Организационно КБ-1 было устроено во многом подобно тому, как строились закрытые КБ, так называемые «шарашки», еще в 30-е годы. Офицеры госбезопасности, начальствовавшие в «шарашке», где в заключении работали туполевцы, становятся начальниками всех крупных подразделений предприятия. Сюда же переводятся работавшие в СБ-1 офицеры госбезопасности, вывезенные из Германии немецкие, а также отбывавшие заключение наши специалисты. Особым решением секретариата ЦК КПСС в КБ-1 направляется «тридцатка» – тридцать специалистов из разных организаций Москвы и Ленинграда, персонально отобранных С. Л. Берией, А. Н. Щукиным, А. А. Расплетиным. В составе «тридцатки» в КБ-1 переводятся Г. В. Кисунько, А. А. Колосов и Н. А. Лившиц, преподававшие в Военной академии связи в бытность С. Л. Берии ее слушателем. Из ЦНИИ-108 – своего института (ЦНИИ-108 и Совет по радиолокации, а затем и 5 ГУ МО размещались в одном здании и тесно взаимодействовали между собой) – Щукин и Расплетин через «тридцатку» перевели в КБ-1 Б. В. Бункина (после скоропостижной смерти Расплетина в 1967 г. – его преемник на посту Генерального конструктора), М. Б. Заксона, И. Л. Бурштейна и К. С. Альперовича. Из других НИИ и КБ через «тридцатку» в КБ-1 были направлены Н. А. Викторов, И. И. Вольман, С. П. Заворотищев, А. И. Корчмар, В. Э. Магдесиев, В. М. Тарановский и другие специалисты. Основную же массу сотрудников КБ-1 составила молодежь – целые выпуски гражданских и военных учебных заведений, а также инженеры и техники, направлявшиеся по разнарядкам с предприятий из разных городов. Направление всех специалистов на работы по «Беркуту» в ТГУ, в КБ-1 и другие организации не согласовывалось ни с самими переводимыми, ни с их начальниками. Не сообщалось им также, на какую работу, для решения какой задачи они переводятся.[108]
Привлечение немецких специалистов к проводившейся в условиях особой секретности работе над «Беркутом» сопровождалось жесткими режимными мерами. Немцев поселили в Тушино, в отдельном «поселке 100». Привозили их на работу и обратно на служебном транспорте. Вне предприятия и жилого поселка немцы всюду сопровождались сотрудниками КГБ. В самом КБ-1 немецкие специалисты работали в отдельном, изолированном от основного коллектива, подразделении. В дальнейшем, по ходу разработки, это отдельное подразделение было ликвидировано, и немцы стали работать вместе с основным коллективом.[109]
В соответствии с существовавшими тогда представлениями в основу противовоздушной обороны крупного центра были положены следующие принципы, разработанные на основе опыта войны и соответствовавшие уровню развития средств воздушного нападения в тот период:
– Массированное применение сил и средств ПВО. Считалось, что нападающему противнику должны быть противопоставлены крупные силы противовоздушной обороны – истребительная авиация, обладающая большой скоростью и высотой полета и вооруженная артиллерией и реактивными снарядами; зенитная артиллерия разных калибров, обладающая большой скорострельностью, гибкостью огня и досягаемостью по высоте; зенитные ракетные управляемые и неуправляемые снаряды.
– Круговой характер построения системы противовоздушной обороны пункта. Для создания сильной обороны, которая обеспечила бы отражение больших масс авиации противника на всех направлениях, потребовалось бы очень большое количество средств ПВО.
– Большая глубина системы противовоздушной обороны крупного пункта с тем, чтобы была возможность разгромить воздушного противника еще на подступах к обороняемому пункту.
– Способность противовоздушной обороны вести эффективную борьбу со средствами нападения противника днем и ночью, в простых и сложных метеорологических условиях.[110]
Московскую систему необходимо было создать равнопрочной по отношению к массовым налетам авиации на столицу с любых направлений – это требование напрямую проистекало из текста Постановления от 9 августа 1950 г. На основе экспертной оценки разработчиков системы было решено – система должна обеспечивать возможность одновременного обстрела до 20 целей на каждом 10– 15-километровом участке обороны.[111]
Радиолокационные средства, создававшиеся для системы «Беркут», должны были решать две задачи: задачу обнаружения существовавших и перспективных в то время (начало 50-х г.г.) средств воздушного нападения – самолетов с высотой полета до 20–25 км и скоростью полета до 1000–1200 км/час, и задачу управления зенитными ракетами для их наведения на такие средства нападения. Для обеспечения надежного перехвата радиолокационными средствами системы всех целей было решено иметь в составе системы «Беркут» расположенные по периферии узлы обнаружения, снабженные радиолокационными станциями большой дальности действия, и два концентрически размещенных вокруг обороняемой зоны кольца секторных станций. Секторные станции, имея меньшую, чем у станций периферийных узлов обнаружения, дальность действия, должны были иметь сравнительно большую частоту обновления информации и непрерывно выдавать текущие координаты всех находящихся в их секторах обзора целей. Наиболее просто обзор крупных секторов пространства с получением данных о всех координатах целей со сравнительно большой частотой повторения мог быть получен при биплоскостном линейном сканировании в двух перпендикулярных направлениях (азимутальном и угломестном), осуществляемом двумя отдельными радиолокационными каналами с диаграммами антенных систем лопатообразной формы. Такой способ обзора пространства и был положен в основу построения секторных станций.[112]
Решение задачи управления зенитными ракетами, казавшееся при первом подходе весьма логичным, выглядело так. Секторная станция передаёт наблюдаемые ею цели для точного определения их координат узколучевыми радиолокационными станциями – такими, какие к тому времени широко применялись для определения координат воздушных целей при их обстреле зенитными орудиями. Координаты каждой из летящих к целям ракет определяются отдельной точной станцией, аналогичной станциям точного сопровождения целей. По координатам цели и наводимой на неё ракеты, вырабатываемым двумя точными радиолокаторами, формируются команды управления, которые передаются по радиолинии на борт ракеты.[113]
Именно по такому пути пошли в США при создании первой системы ЗУРО Ника-Аякс (Nike Ajax). Развёртывание этой системы началось в 1953 году. Ника-Аякс целиком базировалась на последних американских моделях радиолокаторов для зенитной артиллерии. Целевая (target-tracking radar (TTR) и ракетная (missile-tracking radar (MTR) радиолокационные станции системы Ника-Аякс по существу являлись модификациями станций зенитных артиллерийских систем М52 и М53, в которые были дополнительно введены специальный электромеханический счётно-решающий прибор выработки команд управления ракетой и устройства для передачи этих команд на борт ракеты. Также в состав комплекса Ника-Аякс входила радиолокационная станция кругового обзора. Комплекс Ника-Аякс был одноканальным по цели и по ракете, то есть в определённый момент времени мог обстреливать только одну цель только одной ракетой. При решении принципиальной задачи поражения самолёта зенитной ракетой в случае комплекса Ника-Аякс об отражении массового налёта речи не шло. Первый самолёт-мишень – бомбардировщик B-17 был сбит комплексом Ника-Аякс 27 ноября 1951 года на полигоне White Sands.
При первых обсуждениях схемы построения радиолокационных средств системы «Беркут» в КБ-1 такой подход к решению задачи управления ракетами также рассматривался. Предполагалось придать каждой секторной станции 20 узколучевых станций точного определения координат целей и столько же спаренных с этими станциями станций слежения за ракетами. Но такое решение приводило к огромной сложности системы «Беркут». Было очевидно, что система была бы наиболее простой, если бы удалось получить все необходимые данные для формирования команд управления зенитными ракетами непосредственно в секторных станциях, не прибегая к помощи каких-либо дополнительных радиолокационных средств.[114]
Разработка станции секторного обзора не представляла большой сложности. Подобной разработкой А. А. Расплетин руководил в НИИ-108. Это была радиолокационная станция для нужд противотанковой обороны. Разработанная в период 1946–1947 гг. по заданию Главного артиллерийского управления (ГАУ) станция сантиметрового диапазона СНАР-1 имела мощность излучения в импульсе 35–65 кВт, ширину диаграммы направленности в вертикальной плоскости около 0–67 д. у., в горизонтальной плоскости не более 0–15 д. у. и массу станции с тягачом (без автомашины) 8 т. Для обнаружения наземных и надводных целей луч станции в пространстве при неподвижной антенне качался в горизонтальной плоскости в секторе 25–28° с частотой 7–11 раз в секунду. На экране индикатора обнаружения высвечивался секторный растр, а на экране индикатора сопровождения – прямоугольный растр, на которых воспроизводился просматриваемый участок местности или водной поверхности. Индикатор сопровождения мог использоваться также для определения отклонений разрывов снарядов и мин относительно обстреливаемой цели, то есть для корректировки огня артиллерии по движущимся наземным и надводным целям, если условия местности позволяли уверенно наблюдать отметки от этих разрывов. Государственные испытания станции проводились в сентябре – октябре 1947 г. Руководил испытаниями Н. Н. Алексеев, впоследствии маршал войск связи. На основании результатов государственных испытаний РЛС СНАР-1 была принята на вооружение. Коллектив создателей станции во главе с А. А. Расплетиным и Н. Н. Алексеевым был удостоен Государственной премии СССР.[115]
Базируясь на своем предыдущем опыте по созданию радиолокатора разведки наземных целей, Расплетин предложил решить задачу организации ПВО Москвы принципиально иным способом – разместить на двух кольцевых рубежах вокруг Москвы ограниченное число радиолокаторов секторного обзора и поручить им в своих секторах ответственности все задачи – от обнаружения целей до наведения на них зенитных ракет. Необходимость двух кольцевых рубежей также проистекала из требования Постановления от 9 августа 1950 г. – требовалась вероятность поражения целей, близкая к 100 %. Расплетинскую постановку задачи активно поддерживал Щукин.[116]
Предложение Расплетина было очень смелым. Существовавшие до этого станции орудийной наводки для слежения за целью использовали непрерывный луч, формируемый параболической антенной, а координаты цели определялись по положению антенны. Было неизвестно, сможет ли обзорный радиолокатор со сканирующим лучом обеспечить точность обнаружения цели, необходимую для поражения её зенитной ракетой.
Основные технические решения были выработаны в интенсивных обсуждениях, проведенных Расплетиным уже в октябре 1950 г. Построение антенн, обеспечивающее сканирование широкого сектора пространства с достаточно высокой частотой, предложил М. Б. Заксон, построение многоканальной части будущего радиолокатора и его систем слежения за целями и ракетами – К. С. Альперович. Исключение из состава системы отдельных радиолокаторов точного сопровождения целей и ракет и из состава бортового оборудования ракет аппаратуры самонаведения, радикально упрощая и наземные средства системы и зенитную ракету, делало секторные радиолокаторы (и, естественно, их автора – Расплетина) полностью ответственными за точное выведение ракет в точки встречи с целями, а их проектирование – центральной задачей в разработке всей системы.[117]
Необычность предложения – решить все задачи с помощью одного радиолокатора с линейным сканированием – не позволяла сразу принять его в качестве единственного направления дальнейших работ над «Беркутом». Поэтому на первом этапе работ над секторным радиолокатором (пока шла проработка его построения и оценивалась практически возможная точность определения им координат целей и ракет) не отвергалась возможность использования, как и в «Нике-Аяксе», узколучевых радиолокаторов, отдельно следящих за целью и наводимой на нее ракетой. При этом секторные радиолокаторы должны были выполнять только общеуправленческие функции: обнаруживать появляющиеся в их секторах ответственности цели, выдавать по ним целеуказания стрельбовым комплексам и контролировать работу последних – наблюдать за сопровождением этими комплексами целей и полетом зенитных ракет к целям, фиксировать поражение целей. Дополнительно прорабатывалось оснащение ракет радиолокационными головками самонаведения, которые должны были действовать вблизи точек встречи ракет с целями. Соответственно на этом этапе секторные радиолокаторы называли станциями группового целеуказания (СГЦ). Решение возложить на секторные радиолокаторы выполнение всех функций – от обнаружения целей в их секторах ответственности до наведения на цели ракет, оформленное распоряжением главных конструкторов, было принято в январе 1951 года. В соответствии с их новыми функциями секторные радиолокаторы стали называться центральными радиолокаторами наведения (ЦРН). Работы по проектированию узколучевых радиолокаторов и головок самонаведения ракет были прекращены.[118]
Так определился окончательный облик будущей системы ПВО Москвы: радиолокаторы кругового обзора А-100 (в том числе выдвинутые на дальние рубежи) – для обнаружения подлетающих целей и два кольца секторных многоканальных зенитно-ракетных комплексов – центральных радиолокаторов наведения Б-200 с зенитными ракетами В-300. Для управления системой предусматривались центральный и четыре секторных командных пункта, для хранения ракет и подготовки их к боевому использованию – специальные технические базы. Разместить всю аппаратуру ЦРН, включая мощные передатчики и высокочастотную часть приемников радиолокатора, предлагалось в подземном помещении (реализовано в виде полузаглубленного бетонированного бункера). Снаружи располагались только азимутальная и угломестная антенны визирования целей и ракет и антенны передачи управляющих команд. Для радиолокатора был избран 10-сантиметровый рабочий диапазон.[119]
В соответствии с Постановлением по «Беркуту», предписывающем разработать и представить к 1 марта 1951 г. на утверждение Совета Министров СССР технические проекты радиолокационных установок и ракеты, в феврале 1951 года был выпущен многотомный технический проект, включающий конкретные схемы и конструкции составляющих ЦРН устройств.
В техническом проекте было сохранено управление наведением ракет на цели на основе абсолютных (определенных относительно Земли) координат целей и ракет. Принятое в начале разработки «Беркута», такое управление соответствовало предполагавшемуся тогда использованию для слежения за целями и ракетами отдельных узколучевых радиолокаторов. Доктор Хох предложил подойти к управлению наведением ракет по-иному, использовать те особые возможности, которые предоставлял секторный радиолокатор, определявший координаты и цели и ракеты общими для них сканирующими лучами, – управлять наведением ракет в плоскостях сканирования пространства ЦРН (наклонной и вертикальной), формируя управляющие команды на основе величин интервалов между прохождениями сканирующим лучом направлений на цель и ракету (разностей направлений на цель и ракету) в этих плоскостях и разности дальностей до цели и ракеты. Такое управление наведением ракет было названо разностным методом. Благодаря ему упрощалось формирование управляющих команд. Счетно-решающие приборы и системы автоматического сопровождения целей и ракет могли быть выполнены чисто электронными, без электромеханических элементов. Отпадала необходимость привлечения для разработки счетно-решающего прибора отдельной специализированной организации. Но главное – этот метод позволял в максимальной степени использовать возможности точного наведения ракет на цели, основы которого заложены в определении координат целей и ракет с помощью общих для них сканирующих пространство лучей. Разностный метод был положен в основу дальнейших работ над замкнутым контуром управления наведением ракет. Разработку соответствующего электронного счетно-решающего прибора провел коллектив Н. В. Семакова.[120]