CC BY
72
УДК 621.38
Из истории отечественной радиоэлектроники: от литературного фантома до создания радиолокационной техники
В.П. БОРИСОВ, д.т.н., г.н.с.
Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова (ИИЕТ) РАН (Россия, 125315, Москва, ул. Балтийская, д. 14) E-mail: [email protected]
В статье рассмотрен пример взаимовлияния образов научной фантастики, нереализованных научно-технических предпосылок и создания новых видов техники. Отмечена возможная преемственность идей, содержавшихся в романе А.Н. Толстого, широковещательных заявлениях изобретателя Н. Теслы и поисковых исследованиях сформированного в 1930-х годах НИИ-9. Ключевые слова: гиперболоид инженера Гарина, «лучи смерти» Теслы, СВЧ-техника, радиолокационные установки непрерывного излучения.
«Первый удар луча пришелся по заводской трубе, - она заколебалась, надломилась посредине и упала. Но это было очень далеко, и звук падения не был слышен.
Почти сейчас же влево от трубы поднялся столб пара над крышей длинного здания, порозовел, перемешался с черным дымом. Еще левее стоял пятиэтажный корпус. Внезапно все окна его погасли. Сверху вниз, по всему фасаду, побежал огненный зигзаг, еще и еще <...>
Они обернулись. Теперь был виден весь завод, раскинувшийся на много километров. Половина зданий его пылала, как картонные домики. Внизу, у самого города, грибом поднимался серо-желтый дым. Луч гиперболоида бешено плясал среди этого разрушения, нащупывая самое главное - склады взрывчатых полуфабрикатов. Зарево разливалось на полнеба. Тучи дыма, желтые, бурые, серебряно-белые снопы искр взвивались выше гор.
- Ах, поздно! - закричал Вольф.
Было видно, как по меловым лентам
дорог ползет из города какая-то живая каша. Полоса реки, отражающая весь огромный пожар, казалась рябой от черных точек. Это спасалось население, -люди бежали на равнину.
- Поздно, поздно! - кричал Вольф. Пена и кровь текли по его подбородку.
Спасаться было поздно. Травянистое поле между городом и заводом, покрытое длинными рядами черепичных кровель, вдруг поднялось. Земля вспучилась. Это первое, что увидели глаза. Сейчас же из-под земли сквозь щели вырвались бешеные языки пламени. И сейчас же из пламени взвился ослепительный, никогда никем не виданной яркости столб огня и раскаленного газа. Небо точно улетело вверх над всей равниной.
Пространства заполнились зелено-розовым светом. Выступили в нем, точно при солнечном затмении, каждый сучок, каждый клок травы, камень и два окаменевших белых человеческих лица.
Ударило. Загрохотало. Поднялся рев разверзшейся земли. Сотряслись горы. Ураган потряс и пригнул деревья. Полетели камни, головни. Тучи дыма застлали и равнину...»
До сих пор, спустя десятки лет, хорошо помнится неизгладимое впечатление, оставшееся после чтения в юном возрасте романа А. Толстого «Гиперболоид инженера Гарина». Фантастический образ тонкого луча, разрушающего все на своем пути, будоражил воображение, навсегда оставаясь в памяти.
Роман А.Н. Толстого был опубликован в 1927 году, и значит, не одно поко-
Никола Тесла (1856-19431
Опыты Н. Теслы с высоковольтными электрическими разрядами
4■2017
История и педагогика естествознания
вз]
ление молодых людей испытало до меня схожие чувства, окунувшись в видения научно-социальной фантастики. Впрочем, только ли молодежь зачитывалась произведением Толстого, не был ли круг почитателей данного жанра значительно шире?
Этот вопрос показался мне отнюдь не праздным после знакомства с рядом документов и публикаций, посвященных развитию отечественной радиоэлектроники в 1930-х годах. Цепь событий, о которых идет речь и которые драматическим образом сказались на судьбах участвовавших в них людей, в кратком изложении выглядит следующим образом.
В июле 1934 года в газете «Нью-Йорк Сан», а затем и других зарубежных средствах печати появилась информация о сенсационных заявлениях известного изобретателя Николы Теслы, сделанных им на пресс-конференции, приуроченной к 78-летию со дня рождения выдающегося американца сербского происхождения [1].
Своим новым изобретением Тесла назвал «лучи, распространяющиеся с большой скоростью и обладающие огромной разрушительной энергией». Сила их воздействия такова, что на расстоянии 200 миль от источника излучения они разрушают все, что встает на их пути: «Самолеты будут падать, войска будут сметены, и даже самая маленькая страна сможет обеспечить себе неприкосновенность с помощью лучей, от которых нет защиты».
Тесла не вдавался в детали конструкции и описание принципа действия изобретенного им технического устройства, пообещав сделать это «в надлежащее время» в специальном журнале или выступлении перед научной общественностью.
Изобретатель назвал в общих словах четыре составные части своего феноменального достижения:
- источник излучения лучей и переноса энергии в атмосферном воздухе - для этого используется вакуумная трубка;
- аппарат для генерирования беспрецедентного по величине электрического тока, необходимый для питания источника излучения;
- метод усиления и умножения тока, упоминающегося в предыдущем пункте;
- метод создания «огромной ускоряющей электрической силы».
Информация о возможном новом оружии не могла не вызвать интереса у сотрудников Совета труда и обороны и других руководящих органов Советской республики. Оперативно были привлечены научно-технические эксперты и поставлен вопрос о проведении в на-
шей стране работ в данном направлении. Задачу исследования возможности создания таинственных «лучей смерти» и разработки соответствующей аппаратуры было решено возложить на Ленинградский электрофизический институт (ЛЭФИ), возглавляемый академиком А.А. Чернышевым.
В 1930-х годах ЛЭФИ пользовался известностью как научная организация, выполняющая работы на высоком научно-техническом уровне и приносящая большую пользу народному хозяйству страны. Институт занимался техникой передачи электроэнергии большой мощности при высоком напряжении, работами по радиотехнике и телевидению, электротехнической и электромузыкальной акустике, генераторам электромагнитных излучений в широком диапазоне длин волн.
В ЛЭФИ сложился коллектив высококвалифицированных ученых. В отделе электрических колебаний работали Д.А. Рожанский (впоследствии член-корреспондент АН СССР), Ю.Б. Кобзарев, А.Н. Щукин (оба - будущие академики АН СССР), в отделе нелинейных колебаний - Н.Д. Папалекси, В.В. Мигулин (будущие академики АН СССР), в секторе радиотехники - В.П. Вологдин (впоследствии член-корреспондент АН СССР), в отделе электроакустики - профессор Н.Н. Андреев (впоследствии академик АН СССР), А.И. Белов, И.Г. Русаков и др., в лаборатории телевидения - Я.А. Рыфтин, А.В. Дубинин, В.Л. Крейцер и др.
Несмотря на успешную работу Ленинградского электрофизического института, в середине 1935 года правительством было принято решение о существенной реорганизации и передаче ЛЭФИ в ведение Народного комиссариата авиационной промышленности. Институт стал закрытой организацией с «номерным» наименованием НИИ-9, тематика исследований и разработок существенно изменилась. НИИ-9 получил значительные льготы: оклады повышались, сотрудники имели возможность бесплатно обедать и ужинать в прекрасной столовой и т. п. Директором института был назначен сотрудник Совета труда и обороны Н.И. Смирнов, его заместителем по научной работе стал известный ученый, член-корреспондент АН СССР М.А. Бонч-Бруевич. Академику А.А. Чернышеву была предложена должность второго заместителя директора, от которой он отказался, уволившись из института в том же году.
Несмотря на предоставленные льготы, преобразованный ЛЭФИ покинула большая группа квалифицированных сотрудников: Ю.Б. Кобзарев, Д.А. Ро-
жанский, А.В. Москвин и еще ряд ученых ушли в Физико-технический институт, возглавляемый А.Ф. Иоффе. Н.Д. Папа-лекси перешел в Центральную радиолабораторию, В.П. Вологдин - в созданный им Институт токов высокой частоты. Из прежнего состава ЛЭФИ в полном составе в НИИ-9 какое-то время продолжали работать лишь две группы, имевшие отношение к авиации: лаборатория стабилизации частоты диапазонных генераторов в радиолокации (начальник Б.К. Шембель) и отдел электроакустики (начальник - Н.Н. Андреев).
К выполнению новых задач, поставленных перед НИИ-9, был привлечен ряд ученых, переведенных из Москвы: Б.В. Введенский (впоследствии академик), М.Л. Слиозберг, Г.А. Разоренов, Е.Н. Майзельс и др., а также группа бывших сотрудников Нижегородской радиолаборатории: В.В. Татаринов, Д.Е. Маляров, Н.Ф. Алексеев, А.М. Кугушев и др.
Достаточно полных сведений о работах, проводившихся в НИИ-9 в 1930-х годах, в литературе, по-видимому, нет. Судьба архивов НИИ-9 до сих пор неизвестна [2]. В какой-то мере свет на эти работы проливают воспоминания академика Н.Д. Девяткова [3], а также отрывочные сведения в других публикациях. Одним из основных направлений работы НИИ-9 стало создание мощных генераторов электромагнитной энергии в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне излучения. Предполагалось, что с помощью таких приборов, в частности магнетронов непрерывного действия, можно создавать направленное излучение, способное выводить из строя живую силу, а также приближающиеся самолеты противника (их двигатели внутреннего сгорания). Были и оптимисты, убеждавшие, что дальнейшее развитие такой техники позволит создавать острофокусирован-ные «лучи смерти», которые будут разрушать технику и наземные сооружения, подобно тому, как это делал гиперболоид в романе А.Н. Толстого.
Одним из важных для НИИ-9 мероприятий в 1935-1936 годы стало строительство полигонной испытательной базы для новых установок и специальных сооружений. В городских условиях проводить экспериментальные исследования с применением мощных генераторов электромагнитного излучения было практически невозможно. После недолгих поисков полигонную базу было решено оборудовать в 40 км от Ленинграда в усадьбе Островки на берегу Невы. Для проведения исследовательских и испытательных работ были построены не только лабораторные помещения и вышки башенного типа, но и взлетно-по-
№
История и педагогика естествознания
4■2017
садочная полоса для легких самолетов, поднимавшихся в воздух по требованию разработчиков в любое время [4].
Последующие работы, проведенные в НИИ-9, показали, что электромагнитное излучение в дециметровом диапазоне длин волн при мощности около 50-100 кВт, направленное специальными антеннами на самолет с фанерным фюзеляжем, вызывает перебои в работе двигателя. К тому времени, однако, распространение получили самолеты с металлической обшивкой, оказавшиеся нечувствительными к «лучам смерти». Слой металла экранировал двигатель от потока электромагнитного излучения: СВЧ-генератор мощностью в несколько киловатт не мог заглушить авиационный двигатель даже на расстоянии 5 м.
По результатам работ были сделаны выводы в духе времени: в 1937 году 10 сотрудников НИИ-9 во главе с директором института Н.И. Смирновым были арестованы. Через два года все они были освобождены, - в предвоенные годы
была небольшая волна освобождения специалистов, нужных промышленности.
План исследований и разработок НИИ-9 был переформирован: основные усилия направлены на решение действительно актуальной задачи - создания эффективных средств радиообнаружения (радиолокации, радиопеленгации). В ходе разработки аппаратуры радиообнаружения инженерами НИИ-9 Н.Ф. Алексеевым и Д.Е. Маляровым был создан многоре-зонаторный магнетрон сантиметрового диапазона, послуживший прототипом для последующих СВЧ-приборов этого класса [5]. НИИ-9 начал проводить работу по созданию радиолокационных установок непрерывного излучения.
Более перспективной оказалась радиолокационная аппаратура, использующая импульсный метод радиоизлучения. Первая экспериментальная импульсная установка радиообнаружения самолетов была разработана в 1936-1937 годах в Ленинградском физико-техническом институте будущим академиком Ю.Б. Коб-
заревым вместе с другими «беженцами» из НИИ-9 [6]. Испытания усовершенствованного варианта установки ЛФТИ в 1938 году свидетельствовали о возможности стабильного обнаружения с ее помощью самолетов на расстоянии от 50 до 95 км в зависимости от высоты полета [7].
На базе этой установки НИИ радиопромышленности разработал в 1940 году радиолокационную станцию РУС-2, опытная партия которой (10 комплектов) была изготовлена и сдана Управлению связи Красной армии в марте-июне 1941 года.
Научно-технический вклад в создание первых станций дальнего обнаружения самолетов сотрудников ЛФТИ Ю.Б. Кобзарева, П.А. Погорелко и Н.Я. Чернецова в 1941 году был оценен по достоинству. Они стали первыми лауреатами Государственной премии в области радиолокации.
О «лучах смерти» больше не вспоминали. Но недолго, лет двадцать - до появления приборов квантовой электроники.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Tesla Invents Peace Ray. New York Sun. July 10, 1934.
2. Борисова Н.А. Электронные лампы в петроградско-тверской и ленинградский периоды инженерно-технической деятельности М.А. Бонч-Бруевича // Петербургская - Ленинградская школа электроники. СПб.: ЛЭТИ, 2013. С. 63-75.
3. Девятков Н.Д. Воспоминания. М.: Радиотехника, 1998. 159 с.
4. Лобанов М.М. Начало советской радиолокации. М.: Советское радио, 1975. С. 62.
5. Алексеев Н.Ф., Маляров Д.Е. Получение мощных колебаний магнетронов в сантиметровом диапазоне волн // ЖТФ. 1940. Т. 10, № 15. С. 1297-1300. То же на англ. яз. // Proc. IRE. 1944. Vol. 32. P. 136-139.
6. Лобанов М.М. Из прошлого радиолокации. М.: Воениздат. 1969. С. 115-128.
7. Кобзарев Ю.Б. Первые советские импульсные радиолокаторы // Радиотехника. 1974. Т. 29. С. 2-6.
FROM THE HISTORY OF DOMESTIC RADIO ELECTRONICS: FROM LITERATURE PHANTOM TO CREATING RADAR TECHNOLOGY
BORISOV V.P., Dr. Sci. (Tech.), Chief Researcher
S.I.Vavilov Institute for the History of Science and Technology RAS (IHST RAS) (14, Baltiyskaya St., Moscow, 125315, Russia). E-mail: [email protected]
ABSTRACT
The article presents an example of mutual influence of science fiction, unrealized scientific and technical prerequisites and the creation of new types of equipment. It notes possible continuity of the ideas contained in the novel of A. N. Tolstoy, broadcast statements of N. Tesla the inventor and exploratory studies formed in the 1930-ies by the NII-9.
Keywords: hyperboloid of Garin the engineer, Tesla's death ray , the microwave equipment, radar units of continuous radiation. REFERENCES
1. Tesla Invents Peace Ray. New York Sun 1934, no. 10.
2. Borisova N.A. Elektronnyye lampy vpetrogradsko-tverskoy i leningradskiy periody inzhenerno-tekhnicheskoy deyatel'nosti M.A. Bonch-Bruyevi-cha [Electronic lamps in the Petrograd-Tver and Leningrad periods of engineering and technical activity of Bonch-Bruevich]. St. Petersburg, LETI Publ., 2013. pp. 63-75.
3. Devyatkov N.D. Vospominaniya [Memories]. Moscow, Radiotekhnika Publ., 1998. 159 p.
4. Lobanov M.M. Nachalo sovetskoy radiolokatsii [The beginning of Soviet radar]. Moscow, Sovetskoye radio Publ., 1975. p. 62.
5. Alekseyev N.F., Malyarov D.Ye. Production of powerful oscillations of magnetrons in a centimeter wave band. ZHTF, 1940, vol. 10, no. 15, pp. 1297-1300 (In Russian).
6. Lobanov M.M. Izproshlogo radiolokatsii [From the past of radar]. Moscow, Voyenizdat Publ., 1969. pp. 115-128.
7. Kobzarev YU.B. The first Soviet pulsed radars. Radiotekhnika, 1974, vol. 29, pp. 2-6 (In Russian).
4■2017
История и педагогика естествознания
Е5
