Сражение у Ривер Плэйт и появление РЛС

Сражение у Ривер Плэйт и появление РЛС

В 1939 году, как раз перед началом Второй мировой войны, немецкие карманные линкоры "Дойчланд" и "Адмирал граф Шпее" находились в полной боевой готовности в Атлантике. Это были быстрые корабли с прекрасной продолжительностью плавания, мощной броней и впечатляющим набором вооружения, включая и шесть 280-мм орудий. Обладая большой огневой мощью, они имели водоизмещение всего 10 000 тонн, и по этой причине назывались карманными линкорами. Поскольку они могли самостоятельно противостоять почти любому боевому кораблю кроме настоящего линкора (боевой корабль водоизмещением примерно 35 000 тонн), их выбрали в качестве рейдеров для использования той же самой тактики нападения и ухода, которая сделала столь знаменитыми другие немецкие корабли во время Первой мировой войны.

"Дойчланд", действовавший в Северной Атлантике, не встретил ни одного торгового судна противника и, когда его топливо начало заканчиваться, повернул назад в Германию через Норвежское море. "Граф Шпее", действовавший в Южной Атлантике, потопил девять британских торговых судов; последнему из которых, потопленному 3 декабря 1939, удалось передать по радио, что он был атакован немецким кораблем на полпути между мысом Доброй надежды и Сьерра-Леоне.

Задача защиты торгового судоходства союзников в этой части Атлантики была возложена на эскадру британских ВМС, состоявшую из трех крейсеров: "Аякс", "Ахилл" и "Эксетер" под командованием коммодора Харвуда. Получив радиограмму с тонущего судна, Харвуд предположил, что "Граф Шпее", теперь уже обнаруженный британцами, уйдет из своей зоны действий, и, вероятно, направится в богатую протоками дельту реки Ривер Плэйт.

Вычислив, что, сам он сможет добраться туда приблизительно через десять дней — примерно в то же самое время что и "Граф Шпее", Харвуд немедленно приказал своим кораблям идти к Ривер Плэйт соблюдая полное радиомолчание. На рассвете 13 декабря "Граф Шпее", фактически, обнаружил себя своей радиопередачей, которая, возможно, помогла британцам найти его.

Капитан Лангсдорфф, командовавший "Графом Шпее", был уверен в превосходстве вооружения своего корабля и немедленно отдал приказ открыть огонь, причинив серьезные повреждения британским кораблям. "Граф Шпее", однако, также был поврежден и ему для ремонта пришлось искать убежища в нейтральном порту Монтевидео.

Британские корабли последовали за ним, но ждали его не входя в устье реки, зная, что ему придется выйти из порта после семидесяти двух часов — максимального времени, которое дается военному кораблю для нахождения в нейтральном порту согласно Гаагской международной конвенции. Капитан Лангсдорфф запросил большего времени стоянки, но его протесты были напрасны и, убедившись, что его корабль не в состоянии противостоять британцам, уже починивших свои корабли, вышел из территориальных вод и приказал затопить судно. Убедившись, что весь экипаж благополучно покинул корабль, Лангсдорфф, считая себя полностью виновным в потере судна, застрелился.

Однако, за время непродолжительной стоянки "Графа Шпее" в порту Монтевидео, британский военно-морской атташе сделал несколько фотографий корабля, которые были быстро отправлены в Адмиралтейство в Лондоне. Дело в том, что во время этих драматических событий, экипаж "Графа Шпее" забыл зачехлить антенну РЛС, которая была ясно видна на фотографиях сделанных британцами. При исследовании этих фотографий, британских специалистов по разведке чрезвычайно удивило то, что радиолокационное оборудование немецкого корабля значительно превосходило любую существовавшую британскую РЛС.

В Монтевидео была послана группа специалисты по электронике для исследования останков "Графа Шпее". Исследовав антенну, они надеялись побольше разузнать о типе РЛС, которую немцы установили на борту этого корабля. В действительности, это была известная стрельбовая РЛС Seetakt, которая работала на частоте 375 МГц или длине волны всего 80 см. Будучи одной из первых "сантиметровых" РЛС, это была очень совершенная система, обладавшая впечатляющей точностью на дальности более 15 км. Британцев встревожило то, что немецкие технологии казались гораздо более совершенными, чем технологии британской промышленности, которая еще не создала РЛС такого класса.

К счастью, однако, немцы выпустили всего только три таких Seetakt, хотя британцы и не знали этого! Seetakt обнаружила три британских крейсера и в ходе боя обеспечивала точной дальномерной информацией до тех пор, пока не была повреждена и выведена из строя британцами. Случай с "Графом Шпее" продемонстрировал то, что Великобритания мало боялась кораблей-рейдеров противника, но также, выявил и недостатки радиолокационного оборудования установленного на кораблях Ее Королевского Величества.

Британцы немедленно начали разработку морской РЛС сравнимой с Seetakt и начали изучать возможности ее нейтрализации соответствующими методами электронного противодействия. Впервые в истории, РЛС — сверхсекретное оружие Второй мировой войны, использовалось в боевых условиях.

Часто считают, что РЛС была британским изобретением, возможно потому, что британцы первыми начали ее систематическое использование для задач ПВО. Однако, в действительности, исследования велись параллельно также в Германии, Италии, Франции и Соединенных Штатах.

Базовые принципы работы РЛС были сформулированы уже достаточно давно и были известны всем. В 1888 году, немецкий физик Генрих Герц доказал, что электромагнитные волны, которые после этого стали называть волнами "Герца", ведут себя подобно лучам света, и могут быть собраны в один луч, и отражаться от металлической поверхности, давая ответный сигнал, который может быть принят.

Через несколько лет, в 1904 году, инженер из Дюссельдорфа по имени Христиан Хулсмайер затребовал патент на изобретенный им "радиофонический измерительный аппарат", который состоял из расположенных рядом передатчика и приемника. Эти устройства были объединены таким образом, что волны, излучаемые передатчиком, запускали приемник, если они отражались от металлического объекта. Этот аппарат, который немецкий инженер назвал телемобилскопом, был способен принимать звуки, подобные звону колокольчика, принимая отраженные электромагнитные волны от металлических объектов на расстоянии нескольких сотен ярдов. Однако, несмотря на успех продемонстрированного в Роттердаме эксперимента, крупные судоходные компании не проявили ни малейшего интереса к аппарату Хулсмайера. Возможно, еще не пришло время, чтобы люди по достоинству оценили потенциальную ценность такого аппарата. Действительно, в то время, не многое было известно о радиоволнах; не было никаких средств усиления сигнала, его защиты от внешних помех, управления излучаемой электромагнитной энергией, и т. д.

Небольшой шаг был сделан в 1922 году, когда Гильермо Маркони, во время конференции, проводившейся Институтом американских радиоинженеров, разъяснил практическую ценность использования радиоволн для навигации на море. Он рассказал о предполагаемом аппарате, способном излучать электромагнитный луч в определенном направлении, который при встрече с металлическим объектом, вроде корабля, отражался бы назад.

В 1933 году, в присутствии итальянского военного командования, Маркони продемонстрировал "интерференцию" при приеме сигналов, которая возникала при проезде автомобиля рядом с радиолучом радиостанции связывавшей Рим и Кастенгандолфо, работавшей на длине волны 90 см.

Инициатива Маркони закончилась формальным предложением, которое было одобрено Министерством войны Италии в 1935 году, о постройке Радио-детекторного телеметра (RDT). Из трех итальянских родов войск, только военно-морской флот был наиболее заинтересован и лучше всего оснащен оборудованием для исследований и разработок в области электроники. Поэтому, научно-исследовательские работы велись под руководством профессора Тиберио в Институте Mariteleradar в сотрудничестве с Военно-морской академией Ливорно.

Однако, и финансирования, и квалифицированных кадров чрезвычайно не хватало, так что, профессору Тиберио, который к тому времени получил чин военно-морского офицера, пришлось разрабатывать опытный образец почти собственноручно. И только в 1941 году, после сражения у мыса Матапан, в котором итальянские ВМС потеряли три крейсера, два эскадренных миноносца и 2 300 моряков, командование поняло, что у британцев, на их кораблях имелось электронное оборудование для ночного обнаружения. У итальянского Адмиралтейства сложилось впечатление, что в ходе сражения, британцы использовали это оборудование для маневрирования и стрельбы; что, в действительности и было подтверждено перехватом кодированных радиограмм от адмирала Каннингхема — командующего британской военно-морской эскадрой. Немедленно, итальянское командование выделило значительные средства на завершения работ по РЛС Gufo, которая, в то время, все еще находились в стадии экспериментальной разработки в Ливорно.

Однако, наиболее важный вклад в разработку РЛС был сделан двумя американскими физиками — Грегори Брейтом и Мерле Туве в 1924 году. Они провели серию экспериментов, в которых использовали радиоимпульсы для определения высоты слоя ионизированного газа, который окружает Землю. Измеряя время задержки отраженного от газового слоя импульса и его возвращения к Земле, они обнаружили, что ионизированный газовый слой находится на высоте примерно 110 км и, что он отражает радиоволны.

В Германии, в начале 1930 года, доктор Рудольф Кунхольд, руководитель Управления исследований германских ВМС, пытался разработать аппарат способный обнаруживать под водой цели методом отражения от них звуковых волн; в настоящее время такой аппарат называется сонаром. Проводя свои эксперименты, доктор Кунхольд понял, что то, что достижимо под водой может быть также, достигнуто и в воздухе при помощи радиоволн. Он провел в этой новой области серию экспериментов и применил в своем приборе новую электронную лампу производства голландской компании Philips, способную генерировать мощность 70 Вт на частоте 600 МГц — что было довольно внушительно в то время. Кунхольд закончил постройку своей РЛС в 1934 году в научно-исследовательских лабораториях германских ВМС в Пелзерхакене. Представление нового аппарата высокопоставленным военно-морским офицерам имело большой успех, поскольку кроме способности обнаруживать корабль на дальности 11 км РЛС также, обнаружила и небольшой самолет, который случайно появился в том месте.

В Соединенных Штатах, исследования по РЛС велись и в Управлении Signal Corps, и в исследовательской лаборатории ВМС, работавших независимо. В 1936 году, исследовательская лаборатория ВМС разработала опытный образец РЛС, которая работала на частоте 200 MГц. Первая серия этих систем, под торговой маркой CXAM, в 1941 году была установлена на кораблях основных соединений ВМС. В 1939 — 1941 годах Signal Corps разработало большой дальности РЛС под обозначением SCR-270. Одна из таких систем принимала участие в отражении атаки японцев на Перл-Харбор утром 7 декабря 1941 года. Однако, хотя оператор РЛС и получил ответные сигналы от приближающихся самолетов, никто не привел корабли, стоявшие в порту, в боевую готовность.

Первоначально, в Великобритании, исследования в области коротких волн велись исключительно в научных целях, типа определения высоты некоторых слоев ионосферы, обнаруженных в 1926 году британским физиком Е.В.Апплетоном (слои Апплетона). Однако, на горизонте собирались грозовые тучи войны и понимание того, что Великобритания особенно уязвима для воздушных налетов, привело к значительному стимулированию научных работ в попытке наверстать упущенное время.

Первые результаты этих работ были получены, когда физику Роберту А. Уотсону-Ватту — потомку известного Джеймса Ватта, давшего свое имя единице измерения электрической энергии, удалось визуализировать радиосигналы при помощи катодно-лучевой трубки Брауна и определить электро-оптическим способом время распространения излучения. Через несколько лет, в 1935 году, Уотсон-Ватт разработал первое практически применимое оборудование для обнаружения присутствия самолетов.

РЛС, как считается, не является инструментом РЭБ; это, скорее, главная цель РЭБ — противник, которому следует противодействовать. РЛС — электронный глаз, который может видеть в темноте и тумане и, который может проникать через дымовые завесы. Она может обнаруживать приближение противника на намного больших расстояниях, чем не вооруженный человеческий глаз; она может наводить орудийный огонь в условиях плохой видимости и может даже обеспечить информацией о топографических особенностях местности.

Радиолокационная станция состоит из передатчика, приемника, антенны и экрана или электронно-лучевой трубки. Передатчик излучает импульс электромагнитной энергии посредством узко направленной антенны ориентированной в определенном направлении. Если импульс встречает цель, например летящий самолет, то он "отскочит" или отразится обратно к приемнику. Время прошедшее между излучением импульса и приемом ответного сигнала измеряется специальным устройством, входящим в состав РЛС и, поскольку известно, что электромагнитные волны распространяются со скоростью 300 000 км/сек, то легко вычислить расстояние до цели. Оператор, таким образом, может видеть на экране ЭЛТ и курс, и расстояние до цели.