Лампа бегущей волны
Г. Ровенский
Как изобрели лампу бегущей волны?
В конце того же 1943 г., когда был создан фрязинский НИИ-160, в Британии, в лаборатории СВЧ приборов Бирмингемского университета была изобретена лампа бегущей волны (ЛБВ) - по-английски Traveling-Wave Tube (TWT). Автором ее был австрийский архитектор (вот так!) Рудольф Компфнер, эмигрировав-ший в Англию из-за быстро нарастающего антисемитизма в стране после прихода Гитлера к власти в Германии.
В Лондоне Компфнер продолжил работу архитектором, но в 1939 г. началась Вторая мировая война, и его, как подданного Германии, интернировали на острове Мэн вместе с другими выходцами из «враждебных» государств.
Компфнер Рудольф (1909-1977), изобретатель в 1943-46 гг. усилителя СВЧ на бегущей волне (ЛБВ) и генератора на бегущей обратной волне (лампа обратной волны - ЛОВ), получивших в нашем НИИ-160 мощное применение и вызвавших здесь десятки новых изобретений. После войны Компфнер работал в Адмиралтействе, изучал физику в Оксфорде и там получил ученую степень доктора философии (1951). Работал в США по приглашению Джоржа Пирса (его книга «Лампа бегущей волны», 1950 г.), в фирме Белл Лабс, где они были пионерами применения ЛБВ в технике связи: радиорелейные линии связи и спутниковые системы связи (Телстар, 1962 г.). Он был награжден несколькими престижными медалями радиотехнических сообществ.
Руди, как его называли, в юности очень увлекался физикой и там же, на острове Мэн, существенно подкрепил свои знания в занятиях и беседах с находившимися здесь же профессорами физики. В 1940 г. он предложил свои услуги Адмиралтейству, и оно направило его на факультет физики Бирмингемского университета, кафедры которого вели разработку приборов для радаров.
Тогда вся Англия была мобилизована на борьбу, а инженеры искали пути совершенствования радаров, которые спасали англичан от бомбежек немецких самолетов. Чем дальше от Острова их бы удалось заметить и перехватить, тем вероятнее было отражение атаки. Но для этого нужно было увеличить дальность действия РЛС.
Изобретенная конструкция многорезонаторного импульсного магнетрона для передатчиков радаров была уже на пределе своих мощностей. Спасти положение могло бы увеличение чувствительности приемной станции.
Но для этого на входе приемной антенны станции нужно было бы поставить специальный малошумящий усилитель СВЧ, а его не было.
Попытки поставить маломощный усилительный (прямопролетный) клистрон с входным и выходным резонатором ничего не дали - его собственный шум был больше шумов кристаллического смесителя и последующего низкочастотного усилительного тракта.
Руди Компфнер, как архитектор, предложил полностью изменить конструкцию электровакуумного прибора и обес-печить непрерывное (в отличие от клистрона) взаимодей-ствие полученного от пришедшего отраженного от самолета сигнала с электронным пучком.
Вместо входного резонатора электромагнитная волна должна бежать по проволочной цилиндрической спирали и взаимодействовать с пучком электронов, летящих из катода к коллектору внутри длинной спирали.
Соотношение длины окружности спирали и ее шага определяло замедление волны СВЧ с 300 000 км в секунду до скоростей электронов, достижимых с помощью напряжения в 1000-3000 В, т.е. в 10-20 раз.
…Так, думаю, и родилась ЛБВ. Вероятно, из неверных предпосылок. Так бывает. И очень часто.
Считалось, что если волна будет долгое время взаимодействовать с пучком, то снизится и доля электронного шума в сигнале.
Но известно, что электроны имеют заряд и отталкивают друг друга, и, чтобы удержать их внутри длинной спирали, необходимо магнитное поле соленоида. Все так и было сделано.
И (ура!) с первых же испытаний ЛБВ показала снижение коэффициента шума. Правда, потом выяснилось, что причи-ной этого была не спираль и сам принцип ЛБВ, а магнитное поле - фокусировка магнитным полем, препятствовала попе-речному смещению электронов на катоде и снижало «ёрза-нье» электронов пучка.
Фото 1946 г. Слева направо: будущий теоретик ЛБВ Джорж Пирс, изобретатель Рудольф Компфнер и теоретик шумов Гарри Найквист. На доске - спираль ЛБВ и пучок электронов внутри нее. Ниже - конструкция катода, из которого выходит поток электронов. Выше катода - формула шумов Найквиста.
Вот так родилась лампа бегущей волны, получившая огромное развитие в технике СВЧ, так как к тому же, в от-личие от клистрона, работавшего в очень узком диапазоне частот, по спирали бежали волны всех частот, и главной сложностью разработчиков было выравнивание коэффици-ента усиления в полосе частот. Было и много других проб-лем. ЛБВ еще ожидали многочисленные усовершенствова-ния, так что работы здесь был непочатый край для всех.
Покойный краевед Н.В. Потапов в книге «Первые шаги наукограда» выпущенной нами в 2007 г. писал:
«В 1947-48 гг. за рубежом и у нас появились публикации на тему ЛБВ. Статей по теории было много: американец Пирс, немцы Клеен и Пёшль, наши Л.Н. Лошаков и С.Д. Гвоздовер и многие другие.
Но, как вспоминали разработчики той поры, первые годы все равно ушли на моделирование узлов, на самостоятельные теоретические исследования и т.п. Одним словом, на выяснение возможности создания входного усилителя и выработку принципов конструирования таких приборов, о которых, конечно, ни в каких иностранных журналах вычитать было нельзя, ибо многое тогда было неясно и самим авторам статей.
Работы по осмыслению усилителя нового типа и созданию конструкции реально работающей ЛБВ проводили с 1947 г. в радиолокационном тогда НИИ-108 (Л.Н. Лошаков) и в НИИ-20 Минвооружения.
В НИИ-20, еще довоенный выпускник Ленинградской военной академии связи Владимир Александрович Афанасьев возглавил лабораторию по разработке малошумящей ЛБВ. В 1949 г. были получены первые обнадеживающие результаты».
Кто есть кто: Афанасьев Владимир Александрович
Пора рассказать об Афанасьеве (15.8.1915-04.07.1998), сыгравшем значительную роль в развитии электроники СВЧ в нашей стране и в нашем НИИ-160. Лауреат Ленинской премии, Герой Социалистического труда, кавалер многих орденов, он 10 лет был практически главным воспитателем Веры Ивановны в электронике как инженера и как руково-дителя соучастников процесса разработки.
1939 год. Слушатель Военной электротехнической академии связи Владимир Афанасьев.
Родился в 1915 г. в селе Батайское Ростовского округа Области войска Донского (ныне город Батайск Ростовской области). В 1931 г. окончил 7 классов школы, в 1934 г. - ФЗУ, в 1936 г. - рабфак связи (Ростов-на-Дону), в 1938 г. – 1-й курс Академии связи (Москва).
В армии с сентября 1938 г. В июле 1941 г. окончил радиофакультет Военной электротехнической академии связи. Служил в Разведывательном Управлении Генштаба Красной Армии (ГРУ) помощником начальника отделения, старшим помощником и заместителем начальников отделов.
Участник Великой Отечественной войны. Неоднократно выезжал в командировки в действующую армию: в октябре-ноябре 1942 г. - на Калининский фронт, в ноябре 1942 г. - апреле 1943 г. - на Западный фронт, в октябре-ноябре 1943 г. - на 1-й Украинский фронт, в декабре 1944 г. - январе 1945 г. - на 3-й Белорусский фронт.
Участвовал в подготовке Ржевско-Сычёвской, Киевской наступательной и Восточно-Прусской операций.
До сентября 1945 г. служил заместителем начальника отдела вооружения спецтехникой в Разведуправлении Генштаба. С декабря 1945 г. инженер-майор В.А. Афанасьев - в запасе.
В 1946-1951 гг. - начальник лаборатории НИИ-20 (Москва). Занимался разработкой радиолокационных станций сантиметрового и дециметрового диапазона радиоволн, электровакуумных приборов.
Перед институтом была поставлена тогда задача - обеспечить ПВО Москвы современными РЛС для двойного кольца обороны от налета бомбардировщиков.
Стационарная РЛС "Обсерватория", по сути, являлась радиолокационным узлом, в состав которого помимо РЛС входила радиоретрансляционная линия для передачи радиолокационной информации в объекты государственного значения. РЛС позволяла обнаруживать бомбардировщики на дальности до 400 км при верхней границе обнаружения до 16 км.
Подвижная РЛС "Перископ" позволяла обнаруживать самолеты с дальностью до 200 км при высоте до 13 км. Возможность ее быстрого передислоцирования представляла большое преимущество перед стационарной РЛС "Обсерватория".
Следует обратить особое внимание на то, что на обе РЛС по тому времени были заданы (и были выполнены) высокие точности определения координат ±500 м по дальности, ±0,5° по азимуту и 400 м по разрешению. Для того, чтобы добиться этого, в антенные устройства обеих РЛС в процессе их выпуска пришлось вносить существенные конструктивные изменения.
При разработке обеих РЛС институту пришлось преодолевать большие технические трудности при освоении новых диапазонов, при почти полном отсутствии радиоизмерительной техники. Нужно было разработать и освоить мощные импульсные магнетроны с мощностью в 1 МВт, используемые в основном в наклонных каналах РЛС системы V луча.
Обе РЛС были разработаны в предельно короткие сроки. Уже в 1950 г. РЛС "Перископ" успешно прошла все испытания и сразу же была запущена в серийное производство на заводе № 37 НКАП, под шифром П-20. Здесь впервые была использована входная малошумящая лампа бегущей волны его разработки.
Её надо было доработать для серийного производства в специальном институте НИИ-160 (Фрязино), созданном в 1943 г. в интересах радиолокаторщиков, и большая команда Афанасьева выехала во Фрязино.
С 1951 по 1966 гг. работает во Фрязино, затем в Москве в вновь созданном НИИ «Титан»
Грозовые пятидесятые
С лёгкой руки поэта сороковые годы в истории нашей страны получили название «сороковые роковые, свинцовые, пороховые». Пятидесятые в этом контексте допустимо назвать грозовыми. Чтобы гроза не обернулось «свинцовым дождём и пороховым дымом», тогда нужно было достойно ответить на ядерный шантаж былых союзников, а содержание такого ответа определялось и слаженной работой фрязинцев.
В июле 1950 г. началась Корейская война. Между бывшими союзниками (СССР и США) начинается военное противостояние.
Нужно было принять меры и против возможной бомбардировки Москвы. Американские бомбардировщики летали на высоте, недоступной для наших истребителей. Единственная альтернатива – сбивать их ракетами, но таких ракет в ту пору у нас было 50 штук.
Решением о создании зенитно-ракетных комплексов для противовоздушной обороны Москвы впервые в мире создавалась система, которая позволяла не пропускать к цели более 1000 самолетов противника, одновременно участвующих в налете с разных направлений. Это было в 3 раза больше, чем количество бомбардировщиков, брошенных англо-американскими союзниками в годы войны на уничтожение Дрездена.
Зенитно-ракетный комплекс ПВО Москвы «Беркут» (С-25) должен был состоять из следующих объектов: 2 кольца системы радиолокационного обнаружения на базе РЛС 10-сантиметрового диапазона (шифр А-100) (ближнее 25-30 км от Москвы и дальнее - 200-250 км); 2 кольца (ближнее и дальнее) РЛС наведения зенитных ракет (шифр Б-200); зенитные управляемые ракеты (шифр В-300).
Для всех этих подсистем НИИ-160 разрабатывал различные ЭВП. Для РЛС А-100 и Б-200 - приборы СВЧ, а для ракет В-300 - устойчивые к вибрационным нагрузкам пальчиковые приёмно-усилительные лампы (ПУЛ).
ПУЛ серии «Анод» для управления ракетой системы ПВО С-25
Среди почти 4,5 миллиона штук приемно-усилительных ламп, выпускаемых предприятием, особые требования по виброустойчивости предъявлялись к 8 типам серии «Анод» и 5 типам так называемых вибропрочных ламп. Требования определялись условиями их применения. В частности, ПУЛ серии «Анод» шли в бортовую аппаратуру зенитных управляемых ракет. Первые испытания ракет в 1951 г. показали, что вероятность поражения цели у них низка и связано это с низкой надёжностью ПУЛ. В вышедшем в 11 ноября 1952 г. постановление Совета министров СССР №4764-18905 отмечалось: «комплексные испытания специальной аппаратуры показали неудовлетворительное качество и ненадёжную работу радиоламп поставляемых МПСС. Особенно ненадёжны в работе пальчиковые лампы серии «Анод» из-за недостатков конструкции и технологии производства».
Так, отдел приемно-усилительных ламп НИИ-160 был реорганизован в «отдел разработок и применения электровакуумных приборов для специальной техники», а начальником отдела был назначен, бывший главным технологом завода «Светлана» Николай Васильевич Черепнин. Назначение было не из простых.
Замминистра МПСС А.А. Захаров рассказывал, что однажды в одной из бесед с ним Л. Берия спросил: «Сколько сотрудников НИИ-160 надо расстрелять, чтобы заработали лампы серии «Анод»?»
Но это Захаров рассказывал позже, а в то время Николая Васильевича нисколько не насторожил вызов в Кремль к самому Берия. Об этом эпизоде он рассказывал как-то буднично и просто: «Мы вошли с Захаровым и Сергеевым в кабинет. Я увидел т-образный стол, за которым сидел какой-то лысый человек в пенсне. Я его сначала не узнал, но это был Берия, не похожий на свои портреты. Слева от него сидели три незнакомых мне человека. К Берия постоянно приносили бумаги на подпись. Со мной разговаривали эти трое. Когда Берия кончил работу с бумагами, он спросил у меня: «Ну как, лампы пойдут?» Я ему ответил: «Попробуем», - на что он мне сказал: «Иди и работай». Аудиенция продолжалась минут 15».
Н.В. Черепнин начал свою трудовую деятельность в 1925 г., работая стрелочником на железной дороге. После окончания Ленинградского электромеханического учебного комбината в качестве инженера по электрооборудованию транспортных предприятий работал инженером на Забайкальской железной дороге. В электровакуумной промышленности с 1932 г.: начальник фотометрической лаборатории отдела технического контроля завода «Светлана», старший технолог цеха ПУЛ, старший инженер–разработчик этих ламп при Отраслевой вакуумной лаборатории.
В 1941 г. завод «Светлана» эвакуируют в Новосибирск. Здесь Н.В. Черепнин активный участник организации нового завода и становится начальником цеха по производству ПУЛ. В 1945 г. он мобилизован в Красную Армию и в должности майора работает вместе с Н.Д. Девятковым, старшим инженером Бюро электровакуумной техники при техническом отделе в Берлине. По окончании срока командировки Николай Васильевич возвращается в Ленинград и назначается главным технологом Ленинградского завода «Светлана». Затем для решения проблем надежности ПУЛ в 1952 г. он назначается во Фрязино.
В тематический план НИИ-160 была включена работа под шифром «Анод», главным конструктором которой был назначен Н.В. Черепнин, а одним из его заместителей - А.Я. Астафьев, в ту пору главный технолог опытного завода, человек необычного, очень оригинального мышления.
В 1953-54 гг. разработчики под руководством Н.В. Черепнина и А.Я. Астафьева нашли оригинальные конструкторские решения отдельных узлов миниатюрных пальчиковых ламп, ввели дополнительные технологические операции, новые методы контроля деталей и готовых ламп. Надежность этих радиоламп перестала тревожить радистов. Технология ламп стала типовой для всех электровакуумных заводов страны.
25 мая 1953 г. ракетой В-300 с первого пуска был сбит самолёт-мишень. Через два года система С-25 была принята на вооружение Советской Армии. Большая группа разработчиков этой системы, включая Н.В. Черепнина, была награждена орденами и медалями.
Николай Васильевич ЧЕРЕПНИН многие годы трудился на «Истоке». В 1959 г. ему без защиты диссертации была присуждена ученая степень кандидата технических наук. Он награжден орденами Трудового Красного Знамени, «Знак Почета», медалями СССР.
Лаборатория Афанасьева переезжает во Фрязино
Итак, радиолокационщики (НИИ-20) возглавляют большие надежды на полученные лабораторией Афанасьева В.А. (+Мноян В.И., +Акулина Д.К.) результаты малых шумов в созданной ими ЛБВ.
Надо запускать ЛБВ в производство. Для этого во Фрязино есть НИИ-160 и опытный завод при нем.
Начальники радистов и электронщиков принимают решение о переезде «афанасьевцев» в Москву со всей аппаратурой и оборудованием. Надо немедленно собирать там госкомиссию, знакомить её с полученными результатами и передавать на опытный завод.
В помощь заводу придаётся на должность главного инженера опытного завода выпускник Военного института связи Акулин Михаил Сергеевич.
В марте 1951 г. на «Исток» (тогда - НИИ-160) его лаборатория переезжает почти всем составом. Приехали во главе с Афанасьевым инженеры М. Акулин с женой Дианой Акулиной, слесарь механо-сборочных работ М.М. Юсов, монтажница высокой квалификации А.Ф. Юсова, токарь-скоростник А.П. Смирнов, откачница В.Н. Судакова и др..
Лаборатория В.А. Афанасьева на квартире Акулиных перед отъездом части сотрудников во Фрязино. В.А. Афанасьев, левее его – М.С. Акулин, 2 - Д.К. Акулина, 3 ниже - В. И. Мноян, 4 - А.Ф. Юсова, 5 - В.Н. Судакова. Справа от Веры Ивановны – Каткова (из архива И.В. Мноян). 1951 г.).
На «Истоке» сразу же была поставлена ОКР (опытно-конструкторская работа) по разработке первого отечественного промышленного образца ЛБВ. Главным конструктором был В.А. Афанасьев. У лаборатории было уже все готово, результаты испытаний быстро представлены, и в том же 1951 г. разработанный прибор был принят госкомиссией, а с 1952 г. начато промышленное производство первой отечественной ЛБВ.
Осваивали УВ-1 «афанасьевцы» вместе с цехом 36, начальником которого был «светлановец» (в Москву прибыл самолетом из блокадного Ленинграда в 1942 г.) Мишкин Ахмет Галиевич, направленный немного ранее для освоения в производстве разработанных им же отражательных клистронов.
Старшим технологом цеха была Ноздрина Клара Георгиевна, одна из первых выпускников кафедры технологии электровакуумных приборов МХТИ 1948 г., будущий разработчик оригинальных сверхмалошумящих ЛБВ о. 160.
Первая отечественная ЛБВ УВ-1 по основному параметру - коэффициенту шума не имела себе равных за рубежом. Только в 1953 г. появились сообщения о создании в США ЛБВ с параметрами, реализованными на ЛБВ УВ-1, выпускаемой уже серийно.
Впервые усилитель УВ-1 был применен в приемных каналах радиолокационного комплекса Б-200, что и позволило существенно улучшить характеристики комплекса: повысилась дальность действия. При этом резко возросла устойчивость приемного канала, ибо, как выяснилось, ЛБВ хорошо предохраняла кристаллический смеситель от выгорания частью попадающим в приемный тракт мощным импульсом передатчика РЛС.
За несколько лет, начиная с 1952 г., УВ-1 вошла практически во все вновь разрабатываемые и модернизируемые локационные станции. К 1965 г. этот прибор использовался уже в 11 радиолокационных станциях, а выпуск его составлял 11,5 тысяч штук в год.
Учитывая высокий научно-технический уровень, достигнутый в разработке отечественной ЛБВ и ее широкое и эффективное использование в радиолокационном вооружении, министерство радиотехнической промышленности представило эту работу на соискание Сталинской премии 1954 г. Но пока готовились документы, из-за смерти в марте 1953 г. вождя и разбора полетов его ближайшего окружения и Министерства безопасности в 1954 г. временно было прекращено присуждение Сталинских премий за выдающиеся достижения (потом эту премию стали называть Государственной).
Физические и конструктивные принципы, выработанные при создании УВ-1 (усилитель волн), послужили основой для разработки ряда промышленных образцов малошумящих усилителей в диапазоне длин волн от 3 до 37 см для обеспечения потребностей радиолокационной техники.
При разработке этого ряда приборов ставилась цель - в полной мере обеспечить широкодиапазонность и широкополосность, как одну из главных специфических особенностей ЛБВ. При этом сокращалось число типов приборов, а следовательно - затраты на их разработку и производство.
В 1953 г. госкомиссия принимает и рекомендует освоение в производстве УВ-3 - входных приемных ЛБВ для 6-ти РЛС ВМФ и одного наземного радиолокатора.
Главный параметр усилителя - коэффициент шума, соответствовал лучшим мировым достижениям.
Несколько забегая вперед, отметим, что заслуженная награда за разработку первого приемного усилителя для РЛС пришла на третьем году после смерти Сталина – Вере Ивановне был вручен орден Трудового Красного Знамени в 1956 г. Награды получили и другие разработчики вместе с В.А. Афанасьевым. Событие большое – были завершены ракетные кольца ПВО вокруг Москвы.
Вера Ивановна с дочерью Ирой и ее сыном Павликом
В отделе 170 на 4-м этаже корпуса, до сих пор называемого «старой наукой», будущий помощник Мноян молодой инженер Мякиньков приступил к работе в лаборатории ЛБВ, которая была под особым надзором самого начальника отдела Афанасьева.
Владимир Александрович любил ищущих людей и тренировал их особым образом, заставляя проверять малоизведанные варианты; он стал и научным руководителем Мякинькова в аспирантуре. В лампе бегущей волны таилась масса возможностей проявить себя исследователю.
Образование отделов 160 и 190
В начале пятидесятых годов Правительство Союза ССР ставит перед НИИ-160 («Истоком») важную задачу - разработать приборы для резкого увеличения дальности действия радиолокационных станций.
Выполнение работ поручено трем начальникам отделов: 140 - А.П. Федосееву, 150 - И.Е. Роговину и 170 - В.А. Афанасьеву.
В 1955 г. они оставляют свои посты начальников отделов и на базе корпуса ОКБ-160, завершившего работу по «атомному проекту» (накапливание изотопов урана на нескольких десятках масс-спектрометров), создают отдел 160 с тремя проблемными лабораториями.
Нужно было искать пути значительного увеличения мощности магнетронов и резкого снижения шумов входной ЛБВ.
В отделе 170 остаются разработчики отражательных клистронов, остальные образуют отдел 190 с задачей - разрабатывать ЛБВ для РЛС, радиорелейной связи и других применений.
Вновь образованный отдел 190 возглавил М.С. Акулин (на фото с женой, начальником лаборатории спецприменения ЛБВ), бывший по приезде из Москвы главным инженером опытного завода при НИИ, потом начальником отд. 190, но его вскоре назначают главным инженером всего НИИ-160.
Бессменным же начальником отдела 190 стала сподвижница В.А. Афанасьева, участница разработки легендарной ЛБВ УВ-1 (УВ – усилитель волн) Вера Ивановна Мноян.
В первых работах отдела использовался научно-технический задел, полученный при создании УВ-1, что способствовало быстрому и качественному проведению разработок. Уже в 1955 г. усилитель УВ-4 трехсантиметрового диапазона волн передают в производство. Слишком велики были потребности в нем: даже на первых порах он использовался в 4-х радиолокационных станциях.
Вера Ивановнеа Мноян
За эти успехи Вера Ивановна в 1956 г. награждена орденом Красного Знамени.
1956 г. ознаменован и передачей в производство ЛБВ УВ-9 шестисантиметрового диапазона длин волн (5 000 МГц), одной из лучших в мировой технике того времени по коэффициенту шума.
Усилитель вошел в комплектацию одной из важнейших ракетных систем ПВО страны - РСН-75, а затем и РСН-75М.
Радисты, разработчики системы РСН-75М, удостоены в 1964 г. Ленинской премии. Электронщики - в 1966 г.
На таком же высоком техническом уровне в 1957-1959 гг. были разработаны и переданы в производство малошумящие ЛБВ УВ-10; УВ-11; УВ-15; УВ-16 и УВ-20.Их использовали для 16-ти радиолокационных станций и систем. В частности, УВ-15 работала на входе приемного канала ракетной системы С-125, а УВ-16 - в системе С-200.
Этим, пожалуй, и можно было бы закончить описание первого этапа работы отдела 190. Тогда в нем были разработаны стеклянные ЛБВ с фокусировкой электронного луча магнитным полем, создаваемым соленоидом – громоздким, относительно тяжелым устройством, потребляющим много электроэнергии.
Но разработка приемных ЛБВ для радиолокационных станций перестает быть главной для рассматриваемой группы специалистов. Эти работы перепоручены лаборатории Афанасьева (отд.160), потом добившихся на оригинальных приборах уникальных результатов.
Для отдела Мноян вперед выступает другая главная задача – использование широкополосных свойств усиления сигнала в ЛБВ в новых системах.
ЛБВ отдела Мноян для систем радиоразведки и радиопротиводействия
Радиоэлектронная разведка (РР).
Каждый самолет, ракета или наземный военный объект должен иметь датчики обнаружения облучения их РЛС. Каждый из таких сигналов может представлять угрозу нападения. Если принять сигналы РЛС противника и обработать их, то можно определить многое.
Излучаемый радиолокационной станцией (РЛС) импульс сверхвысокочастотной (СВЧ) волны содержит информацию о станции – частоте и ее перестройке, длительности импульса и кодирование внутри него по частоте и амплитуде. По этим данным можно достаточно точно установить и тип РЛС и ее носитель – самолет, наземная установка ближнего или дальнего обнаружения, головка самонаведения ракеты и др. По величине сигнала автоматически оценивается расстояние до РЛС и, соответственно, мера опасности. Все это - работа аппаратуры радиоэлектронной разведки, от простейшей, до очень сложной, типа американских АВАКС.
Радиоэлектронное противодействие (РПД).
Активную борьбу со станциями РЛС противника ведет аппаратура радиоэлектронного противодействия: от мощных «глушилок» до хитроумных игр с полученным и переизлученным сигналом.
Радиоразведка и радиопротиводействие – две грани радиоэлектронной войны. Вторая мировая война подтвердила высокую эффективность РЛС, предупреждавших английские базы истребителей о подходе немецких бомбардировщиков. Чтобы противодействовать им, немецкие летчики использовали простейшие средства - сбрасываемые облака полосок алюминиевой фольги, прикрывающие группы самолетов. Такие средства используются нередко и сегодня.
В послевоенное время начала разрабатываться специальная аппаратура радиопротиводействия. В СССР эту работу возглавил в 1950-х годах НИИ-108 (Москва; впоследствии - ЦНИРТИ).
Там, в 1942 г., начинал работу Николай Дмитриевич Девятков, будущий заместитель директора по науке нашего НИИ-160 (с 1948 г.) и начальник лаборатории СВЧ приборов В.И. Егиазаров, ставший потом, после Векшинского, директором нашего НИИ и опытного завода (с июня 1944 г. по октябрь 1945г.), а затем, затребованный «Светланой», был отозван в Ленинград.
Постановлением Правительства перед НИИ-160 постав-лены новые задачи - обеспечить аппаратуру, разрабатывае-мую НИИ-108, серией ламп бегущей волны. Важнейшая проблема при этом - уменьшение веса и габаритов, как самих приборов, так (и это было главным) источников питания к ним. Для применения ЛБВ в самолетной и ракетной аппа-ратуре эти параметры становились особенно актуальными. Это потребовало отказа от фокусировки электронного луча соленоидами, снизить рабочие напряжения и т.д.
Требовалось при этом создать две серии в 17-ти широкополосных ЛБВ, перекрывающих всю полосу частот, используемых зарубежными РЛС (малошумящие и малой мощности) .
Именно эта работа и была поручена отделу 190. Главные параметры – большая ширина полосы частот, малый вес, малые собственные шумы. С той поры задача обеспечения аппаратуры РПД осталось главной для отдела на 20 лет.
Задача снижения веса была решена применением для фокусировки электронного луча магнитных периодических фокусирующих систем (МПФС).
Тогда традиционно спираль, замедляющую электромагнитную волну до скорости электронов, крепили в диэлектрических (стекло, керамика) штабиках, и весь этот комплект помещали в стеклянную колбу.
В содружестве с магнитчиками НИИ первые такие отечественные ЛБВ были разработаны Ю.П. Мякиньковым для ЛБВ игольчатой конструкции (без штабиков) и В.И. Гуртовым для обычной ЛБВ.
Переход к МПФС сейчас кажется естественным, а тогда необходимо было обладать глубокими знаниями по теории магнитных линз и большим опытом (чутьем) разработок ЛБВ – эти качества у Юрия Павловича были, помогли и результаты зарубежных исследователей.
Игольчатая ЛБВ - это прибор, в которой спираль помещена в трехгранную стеклянную трубку, длиной до 30 см и диаметром 5-8 мм.
Это была хрупкая конструкция, изготовление которой потребовало усилий Мноян и Мякинькова по объединению и технологов стекольного отдела, и умельцев - слесарей отдела, изготовителей оснастки, и монтажниц.
Вскоре Мякиньков становится главным помощником Мноян – заместителем начальника отдела по науке, оставаясь начальником лаборатории.
В отделе 190 было 4 разрабатывающих научных лабора-торий, технологическая лаборатория, участок моделирования электронно-оптической системы пушек (катод и аноды, опре-деляющие форму луча).
В отделе была механическая мастерская со слесарным и токарно-фрезерным участком, стеклодувный участок и участок откачки электро-вакуумных приборов.
Все это требовало отлаженной совместной работы всех подраз-делений.
Девятков Николай Дмитриевич. Фото 1945 г.
Отметим, что все эти работы шли под кураторством упомянутого зам. директора НИИ по науке Девяткова Николая Дмитриевича, будущего и Академика, и Героя Социалистического труда и Лауреата премии. Приятным и вежливым кураторством.
Лауреат Ленинской премии
21 апреля 1966 г. самоотверженная работа Веры Ивановны Мноян вместе с рядом электронщиков - ученых и разработчиков ЛБВ была оценена по заслугам – им присуждена Ленинская премия. Так была отмечена ее 15-летняя научно-техническая работа в НИИ-160.
Руководителем авторского коллектива был Афанасьев В.А., о котором уже говорилось ранее, как о главном конструкторе разработок первых ЛБВ.
От НИИ-160 («Исток») лауреатами стали также
- Юрий Павлович Мякиньков, начальник лаборатории 194 отдела 190,
- Клара Георгиевна Ноздрина, начальник лаборатории сверхмалошумящих усилителей для РЛС (отдел 160),
- Сергей Павлович Кантюк, начальник лаборатории электростатических усилителей (ЭСУ), (отдел 160),
- Александр Ильич Салтыков, мастер участка прецизионной сборки приборов, (отдел 160),
- Николай Михайлович Воронков, уникальный технолог и конструктор, (отдел 160),
- Владимир Яковлевич Эфрос, начальник участка и линии по производству первых и всех остальных ЛБВ на опытном заводе (нач. цеха 36, а затем цеха 34), осваивавшем ЛБВ в опытном производстве и разрабатывающем техноло-гию серийного производства для заводов.
Работа, представленная на премию, имела название «Разработка электронно-лучевых усилителей слабых сигналов сверхвысоких частот».
Кроме истоковцев, в число соавторов работы вошел и упомянутый ранее Л.Н. Лошаков из НИИ-108, головном с 1943 г. институте по разработке РЛС станций орудийной наводки для зенитчиков ПВО, а потом по разработке аппаратуры радиоразведки и радиопротиводействия. Он был в СССР первым теоретиком физических основ ЛБВ.
23 апреля по адресу ЩЕЛКОВО КЛЯЗЬМА по спецтелеграфу пришло поздравление каждому из лауреатов от Министра электронной промышленности А.И. Шокина.
В семьях лауреатов сохранилась эта телеграмма и документы о приглашении на вручение Диплома и Знака Лауреата «в среду 6 июля 1966 г.» в Свердловском зале Кремля и еще ранее присланное в конце апреля извещение о его доли премии – в 625 руб.
Дипломы о присуждении 21 апреля Ленинской премии (она присуждалась ко дню рождения В.И. Ленина) подписал Председатель Комитета по Ленинским премиям в области науки и техники при Совете Министров СССР академик Мстислав Келдыш.
Многолюдный банкет, на который ушли по традиции эти деньги, состоялся в ресторане «Будапешт». Еще ранее прошли поздравительные митинги в широких коридорах отделов 160 и 190, и в цехе 34.
Особо отметим одного из той девятки Лауреатов – Эфроса Владимира Яковлевича, начальника цеха опытного завода нашего НИИ.
1929 г.р, он окончил электрофизический факультет МЭИ, в 1951 г. направлен в НИИ-160. Зам. по науке НИИ Девятков Н.Д. направил молодого инженера в новый цех на освоение производства первой в стране ЛБВ, которую вела Вера Ивановна Мноян (УВ-1). Этот входной усилитель РЛС очень ждали радисты. Прибор должен идти «в люди» - на массовый выпуск на серийный завод. Молодой специалист быстро рос, принимаясь потом за освоение и следующих ЛБВ – уже из собственного отдела 190 Веры Ивановны. Участок Эфроса начал выпуск малошумящих ЛБВ, их требовалось все больше и больше системам ПВО. Владимир Яковлевич становится начальником нового цеха №34, выпускающего все ЛБВ всех лабораторий отдела Мноян. По рекомендации Афанасьева он поступил в аспирантуру и в 1966 г. защитил диссертацию на базе этих ЛБВ. Он был включен в коллектив на Ленинскую премию.
Начальниками лабораторий в 1960-х гг. были:
№191. Лаборатория малошумящих широкополосных усилителей дециметрового и сантиметрового диапазона длин волн - начальник В.С. Савельев.
САВЕЛЬЕВ Владимир Сергеевич (22.3.1925, г. Серпухов, Моск. обл. - 16.5.1996, Фрязино). Участник ВОВ с 6.06.1943 (2-й Украинский фр. 68 стрелковый корпус) – чертежник-картограф штаба, с 6.06.1943 по 9.5.1945. Награжден орд. Отеч. в. II ст., мед. «За освобождение Белграда», «За взятие Будапешта», «За взятие Вены», «За победу над Германией», и др. Ок. МВТУ в 1952, работал в НИИ-160 – «Исток», к.т.н., главный конструктор серии ламп бегущей волны для систем радиоэлектронной разведки, в т.ч. сверхширокополосных ЛБВ «Шпрее». Награжден медалями «За трудовое отличие» и «Ветеран Труда», многими почетными грамотами. После его ухода по болезни, работы эти заканчивал талантливый технолог о. 160 Николай Васильевич Потапов, который передал «Шпрее» в цех.
№192. Лаборатория малошумящих широкополосных усилителей 3-см диапазона частот - начальник В.И. Гуртовой, в его составе инженеры-электронщики Василий Борисович Степанищев, Александр Николаевич Бакаушин (они стали потом начальниками этой лаборатории) и др.
Гуртовой В.И. (справа) и его зам. Степанищев В.Б.
ГУРТОВОЙ Виктор Иванович (8.12.1928, с. Б. Белозерка Днепропетровской обл.), нач. лаб. отд. 190. Учился в ремесленном училище и средней школе в Запорожье, работал на заводе 478 Авиапрома. В 1947 г. поступил в Ленинградский политехнический институт и по окончании его в 1953 г. направлен в НИИ-160 (отделы 170 и 190), конструктор нескольких ЛБВ, в т.ч. пионерной волноводной ЛБВ с магнитной периодической фокусирующей системой. Окончил аспирантуру, к.т.н (1964 г.). В 1974 г. переведен в НИИ «Салют» (Горький, генеральный директор). Затем вернулся в «Исток» начальником НПК-7 (программа «Синтез» и на др. должностях).
№193. Лаборатория специальных ЛБВ и ЛОВ (лампы обратной волны) - начальник лаборатории (по 1966 г.) Акулина Д.К., а затем В.С. Бобров, инженеры-разработ-чики - Владислав Алексеевич Иванов, Наталья Петровна Ни, Николай Васильевич Шульга, Эдуард Исаевич Рыжик, Дина Николаевна Косцова, Рауф Муса-оглы Мамедли и др.
Акулина Диана Константиновна (1927) . Окончила в 1949 г. с отличием МХТИ, направлена в НИИ-20 Минвооружения, для работы в лаборатории Афанасьева В.А. по СВЧ-приемникам РЛС. В 1951 г. вместе с ним переведена во Фрязино. Зам гл. конструктора по первой ЛБВ УВ-1 для РЛС (была удостоена звания «Лучший конструктор» по Министерству и награждена медалью «За трудовую доблесть»). К.т.н. (1955 г.), с 1956 г. - нач. лаборатории 193, руководитель четырех ОКР и НИР. В 1960 г. в связи с переводом мужа (главного инженера НИИ-160) в Москву она перешла на работу в Академию Наук и стала очень известным ученым в области науки управляемого термоядерного синтеза. Её сменил Бобров В.С.
БОБРОВ Владимир Сергеевич (8.4.1924 – 1998, Фрязино). Рядовой артиллерии. Служил в 1942-45 гг. в артиллерийской дивизии Резерва Верховного Главнокомандования - участник боев на Степном, 2-м и 3-м Украинских фронтах. Награжден орденом Отечественной войны 2-й степени, медалями «За отвагу», «За освобождение Белграда», «За победу над Германией» и др.
После войны закончил институт, работал в НИИ-160 «Исток». Инженер, затем нач. лаб. отд. 190 (НПК-8). Награжден орденами «Знак почета», медалью Китайско-Советской дружбы (за участие в создании электровакуумного завода), «За доблестный труд», «Ветеран труда», мн. грамотами.
Его лаборатория вела широкие исследования по использованию ЛБВ с новыми функциями. Продолжилась успешная работа и с Лампой обратной волны, используемой как быстро перестраиваемый узкополосный усилитель для ухода от помех противника. Она пошла в производство.
№194. Лаборатория серии широкополосных ЛБВ малой мощности в диапазонах 900 - 10 000 МГц - начальник лаб. 194 Мякиньков Юрий Павлович, помощник В.И. Мноян по проблемам отдела в Министерстве, её заместитель по научной части.
Мякиньков Юрий Павлович (1929-1997), к.т.н., лауреат Ленинской премии (1966), разработчик ламп бегущей волны (ЛБВ) - широкополосных усилителей СВЧ для военной аппаратуры и спутников связи. Выпускник Горьковского университета, сотрудник НИИ-160 во Фрязино с 1953 г., он, благодаря своим способностям, был скоро назначен начальником лаборатории нового отд. 190 (нач. Мноян В.И.) и всю свою творческую жизнь посвятил проблемам электроники ЛБВ. Все его ЛБВ были приняты в производство в цех и на серийный завод в Полтаве. Получило развитие и новое направление – сверхнадежная ЛБВ с высоким КПД для спутников связи. Первым в НИИ он создал в лаборатории сектор широкополосных полупроводниковых усилителей, который получил широкую путевку в жизнь.
Награжден знаком «Почетный радист», многими медалями.
Начальник лаборатории Шеногин Александр Александрович (28.9.1924, г. Лежнево Иван. обл.- 21.1. 1996, Фрязино), разработчик первой ЛБВ для первой радиорелейной линии связи
Фронтовик, к.т.н., нач. отделения 8 (1974-78).
Окончил среднюю школу в Киржаче. В 1943 г. после окончания пулеметного училища - командир стрелкового взвода 201 сп 84 сд 53А, был трижды ранен. Награжден тремя медалями, комиссован в 1944, (в 1985 – орд. Отеч. Войны I ст.)
В 1944-1950 гг. - зав. радиоузлом на железной дороге и в МТС). Ок ВЗПИ (1949 г.). В 1950-51 гг. преподавал электротехнику во Всес. заочном Техникуме легкой промышленности при Щелковском хлопчатобумажном комбинате.
С 26.7.1951 г. - инженер НИИ-160. С 1956 г. - к.т.н., нач. лаб. отделов 190 и 160, нач. отделений 7 и 8. В 1978-1986 гг. - нач. технического отдела НИИ. Автор первого пособия по расчету ЛБВ и многих статей, разработчик первых ЛБВ для радиорелейных линий связи и ЛБВ мм-диапазона.
Были у нас и Технологическая лаборатория (во главе с фронтовиком Н. Сытилиным, выпускником МХТИ 1949 г.) и Конструкторское бюро (нач. А. Мурсков)
В общем, это было достаточно большое энергичное подразделение.
Поделитесь с друзьями