Главная / Новости / Незаметная годовщина

Незаметная годовщина

« Назад

Незаметная годовщина 20.09.2017 09:30

До войны в СССР очень серьезно занимались ИК-системами. Информация об оригинальных практических разработках достаточно хорошо известна до конца 20-х годов прошлого венка.  Но с середины 30-х гг. из открытой печати полностью исчезли публикации по ИК-технике. Началось первое соревнование великих держав - Англии, СССР, Германии и США - в области ночного видения. Может быть, этим объясняется то, что сегодня эта дата практически не замечена. Принято считать, что в этом вопросе лидировали немецкие и американские ученые и инженеры. Однако, советские войска и ВМФ, во время войны применяли, как ИК приборов ночного видения (ПНВ) различных типов, так и тепловизоры собственных разработок.

Довоенные ИК- системы управления и наблюдения для военно-морского флота.

Работы по использованию теплопеленгации для ВМФ по данным Российского государственного архива ВМФ (РГА ВМФ, ф. р-864) начались в 1927 г. в Ленинграде. Там существовал Отдел специальной аппаратуры (ОСА) Центральной радиолаборатории (ЦРЛ) завода им. Коминтерна, оснащавший радиоаппаратурой военные корабли и гражданские суда еще со времени изобретения А.С. Попова. Проведенные исследования подтвердили возможность обнаружения кораблей в темное время суток благодаря излучаемой ими теплового излучения. Работа была получена Всесоюзному электротехническому институту, находящемуся в Москве, ее возглавил профессор Московского государственного университета и по совместительству сотрудник этого института Вениамин Грановский. Приборами ночного видения занимались инженеры П. В. Тимофеев и В. И. Архангельский, а также академики С. И. Вавилов и А.А. Лебедев из ленинградского Государственного оптического института. С 1935 г. в лаборатории В. И. Архангельского началась разработка ПНВ на основе электронно-оптических преобразователей (ЭОП). Такой преобразователь в ту пору состоял из "фотокатода, испускающего электроны при освещении его инфракрасным светом, и люминесцирующего экрана, светящегося видимым светом при ударе об его поверхность электронов, излучаемых фотокатодом". Объект наблюдения освещался инфракрасным прожектором. Подобные работы велись и за рубежом, но технология производства ЭОП не раскрывалась. В. И. Архангельский, П. В. Тимофеев и их соратники самостоятельно весьма успешно решали задачи получения полупрозрачных фотокатодов, экранов, источников питания и т. д. Уже в 1937 г. они создали макет такого прибора для кораблевождения и наблюдения за судами противника с дальностью действия до 500 м. П. В. Тимофеевым и В. И. Архангельским была предложена простая оригинальная и технологичная конструкция ЭОП типов Ц-1 и Ц-2, массовое производство которых началось уже в годы Великой Отечественной войны. В организации производства принимали участие В. В. Сорокина, Е. Г. Кормакова, М. М. Бутслов и ряд других сотрудников ВЭИ. Всероссийский электротехнический институт имени В. И. Ленина (ВЭИ) был создан в 1921 году  и традиционно осуществлял фундаментальные, поисковые и прикладные исследования по основным направлениям электротехники и электроники. На основе исследований ВЭИ созданы: первая отечественная система телевидения, первая аппаратура звукового кино, методы получения ультракоротких радиоволн, приборы ночного видения и тепловидения и др.

31                                                                                      32

    П.В. Тимофеев                                                                                                 В.И. Архангельский

33

Академики С. И. Вавилов и А.А. Лебедев в Государственном оптическом институте

Теплопеленгаторы применялись в 30-х годах для охраны территории базы радиоуправляемых торпедных катеров. Катера базировались в бухте Пейпия, самолеты управления (МБР-2) - на Копенском озере (Ленинградская обл). Написано об этом в книге контр-адмирала Б.В. Никитина "Катера пересекают океан" (в те годы - командира дивизиона радиоуправляемых торпедных катеров).

В начале 30-х годов советский инженер-конструктор комиссии минных опытов Морского научно-технического комитета (НТКМ) Соломон Федорович Валк положил в основу своего проекта планирующей торпеды (ПТ), идею пуска с самолетов планирующих бомб или торпед, оснащенных небольшими крыльями и предложил наводить планирующую торпеду на цель с помощью инфракрасных лучей. «План-торпеда» представляла собой планер, подвешиваемый под бомбардировщик и наводимый на цель бортовой аппаратурой в луче инфракрасного прожектора, установленного на носителе. Свою идею С.Ф. Валк обосновал следующими соображениями: во-первых, невозможно обнаружить планирующую торпеду звукоулавливателями противника из-за бесшумности ее полета, во-вторых, истребителям трудно перехватить торпеду из-за ее малоразмерности. С.Ф. Валк предложил наводить планирующую торпеду на цель с помощью инфракрасных лучей.  После отделения от машины такой снаряд самостоятельно планировал к цели. Для этого на ТБ-3, несущем две ПТ, была оборудована специальная поворотная рама, на которой устанавливались три ИК-прожектора для подсветки цели, а на ПТ устанавливался ИК-приёмник для наводки "по лучу". Эта система получила обозначение "Квант". Проектирование системы наведения было передано в специальную лабораторию, занимавшуюся ИК-техникой. В 1935 г. Завод № 23 (Ленинград) изготовил первые четыре планирующие торпеды ПСН1 («Планер специального назначения»). Систему наведения изготовил НИИ № 10 Наркомата оборонной промышленности.

В августе 1934 г. проводилась контрольная буксировка торпеды ПСН1 без отцепления за самолетом Р5. Для полномасштабных летных испытаний планирующей торпеды были выделены два самолета – ТБ3 и М17. Под каждым крылом этих самолетов были смонтированы специальные держатели. Эксперименты проводились над одним из озер в районе Новгорода. Самолеты взлетали с аэродрома Кречевицы. Мировой приоритет таких испытаний заключается в том, что, вероятнее всего, впервые в мировой практике произошли буксировка и взлет планера с воды при нагрузке 75 кг на 1 м2 несущей поверхности. В 1935 г. были проведены первые опытные взлет и полет самолета ТБ3 с подвешенным под правое крыло планером-торпедой с учебными бомбами.  Повторно ИК систему наведения и комплекс вооружений испытали на ТБ-3 в 1937г, результаты признаны удовлетворительными.

34 35

Система «Квант»

В 1932–1934 гг. были созданы экспериментальные теплообнаружители, которые неоднократно испытывались в разных условиях и было предложено провести испытания на море. Начальник Морских Сил РККФ В. М. Орлов одобрительно отнесся к предложению ГАУ и рекомендовал провести опыты на Балтике у командующего флотом Л. М. Галлера. В июне – июле 1934 г. на одном из фортов Кронштадта, а затем на борту линейного корабля «Марат» были проведены разносторонние испытания по обнаружению торговых судов и кораблей Балтийского флота. В результате испытаний теплоулавливателя диаметром 150 см дальность обнаружения составила: торгового судна 8–9 км; сторожевого корабля 12–16 км; эскадренного миноносца 16–22 км; подводной лодки в надводном положении 3–4 км; парового катера 4–5 км; точность пеленга 1–1,5°. В 1935 г. было дано задание на разработку опытных образцов теплопеленгаторной аппаратуры для ВМФ. Наблюдение и руководство работой было возложено на Научно-исследовательский морской институт связи и телемеханики (НИМИСТ) ВМФ. В течение года проводились научно-исследовательские работы. В 1936 г. были испытаны три теплопеленгаторные станции БТП-36, изготовленные Всесоюзным электротехническим институтом (ВЭИ), и приняты на вооружение ВМФ по представлению НИМИСТа .

Во время проведения осенних учений КБФ в 1936 г. в качестве объекта обнаружения был использован сторожевой корабль «Тайфун». Испытания прошли успешно. На Северном флоте с 1938 г. при сдаче в эксплуатацию БТП-36, установленных при входе в Кольский пролив (село Цып-Наволок на мысе Сеть-Наволок в Мурманской области), были проведены специальные учения с использованием теплопеленгаторной аппаратуры в условиях северных широт. Учение проводились в ночное время, при плохой видимости (февраль), с использованием в качестве объекта обнаружения эсминца. Корабль выходил в море без отличительных огней, на разных курсовых углах и скоростях хода. Командование Северного флота дало положительную оценку проведенных испытаний БТП-36. Максимальная ошибка при определении курсового угла составляла при автоматической работе 0,2—0,3° и при ручном управлении — 0,25 тысячной дистанции.
Корабельный вариант получил название «Уран». Первый действующий прибор установили на крейсере «Ворошилов» в 1940 году. В 1941 году планировалось проведение экспериментальных ночных стрельб по высокоскоростной маневрирующей цели (торпедный катер волнового управления) с использованием как теплопеленгатора, так и осветительных снарядов. Должен был проходить заводские и государственные испытания новый образец «Уран – М», предназначенный для установки на эсминцах. Война помешала испытаниям…

В 1939 году на флотах было установлено 9 береговых теплопеленгаторных станций (БТП-36). В эксплуатации они показали хорошие результаты, обнаруживая корабли на расстоянии от 4 до 14 миль при отсутствии видимости. В октябре 1939 года успешно прошёл испытания на Чёрном море лабораторный макет уже автоматического теплопеленгатора (АТП-40), созданный в НИИ-10, и на 1940 год заводу № 205 был выдан заказ на его корабельный образец.

За исследования по теплообнаружению и полученные результаты коллектив проф. В. А. Грановского (руководителя работы) в 1941 г. был удостоен Государственной премии СССР. К началу войны Черноморский флот располагал 15 комплектами корабельных систем ночного видения. Командование флота перевело на "ИК огни" вход в главную морскую базу — Севастополь. Было замечено, что противник, не видя ИК лучей, не обстреливает фарватер. В 1943 г. "ИК огни" признаются основным средством ограждения фарватеров, а весь штурманский состав Черноморского флота обучается обращению с ИК приборами. Было признано, что приборы наблюдения — пеленгатор "Омега — ВЭИ" и бинокль "Гамма — ВЭИ" — надежны и удовлетворяют предъявленным к ним требованиям. К 1943 г. все корабли Черноморского флота были оборудованы ИК приборами для совместного плавания в строю.  Командование Ленинградской военно-морской базы КБФ для обеспечения защиты блокированного Ленинграда со стороны залива использовало передвижную теплопеленгаторную станцию АТП-39. Она находилась в ведении ОВРа. Весной 1942 г. по заданию штаба ОВРа, спецстанция была установлена в районе Лисьего Носа и вела наблюдение за кораблями противника в секторе Петергоф — Кронштадт и, кроме того, контролировала проход по Северному фарватеру. Свою задачу подразделение теплопеленгаторной станции успешно выполнило.
В середине 1942 г. спецстанция с личным составом была перебазирована на ораниенбаумский участок с подчинением Кронштадтскому укрепленному району (КУРу). Ее задачей было блокирование прохода южного фарватера в секторе Кронштадт — Б. Ижора — Шепелев маяк. Дополнительной задачей являлась охрана прилегающего побережья. Подразделение спецстанции в тот период было единственной морской воинской частью в этом прибрежном районе. Наиболее эффективная боевая работа спецстанции АТП-39 была после перебазирования ее в конце 1943 г. на о. Лавенсаари (о. Мощный). За период боевой службы на о. Лавенсари с июля 1943 г. по 20 сентября 1944 г. спецстанция АТП-39 проработала свыше двух тысяч часов в ночное время, дав 1879 обнаружений объектов — надводных кораблей и подводных лодок в надводном положении.

В мае 1942 г. при ВЭИ создается Особое конструкторское бюро во главе с В. Г. Бирюковым по разработке приборов ночного видения для флота, авиации, танковых и инженерных войск. Главным инженером ОКБ стал П. В. Тимофеев, а В. И. Архангельский — ведущим конструктором и начальником лаборатории № 1 этого Бюро.

Только в 1944 году стало известно об использовании немецкой армией теплопеленгационной аппаратуры для обнаружения с берега морских целей (нагретые трубы английских кораблей с расстояний до 10 км). Позже стало известно, что немецкими войсками береговой обороны применялись инфракрасные теплопеленгаторы на длину волны 10 мкм с использованием болометрического эффекта. В этих приборах излучение от целей (корабли, катера, и др.) собиралось параболическим зеркалом на зачерненной пластинке, нагревало ее, что приводило к возрастанию сопротивления. Момент изменения сопротивления свидетельствовал о нахождении корабля в поле зрения теплопеленгатора. Около ста таких приборов было изготовлено на заводе «Karl Zeiss».

 Довоенные приборы ночного видения для вождения танков.

Также в предвоенные годы в нашей стране велись работы по созданию различных приборов, повышавших огневую мощь танка и расширявших возможности его боевого использования в любое время суток и в различных климатических условиях. Так, на НИБТ полигоне в 1937 г. на танке БТ-7 были испытаны и рекомендованы к серийному производству прожекторы для ведения стрельбы ночью.

В 1939–1940 гг. прошли испытания на танке БТ-7 отечественных инфракрасных приборов ночного видения, получивших наименования «Шип» и «Дудка». В комплект «Шип», разработанный Государственным оптическим институтом и Московским институтом стекла, входили инфракрасные перископические очки и комплект дополнительного оборудования для вождения машин в ночных условиях.

36 37

Система ночного вождения танка «Шип»

Испытания усовершенствованного комплекта «Дудка» прошли на НИБТ полигоне в июне 1940 г., а затем и в январе — феврале 1941 г. В комплект входили перископические инфракрасные очки для механика-водителя и командира танка, два инфракрасных прожектора мощностью по 1 кВт диаметром 140 мм, блок-пульт, отдельный инфракрасный сигнальный фонарь и комплект электрокабелей к прожекторам и очкам. Масса очков без нашлемного крепления (налобный щиток, боковые растяжки и ремни) составляла 750 г, угол зрения — 24°, дальность видения — до 50 м. Приборы ночного видения были изготовлены заводом № 211 НКЭП. Эти приборы в основном, удовлетворяли ТТТ ГАБТУ РККА и обеспечивали возможность вождения машин в ночных условиях, однако громоздкость и несовершенство конструкции инфракрасных очков, а также трудность их использования, особенно в зимнее время, потребовали их дальнейшей конструктивной доработки, которая не была окончательно сделана из-за начавшейся Великой Отечественной войны.

             На протяжении всей войны для облегчения движения танков в условиях плохой видимости, заводом №237, совместно с Государственным оптическим институтом (ГОИ) и Всероссийским электротехническим институтом велись работы по созданию ночных активных инфракрасных приборов - подсветочных светосигнальных приборов для вождения танков в колоннах. С конца 1942 г. и до осени 1944 г. конструкторами завода №237 Коневым и Гладилиным, совместно с ГОИ велись работы по созданию "приборов ночного вождения к танкам Т-34".  Есть подтвержденные данные о факте фронтовых испытаниях танковых ПНВ в 1943 году в книге генерала Бирюкова Николая Ивановича «Танки — фронту! Записки советского генерала».

Дальнейшее развитие ИК-техники.

Аппаратура, разработанная в 1943-1944 годах, предназначалась, в основном, для инженерных войск. Постановлением ГКО был сформирован моторизированный инженерный полк специального назначения, который был вооружен ночными приборами «Альфа», «Гамма», «Комета» и инфракрасными прожекторными станциями «ОСА-1» и «ОСА-2». Прибор «Альфа» с прожекторной станцией «ОСА-2» позволял обнаруживать цель в темноте на расстоянии до 250 метров, а прибор «Гамма» — до 150 метров. Прибор «Комета» предназначался для поиска проходов в минных полях в ночных условиях. Для целей дальнего наблюдения был разработан опытный образец прибора ночного видения «Слон», который при прожекторном ИК-освещении позволял видеть человеческую фигуру на расстоянии до 450 метров. Для вооружения инженерного полка было изготовлено 7 прожекторных станций, 100 приборов «Альфа», 78 приборов «Гамма» и 363 прибора «Комета». В 1943-1945 годах полк провел свыше 300 тематических учений, показавших пригодность и эффективность разработанных приборов для ночного наблюдения за передним краем обороны противника, для форсирования водных преград, для указания проходов в минных полях и др. К 1944 году для инженерных войск был разработан первый отечественный прицел для ночной стрельбы «Искра». Однако, в боевых условиях эти приборы не успели себя показать.

38

Экспериментальный командирский бинокль ночного видения «Альфа»

Познакомившись в 1945 г.с немецкой радиоуправляемой бомбой "Fritz-X" (FX-1400), советские специалисты высоко оценили возможность не вероятностного, а точного поражения точечных целей. Даже с учетом стоимости оборудования выходило дешевле положить одну «умную бомбу» точно в цель, чем высыпать сотни и тысячи неуправляемых бомб в районе цели, в надежде, что нормальное распределение уложит парочку из них достаточно близко от цели. Правда, помехоустойчивость немецкой аппаратуры и необходимость ручного наведения все время полета бомбы никому не понравились (если канал не задавят, то бомбардировщик собьют) - и в 1947 году КБ №2 Минсельхозмаша (в 1951 г. преобразованном в Государственный союзный научно-исследовательский институт № 642) было поручено разработать собственную управляемую бомбу. Бомба должна была иметь головку самонаведения по целям, имеющим высокую контрастность в инфракрасном спектре излучения. Таким образом, после сброса над местом нахождения теплой или горячей цели, авиабомба сама находила антропогенные теплые объекты и подруливанием закрылков наводилась на цель. Тему НИОКР назвали «Краб», а саму бомбу - СНАБ-3000. СамоНаводящаясяАвиаБомба, весом 3000 кг (на самом деле ~ 3200 кг). Тепловизионные инфракрасные детекторы имели тогда слабую чувствительность, поэтому применять бомбу можно было только ясными ночами и только по высококонтрастным в тепловом диапазоне целям. Существенным был тот факт, что после сброса бомбы (по обычному бомбовому прицелу) можно было сразу отворачивать от цели и начинать противозенитные маневры. Было разработано два варианта ГСН, «01-53» и «01-54», вдвое различающихся по чувствительности и дальности захвата цели. Менее чувствительную предполагалось применять по «слишком горячим» целям, типа металлургических комбинатов. Испытания несколькими десятками сбросов с Ту-4 показали, что «можно брать», но военные захотели использовать Ту-16. Но существенно большие скорости полета Ту-16 не соответствовали аэродинамике бомбы, рассчитанной на меньшие скорости. Даже после ограничения скорости сброса до 835-840 км/ч более-менее попадать получалось только в сверх-яркие цели, типа имитатора доменных печей - на менее яркие объекты бомбы просто не успевали реагировать и подруливать. На Ту-16 первая тепловизионная самонаводящаяся бомба СНАБ-3000 не была применена и осталась только образцом.

39

СНАБ-3000

40

Ту-16 с подвешенной СНАБ-3000

В первых ИК-приборах использовались линзы не из германия - он появился в промышленных количествах только в конце 40-х - начале 50-х годов. Первое время для решения задач инфракрасной (ИК) техники использовались стекла с высоким содержанием германия

Это стало возможным после того как в 1923 г американские исследователи L.M. Dennis и A.W. Laubengayer добавили GeO2 в стекло вместо SiO2, что изменило дисперсию и индекс преломления стекла. Такие стекла до сих пор используются для некоторых задач ИК-техники.