Но как определить дальность и направление стрельбы по самолету, когда с каждым мгновением координаты цели изменяются?

Вот, чтобы вести стрельбу по движущемуся самолету, необходимо иметь специальные приборы. Прежде всего, для определения дальности и высоты самолета в зенитных батареях имеется сложный прибор — дальномер-высотомер. Кроме этого прибора, имеется еще более сложный прибор, так называемый прибор управления зенитным артиллерийским огнем, или, как его кратко называют артиллеристы, ПУАЗО (рис. 77).

Рис. 77. Прибор управления артиллерийским зенитным огнем — ПУАЗО.

Прибор этот — ПУАЗО — располагается тут же на огневой позиции зенитной батареи. При помощи ПУАЗО как раз и решается автоматически задача встречи самолета и снаряда. Работающим у ПУАЗО приходится только совмещать некоторые стрелки на его шкалах.

Но прибором дальномером-высотомером, как оптическим прибором, можно пользоваться только тогда, когда самолет видно, т. е. днем. Когда же стрельба проводится ночью, то применяются такие приборы, как звукоулавливатели и прожекторы.

Однако и дальномер-высотомер и звукоулавливатели и другие звукометрические приборы в современной войне уже не могут удовлетворять всем требованиям. Так, например, дальномером, который обладает сравнительно большой точностью в определении дальности и особенно угловых координат, можно пользоваться днем только при отсутствии тумана или искусственной маскировочной завесы.

Что же касается звукоулавливателя, то этот прибор отличается недостаточной точностью в работе и имеет ограниченную дальность действия. В бою, при стрельбе близко расположенных орудий и при разрывах бомб, когда происходят резкие звуковые колебания, пользоваться звукоулавливателем совершенно невозможно.

Поэтому артиллеристам нужен был прибор, который не имеет таких недостатков; таким прибором является станция орудийной наводки (радиолокационная станция).

За время второй мировой войны такие радиолокационные станции получили довольно широкое распространение.

С помощью радиолокационных станций артиллеристам-зенитчикам стало значительно легче и обнаруживать и тем более проводить довольно точную стрельбу по самолетам и другим воздушным целям.

Особенно ценное качество станций — способность вести работу независимо от времени суток (день, ночь), времени года (зима, лето), тумана, дымовой завесы.

Какое же назначение имеет артиллерийская радиолокационная станция?

При помощи радиолокационной станции можно определить появление самолетов противника даже за сотни километров.

Как же эти приборы определяют появление самолетов?

Всем известно такое явление, как эхо. Часто вам приходилось наблюдать, когда, вскрикивая недалеко от стены или скалы, вы слышите повторение звука после его отражения. Причем вы также замечали, что чем дальше вы находитесь от скалы, тем больше пройдет времени, пока вы услышите отраженный от скалы звук — эхо. Вы также замечали и то, что отраженный звук не бывает таким же громким, как первоначальный звук, потому что часть его поглощается, часть рассеивается и только небольшая часть возвращается обратно.

Вот на этом принципе — отражении волн — и основана работа радиолокационной станции. Только волны тут уже будут не звуковые, а радиоволны, которые отражаются от отражающей поверхности самолета, корабля в море, отдельных местных предметов и др.

Всем известны обычные передающие радиостанции и обычные радиоприемники. Работа их заключается в том, что одна станция — передатчик — непрерывно излучает радиоволны в пространство, а другая — приемник — принимает. Радиолокационная станция излучает радиоволны в пространство не непрерывно, а короткими импульсами и после их отражения эта же станция принимает их обратно.

Но как же определяется необходимая нам дальность до самолета?

Мы уже говорили об известном всем явлении — эхо. Допустим, что мы находимся недалеко от какой-либо крутой горы и хотим определить, на каком расстоянии она находится (рис. 78).

Рис. 78. Определение расстояния с помощью эхо.

Для этого произведем выстрел и будем ждать, когда услышим эхо. Положим, что мы услышали его через 4 секунды. Так как звук проходит в одну секунду 340 м, а времени прошло от момента выстрела до момента, когда мы услышали эхо, 4 секунды, то мы легко можем найти расстояние, пройденное звуком: 340 X 4 = 1360 м; но звук пробежал здесь двойное расстояние: от стреляющего он должен был дойти до горы, отразиться от нее и придти обратно. Значит, расстояние до горы будет 1360: 2 = 680 м.

Итак, при помощи эхо мы уже можем определить расстояние до отдельных предметов. Теперь попытаемся определить расстояние при помощи радиолокационной станции.

По внешнему виду радиолокационная станция представляет собой автомобильный прицеп. Над крышей прицепа расположена антенная система (рис. 79), похожая на прожектор.

Рис. 79. Общий вид радиолокационной станции или станции орудийной наводки.

Внутри кузова расположена вся сложная аппаратура станции: радиопередатчик, радиоприемник, индикаторы с красиво светящимися (зеленоватым свечением) экранами и пр. Недалеко от этого кузова расположен мотор, питающий током аппаратуру.

Работа передатчика радиолокационной станции отличается от работы обычного радиопередатчика тем, что он излучает электромагнитную энергию с перерывами, отдельными так называемыми импульсами (выстрелами). Если бы передатчик работал непрерывно, то тогда невозможно было бы определить расстояние. В самом деле, когда мы определяли расстояние при помощи отраженного звука, то мы пользовались отдельным выстрелом, а не непрерывным гудком. Если бы мы пользовались продолжительным гудком, то отраженный звук (эхо) слился бы с непрерывным звуком, и мы бы не смогли установить, когда же звук возвратился от скалы. Поэтому в радиолокационной станции мы пользуемся специальным импульсным передатчиком.

Итак, передатчик излучил отдельный импульс электромагнитной энергии. Антенна направляет этот импульс на самолет. Затем эта электромагнитная энергия, отражаясь от самолета в различные стороны, попадает частично обратно на приемную антенну и в очень чувствительный приемник радиолокационной станции. После этого опять излучается следующий импульс. Таким образом, нам остается только определить, сколько времени проходит от начала излучения импульса до приема его отражения. Если бы мы знали это время, то могли бы определить расстояние до самолета. Нам известно, что электромагнитная энергия распространяется с постоянной скоростью света, т. е. триста тысяч километров в секунду. Значит, в одну миллионную долю секунды, или в одну микросекунду, электромагнитная энергия распространяется на 300 м.

Допустим, что от начала излучения импульса до приема его приемником прошло 100 микросекунд, значит расстояние, пройденное излученным импульсом до цели и обратно, будет 300 X 100 = 30 000 м. Отсюда находим расстояние до цели; оно равно 30 000: 2 = 15 000 м, или 15 км.

Чтобы правильно вычислить расстояние, необходимо как можно точнее определить время. Таким прибором, который позволил бы измерять чрезвычайно маленькие отрезки времени, как одна миллионная доля секунды, является электронно-лучевая трубка.

Электронно-лучевая трубка представляет собой особый прибор (рис. 80), напоминающий обычную электронную лампу, которая применяется в радиоприемниках.