Тяжелый ночной истребитель Пе-2 "Гнейс".

Тяжелый ночной истребитель Пе-2 «Гнейс».

Разработчик: ОКБ Петлякова
Страна: СССР
Первый полет: 1942 г.

Однажды, наблюдая за боевой работой наземной РЛС РУС-2 «Редут» под Ленинградом в период войны с белофиннами 1939-1940 годов, у начальника группы отделов спецслужб НИИ ВВС генерала С.А.Данилина, занимавшегося уже несколько лет вопросами создания бортовых и аэродромных приборов вождения и посадки самолетов, зародилась мысль об использовании радиолокационных принципов в бортовых приборах ночного боя. С.А Данилин в середине 1940 года обсудил ее с ведущими инженерами своих отделов. Участники обсуждения выдвигали разные идеи создания приборов ночного боя. Одни предлагали использовать инфракрасную технику, другие — эвукопеленгаторную аппаратуру с пьезо-кварцевым приемником, третьи (инженер Е.С.Штейн) — применение радиообнаружения. С.А.Данилин горячо поддержал последнее предложение, предусматривавшее создание аппаратуры, подобной РЛС «Редут». Именно эта наземная станция явилась прототипом бортовой самолетной техники радиообнаружения ВВС.

РЛС РУС-2 «Редут».

Участники совещания — от НИИ ВВС С.А.Данилин, Г.А.Угер (заместитель Данилина) и Е.С.Штейн и от НИИ директор В.Ф.Захаров, главный инженер М.Е.Азбель, начальники ведущих отделов А.Б.Слепушкин, А.А.Фин и др. — единодушно признали возможность создания самолетной РЛС. На том же совещании был рассмотрен вопрос о выборе диапазона волн для разработки. От правильности выбора диапазона во многом зависели успех и сроки создания станции. Мнения разделились. Одна часть инженеров во главе с А.Б.Слепушкиным предлагали использовать сантиметровые волны, поскольку они давали возможность создать аппаратуру с меньшими габаритами и массой и с большей точностью обнаружения. Для будущей станции А.Б.Слепушкин предложил использовать разработанные в НИИ-9 клистроны, имевшие мощность в непрерывном режиме генерирования 18-20 Вт на волне 15-16 см. Другая часть инженеров во главе с А.А.Фином высказывались за метровый диапазон, как более освоенный промышленностью и потому суливший значительно меньшие трудности при разработке станции и при её серийном производстве. Одержала верх первая точка зрения, и ведущим инженером разработки был назначен А.Б.Слепушкин.

Не менее сложным и не терпящим отлагательств был вопрос о размещении аппаратуры на самолете. По прикидочному расчету комплект станции с источниками питания и кабелями должен был составлять примерно около 500 кг. О размещении такой аппаратуры на одноместном истребителе тогда не могло быть и речи. Решение этого вопроса надо было искать совместно с инженерами-самолетостроителями и летчиками-истребителями. И выход был найден. Летчик-испытатель НИИ ВВС Герой Советского Союза С.П.Супрун предложил разместить станцию не на одноместном истребителе, а на бомбардировщике Пе-2.

После принятия решения о самолете НИИ ВВС сформулировал тактико-технические требования на разработку бортовой станции:
— дальность обнаружения самолета 4-5 км;
— зона обнаружения в горизонтальной плоскости 120°, в вертикальной — порядка 90°.

В начале 1941 года НИИ радиопромышленности разработал аванпроект и лабораторный макет станции под названием «Гнейс-1» на клистронах НИИ-9, работавших в импульсном режиме. Израсходовав имевшийся запас клистронов на эксперименты с макетом, А.Б.Слепушкин остался без генераторных ламп, а заказать новую партию в НИИ-9 оказалось невозможным. Началась Великая Отечественная война, НИИ-9 прекратил свое существование, а институт-разработчик был эвакуирован на восток и в сложных условиях должен был развертывать свою научно-производственную деятельность. Продолжать дальнейшие работы над станцией в сантиметровом диапазоне не представлялось возможным.

Тогда группа инженеров во главе с А.А.Фином, выдвигавшая ранее идею использования метрового диапазона волн, учитывая сложившуюся обстановку, поставила вопрос о переводе разработки станции в метровый диапазон. Поскольку это предложение уже не являлось дискуссионным, руководство института, с согласия НИИ ВВС, его утвердило.

Разработку возглавил А.А.Фин, но через некоторое время, в связи с его назначением главным инженером института, практическое руководство перешло к инженеру В.В.Тихомирову, ранее участвовавшему в создании РЛС РУС-2с. Новый вариант станции был назван «Гнейс-2». В его разработке приняли участие ведущие инженеры основных направлений радиолокационной техники института К.В.Филатов, Р.С.Буданов, П.В.Подгорнов, А.Р.Вольперт, А.П.Крюков, В.А.Говядинов и др. А.Б.Слепушкин разработал к станции устройство индикации цели, по которому положение обнаруженной цели относительно курса самолета-перехватчика и расстояние до нее фиксировались на одной электроннолучевой трубке. Конструкция этого индикатора-визира была создана инженером Р.С.Будановым. От НИИ ВВС ведущим инженером был назначен военный инженер Е.С.Штейн. Новый комплект аппаратуры разрабатывали на лампах метрового диапазона, освоенных в серийном производстве.

Эвакуация институтов и заводов на восток создала большие трудности в разработке и производстве самолетных РЛС «Гнейс-2». Для ускорения создания станции ее аппаратура изготовлялась по эскизным наброскам основных ее блоков и по общей принципиальной схеме. Без преувеличения можно утверждать, что за годы войны НИИ не выполнял более сложной и трудной разработки, потребовавшей огромных творческих усилий и стремления создателей к успешному завершению ее, чтобы содействовать Родине в борьбе е врагом.

В начале 1942 года первый экспериментальный образец РЛС «Гнейс-2», работавший на волне 1,5 м с мощностью излучения до 10 кВт, был установлен на двухместный самолет Пе-2 для летных заводских испытаний. Органы управления и индикатор «Гнейса» разместили в кабине оператора радиолокатора (где прежде сидел штурман), а часть блоков станции смонтировали в кабине стрелка-радиста. Эти испытания были организованы таким образом, чтобы в процессе их проведения определить не только работоспособность образца, но и оценив возможности самолета-перехватчика, выработать методы его боевого применения. Пе-2 при испытаниях пилотировал майор А.Н.Доброславский. С «Гнейсом» работали сами ведущие инженеры В.В.Тихомиров и Е.С.Штейн. В качестве цели использовался самолет СБ.

В полетах сразу же выявилось подавление отраженных сигналов в ближайшей (мертвой) зоне помехами собственного передатчика. Проблема состояла в том, чтобы снижением помех передатчика уменьшить до предела мертвую зону, зависящую от длительности импульса передатчика. Совместными усилиями участников испытаний удалось уменьшить влияние импульса передатчика на прием слабых сигналов в ближней зоне.

В мае 1942 года отдел авиационной промышленности ЦК ВКП(б) запрашивал НИИ ВВС о ходе заводских испытаний РЛС «Гнейс-2», предлагая всемерно их форсировать. С.А.Данилин предложил руководителю летных испытаний срочно представить отчет о состоянии работы по прибору «Гнейс-2». Обнаружилась и еще одна особенность станции: для увеличения сферы обзора ее антенное устройство имело очень широкую диаграмму направленности. В связи с этим при полете на малых высотах обзорный экран полностью «забивался» отраженными от земли сигналами. Если же самолет набирал высоту, то его станция оказалась не в состоянии обнаруживать цели, летевшие ниже и невидимые на фоне земли. Минимальная высота, на которой исчезали проблемы, связанные с отражением от земли, оказалась порядка 2000 м.

Доводка оборудования проводилась круглосуточно, тут же на аэродроме. Устранялись отказы, опробовались антенны разных типов, вносились изменения в конструкцию РЛС, позволившие сократить «мертвую зону» до 300 м (а затем и до 100 м) и улучшить надежность станции. В июле 1942 года программа государственных испытаний была выполнена. Основные результаты оказались, по тем временам, неплохими:
— дальность обнаружения самолета-бомбардировщика 3500 м;
— точность наведения по угловым координатам ±5°;
— минимальная высота полета при поиске противника 2000 м.

Итоги испытаний были признаны успешными, хотя РЛС и нуждалась в совершенствовании: из 25 выполненных полетов в 5 случаях аппаратура «Гнейс-2» отказывала. Авиация ПВО нуждалась в новой технике (а в 1943 году в число заказчиков вошли и ВВС ВМФ) и еще до конца испытаний институт начал изготовление 15 предсерийных комплектов станции, которыми были оборудованы самолеты Пе-2 и Пе-3. В конце 1942 года самолеты передали ПВО Москвы, а затем несколько машин перебросили под Сталинград для борьбы с немецкими транспортниками, снабжавшими окруженную армию Паулюса.

Официальные войсковые испытания Пе-2 с «Гнейс-2» были проведены в феврале-мае 1943 года под Ленинградом во 2-м гвардейском корпусе ПВО. При перехвате воздушных целей истребители наводились наземными РЛС дальнего обнаружения «Редут». Председателем комиссии по проведению испытаний был командир корпуса Герой Советского Союза генерал-майор Е.Е.Ерлыкин, от разработчика в работе участвовал В.В.Тихомиров и от НИИ ВВС — инженер Е.С.Штейн.

Параллельно продолжались испытания «Гнейса-2» на истребителе Пе-3 в НИИ ВВС, задачей которых была выработка рациональной тактики перехвата воздушных целей. Наведение на самолет противника производилось в два этапа: на первом — по командам оператора наземной РАС «Пегматит» с дальностью действия 100 км, а на заключительном — с использованием бортовой станции. Совместная работа двух приборов исключалась из-за помех, создаваемых передатчиком «Гнейса». От оператора «Пегматита» требовалось вывести «пешку» в заднюю полусферу неприятельского самолета на дистанцию не более 3000-3500 м. Атака становилась наиболее вероятной, если истребитель в момент захвата цели заходил ей строго в хвост, либо летел под небольшим утлом к ее продольной оси. Естественно, обеспечение столь точного выхода на цель с учетом несовершенства тогдашней аппаратуры было делом непростым, требовало высокой согласованности и взаимопонимания между оператором наземной РАС и пилотом истребителя. Недаром в выводах по испытаниям записали: «…решающее значение имеет уровень подготовки операторов наведения…»

16 июня 1943 года постановлением ГКО станцию «Гнейс-2» приняли на вооружение, а НИИ радиопромышленности поручали изготовить большую партию РЛС. Для этого институт со всем заделом аппаратуры был возвращен из эвакуации, а на базе НИИ ВВС бригада специалистов под руководством В.В.Тихомирова начала сборку и настройку станций.

Заметим, что примерно в то же время В.В.Мигулиным и П.Н.Куксенко была создана и другая самолетная РЛС типа ПНБ (прибор ночного боя). Она имела сходные с «Гнейс-2» характеристики, однако, уступала ей в технологичности и не передавалась в серийное производство.

ЛТХ:

Модификация: Пе-2 «Гнейс»
Размах крыла, м: 17,13
Длина, м: 12,67
Высота, м: 3,93
Площадь крыла, м2: 40,80
Масса, кг
-пустого самолета: 5770
-взлетная: 7735
Топливо, л: 2200
Тип двигателя: 2 х ПД М-105Р
-мощность, л.с.: 2 х 1050
Максимальная скорость, км/ч
-у земли: 454
-на высоте: 540
Практическая дальность, км: 2100
Практический потолок, м: 9500
Экипаж: 2
Вооружение: двухпушечная установка ШВАК с боезапасом по 160 патронов на ствол и 2 х 12,7-мм пулемета УБС
Оборонительное вооружение: один 12,7-мм пулемет УБТ и один 7,62-мм пулемета ШКАС
Бомбовая нагрузка: 2 х 250-кг под фюзеляжем и 2 х 100 под мотогондолами (в перегрузку до 700 кг бомб).

Ночной истребитель Пе-2 с РЛС «Гнейс-2».

Пе-3 с РЛС «Гнейс-2» в НИИ ВВС.

Бортовая РЛС «Гнейс-2».

Список источников:
В.Б.Шавров. История конструкций самолетов в СССР 1938-1950 гг.
Б.Л.Симаков. Самолеты страны Советов. 1917-1970.
Энциклопедия-справочник. Самолеты страны Советов.
Александр Медведь, Дмитрий Хазанов. Пикирующий бомбардировщик Пе-2.
М.М.Лобанов. Развитие советской радиолокационной техники. Гл. 3 Бортовые средства радиолокации. РЛС «Гнейс-2» для ИА ПВО.
Авиация и Время. Александр Медведь, Виктор Марковский. Ночные «ерши».
Владимир Котельников. Эволюция Пе-2.