К концу 1940-х годов развитие американской стратегической авиации сделало любой объект на территории СССР досягаемым для удара с воздуха, а появление атомной бомбы означало, что даже один прорвавшийся к цели бомбардировщик может нанести огромный урон. Опыт войны показал, что ни истребительная авиация, ни зенитная артиллерия не способны полностью «закрыть» небо даже над важнейшими объектами, такими как Москва.
Было ясно, что на действительную «непроницаемость» можно рассчитывать, только имея управляемое ракетное оружие. К его созданию подошли с размахом: было организовано специальное Третье Главное управление при Совмине — по образцу Первого ГУ по атомной тематике. В составе Минвооружений создали головную организацию — мощное, с чрезвычайными кадровыми и организационными правами КБ-1, сегодня — ОАО «ГСКБ «Алмаз-Антей». Своеобразная примета времени: в КБ-1 было сразу два главных конструктора — известный специалист в области радиотехники П.Н. Куксенко и окончивший только в 1947 году факультет радиолокации Военной академии связи С.Л. Берия. Работы, как и атомный проект, курировались лично Лаврентием Берией…
Телеуправление
«Беркут» относился к классу систем с телеуправлением. Это значит, что наведение на цель производится с земли, а ракета лишь выполняет команды. В процессе участвуют два локатора: один сопровождает ракету, второй — цель. Локатор сопровождения ракеты посылает к ней высокочастотный радиосигнал, который принимается бортовым приёмоответчиком. Последний формирует импульсы, принимаемые локатором на земле, и тот таким образом «видит» местоположение ракеты. Команды, обеспечивающие ее приближение, к цели формируются счетно-решающим прибором, передаются на борт и отдаются для исполнения автопилоту. Помимо наведения он решает также задачу ориентации ракеты в пространстве — ведет ее по прямой, пока с земли не поступил приказ маневрировать.
Недостаток систем телеуправления — точность падает с дальностью, но с этим приходилось мириться. В эпоху ламповой электроники создать полноценную систему самонаведения было невозможно — она не поместилась бы на борту.
Сначала был рассмотрен очевидный вариант — аналог американской системы «Найк-Аякс». Комплекс состоял из РЛС сопровождения цели, РЛС сопровождения ракеты, счетно-решающего прибора (СРП), наводившего ракеты на цель, устройства передачи команд и стартовой позиции с несколькими ракетами.
ПВО Москвы должна была защищать город от массированного налета с любых направлений. Максимальное количество атакующих бомбардировщиков утвердил лично Сталин — 1200 машин. Было установлено, что «элементарной ячейке» системы следует назначить 10−15-километровый отрезок фронта обороны, на котором она должна обеспечивать возможность одновременного обстрела до 20 целей. Но… расчеты показали, что таких комплексов потребуется порядка тысячи. Их было бы сложно даже разместить вокруг города, не говоря уже о сложностях с управлением, подготовкой расчетов и стоимости всей затеи.
Вариант был признан тупиковым. Его отвергли в пользу более экономного решения, названного поначалу «Система «Беркут», а позднее — C-25.
Линейное сканирование
Лопата вместо луча
Обычный локатор ищет цель, направляя луч примерно туда, где она должна быть, — обычно по данным внешнего целеуказания. Получив отраженный сигнал, локатор «понимает», что цель засечена и он «знает» направление на нее, потому что это — направление его луча. Так получают азимут и угол места цели (угловая высота над горизонтом). Время между посылкой импульса и приходом отклика позволяет рассчитать дальность. Но цель движется, уходит из луча. Тогда локатор по некоторому закону «двигает» лучом в пределах небольшой области углов — производит сканирование пространства вблизи от цели. Вновь находит ее, определяет параметры — так осуществляется сопровождение.
Узколучевая РЛС позволяет сразу получить все требуемые характеристики цели. Но расплачиваться за это приходится довольно сложной системой управления лучом.
На рубеже 1940−1950-х годов не существовало аппаратуры, способной «обслуживать» сразу несколько целей таким способом.
Система ПВО Nike Ajax была разработана в США в 1945—1953 годах. ЗРК использовал два узколучевых локатора: по одному для сопровождения цели и ракеты. Ракета комплекса была способна перехватывать цель на дальности от 16 до 48 км и на высоте до 18,3, могла с вероятностью 80% поражать цель, летящую со скоростью 420 м/с на высоте до 12 км. Состоял на вооружении до 1963 года.
Для «Беркута» была предложена иная схема. РЛС, получившая индекс Б-200, имела две антенны, формирующие широкие плоские лучи. Их называли «лопатообразными», так как их толщина была всего порядка 1°, а ширина — 57°. «Лопаты» располагались во взаимно перпендикулярных плоскостях и колебались вверх-вниз и справа-налево (или наоборот).
Hи одна из антенн по отдельности не давала представления о положении цели. Вертикальная «лопата», перемещаясь, время от времени получала отраженные сигналы. Но это говорило лишь о том, что по данному азимуту что-то есть — в пределах 57°. Но на какой оно высоте, да и одно ли оно или по данному азимуту находится сразу несколько целей — непонятно. То же самое происходит с угломестной антенной. Зато обе антенны могут легко фиксировать и два, и пять, и 40 фактов отражения.
А составлением пар (азимут + угол места), соответствующих каждой цели, занимается счетно-решающий прибор.
Зачем она вертится?
В «классических» РЛС поверхность антенны является зеркалом, фокусирующим луч, направленный по нормали к этой поверхности (мы не говорим здесь об РЛС с электронным сканированием). Антенна поворачивается, заставляя луч сканировать пространство по азимуту.
