Как рождался лазерный локатор ЛЭ-1
Успешное завершение испытаний экспериментальной системы «А» на Балхашском полигоне («Через барьер триангуляции») открыло дорогу для продолжения работ по противоракетной обороне. Однако перед разработчиками встали новые задачи, связанные с совершенствованием средств нападения. Появившиеся у вероятного противника многоэлементные («сложные») цели со средствами преодоления ПРО существенно осложнили перехват головных частей баллистических ракет (ГЧ БР). Каким путем пошли в решении этой проблемы советские конструкторы?
Пришлось отказаться от использования высокоточного метода триангуляции в связи с громоздкостью и дороговизной системы. В свою очередь отказ от него привел к ухудшению точностных характеристик радиолокационных средств. Возникла проблема селекции головной части. Генеральному конструктору системы ПРО Григорию Кисунько пришлось изыскивать новые, уникальные способы решения задачи.
Сила кооперации
Первая половина 60-х годов ХХ века была насыщена открытиями и изобретениями в области лазеров. Работы вели крупнейшие лаборатории США, СССР, Европы, Японии, Китая. Главным научным центром СССР, где под руководством Александра Прохорова и Николая Басова выполняли пионерские работы по лазерам, стал Физический институт им. П. Н. Лебедева Академии наук СССР (ФИАН). В 1962 году в СССР была утверждена первая государственная программа исследований направлений лазерной науки и техники. Наряду с ведущим институтом ФИАН к работам подключались коллективы многих НИИ, КБ и вузов.
В 1963 году по предложению Кисунько было принято решение о создании в ОКБ «Вымпел» специализированного отдела № 56 – для разработки внедряемого в комплексы ПРО экспериментального образца лазерного локатора, способного с высокой точностью (единицы угловых секунд по углу и до 30 метров по дальности) определять координаты фрагментов сложной баллистической цели. Отдел № 56, который возглавили Олег Ушаков и его заместитель Виктор Морсков, состоял из трех лабораторий: тематической Германа Тихомирова, лаборатории лазеров под руководством Николая Устинова и лаборатории приемных устройств Игоря Матвеева. Подразделению поручили разработать эскизный проект лазерного локатора и организовать реализацию проекта.
“Впервые в СССР было обеспечено сопровождение лазерным локатором реальной движущейся цели – специально оборудованного Ту-134 с высокоточным измерением ее текущих координат”
К разработке эскизного проекта подключились молодые специалисты Вячеслав Ленский, Юрий Шилохвост, Вадим Шадрин, Николай Львов и другие. Отдел установил деловые связи с лабораторией Государственного оптического института (ГОИ) им. С. И. Вавилова, Ленинградским оптико-механическим объединением (ЛОМО) – разработчиком главного телескопа локатора, а также центральным конструкторским бюро (ЦКБ) «Геофизика» – разработчиком оптико-механического тракта. Персональная ответственность за расчеты выходных параметров локатора (потенциала, точностных характеристик, временного баланса) возлагалась на общестанционную группу Николая Куксенко. Вячеславу Ленскому поручено было разработать описание и обоснование структурной схемы локатора, его оптической и функциональной схемы. Юрий Подпалый определен ответственным за разработку алгоритмов управления и устройств локатора – приемного, устройства обработки информации, синхронизатора, устройства сопряжения, вычислительного комплекса. Только благодаря такой кооперации дело сдвинулось с места.
Эскизный проект лазерного локатора ЛЭ-1 в составе 15 томов, где описывалось его устройство, был выпущен в конце 1964 года. В феврале 1965-го он успешно защищен. На этом этапе к работам подключилось Министерство обороны в лице генерального заказчика по системам ПРО – 4-го Главного управления МО СССР и военного представительства № 1607, аккредитованного при ОКБ «Вымпел». Под их контролем велись проектирование и строительство сооружений для размещения локатора, разработка конструкторской документации, изготовление аппаратуры и монтаж оборудования, испытания изделия.
По замыслу разработчиков лазерный локатор ЛЭ-1 представлял 196 лазерных одноджоульных импульсных излучателей на рубине, поочередно работающих с частотой 10 герц. Вся энергия излучателей выбрасывается в импульсе длительностью 30 наносекунд. С помощью оптико-механических переключателей и систем формирования и наведения в пространстве обзора и обнаружения цели строится индикатриса излучения с расходимостью в одну угловую минуту. Этим лучом локатор ведет поиск цели. Отраженный сигнал принимается на матричное приемное устройство из 196 высокочувствительных фотоэлектронных умножителей. Пройдя первичную обработку, сигнал подается на вычислительное устройство, которое выдает координаты цели в реальном масштабе времени.
Использование разработанного под руководством Иммануэля Самуиловича Маршака передающего устройства из 196 излучателей, существенно усложнившего оптический тракт локатора, объясняется отсутствием в тот период активных кристаллов для резонаторов, позволяющих спроектировать передатчик на базе одного лазера при выполнении требований по обнаружению и сопровождению цели на максимальном расстоянии. Заданная дальность была достигнута путем коллимации луча передатчика на выходе телескопа до 10 угловых секунд. При этом требуемый размер мгновенно облучаемого поля в пространстве 100х100 угловых секунд достигался посредством его засветки от 196 излучателей, каждый облучал свою часть диаграммы направленности и был отъюстирован с одним из 196 элементов матричного приемного устройства. Оптический тракт обеспечивал сведение парциальных диаграмм излучения всех излучателей в единое поле обзора, строго сохраняя положение каждого луча в суммарной диаграмме излучения передатчика.
В течение 1965–1966 годов сотрудники отдела № 56, преобразованного в январе 1966 года в СКБ № 56, разработали частные технические задания на функционально законченные устройства локатора.
Локатор ценой в Ленинскую премию
Одновременно с этими работами была разработана документация на стендовый образец лазерного локатора ЛТ-1, который после изготовления на опытно-производственном участке смонтировали на крыше лабораторного корпуса № 42 ОКБ «Вымпел». Настроенный при работе по удаленной на километр в районе станции метро «Войковская» вышке образец прошел этап летных испытаний, подтвердивший правильность принятых в эскизном проекте технических решений. Впервые в СССР было обеспечено сопровождение лазерным локатором реальной движущейся цели (специально оборудованного самолета Ту-134) с высокоточным измерением ее текущих координат.
Разработка конструкторской документации на главный телескоп ТГ-1 диаметром 1,3 метра в КБ Бориса Гутникова и оптико-механический тракт в КБ Давида Хорола завершилась к концу 1969 года. Так как специалисты ОКБ «Вымпел» не имели опыта и технологической базы в области оптического приборостроения, для ускорения работ по лазерной тематике, в частности по лазерному локатору ЛЭ-1, в декабре 1969 года министр оборонной промышленности (МОП) СССР Сергей Зверев принял решение, поддержанное секретарем ЦК КПСС Дмитрием Устиновым, о создании на основе СКБ № 56 центрального конструкторского бюро «Луч» (в последующем ЦКБ и НПО «Астрофизика»). С переводом лазерной тематики в МОП СССР и организацией при ЦКБ «Луч» специального конструкторского бюро № 1 по лазерным локационным комплексам (главный конструктор – Николай Устинов) работы по ЛЭ-1 стали на реальную основу. К ним привлечены дополнительные силы предприятий оптической отрасли. К контролю подключилось военное представительство Минобороны № 1133.
В 1972 году на Балхашском полигоне завершили строительные работы для размещения ЛЭ-1, поставили технологическую аппаратуру и развернули монтаж и наладку прибора. К 1974 году проведена юстировка оптико-механического тракта, позволившая получить на выходе главного телескопа луч в 10 угловых секунд, стыковка и настройка всей аппаратуры локатора ЛЭ-1.
В период интенсивного развертывания работ на ЛЭ-1 Балхашский полигон посетили министр обороны Андрей Гречко и министр оборонной промышленности Сергей Зверев в сопровождении высшего командования военного ведомства, известных академиков.
Поэтапные испытания локатора проводились по согласованной с полигоном программе. Сначала устроили поверку по установленным на вышках измерительным приборам, затем – по оборудованному оптическими датчиками и самоотражателем самолету. В 1975 году началось тестирование по головным частям баллистических ракет различных классов и искусственному спутнику Земли (ИСЗ). Получены экспериментальные данные по всем параметрам ЛЭ-1, а также информация по отражательным характеристикам сопровождаемых целей. Подтверждена работоспособность локатора и высокая точность измерений. Однако из-за ограничений при работе в условиях облачности использование ЛЭ-1 в системе ПРО тогда признали невозможным и нецелесообразным.
В 1979 году локатор ЛЭ-1 передан на совместное техобслуживание с полигоном как высокоточное средство внешнетраекторных измерений. Значимость работ по лазерному локатору ЛЭ-1 отмечена присуждением Ленинской и двух Государственных премий.
Разработанные для ЛЭ-1 технологии, элементы и материалы нашли широкое применение при создании лазерного локатора системы контроля космического пространства 30Ж6.
Юрий Рубаненко, лауреат Ленинской премии, полковник в отставке
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 22 (885) за 15 июня 2021 года
