Помоги проекту - поделись книгой:
Ф. Д. Жаржавский
Серийное изготовление и поставку СМ «Чита» в течение ряда лет осуществлял ленинградский завод «ТЭМП». Помимо разработки магнитометра, ОКБ спроектировало и изготовило по отдельному заданию ВМФ специальную, сложную, стендовую аппаратуру, которая позволяла имитировать реальные динамические возмущения действующие на прибор, а также имитировать характерные сигналы, возникающие при обнаружении подводной лодки. Разработка СМ «Чита», относящегося к классу сложных приборов, позволил ОКБ приобрести бесценный опыт проектирования самолётной аппаратуры, которая должна отвечать самым жёстким требованиям военных стандартов. Для размещения чувствительной головки, например, на гидросамолёте БЕ-6 необходимо было найти такое место, где влияние мягкого магнитного поля самолёта на результаты поиска подводной лодки было бы минимальным. Это означает, что при маневрировании самолёта, сброса торпеды не возникали магнитные помехи и, соответственно, ложные сигналы. С этой целью в конце 1952г. на базе морской авиации в г. Поти были проведен сложный и трудоёмкий комплекс исследований. Они были проведены сотрудниками ВИРГ, НИИ-15 МО и автором от ОКБ. Эти исследования позволили определить оптимальное место для размещения чувствительной головки. С созданием СМ «Читa» ОКБ завершило разработку самолётных магнитометров и к этой тематике не возвращалось.
Самолётный магнитометр для обнаружения подводных лодок «ЧИТА»
Глава третья
Навигационно-вычислительные устройства и бортовые комплексы
Стремительный рост скоростей самолётов дальней бомбардировочной авиации, возросший объём решаемых тактических и стратегических задач в условиях мощного противодействия ПВО противника, острая необходимость сокращение численности экипажа самолётов предопределило поиск нового концептуального подхода к созданию более совершенных компонентов бортового оборудования и характера их взаимо-действия. Одним из направлений, способствующих реализации новой концепции, являлось разработка многофункциональных навигационно-вычислительных устройств. Главная идея, лежавшая в основе создания подобных устройств – это стремление с их помощью объединить автономные системы самолёта: курсовую систему, пилотажно-навигационную систему, измерители скорости и высоты, допплеровский измеритель вектора путевой скорости, автопилот, бортовую радиолокационную станциию, оптиче-ский прицел в единый комплекс. Комплексирование позволяет автоматизировать процессы самолётовождения, поиска и сопровождения цели, расшифровки неопоз-нанного объекта, наведения ракет и бомбометания. Одновременно снижаются психофи-зиологические нагрузки на экипаж. При осуществлении этой, по сути революционной идеи, в дальнейшем были разработаны с учётом требований инженерной психологии и эргономики новые, более эффективные методы взаимодействия экипажа с аппаратурой, например, с системами обзора.
Большую роль в поддержке и развитии этого направления сыграла историческая научная конференция в Монинской Военно-воздушной Академии, состоявшаяся весной 1955г., на которой присутствовали командование ВВС, руководящие работники различных министерств, главные конструктора самолётных и приборостроительных ОКБ, представители научных институтов и военных академий. На этой конференции автору (М. З. Львовскому) была предоставлена честь выступить с программным докладом на эту тему. Здесь впервые я встретился и познакомился с Леонидом Львовичем Кербером, Заместителем А. Н. Туполева, и Евгением Петровичем Новодворским, Начальником Отдела ЛИИ МАП, с которыми в дальнейшем сотрудничал в течение десятилетий. Более того, считал и считаю их своими учителями, общение с которыми дало мне многое в жизни, работе и творческой деятельности. Они оба поддерживали мои начинания, а это имело решающее значение для их осуществления. Я преклоняюсь перед их памятью. Немалую роль в поддержке новой концепции сыграли начальник штурманского факультета Монинской академии генерал-лейтенант Алек-сандр Васильевич Беляков (соратник В. П. Чкалова) и начальник кафедры генерал-майор Георгий Федосеевич Молоканов.
В соответствии с утверждённой на Конференции новой концепцией, начиная с 1954г., в ОКБ был создан ряд навигационно-вычислительных устройств возрастающей сложности, которые вошли в штатное оборудование реактивных самолётов стратеги-ческого назначения конструкции А. Н. Туполева и В. М. Мясищева. В недалёком будущем новая концепция построения авиационного оборудования, основанная на идее комплексирования, помимо самолётов стратегической авиации будет распространена на все виды и типы самолётов истребительной, вертолётной и гражданской авиации. Всесторонние испытания подтвердили исключительную эффективность нового направ-ления. Были получены самые высокие оценки лётных экипажей строевых частей и Командования Военно-воздушных сил.
Навигационно–бомбардировочный автомат НБА
Навигационно-бомбардировочный автомат НБА, разработка которого была начата в 1954г., является первым отечественным и одним из первых в мире навигационно-вычислительным устройством. Он предназначался для установки на самолётах ТУ-16 и ТУ-22. Спустя несколько лет, в период разработки следующего более сложного вычислителя ЦНВУ, стало известно о создании в США аналогичного вычислителя для стратегического бомбардировщика Б-58. Все вычислители, разработанные в ОКБ в период с 1954 до второй половины 60-х годов относятся к классу вычислителей аналогового типа. В этот период у разработчиков не было другой альтернативы и их задача при проектировании вычислителя заключалась в поиске более рациональных, отличных от традиционных технических решений. НБА обеспечивает решение следующих задач:
Вычисление текущих координат, характеризующих местонахождение самолёта в главной ортодромической системе координат (Ортодромия – дуга большого круга, про-ходящая через две заданные точки на поверхности Земли);
Вычисление угла доворота на заданный промежуточный пункт маршрута ППМ, ортодромические координаты которого вводятся в вычислитель, и выдача сигнала доворота в автопилот в режиме автоматического самолётовождения.
Коррекция вычисленных координат местонахождения самолёта путём исполь-зования измеренных радиолокационной станцией наклонной дальности и пеленга опознанного радиолокационного ориентира, ортодромические координаты которого известны и введены в вычислитель.
Расшифровка – вычисление ортодромических координат неизвестного объекта, видимого на экране индикатора РЛС, измеренные координаты которого – наклонная дальность и пеленг вводятся в вычислитель.
В соответствии с приказом Главного Конструктора ОКБ-470 (1954г.) функции ведущего инженера и ведущего конструктора по разработке навигационно-бомбар-дировочного автомата были возложены на М. З. Львовского и В. А. Иванова соответственно. Для решения перечисленных выше задач был изобретён векторный построитель, не имевший в то время аналогов (Авторы: М. З. Львовский, В. В. Гнюбкин, В. Д. Шейнберг) и ставший основным вычислительно-преобразующим элементом НБА. Последний преобразует полярные координаты (дальность и пеленг) в прямоугольные координаты и наоборот. Спроектированный векторный построитель отличался малыми габаритами, экономичностью и высокой точнотью. В дальнейшем различные его модификации были использованы при создании вычислительных устройств этого же поколения: НВ-П, НВУ.
Навигационно-бомбардировочный автомат – НБА
Леонид Львович Кербер
Ефим Соломонович Липин
Для проверки и настройки НБА в заводских условиях и в строевых частях при проведении ремонта и регламентных работ была разработана специальная контрольно-проверочная аппаратура КПА-НБА. КПА содержит пульт с набором имитаторов взаимодействующих с НБА систем, коммутирующих и сигнальных элементов, а также набор соединительных кабелей. НБА прошёл успешно все испытания и был включён в штатное оборудование бомбардировщиков-носителей ТУ-16, ТУ-22, М-4 и 3М. Соответственно, на основе базовой конструкции, были созданы ряд модификаций НБА: НБА-РС, НБА-«Ветер», НБА-«Голубь». Серийный выпуск НБА и КПА-НБА, продолжавшийся более 10 лет, осуществлял ленинградский завод «Пирометр» в кооперации с заводом «ТЭМП». В процессе серийного выпуска НБА заводы-изготовители совместно с разработчиком постоянно проводили работы по улучшению его тактических и эксплуатационных характеристик и показателей надёжности. Самолёт ТУ-16 с НБА длительное время выпускался в Китайской Народной Республике.
Создание НБА, первого в стране бортового многофункционального навигационного вычислителя, объединившего самолётные системы в единый комплекс, имело фундаментальное значение. Разработка в дальнейшем усовершенствованных навига-ционно-прицельных комплексов невиданно расширило стратегические и тактические возможности самолётов и вооружения. Существенно улучшились условия деятельности экипажа при одновременном его сокращении. Здесь следует отметить особенно большие заслуги Ефима Соломоновича Липина и Гарри Исааковича Пиля в исключительно успешном проведении лётных и стендовых Государственных испытаний НБА. Мне же в этот период было поручено приступить к разработке нового бортового вычислителя следующего поколения. Заслуги Е. С. Липина столь велики, вряд ли какие-либо дополнительные сведения о его многолетней деятельности смогут что-нибудь добавить. Тем не менее освещение его личного участия в ответственных испытаниях и внедрении НБА в эксплуатацию будет уместным. Вполне возможно, что именно этот период деятельности является той отправной точкой, с которой началась блестящая карьера Главного конструктора авиационной техники Е. С. Липина. Личная трагедия, связанная с преждевременной смертью жены, Н. Г. Липиной (31 г.), заставила Е. С. Липина изменить обстановку и он с согласия П. А. Ефимова, перенесшего несколько позже такую же трагедию, уехал в ГК НИИ ВВС (г. Ахтуба), где в течение длительного времени возглавлял группу сотрудников ОКБ по обеспечению проводившихся Государственных стендовых и лётных испытаний НБА. Вряд ли стоит подробно остана-вливаться на вопросе, насколько ответственны эти испытания: возврат изделия с Государственных испытаний – это несмываемое пятно на репутации разработчика аппа-ратуры. Полностью посвятив себя работе, Е. С. Липин прежде всего занялся организацией труда своих подчинённых и постоянно действующего моста между ОКБ и институтом. Благодаря этому, был создан необходимый запас блоков, узлов, разных компонентов: радио-элементов и т. д. Это позволяло оперативно осуществлять замену или ремонт любого блока или узла. Жёсткая дисциплина, правильная расстановка исполнителей позволяли без промедления реализовывать необходимые меры по обеспечению непрерывности испытаний. Поэтому, не было случая остановки стендовых испытаний или срыва лётных испытаний по вине НБА. Однако, это лишь одна сторона его деятельности. Не менее важной её стороной стало умение найти компромиссное решение при возникновении конфликтной ситуации. Защищая интересы ОКБ, он никогда не переходил ту грань, которая задевала бы убеждённость и достоинство военных сотрудников ГК НИИ ВВС, ответственных за испытания НБА. Совместный анализ причины отказов, немедленное принятие мер по их устранению с одновременным внесением изменений в конструкторскую документацию служили убедительными аргументами для продолжения испытаний. В этот же период Е. С. Липин выработал стиль составления документов: форму и их содержание, которые стали, в известной степени, типовыми в ОКБ и, в дальнейшем, в Объединении. Благодаря усилиям Е. С. Липина и возглавляемой им бригады сотрудников ОКБ НБА успешно прошёл Государственные стендовые и лётные испытания с минимальным числом замечаний и был рекомендован для принятия на вооружение. Таким образом, этот, возможно забытый эпизод, на самом деле, сыграл большую роль в выдающейся деятельности Е. С. Липина и способствовал преумножению авторитета ОКБ. В дальнейшем Ефим Соломонович Липин (1922–1995) стал Главным конструктором авиационной техники. Он возглавил в ЛНПО «Электроавтоматика» главное тематическое направление деятельности Объединения: разработку компьютеризиро-ванных комплексных систем для различных типов самолётов, но в первую очередь стратегического назначения. За успешную разработку и освоение новых образцов техники Е. С. Липину было присвоено звание Лауреата Ленинской и двух Государственных премий. Он также был награждён орденами и медалями. Высокую ответственность, блестящие знания и профессионализм проявил Г. И. Пиль при проведении стендовых и лётных государственных испытаний НБА. В самых экстремальных ситуациях он совместно Е. С. Липиным находили единственно правиль-ные решения, которые позволяли продолжать испытания, завершившиеся успешно, практически без замечаний.
В заключениe, необходимо отметить следующее: вследствие систематического ухода гирополукомпаса, единственного измерителя курса на борту самолёта, а также инструментальных ошибок вычислителя, в процессе полёта накапливались ошибки в определении текущих координат местонахождения самолёта. В то время отсутствовали инерциальные системы. Также отсутствовали пригодные для установки на борту самолётов астрономические и радиотехнические средства дальней навигации, с помощью которых было бы возможно осуществлять периодическую коррекцию курса и вычисленных координат самолёта. Поэтому, использование радиолокационной корре-кции вычисленных координат являлось в середине 50-х годов единственной альтернативой. Предварительно проработанный маршрут и выявление радиоло-кационно опознаваемых ориентиров для корректировки позволяло обеспечить выход в заданный район с требуемой точностью. Судя по отчётам, экипажи самолётов успешно освоили методы радиолокационной корректировки. Этому способствовали хорошие характеристики по дальности и разрешающей способности бортовой радиолокационной станции «Рубин», разработанной под руководством Вениамина Ивановича Смирнова, выдающегося руководителя и учёного.
Разработка НБА изобилует многими интересными историческими эпизодами, некоторые из которых заслуживают, чтобы о них вспомнить. Согласно принятой первоначальной структуры, НБА был включён в состав малого комплекса, в котором помимо НБА, входили радиолокационная станция «Рубин» и оптический прицел ОПБ-15. В дальнейшем, НБА входил в штатное оборудование самолётов как самостоятельное изделие и серийные образцы поставлялись непосредственно самолётостроительным заводам. Для отработки взаимодействия указанного комплекса разработчик РЛС «Рубин» ОКБ-278 (Главный конструктор В. И. Смирнов) должен был располагать и НБА и ОПБ-15. К середине 1956г. стало очевидным, что изготовление первых опытных образцов НБА, ОПБ-15, РЛС «Рубин» заметно отстаёт от установленных сроков. Особенно неблагополучно обстояло со станций «Рубин», где разработчики столкнулись с рядом серьёзных проблем, требующих много времени для их решения. Однако этим временем ОКБ уже не располагало. Учитывая сильное давление Командования ВВС, требовавшего строгого соблюдения Правительственных сроков принятия на вооружение самолёта ТУ-22 с комплексом «Рубин». Разработчик последнего прибег к некорректному тактическому приёму. Он направил письмо Министру авиационной промышленности П. В. Дементьеву, в котором ОКБ-470 обвинялось в срыве работ по отладке РЛС «Рубин» в связи с отсутствием НБА. Следует заметить, что ОКБ-278 как и все предприятия радиотехнической и электронной промышленности промышленности в то время входили в состав Министерства авиационной промышленности. Реакция Министра была быстрой и решительной. В адрес П. А. Ефимова поступила телеграмма за подписью Министра, примерно, следующего содержания:
Телеграмма была получена 5-го октября 1956г. т. е. НБА должен быть поставлен не позднее 15 октября. После получения телеграммы П. А. Ефимов пригласил к себе руководителей подразделений и ведущих разработчиков и задал всем один вопрос: «Что необходимо сделать, чтобы безоговорочно выполнить указание Министра?» Он понимал, что в данной, почти безнадёжной ситуации, как никогда необходимы были спокойствие и хладнокровие. В ответ на его вопрос, ему был представлен план действий, который он утвердил. План предусматривал круглосуточную работу производственных цехов для завершения сборки блоков и выделение 3-х суток (?) на отладку первого образца НБА и сдачу его Заказчику. Контроль за выполнением принятого плана был возложен на А. Л. Этингофа и Е. С. Липина. Пока производилась сборка блоков, в НИЛ-2 за короткий срок был создан стенд для настройки НБА, а также изготовлены соединительные кабели и задатчики входных параметров. Необходимость изготовления стенда была обусловлена тем, что контрольно-проверочная аппаратура-КПА-НБА также находилась в производстве. В первой половине дня 12 октября все блоки НБА поступили в НИЛ-2 и бригада в составе ведущего разработчика НБА М. З. Львовского, инженеров В. В. Гнюбкина и В. Д. Шейнберга приступила к непрерывной 72 часовой работе без сна и отдыха. НБА представлял собой весьма сложный прибор с большим числом следящих систем, векторных построителей, электроприводов, реле, усилителей и т. д. В то же время не было никакого опыта настройки НБА. В этом была главная сложность. Она усугублялась дефицитом времени. Для обеспечения наладки и немедленного устранения дефектов в монтаже и механизмах в НИЛ-2 круглосуточно присутствовали (сменяя друг друга) конструкторы, механики, радиомонтажники. С 8-ми утра до 12-ти ночи в НИЛ-2 находился А. Л. Этингоф. Никто не имел право приближаться к стенду без надобности. Даже П. А. Ефимов, входя в помещение, не нарушал это правило. На проверку электрических соединений и устранения всех выявленных дефектов ушли первые сутки. В течение вторых суток были задействована примерно половина следящих систем и приводов и обеспечено их нормальное функционирование. В конце вторых суток непрерывной работы, вследствие физического и психологического истощения, вынужден был прекратить работу В. Д. Шейнберг. В конце третьих суток, когда практически была завершена наладка НБА, полностью истощились силы В. В. Гнюбкина. 15 октября, в первой половине дня, единственный оставшийся в строю М. З. Львовский, предъявил НБА представителю Военной приёмки (ВП) капитану инженерно-авиационной службы Г. С. Егорову. Он был свидетелем описанной эпопеи и отнёсся с пониманием к создавшейся ситуации. Проверив функционирование прибора и убедившись в его работоспособности, он подписал сопроводительные документы, их заверил и разрешил приступить к упаковке НБА. 15 октября, во второй половине дня в запломбированных ВП ящиках первый образец НБА был доставлен в ОКБ-278, где пролежал на складе более 6 месяцев невостребованным. За это время в ОКБ-470 было изготовлено несколько опытных образцов, прошедших полные испытания на соответствие ТЗ и ТУ. Когда действительно возникла необходимость, один из этих образцов был немедленно доставлен в ОКБ-278. Первый же образец НБА был возвращён в ОКБ-470 в невскрытых ящиках с пломбами Военной приёмки ОКБ-470. Этическая сторона описанного эпизода в те времена никого не заботила: цель оправдывала сред-ства. В последующие годы подобные подвиги в ОКБ и Объединении не совершались.
Здесь уместно вспомнить один важный эпизод, произошедший в конце пятидесятых годов. Тогда в ГК НИИ ВВС происходило знаменательное событие: официальное принятие на вооружение самолёта ТУ-22, прошедшего успешно Государственные лётные испытания, подтвердившие высокие тактические возможности. В институт прибыли члены Государственной Комиссии, в том числе заместители Председателя Совета Министров, министры, заместители министров, Генеральные и Главные конструктора и др. П. А. Ефимова поручил мне представлять ОКБ-470, как главного разработчика НБА, вошедшего в штатное оборудование самолёта. На место все участники этого мероприятия были доставлены тремя самолётами ТУ-104, вылете-вшими из Чкаловска. Благоустройством прибывших заместителей главных конструкторов занимался Л. Л. Кербер, который, увидев меня среди прибывших, жестом пригласил к столу регистрации и представил меня заместителем главного конструктора, что предусматривало более комфортное размещение. Перед тем, как покинуть это место и направиться в коттедж, Леонид Львович шепнул на ухо, что он меня ждёт около восьми вечера и назвал номер его коттеджа. В строго назначенное время я пришёл в коттедж, состоящий из гостиной и трёх спален, оборудованных дорогой мебелью и посудой. В коттедже помимо Леонида Львовича находился Дмитрий Сергеевич Марков, Первый заместитель А. Н. Туполева и Главный конструктор самолёта ТУ-22, милейший и общительный человек. После непродолжительной беседы Леонид Львович пригласил меня в свою комнату и, открыв дипломат, предложил ознакомиться с его содержанием. В нём лежало несколько американских авиационных журналов, по-видимому, самых свежих. Я стал внимательно рассматривать многочисленные фотографии исклю-чительно высокого качества. На фотографиях были изображены в разных масштабах строй самолётов ТУ-95 и ТУ-16: были видны бортовые номера, а также подробное изображение лиц членов экипажей бомбардировщиков. На первых снимках были видны недоумённые или смущённые их выражения, а на более поздних скорее добродушные и даже весёлые. После возвращения в комнату Леонид Львович задал мне вопрос: «Просмотрели ли вы все журналы?» Ответил утвердительно. Далее, он пригласил меня в гостиную, где Дмитрий Сергеевич и Леонид Львович подробно рассказали мне о том, почему появились эти фотографии. Известно, что Н. С. Хрущёв был ярым защитником баллистических ракет, считая их универсальным оружием. В то же время, он приуменьшал значение стратегической авиации, а также подводных лодок вооружённых крылатыми ракетами, обладающими незначительным тогда радиусом действия. Все попытки продолжить и по возможности расширить финансирование работ, связанных с развитием авиации, успеха не имели. Известные факты, свидетельствующие о расши-рении в США работ по созданию супербомбардировщиков-носителей, игнорировались.
Тогда Главнокомандующий ВВС, главный маршал авиации К. А. Вершинин, совместно Министром авиационной промышленности П. В. Дементьевым, поддер-жанные сторонниками развития авиации в Правительстве и Военно-промышленной комиссии (ВПК), решили провести операцию по обнаружению и условному уничто-жению в Тихом океане движущуюся большую авианосную группу, представляющую собой стратегическую опасность. Возможность уничтожить её с помощью баллисти-ческой ракеты была крайне сомнительна, учитывая время полёта ракеты и скорость перемещения авианосной эскадры. В то же время, по их мнению, шансы перехвата авианосной группы и её уничтожения авиацией были более высокие. И это должно было стать убедительным доказательством необходимости продолжения и расширения работ по развитию военной авиации и соответствующего финансирования. Подобный проект, подготовленный в правительстве сторонниками развития авиации, ждал подписи. В один прекрасный день эскадрильи дальних бомбардировщиков ТУ-16 и ТУ-95 направились в заданный район, где дрейфовала авианосная группа. Что же произошло дальше? Как только самолёты вошли в зону действия мощных судовых радиолокаторов, а это более 400км, с борта авианосца взлетела группа истребителей F-8 Crusader и направились в сторону бомбардировщиков, заняв более высокий эшелон. В какой-то момент, истребители снизились и внезапно вписались в их строй, что стало неожи-данностью для советских экипажей. Вскоре по каким-то признакам американцы поняли, что им ничего не угрожает, и поэтому позволили советской эскадре пролететь над авианосной группой.
Советская воздушная эскадра произвела прицельное фотобомбометание и «без потерь» вернулась на базы. Соответствующие фотографии, сделанные с бортов бомбардировщиков, с пояснительной запиской были приложены к проекту. В тот момент, когда происходила беседа, проект ещё не был подписан. Мои старшие товарищи не скрывали своего беспокойства и опасались последствий в случае, если бы стало известно об описанном выше казусе. Однако, в тот ответственный момент, когда решалось будущее советской военной авиации, доносчиков среди тех, кто знал о предстоящей демонстрации и чем она завершилась, не оказалось. Вскоре проект был подписан, и началась новая эра развития советской авиации. Компенсировать же многолетнюю потерю времени в дальнейшем не удалось. Перед уходом Леонид Львович попросил оставить нашу встречу в тайне. Минуло с тех пор почти 55 лет. Ушло из жизни большинство участников и свидетелей этой драматической истории. Сегодня уже можно писать об этих далёких событиях, и будет справедливым отдать должное тем, кто сделал всё, чтобы вернуть авиации её значение в современном, меняющемся и беспокойном мире.
Навигационный автомат НА-1
В конце 1956г. была начата разработка навигационно-вычислительного устройства – навигационного автомата НА-1 для комплексной навигационно-прицельной системы нового перспективного сверхзвукового дальнего бомбардировщика – носителя М-50, конструкции Владимира Михайловича Мясищева, одного из самых выдающихся авиаконструкторов СССР. По своей конструкции, расположению двигателей, скорости и высоте, грузоподъёмности и вооружению самолёт М-50 не имел тогда аналогов в мире. Самолёт М-50, находящийся в настоящее время в экспозиции музея Монинской Военно-воздушной Академии, до сих пор справедливо вызывает восхищение специалистов оригинальной и стремительной аэродинамической формой, смелыми техническими и технологическими решениями. Поэтому, своё участие в создании аппаратуры для этого самолёта ОКБ считало для себя большой привилегией. Разработка НА-1, проводилась в соответствии с Техническим заданием Генерального разработчика самолёта М-50 (ОКБ-23) и ВВС. При проектировании НА-1 был учтён опыт разработки НБА, а ряд схемных и технических решений был заимствован из НБА. Учитывая некоторый прогресс в развитии элементной базы, в НА-1 были использованы более совершенные базовые эле-менты, на основе которых проектировались вычислители и преобразователи координат.
Разработка самолёта М-50 и его оборудования ограничилась изготовлением опытных образцов и дальнейшего своего развития не получила. Тем не менее само создание НА-1 имело исключительно важное значение. Дело в том, что НА-1 совместно с комплексом самолёта М-50 стал полигоном, на котором были проверены и осуществлены ряд научных и технических идей, разработанных, в том числе, в ОКБ. Вернёмся к вопросу взаимодействия в составе навигационно-бомбардировочного комплекса навигационного вычислителя НА-1 с радиолокационной станцией (РЛС). Очевидно, что точность решения навигационных и других задач находится в прямой зависимости от точности определения координат ориентиров с помощью РЛС. Напомним, что в современных РЛС координаты ориентиров определяются посредством двух электронных меток, формируемых на экране индикатора РЛС на фоне изображения местности: метки дальности и метки бортового пеленга (сокращённо пеленга). По аналогии с НБА, в НА-1 эти данные используются для коррекции счисленных координат местонахождения cамолёта и расшифровки радиолокационного объекта. Важным фактором при управлении электронными метками является наличие автоматической синхронизации точки пересечения меток, то есть учёт скорости движения самолёта. Именно этот фактор отсутствовал при взаимодействии НБА и РЛС "Рубин" в процессе решения указанных выше задач.
Отсутствие синхронизации при больших скоростях полёта и особенно при работе станции в режиме МПМ (микро план местности) создаёт большие трудности оператору в процессе наложения меток на ориентир. Эти трудности обусловлены тем, что оператор в этом случае вынужден осуществлять синхронизацию вручную путём подбора скорости вращения ручек, с помощью которых управляются радиолокационные метки. Поэтому, возникла необходимость поиска теоретических и технических решений, обеспечивающих автоматическую синхронизацию при управлении радиолокационными метками. Теоретические исследования, выполненные aвтором и опубликованные в сборниках научных докладов ЛИИ МАП и Монинской Военно-воздушной академии, позволили найти решение этой проблемы. Впервые оно было технически реализовано в НА-1. Не приводя матeматического описания результатов теоретических исследований, рассмотрим исходные логические положения, которые послужили основой для решения рассматриваемой задачи. Из описания режимов коррекции счисленных координат местонахождения самолёта и расшифровки радиолокационного объекта следует, что для осуществления этих режимов, измеренные значения наклонной дальности и пеленга вводятся в навигационный вычислитель, где производится вычисление поправок счисленных координат местонахождения самолёта и координат радиолокационного объекта. При этом в вычислителе при выполнении этих режимов не прерывается счисление координат местонахождения самолёта, то есть в процессе управления метками учитывается его движение и тем самым обеспечивается автоматическая синхронизация. Далее остановимся на другом важном аспекте проблемы. Для того, чтобы осуществить управление перекрестием в неподвижной, ортодромической системе координат, необходимо на экране индикатора РЛС иметь условное изображение ортодромических осей. Только при их наличии может быть достигнута однозначность действия органов управления перекрестием. Это требование может быть реализовано путём поворота изображения на экране индикатора соответственно на ортодромический курс в режиме обзора ПМ (круговой или секторный) и на ортодромический пеленг в режиме обзора МПМ (микро план местности). Действительно, в этом случае оси координат индикатора и органов управления совпадают и дейcтвия последних детерминированы, поскольку отклонение органов управления от нулевого положения относительно вертикальной и горизонтальной осей вызывает движение перекрестия на экране индикатора в тех же направлениях. В радиолокационной станции, разработанной для комплексной системы М-50, поворот изображения на экране индикатора на указанные выше углы осуществлялся за счёт разворота отклоняющей системы электронно-лучевой трубки индикатора РЛС. При стендовой проверке совместной работы НА-1 и РЛС были получены подтверждения об относительно быстром освоении операторами описанного способа управления и привыканию к нему. Но это оказалось справедливым, когда оператор использовал круговую или секторную развёртки. При использовании крупномасштабной развёртки, то есть микро плана местности, возникали некоторые трудности при управлении перекрестием из-за нелинейных искажений присущих этому типу развёртки, увеличивающихся с уменьшением дальности. Поэтому, после завершения работ по НА-1 aвтором были продолжены теоретические исследования, связанные с поиском оптимальных способов управления электронными метками РЛС. Результаты этих исследований были использованы при создании следующего вычислителя-Центрального навигационного вычислительного устройства ЦНВУ, а также комплексных систем на основе ЦВМ. Приказом Главного конструктора ОКБ П. А. Ефимова на aвтора была возложена функция ведущего разработчика ЦНВУ, ведущим конструктором был назначен Виктор Александрович Иванов.
Центральное навигационное вычислительное устройство ЦНВУ
Центральное навигационно-вычислительное устройство, получившее шифр ЦНВУ, разра-батывалось в соответствии с Техническим заданием ММЗ им. Туполева, согласованным с ВВС, ЛИИ МАП, а также с разработчиками радиолокационных станций «ПН» и «Инициатива-2», входящих в Навигационно-прицельные комплексы (НПК) самолётов ТУ-22К и ТУ-95РЦ. Навигационно-прицельный комплекс и радиолокационная станция «ПН» для самолёта ТУ-22К, включая вооружение, разрабатывались в КБ-1 под руководством Шабанова Виталия Михайловича, ставшего впоследствии маршалом, заместителем министра обороны. Мне представилась счаст-ливая возможность в течение длительного времени общаться и работать с этим замечательным человеком, блестящим специалистом и руководителем. Этот период времени был одним из лучших в моей профессиональной деятельности. Он ценил и поддерживал инновационные предложения и способствовал их успешной реализации. Такую же роль в реализации новых идей сыграл Леонид Львович Кербер, который особенно чутко следил за ходом разработки ЦНВУ.
Согласно ТЗ, ЦНВУ, являющийся связующим компонентом комплексной системы самолёта, должен был обеспечить решение следующих задач:
Вычисление и индикация текущих координат местонахождения самолёта в ортодромической системе координат;
Формирование угла доворота на заданный промежуточный пункт маршрута;
Радиолокационная коррекция вычисленных координат по радиолокационному ориентиру;
Расшифровка объекта, видимого на экране индикатора, т. е. вычисление и индикация его ортодромических координат.
Помимо решения перечисленных задач, Техническим заданием предусматривалось выполнение следующих новых требований, связанных с реализацией:
Раздельного управления радиолокационными метками с обеспечением синхронизации;
Совмещённой коррекции курса и счисленных координат местонахождения самолёта.
Ранее отмечалось, что после завершения работ по НА-1, в котором впервые была решена задача управления электронными метками РЛС посредством навигационного вычислительного устройства, работающего в неподвижной, системе координат, привязанной к Земле, теоретические исследования, связанные с поиском способа оптимального управления метками, продолжались. Необходимость их проведения было обусловлена тем, что, как указывалось ранее, предложенный и реализованный в НА-1 способ управления метками, хотя и соблюдал главное условие – обеспечение синхро-низации в процессе управления метками, но не отвечал требованиям оптимального, естественного управления. Метки дальности и пеленга должны управляться раздельно в полярной системе координат. В результате проведённых глубоких теоретических исследований было найдено решение и разработано математическое описание процесса управления радиолокационными метками, удовлетворяющее указанным выше требованиям. Материалы указанной теоретической работы «Методы управления электронными метками на экране индикатора бортовых радиолокационных станций» (Автор: М. З Львовский) были опубликованы в сборниках научных трудов Монинской Военно-воздушной Академии и ЛИИ МАП, а технические решения защищены авторскими свидетельствами на изобретения. Другие научные работы aвтора, посвящённые вопросам комплексирования, также были опуликованы в трудах этих институтов. Результаты научной работы послужили основанием для включения в Техническое Задание на разработку ЦНВУ требования о раздельном управлении радиолокационными метками с одновременным обеспечением их синхронизации. Реализованные в ЦНВУ полученные теорией конечные математические зависимости, обеспечили раздельное управление радиолокационными метками в полярной, естественной для РЛС системе координат при использовании любой развёртки: круговой, секторной, микро плана местности. Благодаря применению в ЦНВУ высоко-точных элементов и рациональных технических решений взаимное влияние при управлении метками было крайне незначительно и не сказывалось ни на качество управления, ни на точность наложения меток на изображение малоразмерных объектов, главным образом в режиме МПМ.
При разработке ЦНВУ рассматривались два варианта управления метками:
Позиционное–при этом способе управления отклонение органа управления меткой вызывает пропорциональное смещение метки от первоначального положения;
По скорости-при этом способе управления, в зависимости от величины отклонение органа управления от нулевого положения, меняется скорость перемещения метки.
На основании результатов проведённых исследований предпочтение было отдано второму варианту. Этот выбор был одобрен штурманским составом ВВС. При разработке устройств управления метками по скорости их удалось объединить в единое устройство с одной ручкой (Авторы: М. З. Львовский, Ф. Д. Жаржавский, В. А. Железнов). При этом, управление меткой дальности осуществляется отклонением ручки вверх и вниз, а меткой бортового пеленга–вправо и влево от нулевого (нейтрального) положения ручки, что полностью соответствовало эргономическим требованиям. В то же время, имея две степени свободы, ручка позволяла одновременно управлять обеими метками, что было расценено штурманским составом как серьёзное достоинство предложенного устройства управления метками. Благодаря этому появилась возмож-ность осуществить быстрый одновременный переброс меток в нужный участок экрана индикатора РЛС. Следует отметить, что при разработке новой сложной комплексной системы для самолёта стратегического назначения, содержащего в качестве вычислителя цифровую вычислительную машину (ЦВМ), Главный конструктор комп-лексной системы Е. С. Липин и ведущий разработчик Н. С. Пермиловский также реализовали в системе описанный способ независимого управления метками. Создание программы управления радиолокационными метками базировалось на разработанном aвтором математическом описании процесса управления, имеющего универсальный характер. Перейдём к совмещённой коррекции курса и вычисленных координат место-нахождения самолёта. Интегральные ошибки в вычислении текущих координат местонахождения самолёта возникают вследствие:
Инструментальной погрешности собственно вычислительного устройства и неточности измерений путевой скорости и угла сноса.
Ошибок измерения курса из-за ухода курсовой системы.
При уходе гирополукомпаса на один градус в час ошибка в определении местонахождения самолёта при полёте на расстоянии 1000км составляет более 15км и она соизмерима с инструментальной погрешностью. В период создания ЦНВУ единственным реальным способом позиционной коррекции вычисленных координат местонахождения самолёта являлось применение радиолокационной коррекции. В связи с этим были начаты исследования по поиску эффективного способа одновременной коррекции ошибок в определении координат местонахождения самолёта и курса с помощью радиолокационных коррекций.
Достигнутые результаты теоретических исследований, посвящённых этой проблеме, были изложены в научной работе автора «Совмещённая коррекция курса и координат местонахождения летательного аппарата (ЛА)» опубликованной в сборнике научных трудов Лётно-исследовательского института МАП. В этой теоретической работе показана возможность осуществления одновременной (совмещённой) коррекции счисленных координат местонахождения самолёта и курса путём выполнения последо-вательно двух радиолокационных коррекций. Рассмотрены условия взаимного расположения самолёта и двух радиолокационных ориентиров, при которых достигае-тся наилучший результат коррекции, а также выведены конечные формулы для вычисления составляющих поправок. В работе рассмотрены два варианта совмещённой коррекции:
Путём двух последовательных радиолокационных коррекций соответственно по двум ориентирам, выполняемых обычным способом c применением устройства управ-ления метками;
Путём радиолокационной коррекции по первому ориентиру обычным способом и радиолокационной коррекции по второму ориентиру с использованием курсозадатчика курсовой системы.
С завершением второй фазы коррекции в обоих вариантах вычисленные поправки вводятся в текущие показания курса и координат местонахождения самолёта. Следует отметить, что в качестве точечных ориентиров для коррекции могут быть использованы радиомаяки и соответственно бортовые радиотехнические средства навигации. Указанная теоретическая работа стала основой для реализации в ЦНВУ режима совмещённой коррекции курса и координат местонахождения самолёта, причём в качестве же способа его осуществления был выбран второй вариант. Как и в предыдущем случае, технические решения, связанные с осуществлением совмещённой коррекции, защищены авторскими свидетельствами на изобретения. Следует также отметить, что позже при создании нового компьютеризированного комплекса Е. С. Липин (Главный конструктор комплекса) и О. А. Артюховский применили подобный двухпозиционный метод коррекции для устранения ошибок инерциальных систем, используя для этой цели астрономическую систему навигации. Как и в предыдущих вычислителях НБА и НА-1 в ЦНВУ основной, решаемой вычислителем задачей является преобразование координат из полярной в прямоугольную систему координат и наоборот – из прямоугольной в полярную. Кроме того, в ЦНВУ осуществляются арифмети-ческие операции и операции масштабирования. Для преобразования координат в ЦНВУ использован векторный построитель, аналогичный используемому в НБА. В отличие от последнего в нём применены более точные синусно-косинусные трансформаторы, а в качестве потенциометров, включённых в их обмотки, использованы 20-ти оборотные реверсивные потенциометры, отличающиеся высокой точностью и разрешающей способностью. Этот потенциометр, изобретённый А. А. Прозоровым и В. А. Железновым, по своему замыслу и техническому воплощению не имел аналогов. Заметную роль во внедрении в производство этого потенциометра сыграл П. А. Гудков, механик-самоучка, создавший серию специальных станков, осуществляющих намотку тонкого высокоомного провода на проволочный каркас.
Здесь необходимо указать на важное достоинство ЦНВУ – наличие в его составе блока программирования координат радиолокационных ориентиров и промежуточных пунктов маршрута. Блок, представляющий набор 20-ти оборотных потенциометров, позволял непосредственно на борту самолёта перед вылетом запрограммировать координаты необходимого числа опознаваемых радиолокационных ориентиров и промежуточных пунктов
Центральное навигационное вычислительное устройство – ЦНВУ
маршрута, используя для установки значений координат собственные счётчики индикатора ЦНВУ. Это был первый случай применения устройства программирования в навигационно-вычислительных устройствах и было высоко оценено лётным составом ВВС.
Для проведения настройки и испытаний в заводских условиях и условиях эксплуа-тации была разработана специальная контрольно-проверочная аппаратура КПА-ЦНВУ. Как указывалось выше, ЦНВУ вошёл в штатное оборудование самолётов стратеги-ческого назначения: бомбардировщика-ракетоносителя ТУ-22К и дальнего разведчика-целеуказателя ТУ-95РЦ. Серийное производство ЦНВУ и КПА-ЦНВУ осуществлял приборостроительный завод «ТЭМП». Продолжительность серийного выпуска более 10 лет. В течение этого времени ЦНВУ подвергался многократной модернизации, связанной с улучшением его эксплуатационных и тактических и эргономических характеристик. По показателям надёжности ЦНВУ относился к числу наиболее надёжных изделий среди бортовых устройств аналогичной сложности.
В период разработки и изготовления опытных образцов ЦНВУ имело место много интересных событий, об одном их которых следует рассказать. Достопримечате-льностью большого кабинета Л. Л. Кербера с полукруглым окном была географическая карта мира почти на всю стену, подаренная ему командованием ВВС. Она дейст-вительно украшала кабинет. По всему периметру карты были широкие белые полосы. Однажды я случайно обратил внимание на большое количество каких-то надписей на карте, обрамлённых кружками различного цвета. Однако, не стал выяснять у хозяина кабинета, что значат эти надписи. После окончания очередного совещания Леонид Львович обратился ко мне с вопросом: «Когда ваше ОКБ поставит нам очередной опытный образец ЦНВУ?» Я назвал дату, которая совпадала с директивной. «Пожалуйста, Матвей Зельманович, вот вам ручка и напишите на краю карты эту дату и аккуратно распишитесь.» Теперь я понял, что означают эти надписи на карте. С его разрешения, углубился в чтение и увидел подписи многих весьма заслуженных и уважаемых людей, в том числе известных главных констструкторов. После этого, я спросил Леонида Львовича, а что значит цвет кружка, обрамляющего надписи. Он ответил: «Kрасным-взятое обязательство выполнено, не выполнено синим». «А какое наказание последует, если не выполнено?» – Он ответил: «Штраф – бутылка марочного коньяка». «А если выполнено?» «Коньяк с меня. Для этого, в моём сейфе всегда находится дежурная бутылка коньяка.» Прошло некоторое время и при очередной встрече в Москве Леонид Львович задал мне вопрос относительно поставки образца ЦНВУ, добавив, что ему кажется, что установленный срок истёк. Я ответил, что образец отправлен досрочно и находится на его складе. Позвонил в Ленинград и узнал номер накладной. Ему подтвердили, что образец находится на месте больше двух недель Он был крайне изумлён и одновременно обрадован; подошёл к карте и обвёл мою подпись красным. Затем открыл свой сейф и вручил мне бутылку коньяка. Она хранилась у меня дома до самого отъезда в Соединённые штаты Америки.
Следует заметить, что ОКБ-470 славилось в министерстве своей пунктуальностью. Возвращаясь к Леониду Львовичу, надо сказать, что помимо того, он был блестящим руководителем и специалистом, а также был замечательным психологом и тонким дипломатом. Предлагая разработчику самому определить срок поставки, он тем самым давал ему шанс не усугублять свою вину перед ОКБ А. Н. Туполева, ибо это сказывалось на сроки передачи самолётов заказчику для испытаний. Перспектива быть обведённым синим на видном месте и окончательно прослыть человеком, не выполняющим взятое личное обязательство, оказывало психологическое воздействие и в ряде случаях давало результат. Поэтому, я был далеко не единственным, чья подпись была обведена красным. Я преклонялся перед умом и мудростью Леонида Львовича, аристократом в полном смысле этого слова. Он был человеком, ищущим компромиссы, никого не обижал и категорически не подставлял под удар начальства.
В заключение этой Главы, необходимо отметить следующее:
1. ОКБ-470 являлось пионером в СССР по разработке многофункциональных аналоговых вычислителей и включения их в штатный состав военных и гражданских самолётов, с помощью которых осуществляется комплексирование бортового оборудования. Оно позволило автоматизировать процесс навигации, освободить экипаж от ручных вычислений, а также снизить физическую и психологическую нагрузку, сократить экипаж, расширить тактические возможности, повысить точность навигации и решение тактических задач. Все вычислители благодаря высоким эксплуатационным характеристикам, в том числе по надёжности, получили высокие оценки экипажей военных и гражданских самолётов. Вычислители были освоены серийно и выпускались для разных модификаций самолётов более 10 лет.
2. Достигнутый научный и практический опыт и прогресс в вычислительной технике, позволивший осуществить переход в последующем с аналоговых вычисли-телей на цифровые дали возможность существенно расширить функции бортовых комплексных систем. Это инициировало в дальнейшем проведение большого объёма научных исследований, направленных на поиск оптимальных решений, обеспечи-вающих самое эффективное использование комплексов при решении большого круга тактических задач.
3. Проведённые автором теоретические исследования в области комплексирования в том числе, связанных с обеспечением синхронизации прицельных меток и опуб-ликованных в научных трудах научно-исследовательских институтов МАП и военно-воздушных академий, привлекли внимание в соответствующих научных кругах. Они стали основой написания многочисленных научных работ, нескольких докторских диссертаций и ещё большего числа кандидатских, отличающихся незначительными, второстепенными нюансами.
В 1963г. произошло знаменательное событие: в результате присоединения к ОКБ ряда других аналогичных организаций, в частности серийных заводов, оно было преобразовано в Ленинградское Научно-Производственное Объединение «Электро-автоматика», которое возглавил П. А. Ефимов – Генеральный директор, Главный Конструктор.
Участники создания вычислителей для комплексных систем самолётов
Гарри Исаакович Пиль
Виктор Александрович Иванов
Белла Романовна Станиславская
Поделиться книгой: