Уникальный российский радар ДОН-2H: как устроена "пирамида", охраняющая воздушное пространство12.12.2022 00:02

Ещё в Советском Союзе, в разгар «холодной вoйны», конструкторы и учёные пытались усовершенствовать противовоздушную оборону страны в целом, и столицы в частности. Начатая в конце 1960-х, разработка радара «ДОН» завершилась успешно лишь на излёте советской эры в перестроечные годы, а сама станция была принята на боевое дежурство уже в современной России.

Основной функцией радиолокационных станций типа «ДОН», согласно проекту, являлось обнаружение баллистических ракет, атакующих страну, их сопровождение и наведение противоракет. Технические характеристики, которые удалось применить отечественным специалистам, поражают их зарубежных коллег до сих пор.

Так, в подмосковном радаре системы «ДОН» удалось реализовать следующие особенности:

Для специалистов вполне себе уникальные характеристики. Но нам, чтобы понять всю их важность, нужно перенестись в середину 1990-х, когда радиолокационная станция «ДОН-2Н» только-только заступила на боевое дежурство.

23 года назад, вспоминает главный конструктор радиолокационной станции «ДОН-2Н» Виктор Слока, в рамках сотрудничества по программе противоракетной обороны Россия и Америка проводили совместный эксперимент ODERACS. С американского шаттла Discovery в космосе выбрасывались металлические шары-мишени, а самые мощные в мире радары пытались их засечь.

Пятнадцатисантиметровые сферы засекли все. Шары диаметром в 10 сантиметров увидели только три радара: два российских и американская РЛС COBRA DANE на Аляске. Напоследок корабль выбросил два 5-сантиметровых шарика. Обнаружил и построил траектории миниатюрных мишеней только подмосковный «ДОН». Радар «ДОН-2Н» является сердцем противоракетной системы Москвы. Ничего подобного нет ни у кого в мире.

На строительство данной станции ушло:

Радиолокационная станция дон-2Н — гигантское бетонное сооружение в виде усечённой пирамиды. Конечно если сравнивать её стороны с пирамидой Хеопса, то наша «соотечественница» проиграет более именитой достопримечательности: 130 метров против 227. Однако на каждой стороне радара «ДОН-2Н» расположены фазированные антенные решетки. В каждой решетке — 60 тысяч излучателей. Они работают уже десять лет, непрерывно сканируя пространство вокруг Москвы на расстоянии 3700 километров.

Разрабатывал излучатели и саму решетку 25 лет Дмитрий Зимин, тогда — заместитель главного конструктора. «Фазированная решетка, — объясняет он принцип работы радаров системы «ДОН», — это способ заставить вращаться луч при неподвижной антенне». Отражатели традиционных радиолокационных станций (РЛС) качаются на вертушках. Важное преимущество радара с фазированной решеткой — возможность генерировать одновременно несколько лучей. Например, радар «ДОН-2Н» может одновременно следить за 30 целями. «Сама по себе идея фазированной решетки далеко не новая и понятная, — говорит Зимин. — Для того чтобы при неподвижной антенне качать лучом, нужно научиться наклонять фронт поля». У традиционного радара фронт строго перпендикулярен излучателю, и для того, чтобы направить луч, нужно вращать саму антенну. Если же антенну разбить на тысячи небольших излучателей и научить их по заданному алгоритму изменять фазу, то плоскую волну можно пускать в любом направлении.

Теоретически радиолокационные станции типа «ДОН» и подобные им были просчитаны ещё в конце Второй мировой вoйны, армиями разных государств. Но на практике идея уперлась в необычайную технологическую сложность создания в СВЧ-диапазоне таких управляемых сред. Была перепробована масса материалов: ферриты, полупроводники и даже плазма, — пока не нашлось нужное решение. Исторически первыми такие антенны с качанием луча были построены не на основе фазовращателей, а на принципе частотного сканирования. Небольшое изменение частоты излучателя приводило к изменению фазы и, как следствие, к быстрому качанию луча. Это наиболее простая технология, и первые фазированные радары работали по такому принципу. Антенны этих РЛС отличались недостаточной точностью и чудовищными размерами, достигая в длину ста метров. Проект радара «ДОН-2Н» был направлен на устранение неточностей при компактном размещении.

Подготовленный в 1972 году эскизный проект отечественной противоракетной обороны (ПРО) предусматривал создание системы раннего предупреждения, которая должна была включать в себя надгоризонтные и загоризонтные РЛС и космические средства. Именно с принятием этого проекта, стало окончательно ясно, что постройка радиолокационных станций типа «Дон» лишь дело времени. Согласно плану, загоризонтные радары, используя свойство радиоволн отражаться от ионосферы Земли, могли с территории СССР регистрировать пуски на территории США. Размещенные на спутниках датчики должны были регистрировать инфракрасное излучение от выхлопа ракетного двигателя. Эти средства обеспечивали максимально возможное время предупреждения. Надгоризонтные РЛС выполняли более простую функцию: они подтверждали, летит ли на нас что-то или нет, и давали сигнал на ответный запуск. Своего пика такая система достигла в конце 70-х годов, а модернизировать её планировалось в перестройку. Однако с развалом Союза были потеряны радары типа «ДОН» в Скрунде (Латвия), Севастополе и Мукачево (Украина), Балхаше (Казахстан), приостановлены работы в Мишлевке (рядом с Иркутском). Внешне эти радары напоминали хорошо известный по телевизионным кадрам радар в Скрунде. Сейчас территорию России прикрывают три радара раннего предупреждения — в Печоре (Россия), Барановичах (Белоруссия) и Габале (Азербайджан).

Четвертый — подмосковный «ДОН», помимо закрывания образовавшихся дырок в системе раннего предупреждения, выполняет гораздо более трудную задачу. Он должен сопроводить малоразмерные высокоскоростные цели (боеголовки), отбросить ложные цели, обойти помехи и выдать координаты на поражение. Задача чрезвычайно сложная, недаром самый мощный в СССР суперкомпьютер «Эльбрус» разрабатывался как раз для «ДОНа», в здании он занимает почти этаж. Внутри станции находится около тысячи шкафов только с электронной аппаратурой.

С поставленной задачей разработчики справились: «ДОН» позволяет определять цели на расстояниях в тысячи километров с оптической точностью. Генеральный конструктор утверждает, что радар «ДОН-2Н» видит даже теннисный мячик, летящий над Европой со скоростью несколько тысяч километров в час. «Вот только задача сама по себе бесполезная, — вздыхает Зимин. — У каждой системы есть своя конечная пропускная способность, есть она и у «ДОНа». Достаточно одной лишней цели — и нет Москвы. По большому счету, задача ПРО при массированном налете — задача нерешаемая. Американцы это понимали, поэтому их система разворачивалась для защиты не города, а пусковых установок. Ведь пусковые шахты выдерживают фантастические нагрузки: для того чтобы вывести их из строя, необходимо прямое попадание. Вот единичные несанкционированные пуски — это да».

Именно для таких целей американцы создают глобальную систему ПРО. Когда-то после встречи Буша с Путиным компания Boeing, ответственная за разработку локаторов для американской программы, обращалась к инженерам радара «ДОН-2Н» с предложением о сотрудничестве. Что из этого получилось, нам неизвестно. Можем только с уверенностью сказать, что теннисные мячики над Европой пока можем увидеть только мы.