На главную


Измерение расстояний

Никакие часы,— ни астрономические с маятником, ни кварцевые эталоны частоты, не в состоянии здесь помочь. Задача осталась бы нерешенной, если бы не существовало электроннолучевой трубки.
Этот замечательный прибор стал в радиолокаторах счетчиком мельчайших долей секунды и одновременно вычислителем расстояний.
Известно, что вертикальные пластины в электроннолучевой трубке заставляют электронный пучок перемещаться в горизонтальном направлении. К этим пластинам в радиолокаторе присоединено пульсирующее напряжение. Оно постепенно и равномерно нарастает, а затем резко, мгновенно обрывается, — падает до нуля.
Под воздействием вертикальных пластин электронный луч очень быстро пробегает от левого края экрана до его правого края. Там он гаснет и в тот же миг снова начинает свой путь слева направо. Глаз видит на экране ровную горизонтальную линию.
Вторая пара пластин в электроннолучевой трубке управляет движением луча в вертикальном направлении. К этим пластинам присоединена антенна радиолокатора. Как только передатчик пошлет в антенну очередной импульс, на пластинах появляются мгновенные электрические заряды, и электронный луч отклоняется — подскакивает вверх. Глаз видит на горизонтальной светящейся линии, у ее левого конца, словно всплеск, — остроконечный зубец.
Спустя некоторое время антенна уловит радиоэхо, отраженное препятствием. В антенне снова возникнут электромагнитные колебания, и на управляющих пластинах опять появится мгновенные электрические заряды.
Электронный луч вторично отклонится, а на горизонтальной линии образуется еще один всплеск — второй остроконечный зубец.
Так как сигналы быстро следуют друг за другом, а свечение экрана исчезает не сразу, то оба зубца — и от отправленного сигнала и от пойманного радиоэха — бывают видны на экране одновременно. Один — у левого конца горизонтальной линии, другой — правее его. Расстояние между зубцами соответствует времени, которое затратил сигнал на полег до цели и обратно. Если расстояние до цели увеличивается, зубцы расходятся. При приближении предмета — они сближаются.
Под горизонтальной линией на экране локатора нанесена шкала расстояний. Глядя на шкалу и на всплески электронного луча, наблюдатель сразу отсчитывает расстояние до цели.
На рисунке изображен светящийся экран радиолокатора, имеющего дальность действия до 300 километров. Всплеск, получившийся от радиоэха, показывает, что до цели 140 километров (рис. 95).

Группа ученых, работавших под руководством профессора Ю. Б. Кобзарева, за создание радиолокационной аппаратуры была удостоена Сталинской премии первой степени.

Сквозь тьму и туман

В пушкинской сказке о «Золотом петушке» говорится:

Чуть опасность где видна,
Верный сторож как со сна
Шевельнется, встрепенется,
К той сторонке обернется
И кричит: «кири-ку-ку! ..»

Современная техника, осуществила сказочную идею «Золотого петушка» и создала приборы более совершенные, чем предвидела народная фантазия.
При правильном выборе длины волны, работа радиолокатора не зависит от времени суток и погоды. Эти приборы «видят» ночью нисколько не хуже, чем днем. Они «видят» и в тумане, непроглядном, как молоко. Густые тучи, сплошные облака, клубы пыли, дымовая завеса или мгла, иногда застилающая горизонт, — для радиоволн прозрачны, почти как чистый воздух.
Все, что скрыто от глаз тьмой, расстоянием, туманом, дымом или пылью, благодаря радиолокаторам становится видимым.
Некоторые радиолокационные станции имеют вращающиеся антенны, и их радиолуч непрерывно обшаривает небо и землю, показывая наблюдателю план окружающей местности и все, что происходит над ней и на ней.
Вспомогательные электронные приборы сообщают не только направление и расстояние до цели, но и ее высоту над землей, скорость и направление ее движения. Такими радиолокаторами с экраном кругового обзора снабжают самолеты и морские суда.
Наконец, современная техника создала приборы еще более удивительные. Имеются, например, радиолокационные станции, которые не только замечают появление самолета или корабля, но и определяют, чей он — свой или чужой. Если чужой, они начинают следить за ним, одновременно приводя в действие артиллерийские приборы. Орудия, ведомые локатором, подымают и поворачивают свои жерла навстречу врагу. Они неотступно следуют за каждым его движением. Артиллеристу остается только нажать кнопку и в нужный момент открыть огонь, чтобы уничтожить противника.
Один из морских боев во второй мировой войне длился всего лишь 30 секунд: корабли противника были обнаружены радиолокационной станцией и молниеносно поражены огнем артиллерии главного калибра.
Зоркость радиолокаторов не уступает зоркости оптических приборов. Радиолокатор может заметить консервную банку, прыгающую на волнах в 10 километрах от станции.
В последние месяцы войны подводные лодки даже ночью с опаской всплывали на поверхность и делали это в случаях крайней необходимости. Для пополнения запасов свежего воздуха и перезарядки аккумуляторов они предпочитали подымать на поверхность трубу воздухопровода. Однако даже такие предосторожности не спасали немецкие подводные лодки.
Радиолокаторы «морских охотников» и гидросамолетов замечают перископ или конец воздухопровода, едва высунувшиеся из воды. Из 1174 подводных лодок, которыми располагала фашистская Германия, было обнаружено и уничтожено 785.
Радиолокационные станции бывают самых различных размеров. Одни из них весят десятки тонн и снабжены исполинскими антеннами, другие — немного больше чайного стакана.
Локаторы-лилипуты предназначены для снарядов зенитной артиллерии. Эти локаторы представляют собой маленькое чудо современной техники. Они помещаются в головке зенитного снаряда. В столь малом пространстве располагаются: передатчик, приемник, антенна, пять крошечных радиоламп, источники питания и другие детали радиолокационной станции.
Раньше зенитные снаряды, даже при очень меткой стрельбе, зачастую пролетали возле самолета, не причиняя ему никакого вреда. Подсчитано, что на каждый сбитый самолет тратилось до 5000 обычных зенитных снарядов.
Снаряд, снабженный радиолокационными взрывателями, не слеп: он «видит» цель и, оказавшись на расстоянии 15 — 20 метров от вражеского самолета, взрывается, поражая его осколками (рис. 96).

Такими снарядами английская зенитная артиллерия в годы войны вела огонь по немецким самолетам - автоматам — «Фау-1». До применения «видящих» снарядов, из каждой сотни «Фау-1» удавалось сбить над морем 5 — 6. Снаряды, снабженные «радиоглазом», изменили это соотношение. Из сотни «Фау-1» Лондона достигали только 4 — 5, остальные уничтожались огнем зенитной артиллерии.

Первый «разговор» с Луной

В Советском Союзе радиолокаторы быстро нашли себе применение в народном хозяйстве. Они широко обслуживают морской и воздушный транспорт.
Теперь грузовой или пассажирский пароход идет в туманной мгле или ночью так же уверенно, как и в ясный солнечный день. Радиолокатор заранее предупреждает капитана о приближении встречного судна или айсберга, в тумане пересекающего путь корабля. Штурман не сетует на облака, скрывающие от него солнце и звезды и мешающие ему ориентироваться.
Радионавигационные приборы, принимая сигналы радиомаяков, позволяют уверенно вести корабль по заданному курсу. Радиорулевой управляет рулем, не позволяя кораблю «рыскать» и уклоняться в сторону. Радиокурсограф автоматически прокладывает на карте курс, отмечая положение корабля. Точность определения места корабля на расстоянии 2000 километров от радиомаяка весьма велика, ошибка не превышает 100—200 метров.
Когда корабль находится близ суши, радиолокаторы показывают панораму берега — скалы и рифы, прибрежные города и гавани (рис. 97).

Летчик на самолете, снабженном радиолокатором с трубкой кругового обзора, сквозь густые облака видит землю под собой. Яркими ниточками светятся на экране железные дороги, сверкают металлические крыши зданий, темнеют ленточки рек и пятна озер. На экране видна карта местности, над которой летит самолет, и летчик без особого труда может ориентироваться. Благодаря радиолокации и радионавигации так называемый «слепой» полет стал «зрячим».
В короткой, но богатой событиями летописи радиолокации записано замечательное достижение. Вечером 10 января 1946 года, когда взошла Луна, радиосигнал, посланный человеческой рукой, ворвался в межпланетное-пространство, достиг Луны и вернулся обратно, чтобы доложить о расстоянии, отделяющем Землю от ее соседа и спутника (рис. 98).

Способ радиосвязи с Луной и ближайшими к Земле планетами указали советские ученые Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси. Они же разработали приемы измерения межпланетных расстояний при помощи радиосигналов.
Первый опыт измерения расстояния до Луны показал могущество современной науки.
Когда настанет час старта первого космического корабля, его поведут сигналы астрорадиомаяков, и радиостанции Земли будут поддерживать с отважными путешественниками непрерывную связь.


предыдущая страница оглавление следующая страница