ВІЙНА ВЧЕНИХ: ІСТОРІЯ РАДАРУ

На 9 травня ми звично переглядаємо давно знайомі російські фільми про боротьбу радянської армії з німцями на теренах СРСР, але дуже мало знаємо про події, що точилися напередодні нападу німців на СРСР. Раніше і нині вони подаються російською пропагандою як другорядні, але тодішні керівники супердержав так не вважали.

Протистояння ІІІ Рейху і Великобританії, яке розгорнулося влітку-восени 1940 року, було не менш значущим для долі світу.  У непримиренну битву тоді вступили не лише пілоти, але й... вчені. І їх вклад в загальну перемогу був не меншим, ніж тих, хто бився в повітрі і окопах. 

З осені 1937 року навколо гирла Темзи і уздовж південного узбережжя почали будуватися дивні вишки із сталевих балок. Зокрема на крейдяних скелях Дувра було багато конусоподібних споруд заввишки більше 90 метрів. Німецький абвер протягом деякого часу задавався запитанням, для чого вони потрібні. Врешті-решт було вирішено, що це були якісь радіостанції, ймовірно, для зв’язку з кораблями. Незадовго до початку війни німецький дирижабль, обладнаний підслуховуючою апаратурою, здатною налаштовуватися на радіохвилі різної довжини, спробував розгадати цю таємницю, але вишки наполегливо мовчали, і дирижабль повернув додому, так нічого і не дізнавшись.

Деякі німецькі спеціалісти з радіохвиль почали   підозрювати, що вишки були якось пов’язані з радарами, але, оскільки ті залишалися німими, загальне враження схилилося до того, що, ймовірно, англійці ще не володіють секретом радара.

До часу початку війни по усьому південному і східному узбережжю Великобританії вже була збудована безперервна лінія загадкових циклопічних вишок, встановлених на деякій відстані одна від одної. Тільки на півдні їх налічувалося двадцять. Проте не було ніяких ознак їх призначення, і, тільки коли Німеччина отримала перемогу над Францією і розпочала повітряну війну з британцями, вишки, нарешті, ожили. Німецькі пости радіоперехоплення раптово виявили, що ефір заповнився короткохвильовими сигналами. Експерти тепер не сумнівалися в тому, що ці вишки були радіолокаторами.

Це був неприємний сюрприз. Раніше керівництво Німеччини було упевнено, що їх країна мала монополію на радари. З’ясувалося, що це було не так. Німецькі фахівці відразу ж зрозуміли величезну важливість цих вишок для протиповітряної оборони Англії, і незабаром їх найгірші побоювання знайшли підтвердження. Ці вишки були очима усієї оборонної системи в ході Битви за Англію 1940 року. Вони могли виявляти німецькі літаки, що наближаються, коли ті ще були в ста і більше кілометрах. Мало того що вони могли засікти їх присутність, вони також могли визначити напрям і швид­кість їх польоту, їх приблизну кількість і висоту, на якій вони летіли. Це відкриття стало однією з найбільш неприємних несподіванок, на які Німеччина мала б негайно реагувати. В ході перших повітряних атак німці зазнали важких втрат, які витверизили прихильників негайного десантування на Острови. Британські «Харіккейни», як вовки накидалися на бомбардувальники люфтваффе ще тоді, коли вони перебували над Ла-Маншем. Ні­мець­кі пілоти були неприємно здивовані такою оперативністю ворожих винищувачів і не знали причини такої точності визначення місцерозташування і напряму руху бомбардувальників.

Окремо від німців англійські учені працювали над радаром вже багато років. Перші експерименти в 1935 році завершилися успішним виявленням присутності аероплана на відстані більш ніж 10 кілометрів. Це був великий винахід, що відкрив великі можливості. Британський уряд виявився досить розважливим, щоб зрозуміти величезні потенційні можливості нового напрямку  науки, був заснований так званий «комітет Тізарда» і зроблене усе можливе, щоб заохочувати і допомагати фізикам у їх роботі. Були побудовані спеціальні лабораторії і цехи, гроші витрачалися без обмежень, і незабаром до розробки винаходу були задіяні тисячі людей.

Подальші результати не змусили себе довго чекати: ворожий літак вже міг бути виявлений на відстані не менше ніж 56 кілометрів, а наступного року дальність виявлення була збільшена до 120 кілометрів. Це вже виглядало досить серйозно, і британський уряд і Королівські ВПС (з якими учені тісно співробітничали) повністю усвідомили значення досягнутого. Ворожі літаки більше не могли несподівано з’являтися в небі Великобританії. Двадцять або тридцять хвилин, які могла надати станція радіолокації виявлення, повністю міняли ситуацію. Тепер Королівські ВПС мали достатньо часу, щоб підняти свої винищувачі в повітря і вчинити непрошеним гостям відповідний «прийом».

Передусім, радар дозволяв уберегти ескадрильї винищувачів від безперервного, рутинного патрулювання, що втомлювало пілотів, крім того, даремно витрачалися бензин і час. Тепер попередження надходило заздалегідь і Королівські ВПС могли оцінити, які сили потрібні для відбиття атаки, і швидко зібрати їх разом. Якщо сконцентровані сили винищувачів могли несподівано атакувати німців, то вірогідність знищення великого відсотка агресорів сильно зростала. Також була б вчасно попереджена протиповітряна оборона в  районах можливих бомбардувань.

Звичайно, робота просувалася не без затримок і розчарувань, і багато багатообіцяючих експериментів завершилися негативними результатами. Проте англійські учені знали, що во­ни були на правильному шляху, і врешті-решт досягли успіху в створенні високоефективної радарної системи попередження. Ще до початку війни вони успішно використовували хвилі завдовжки 1,5 метра. До цього промені радіолокатора, що передаються з вишок, поширювалися навкруги на висоті приблизно 18 метрів над землею, і це означало, що ворог на бриючій висоті міг ухилитися від променя, але на новій короткій хвилі промінь майже огинав землю, і небезпечний мертвий простір було ліквідовано. Пізніше англійські учені навіть досягли успіху у використанні сантиметрових хвиль.

Восени 1937 року на Балтиці, біля Свинемюнде, проходили німецькі армійські маневри. Біля Одер-Гаффа розташовувався пагорб Гольм-Берг, заввишки бли­зько 60 метрів. Звичайний пагорб, але тепер на його вершині було встановлено незвично виглядаюче хитромудре пристосування, яке обслуговували флотські зв’язківці. Ніхто не звернув на це пристосування уваги. Але воно викликало невелику сенсацію, коли люди з Гольма повідомили про наближення літака, який в той момент знаходився від них більш ніж в 100 кілометрах. Той апарат в Гольмі побудувала німецька фірма GEMА. Це був перший німецький радар.

У 1939 році його конструкція досягла такої міри досконалості, що він став вже пересувним. Німеччина створила систему, відому як станція «Фрейя». З 1937 року вона також мала в розпорядженні апаратуру, яка працювала на довжині хвилі 50 сантиметрів і мала дальність дії приблизно 25 кілометрів. Німецьке керівництво берегло дорогоцінний секрет у себе на грудях, абсолютно не підозрюючи, що англійці почали розробляти радар ще декілька років раніше.

Перший справді ефективний німецький радар, який не лише міг засікти літак, але і визначити його швидкість, напрям польоту і висоту, був готовий до бойового використання в 1940 році. Він був використаний для забезпечення стрільби зенітних батарей в Ессені. Для його обслуговування потрібні були тільки три особи. Англійські бомбардувальники відразу наразилися на цю установку. Завдяки радару був досягнутий надзвичайно високий відсоток збитих літаків. Після цього краще, що могли зробити бомбардувальники, — це постаратися обійти протиповітряну оборону Ессена. Ця нова модель стала відома як PЛC «Вюрцбург».

Протягом п’яти років німецькі експерти не мали ніякої точної інформації про те, що англійці володіють секретом радара. Німецьких моряків особливо детально опитували, чи не бачили вони на борту англійських кораблів якихось незрозуміло виглядаючих апаратів, але це нічого не прояснило. Німецькі агенти у Великобританії також прагнули здобути інформацію, але без успіху. Як виявилось, німці були не єдиними, хто міг зберігати таємниці.

Перший неприємний сюрприз виявили німецькі сапери, розчищаючи пляжі в Дюнкерку після евакуації англійців. Вони знайшли частину дивного апарату, яку  залишили під час останнього бою англійські війська, незавбачливо не знищивши. Коли пристрій передали на експертизу фахівцям, їм не знадобилося багато часу, щоб зрозуміти: це пристрій радіолокації, що попереджав наземні частини про наближення літаків. Мало того що Англія мала радар, але і, судячи за практичною розробкою, просунулася в цьому напрямі, принаймні навіть далі ніж німці. Незабаром фахів­ці почали працювати на узбережжі навпроти Південної Англії, щоб по можливості з’ясувати, наскільки далеко просунувся у винаходах супротивник. Вони виявили, що ефір заповнений дивними звуками: свистом, клацанням, виттям і дзижчанням. Більше не залишалося сумнівів: ті таємничі вишки на англійському узбережжі були радіолокаторами.

У червні 1940 року настала черга англійців скуштувати неприємний сюрприз. Їх експерти інформували уряд, що ворог має радарний пристрій, який дозволяє йому точно бомбити вдень і вночі, незалежно від погоди і пори дня. Спрямований радіопромінь міг вивести німецькі бомбардувальники до їх цілей зі значною мірою точності. Небезпека, яку цей пристрій представляв для британських міст, відразу стала очевидною. Пілот необов’язково мав бути досвідченим і знати місцевість, його політ спрямовували із землі... Черчіль поставився до проблеми настільки серйозно, що скликав спеціальну нараду Військового кабінету, щоб обговорити її.

Британські пости радіоперехоплення часто уловлювали слово «Knickebein», і англійські агенти на континенті отримали вказівку з’ясувати, що воно означало, але не досягли успіху в цьому. Якось був збитий ні­мецький бомбардувальник з незрозумілою апаратурою на борту, і один із захоплених в полон льотчиків дав інформацію. Скоро стало абсолютно ясно: для того, щоб вивести ні­мець­кі бомбардувальники на цілі в Англії, використовувався промінь радіолокатора. Тепер очевидна проблема полягала в тому, щоб знайти якісь кошти для постановки перешкод цьому променю і, можливо, відхилити його так, щоб бомбардувальники скидали свій вантаж у іншому місці без збитку. Це питання було розцінене настільки терміновим, що йому дали тимчасовий пріоритет над усіма іншими завданнями, і британські учені взялися за роботу. Незабаром вони повідомили про свій прогрес і до вересня створили при­стрій, що відхиляв спрямований радіопромінь, відомий як «Knickebein». Тепер німецькі бомбардувальники безпечно скидали свій вантаж над відкритою місцевістю або морем в повній упевненості, що знаходяться над своїми цілями.

На початку війни фахівці з радіолокаторів на дослідній станції у Вангероге зрозуміли, що за допомогою компонентів радара «Фрейя» можна наводити літаки на ціль, і незабаром розробили два методи для виконання цього завдання: системи «X» і «Y».

У системі «X» використовувалися дві передавальні станції, розташовані в різних точках, кожна з яких випускала свій промінь так, щоб вони перетиналися в районі цілі. Вбудований приймач дозволяв літаку летіти по одному з цих променів і, коли той починав приймати імпульси іншого променя, це означало, що він над ціллю, і екіпаж скидав бомби.

Система «Y» використовувала тільки один промінь. Імпульси приймалися приймачем, встановленим на борту бомбардувальника, і постійно поверталися назад до передавальної станції, так що на станції знали, де літак в даний момент перебуває «на промені». Коли літак досягав району цілі, передавався сигнал для скидання бомб.

Біля Кале, Шербура і Морле були побудовані три радіовежі і, оскільки їх зведення було втаємниченим, вони притягнули увагу англійських льотчиків і агентів. Ці станції могли випромінювати спрямовані промені так, щоб направляти літаки до будь-якої точки в межах 400 кілометрів. Проте була лише одна група німецьких бомбардувальників, обладнаних необхідною апаратурою, щоб діяти у взаємодії з цими станціями, і це була знаменита Kampfgruppe 100. Завдяки точності бомбометання, міра руйнувань була невідповідно великою, що заподіювало британським ученим чималий головний біль. Вони знали, що система ефективно працювала, вже у вересні 1939 року, але змогли розробити ефективні контрзаходи лише до кінця 1940 року.

Система «X» використовувала чотириметрові хвилі, а система «Y» — семиметрові, дуже сприйнятливі до перешкод і відхилення. Ще перш, ніж були розроблені контрзаходи, англійці почали використовувати свої знання про те, як працюють ці системи. Наприклад, вони надавали їм досконалу систему сповіщення, повідомляючи час і напрям атаки, даючи таким чином можливість привести в готовність протиповітряну оборону і мати винищувачі в повітрі в потрібному місці і в потрібний час. Зенітна артилерія, звичайно, також приводилася в готовність. В результаті німецькі бомбардувальники часто ставали жертвами своєї власної радарної техніки, хоча вже незабаром німецькі фахівці з радіолокаторів зрозуміли, яким чином протилежна сторона використовує чужий сигнал.

Хоча в ті дні радарна техніка не була високорозвинена, вона, без сумніву, використовувалася в Англії значно більше, чим це робилося в Німеччині, передусім тому, що вона уберігала ескадрильї Королівських ВПС від надлюдського завдання безперервних патрульних польотів.

До осені 1940 року Великобританія і Німеччина, ймовірно, були не дуже далеко один від одного в радарній гонці, але з цієї миті Великобританія почала вириватися вперед, поки незабаром не стала явним лідером. Окрім того факту, що вона знаходилася в смертельній небезпеці і тому мала усі можливі стимули поспішати з розвитком і вдосконаленням радарів, була ще одна, і украй важлива, причина для прогресу.

Німецькі нічні бомбардувальники можна було виявити і визначити їх місце розташування. Але цього було недостатньо — їх ще треба було знищити. Тепер армія учених і їх асистентів день і ніч працювала для того, щоб забезпечити установку радарів на винищувачі. У той початковий період радари були важкими; потрібно було зробити їх досить легкими, щоб літак міг їх нести без втрати маневреності. Завдання було терміновим. Точне нічне бомбометання могло принести величезні руйнування, а в темряві або в хмарах винищувачам було майже неможливо встановити візуальний контакт з ворожими бомбардувальниками.

До кінця 1940 року радар AI був готовий. Він працював на довжині хвилі 1,5 метра, і його потужності вистачало, щоб досить точно виявити ворожий літак на дистанції між 5 і 6,5 кілометра. Спершу це було непогано, і новий прилад встановили на двомоторний нічний винищувач «Бленхейм». Пілот міг тепер наводитися на ворожий бомбардувальник за допомогою сигналів, видимих його штурманом на встановленому на борту радарі. Але перш ніж ця система могла запрацювати, «Бленхейм» повинен був виявитися в межах 5 або 6,5 кілометра від ворога, що не було великою відстанню в нічному небі. Англійські учені так само розв’язали і цю проблему. Вони розробили панорамний радар і революційно змінили увесь повітряний транспорт.

Цей апарат мав антену, що оберталася, яка автоматично кожні двадцять секунд посилала в небо по кругу промінь. Результат відбивався на темній скляній панелі або екрані у вигляді променя, що обертався. Якщо в небі нічого не було, екран залишався однорідно освітленим, але якщо в межах досяжності знаходився інший літак, тоді радарний імпульс відбивався від його поверхні і повертався назад, щоб відзначитися на екрані у вигляді точки, що світиться. Місце розташування, висота, швидкість і курс літака могли бути визначені з великою точністю. Одного дня виявлений літак уже не міг відхилитися від променя радіолокатора, і його позиція реєструвалася знову і знову кожні двадцять секунд.

Це було в жовтні 1940 року. З цієї миті жоден літак не міг сховатися в темряві або скористатися перевагою прикриття хмарами — панорамний радар безпомилково знаходив його.

Перший радар GCI був готовий 16 жовтня 1940 року, завдяки особистому втручанню Черчіля і його рішенню, що ця робота повинна мати найвищий з можливих пріоритетів в частині забезпечення людьми, матеріалами і грошима. Завдяки цьому рішенню радар став доступний для бойового використання досить рано, щоб зіграти вирішальну роль в нічних боях.

Поки Великобританія робила усе можливе для подальших дослідницьких робіт в області радарів як довгостроковій меті, керівництво Німеччини не було таким далекоглядним. Після перемоги на заході Гітлер видав наказ про те, що усі дослідницькі роботи мають бути припинені, якщо вони ще не просунулися до тієї міри, коли були прийнятні шанси, що вони дадуть практичні результати в межах року. Причина цього рокового рішення досить ясна, але воно було помилковим і абсолютно безвідповідальним. Гітлер і його керівництво були переконані, що в межах року війна завершиться на користь Німеччини. Так навіщо витрачати час, гроші і ресурси, які можна було використовувати кращим чином?

Це короткозоре рішення мало далекосяжні наслідки. Так, воно означало кінець німецьких досліджень у сфері радарів і дозволило Великобританії зайняти дорогоцінне лідируюче положення, яке вона зберегла до кінця війни. До речі відповідальний за технічну сторону люфтваффе Удет протестував усно і письмово, але безрезультатно: Герінг відмовився підтримати його, ймовірно, боячись повідомити Гітлера, що ввів його в оману відносно потужності люфтваффе. Проте сліпими були не лише дилетанти, подібні до Гітлера і Герінга. Навіть генерал Фельгибель, який відповідав за зв’язок і комунікацію і який у своєму штабі мав безліч висококомпетентних фахівців в області електроніки, повністю погодився з Гітлером, заявивши: «Війна незабаром буде закінчена. Вчені, поглинені довгостроковими дослідженнями, даремно витрачають час. Лабораторії більше не повинні з’їдати робочу силу. У чому ми тепер маємо потребу, так це в більшому числі літаків; літаки і ще більше літаків».

Результатом стало те, що німецькі учені були змушені припинити усі свої довготривалі дослідницькі роботи, тоді як англійські учені упевнено просувалися все далі і далі вперед.

З книги Карла Барца «Свастика в небі»