Истребители с радиолокаторами "Гнейс-2"

По оценкам НИИ радиопромышленности, выполненным в 1940 г., авиационный радиолокатор, созданный на основе технологии того периода времени, вместе с источниками питания и кабелями должен был весить не менее 500 кг. Размещение такой массивной аппаратуры на одноместном истребителе было явно невозможным. К тому же работа станции требовала непрерывного обслуживания (при тогдашнем уровне радиотехники об автоматизации и речи не могло идти), которое отвлекало бы летчика от пилотирования.

Выход напрашивался сам собой – установка бортовой РЛС могла быть реализована только на многоместном самолете. По предложению летчика-испытателя НИИ ВВС СП. Супруна в качестве носителя решили использовать самолет Пе-2.

В начале 1941 г. в НИИ радиопромышленности построили действующий макет станции, получившей название "Гнейс-1". Первая авиационная бортовая РЛС, естественно, оказалась весьма несовершенной. К тому же при экспериментах был израсходован весь запас генераторных ламп-клистронов сантиметрового диапазона – "сердца" будущей РЛС, а заказать новые было уже негде.

Началась война, многие предприятия электро- и радиопромышленности были эвакуированы на Восток, и в их числе оказался разработавший лампы НИИ- 9. Его оборудование и специалисты были разбросаны по разным заводам, а сам НИИ-9 фактически прекратил существование. Эвакуировали в Свердловск и НИИ радиопромышленности. На новом месте пришлось заново восстанавливать лабораторную и испытательную базу.

Новый комплект аппаратуры разрабатывали на лампах метрового диапазона, освоенных в серийном производстве.

Создание этого варианта станции, названного "Гнейс-2", возглавил В.В. Тихомиров. Устройство индикации цели на основе электронно-лучевой трубки, позволявшее наглядно определить расстояние до цели и ее положение в пространстве, разрабатывали А.Б. Слепушкин и PC. Буданов. От НИИ ВВС работы курировал военный инженер Е.С. Штейн.

Для ускорения работы изготовление аппаратуры вели, не дожидаясь полного выпуска документации. Монтаж производили по эскизным наброскам и принципиальной схеме, на ходу внося изменения и избавляясь от дефектов. К концу 1941 г. первый "летный" образец РЛС "Гнейс-2" с мощностью излучения 10 кВт, работавший на волне 1,5 м, был собран.

В январе 1942 г. на аэродроме Кольцово под Свердловском, куда перебазировали НИИ ВВС, станцию смонтировали на самолете Пе-2. Вскоре начались испытания. Заметим, что органы управления и индикатор "Гнейса"разместили в кабине оператора радиолокатора (где прежде сидел штурман), а часть блоков станции смонтировали в кабине стрелка-радиста. Самолет стал двухместным, что негативно сказалось на его боевых возможностях.

Параллельно с оценкой работоспособности РЛС, являвшейся, по сути, экспериментальным образцом, отрабатывались методика и тактика боевого применения радиолокационного истребителя. Пе-2 при испытаниях пилотировал майор А.Н. Доброславский.

С "Гнейсом" работали сами ведущие инженеры В.В. Тихомиров и Е.С. Штейн. В качестве цели использовался самолет СБ.

Пе-2 с РЛС "Гнейс-2", антенны располагались на крыле и носовой части фюзеляжа

В первых же полетах выяснилось, что станция имеет большую "мертвую зону" вблизи от самолета, в которой отраженные от цели сигналы подавляются собственными помехами передатчика. Обнаружилась и еще одна особенность станции: для увеличения сферы обзора ее антенное устройство имело очень широкую диаграмму направленности. В связи с этим при полете на малых высотах обзорный экран полностью "забивался" отраженными от земли сигналами. Если же самолет набирал высоту, то его станция оказалась не в состоянии обнаруживать цели, летевшие ниже и невидимые на фоне земли. Минимальная высота, на которой исчезали проблемы, связанные с отражением от земли, оказалась порядка 2000 м.

Доводка оборудования проводилась круглосуточно, тут же на аэродроме. Устранялись отказы, опробовались антенны разных типов, вносились изменения в конструкцию РЛС, позволившие сократить "мертвую зону" до 300 м (а затем и до 100 м) и улучшить надежность станции. В июле 1942 г. программа государственных испытаний была выполнена. Основные результаты оказались, по тем временам, неплохими:

– дальность обнаружения самолета-бомбардировщика 3500 м;

– точность выхода на цель 5°;

– минимальная высота полета при поиске противника 2000 м.

Итоги испытаний были признаны успешными, хотя РЛС и нуждалась в совершенствовании: из 25 выполненных полетов в пяти случаях аппаратура "Гнейс-2" отказывала. Авиация ПВО нуждалась в новой технике (а в 1943 г. в число заказчиков вошли и ВВС ВМФ), и еще до конца испытаний институт начал изготовление 15 предсерийных комплектов станции, которыми были оборудованы самолеты Пе-2 и Пе-3. В конце 1942 г. самолеты передали ПВО Москвы, а затем несколько машин перебросили под Сталинград для борьбы с немецкими транспортниками, снабжавшими окруженную армию Паулюса.

Официальные войсковые испытания Пе-2 с "Гнейс-2" были проведены в феврале – мае 1943 г. под Ленинградом во 2-м гвардейском корпусе ПВО. При перехвате воздушных целей истребители наводились наземными РЛС дальнего обнаружения "Редут". Председателем комиссии по проведению испытаний был командир корпуса Герой Советского Союза генерал-майор Е.Е. Ерлыкин, от разработчика в работе участвовал В.В. Тихомиров и от НИИ ВВС – инженер Е.С. Штейн.

Параллельно продолжались испытания "Гнейса-2" на истребителе Пе-3 в НИИ ВВС, задачей которых была выработка рациональной тактики перехвата воздушных целей. Наведение на самолет противника производилось в два этапа: на первом – по командам оператора наземной РЛС "Пегматит" с дальностью действия 100 км, а на заключительном – с использованием бортовой станции. Совместная работа двух приборов исключалась из-за помех, создаваемых передатчиком "Гнейса". От оператора "Пегматита" требовалось вывести "пешку" в заднюю полусферу неприятельского самолета на дистанцию не более 3000-3500 м. Атака становилась наиболее вероятной, если истребитель в момент захвата цели заходил ей строго в хвост, либо летел под небольшим углом к ее продольной оси. Естественно, обеспечение столь точного выхода на цель с учетом несовершенства тогдашней аппаратуры было делом непростым, требовало высокой согласованности и взаимопонимания между оператором наземной РЛС и пилотом истребителя. Недаром в выводах по испытаниям за писали: решающее значение имеет уровень подготовки операторов наведения…"

16 июня 1943 г. постановлением ГКО станцию "Гнейс-2" приняли на вооружение, а НИИ радиопромышленности поручали изготовить большую партию РЛС. Для этого институт со всем заделом аппаратуры был возвращен из эвакуации, а на базе НИИ ВВС бригада специалистов под руководством В.В. Тихомирова начала сборку и настройку станций.

Заметим, что примерно в то же время В.В. Мигулиным и П.Н. Куксенко была создана и другая самолетная РЛС типа ПНБ (прибор ночного боя). Она имела сходные с "Гнейс-2" характеристики, однако уступала ей в технологичности и не передавалась в серийное производство.

К середине 1943 г. стало ясно, что двухместные "радиолокационные" Пе-2 и Пе-3 не вполне соответствуют требованиям, предъявляемым к ночным истребителям. На борту самолета нужен был третий член экипажа – штурман. В кабине доработанной "пешки" и без того было тесно из-за громоздкой аппаратуры. Кроме того, для борьбы с вражескими бомбардировщиками самолет оказался слишком слабо вооружен. Еще одним минусом "пешки" оказалась склонность к сваливанию на крыло при высоком выравнивании на посадке – ошибке довольно распространенной среди военных пилотов, не имевших опыта ночных полетов.

Из всех типов отечественных и импортных самолетов, которыми располагала советская авиация, наиболее подходящим на роль ночного истребителя оказался самолет A-20G фирмы "Дуглас". Именно он стал носителем РЛС "Гнейс-2" в двух полнокровных полках ночных истребителей, включенных в состав Авиации дальнего действия.

Пе-2ВИ, созданный под руководством А. И. Путилова