испытательного полигона США .

В этом же году узел был сопряжен с системой ПРН и вошел в состав 3-й армии предупреждения о ракетном нападении. На вооружение ни один из узлов загоризонтного обнаружения не принимался.

Продолжает В.А.Алебастров .

"В мае 1982 года, после подведения итогов работ по созданию системы загоризонтной радиолокации в интересах СПРН, было принято Постановление ЦК и Совмина, определившее дальнейшую судьбу радиолокационных узлов и системы в целом. В постановлении говорилось о том, что впервые в отечественной практике созданы средства загоризонтной радиолокации, предназначенные для обнаружения в автоматическом режиме стартующих баллистических ракет при массовом запуске на дальности 8-9 тысяч километров. При создании этих средств был решен ряд сложных научно- технических проблем, включающих создание уникальных антенных систем, мощных передающих устройств, высокочувствительных приемных устройств и вычислительных комплексов большой производительности.

Однако заданных тактико-технических характеристик достичь не удалось. Нормальное функционирование узлов в значительной степени определяется состоянием трассы распространения сигнала и процессами, происходящими в ионосфере, которые до настоящего времени еще недостаточно изучены. Это не позволило рассчитать реальное затухание радиосигналов, разработать достоверную модель загоризонтного обнаружения и привело к возникновению ряда ограничений, особенно на приполярных трассах. В декабре 1982 года вышло Постановление ЦК КПСС и Совмина, определившее направления дальнейших работ по созданию средств загоризонтной радиолокации.

Для анализа результатов, полученных в процессе выполнения "Полярной программы" , и для формулировки конкретных технических решений Ф.А.Кузьминский собрал на "мозговой штурм" весь цвет НИИДАР и ведущих специалистов институтов АН СССР. "Штурмовали" по 12 часов без выходных. В результате были сформулированы основные направления модернизации РЛС 5Н32, а по некоторым направлениям - конкретные технические и алгоритмические решения.

Эти решения были одобрены заказчиком и после их отработки на экспериментальной РЛС рекомендованы к внедрению на станции 5Н32 в Чернобыле, а затем - в Комсомольске-на-Амуре. Модернизация была поручена Николаевскому филиалу НИИДАР, а мне предложили возглавить работу в качестве главного конструктора. К началу 1986 года основной объем работ по модернизации станции в Чернобыле был завершен. Были внедрены более совершенные алгоритмы обнаружения, значительно расширен класс используемых зондирующих сигналов с системой автоматического выбора оптимального из них для текущих геофизических и помеховых условий.

Натурные испытания показали, что в совокупности внедренные технические решения позволили увеличить реальный потенциал станции и тем самым значительно повысить характеристики обнаружения.

Результаты "Полярной программы" позволили уточнить наши представления о характеристиках распространения радиоволн через полярные области. Оказалось, что влияние полярных участков трасс локации существенно в ночные часы и минимально в дневные. Это означало, что ЗГРЛС 5Н32 в дневные часы функционировали в условиях, близких к среднеширотным, и дееспособность отдельно взятого узла составила 50 процентов. Из-за часовой разницы работы станций в Чернобыле и Комсомольске-на-Амуре общая дееспособность системы из двух ЗГРЛС 5Н32 приближалась к 90 процентам. В ноябре 1986 года модернизированную ЗГРЛС 5Н32 в Чернобыле планировалось предъявить на госиспытания. Чернобыльская катастрофа разрушила эти планы. После катастрофы мы решили узнать, какой объем аппаратуры можно перевезти из Чернобыля в Комсомольск. Разрешение на выезд группы в район аварии получили только в августе. В Чернигове нам выделили вертолет и выдали защитную одежду с шапочками и респираторами. Увидев защитный комбинезон, возглавлявший нашу группу начальник 1-го управления по вводу объектов ПРО и ПКО , генерал-лейтенант Валентин Иванович Кузиков , наотрез отказался его надевать. Я сказал ему:

- Валентин Иванович, это же очень опасно. Он невозмутимо ответил:

- Сейчас здесь такая суматоха, что без моих генеральских лампасов мы ничего не добьемся и никуда не попадем. Пропадет наша аппаратура, как пить дать. А вы надевайте комбинезон. Я везде буду представлять вас как крупного советского ученого. Так он и полетел в генеральской форме. И оказался прав. Приземлившись на вертолетной площадке в Чернобыле, мы обнаружили, что в суете, кто-то что-то напутал, и машина, которая должна была нас встретить, ушла в другом направлении. В.И.Кузиков не растерялся. Вышел на дорогу, остановил первый попавшийся автобус и приказал шоферу срочно везти всю нашу группу в штаб по ликвидации аварии. В штабе про нашу радиолокационную станцию никто не хотел и слушать. Начали звонить в Москву - заместителю министра и начальнику главного управления вооружения. Пока тот и другой решали, как нам помочь, В.И.Кузиков договорился с военными, нам выделили дозиметристов и разрешили ехать на РЛС.

Приехали, обследовали и облегченно вздохнули. "Фонило" только на дверях и подоконниках. Фон аппаратуры был в норме - основное радиоактивное облако прошло рядом и пощадило "Дугу". Вскоре нам было выдано разрешение на вывоз. До конца 1986 года почти всю новую аппаратуру удалось перевезти в Комсомольск".

Получив положительные результаты работы космической системы УС-КС , заказчик постепенно утратил интерес к загоризонтной радиолокации в интересах СПРН. В 1988 году модернизацию станции в Комсомольске-на-Амуре признали нецелесообразной. В связи с сокращением численности личного состава войск ПВО, главнокомандующий И.М.Третьяк вышел с предложением в ВПК и к министру обороны о снятии объекта с дежурства. Это предложение было принято. 14 ноября 1989 года ЗГРЛС "Дуга" в Комсомольске-на-Амуре была снята с боевого дежурства.

Следует отметить, что при проведении работ в НИИДАРе сформировался круг специалистов по загоризонтной радиолокации, были созданы уникальная приемная аппаратура KB диапазона, методы управления частотой и выделения сигнала на фоне мощных активных и пассивных помех. Этот задел используется для создания односкачковых среднеширотных РЛС.

Ссылки: