|
Ю.М. Златкин, С.С. Корума
«За точность стрельбы отвечает Сергеев»
 |
|
ЗЛАТКИН Юрий Михайлович родился в 1938 году.
В 1961 году окончил Харьковский авиационный институт и был направлен в ОКБ-692. Высшая должность – начальник отделения 3 КБЭ, заместитель Главного конструктора НПО «Электроприбор».
В настоящее время – Генеральный конструктор НПП «Хартрон-Аркос», Генеральный конструктор систем управления ракетно-космической техники Украины.
Награжден орденами «За заслуги» I, II, III степени, «Знак Почета». Заслуженный работник промышленности Украины, лауреат Государственной премии Украины и Государственной премии Российской Федерации, Почетный гражданин г. Харькова. Кандидат технических наук. |
| |
|
|
 |
|
КОРУМА Сергей Степанович родился в 1934 году.
В 1958 году окончил Харьковский авиационный институт. С 1959 года работает в ОКБ-692.
С 1974 года – начальник отдела отделения 3 КБЭ.
В настоящее время – начальник отдела НПП «Хартрон-Аркос».
Награды: орден Ленина, лауреат Государственной премии УССР, заслуженный работник промышленности Украины. Кандидат технических наук. |
| |
|
|
Украина по праву считается ракетно-космическим государством. Зарождение у нас этой техники приходится на середину прошлого столетия. Многие выдающиеся руководители принимали в этом участие. В их числе был и Владимир Григорьевич Сергеев.
По инициативе М.К. Янгеля в г. Харькове решением правительства было создано Опытно-конструкторское бюро (ОКБ-692) с целью разработки систем управления межконтинентальных баллистических ракет (МБР). После известных трагических событий 24 октября 1960 года, когда погибли многие разработчики МБР Р-16 (8К64), начальником и Главным конструктором нашего предприятия был назначен Владимир Григорьевич Сергеев.
Как известно, В.Г. Сергеев обладал самобытным талантом организатора. Благодаря его самоотверженному труду ОКБ-692 и опытный завод завоевали [190] прочный авторитет в этой отрасли и удерживали его долгие годы. В настоящее время он поддерживается ПАО «Хартрон», в том числе его ракетно-космической составляющей – НПП «Хартрон-Аркос» и заводом «ХартронПлант».
Через призму личного восприятия мы попытаемся рассказать, каким руководителем был В.Г. Сергеев.
В.Г. Сергеев руководил предприятием 26 лет. На первых порах было выделено два основных направления – создание инфраструктуры, включая производственные мощности и социальную сферу, и коллектива, способного решать сложные научно-технические задачи.
В.Г. Сергеев в совершенстве владел приемами партийно-хозяйственного управления и обладал талантом организатора, что позволило ему с блеском обеспечить выполнение задуманного. В короткие сроки ОКБ (так далее будем называть ОКБ-692, впоследствии получившее название КБЭ – Конструкторское бюро электроприборостроения), стало одним из ведущих предприятий по разработке систем управления (СУ) МБР.
| |
В.Г. Сергеев выступает перед
сотрудниками предприятия, апрель 1970 года |
|
Сначала в качестве нашего учителя выступал коллектив московского Научно-исследовательского института автоматики приборостроения (НИИ АП). Однако, очень скоро, ОКБ выросло из «коротких штанишек» и активно включилось в процесс совершенствования СУ путем внедрения автоматики в эксплуатационные режимы, затем дискретных приборов в управление полетом.
Ситуация кардинально изменилась с внедрением в состав СУ вычислительных машин. Появилась возможность проводить автоматизированные проверки приборов и агрегатов пусковой установки в процессе эксплуатации, а самое главное – решать задачи управления полетом сложных объектов ракетно-космической техники с обеспечением требуемых высоких точностей.
Владимир Григорьевич прекрасно понимал, что для решения задач по созданию СУ необходимо иметь мощную научно-производственную базу и профессиональный [191] коллектив. Приходится только удивляться глубине знаний Главного конструктора и широте его стратегических планов по расширению номенклатуры работ ОКБ. Были построены корпуса, созданы стенды для отработки аппаратных и алгоритмических решений, а также крупнейший в Украине вычислительный центр, укомплектованный современными вычислительными машинами. Внедрение БЦВМ привело к необходимости переоснащения вычислительной базы. Следует обратить внимание на то, что при разработках СУ везде применялись наши БЦВМ и бортовое программное обеспечение.
Огромные усилия были направлены на создание коллектива профессионалов. Здесь и сотрудничество с вузами г. Харькова (ХАИ, ХПИ, ХИРЭ, ХГУ) в части специализации обучения студентов, отбор выпускников по деловым качествам, техническая учеба на предприятии. Одним из главных факторов являлась хорошая подготовка в вузах, что позволяло молодым инженерам активно включаться в реальную разработку.
Благодаря усилиям, в первую очередь, руководителя предприятия в полной мере использовались возможности по развитию социальной сферы. У нас было все: специально построенный жилой поселок, детские сады, база отдыха, общежития, спорткомплекс, пионерский лагерь. Сотрудники имели реальные возможности оздоровиться и отдохнуть по путевкам, выделяемым профсоюзом. Ветераны, работавшие в то время на предприятии, и их дети связывают все эти блага с деятельностью Владимира Григорьевича, который решал в государственных органах вопросы получения необходимого обеспечения для производственной и социальной сфер. И представляется совершенно естественным, что сотрудники, уважая профессионализм и талант руководителя Владимира Григорьевича, за глаза называли его Дедом, имея в виду вовсе не возраст.
Если задуматься, хотя бы на минуту, над объемом работ, который выпал на долю нашего Главного конструктора, то это произведет ошеломляющее впечатление. Здесь были СУ: баллистических ракет (включая, супер МБР Р-36М2 (15А18М), ряда ракет-носителей (включая уникальную «Энергию»), космических объектов (включая многотонные блоки с автоматической стыковкой в космосе), крылатой ракеты «Метеорит», управляемых боевых блоков и т.д. Не все разработки были завершены (не по вине ОКБ), но все требовалось выполнять всерьез. В техническом плане завершением работ являются летные испытания, которые не всегда завершаются успешно.
Все инженеры, которые вложили в разработку свои знания и часть души, знают, какое эмоциональное воздействие оказывает ожидание результатов испытательного пуска или (не дай Бог!) участие в работе аварийной комиссии. Владимиру Григорьевичу приходилось испытывать это многократно и за все ОКБ.
Имеет смысл подробнее остановиться на вопросе обеспечения заданной точности стрельбы межконтинентальными баллистическими ракетами, недостаточно освещенном в силу определенных особенностей того времени. Конкретные [192] значения предельных отклонений от цели всегда были особо охраняемыми сведениями.
Исторически так сложилось, что по точности стрельбы МБР США опережали наши ракеты, поэтому соревнование по этой характеристике шло в течение всего времени противостояния двух государств.
Владимир Григорьевич всегда считал себя персонально ответственным за обеспечение непрерывного улучшения указанной характеристики. Правильность этой мысли подтвердилась, когда на одном из совещаний в ЦК КПСС министр обороны СССР Д.Ф. Устинов прямо сказал: «За точность стрельбы отвечает Сергеев».
Немного техники. Отклонение точки падения боевого блока (ББ) от цели является результатом действия трех главных факторов:
1) погрешности управления полетом (методическая и динамическая составляющие). Целиком определяется совершенством разработанных ОКБ приборных и программно-алгоритмических решений;
2) погрешности навигационной системы (местоположение и скорость МБР). Определяется инструментальными ошибками гиростабилизатора (ГС) и совершенством алгоритмов вычислений;
3) погрешности неуправляемого участка (после отделения от МБР). Определяется совершенством конструкции ББ.
Суммарное отклонение определяется как корень квадратный из суммы квадратов отклонений, обусловленных тремя приведенными выше составляющими («суммирование под корнем»).
| |
Д.Ф. Устинов |
|
Ответственным за точность стрельбы ракеты Р-16 (8К64) (первая МБР разработки КБЮ) был Научно-исследовательский институт прикладной механики (НИИ ПМ). Предельное отклонение составляло 10 км. Для следующей МБР Р-36 (8К67) была поставлена задача обеспечить снижение отклонения вдвое, т.е. до 5 км. Ответственность возлагалась на ОКБ.
Реально влияние нашей организации сводилось к снижению погрешностей первой группы. При этом структура СУ была аналогичной разработанной для МБР Р-16 (8К64). Задача была решена за счет внедрения статистических методов выбора параметров функционала управления дальностью, который [193] реализовался аналоговым счетно-решающим прибором (СРП) разработки НИИ ПМ. По сравнению с Р-16 (8К64) отклонение от цели из-за факторов первой группы уменьшилось с 2 км до 500 м. Это содействовало выполнению требования по точности стрельбы. Суммарный эффект был достигнут за счет снижения влияния погрешностей второй и третьей групп.
Практически в это же время ОКБ было поручено создание СУ орбитальной ракеты Р-36орб (8К69). На этом стоит остановиться подробнее.
Ракета по дальности стрельбы ни тогда, ни в будущем не имела аналогов. Максимальная дальность составляла 40 000 км, т.е. орбитальная ракета могла поражать цели в любой точке Земли, а в большинстве случаев – с двух направлений. При пуске баллистической ракеты такого эффекта добиться невозможно.
| |
Ракета Р-36орб (8К69) на стартовой позиции |
|
Схема полета орбитальной ракеты:
– выведение орбитальной головной части (ОГЧ) на орбиту (I, II ступени);
– полет ОГЧ с требуемой ориентацией, включая выставку перед включением тормозной двигательной установки (ТДУ) для схода с орбиты;
– отделение приборного отсека и запуск ТДУ;
– выключение ТДУ и отделение ББ;
– неуправляемый полет ББ к цели.
Применяемая для МБР Р-36 (8К67) аналоговая СУ не годилась в принципе. В связи с этим под руководством В.Г. Сергеева был создан постоянно действующий научно-технический совет (НТС). Его задачей была оценка предлагаемых разработчиками вариантов построения СУ, выбор из них оптимального и определение необходимых мероприятий для его реализации. Несоизмеримо по сравнению с ранее разработанными СУ возросла потребность в вычислениях, а эра БЦВМ еще не наступила.
Благодаря слаженной работе теоретиков и прибористов эта задача была решена путем создания дискретной техники – счетно-решающих приборов (СРП). В ее состав входили преобразователь аналоговой информации с гироскопических интеграторов в последовательность импульсов и четыре СРП, которые обеспечивали:
[194]
– расчет программ тангажа для выведения на орбиту;
– расчет программ кажущейся скорости и выработку управляющих сигналов для системы регулирования;
– выработку команд управления полетом (разделение ступеней, выключение ТДУ, обеспечение разворотов для ориентации ОГЧ);
– расчет управляющих поправок во время включения ТДУ.
Особенностью траектории полета орбитальной ракеты было то, что управлять дальностью путем изменения времени выключения двигателя второй ступени не всегда удавалось, так как производная дальности по времени равнялась нулю.
Вначале предполагалось использовать инерциальную СУ. Однако в ходе исследований было выяснено, что при больших дальностях отклонение от цели из-за инструментальных погрешностей гиростабилизатора (лучшего на то время) достигает величин ≈15 км, что, естественно, недопустимо. Главным конструктором было дано поручение проработать возможность создания системы автономной коррекции. Поиск решения увенчался успехом. Для определения требуемой поправки использована информация о высоте полета в двух точках орбиты. Измерение высоты осуществлялось высотомером больших высот (до 600 км). Поиск смежника по разработке такого прибора осуществлялся при личном участии Главного конструктора.
Сравнительно большое внимание к СУ ракеты Р-36орб (8К69), уделенное здесь, призвано показать, что уже в то время под руководством В.Г. Сергеева начался процесс взросления коллектива ОКБ в решении нестандартных проблем.
Последующее десятилетие прошло под знаком внедрения на МБР разделяющихся головных частей (РГЧ) с индивидуальным наведением каждого ББ на свою цель. Как известно, решить возникшие при этом вопросы по созданию СУ можно только при наличии БЦВМ. В свою очередь, появилась возможность с целью совершенствования точностных характеристик СУ проводить периодические калибровки гиростабилизатора без его снятия с борта ракеты, а учет результатов осуществлять непосредственно в полете по более точным алгоритмам. Это был непосредственный вклад нашей организации в снижение инструментальных погрешностей гиростабилизатора. Совместные усилия трех организаций – ОКБ, НИИ ПМ и КБЮ – позволили снизить предельное отклонение от цели до уровня 650 м.
Наибольшее совершенство СУ по точности стрельбы было достигнуто на ракете Р-36М2 (15А18М), которая до настоящего времени составляет основу РВСН Российской Федерации.
Функциональные характеристики СУ Р-36М2 (15А18М):
• Отклонение от цели: предельное – 500 м, круговое вероятное – 220 м.
• Инерциальная система навигации на базе высокоточного гиростабилизатора (ГС). [195]
• Терминальное наведение (пуск по основному или одному из запасных целеуказаний (ЦУ), возможность смены ЦУ из верхних звеньев управления.
• Цифровая система стабилизации.
• Высокопроизводительная бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) с многоярусным мажоритированием.
• Возможность оперативной коррекции бортовой программы.
• Защита от поражающих факторов ядерного взрыва на старте и в полете.
• Случайный порядок следования к цели ББ и ложных целей (ЛЦ).
• Непрерывная работа СУ во время боевого дежурства.
• Автоматизированная система проверки состояния и поддержки точностных характеристик СУ, включая периодические калибровки ГС без снятия ракеты с боевого дежурства.
На всех этапах разработки В.Г. Сергеев осуществлял управление процессом создания СУ. Технические вопросы и пути их решения докладывались обязательно с представлением результатов исследований, расчетов, моделирования («материалы на стол»). Более подробно рассмотрим нюансы обеспечения требуемой точности.
Продольная скорость ракеты при полете на первой и второй ступенях не регулировалась, поэтому метод наведения с отслеживанием номинальной траектории (примененный на МБР Р-36М УТТХ (15А18)) оказался неэффективным, и было применено терминальное наведение. Обеспечение пуска по целеуказанию (ЦУ) также приводило к необходимости терминального наведения.
| |
Исследовательский стенд отработки программного обеспечения
СУ МБР Р-36М2 (15А18М) |
|
[196] Идея этого метода заключается в определении требуемого управления МБР в зависимости от заданной цели и текущих параметров траектории (скорость и координаты). По сути дела, с заданным тактом по времени после включения метода многократно производится расчет новых траекторий, проходящих через цель. Практическая реализация стала возможна только с использованием новой высокопроизводительной БЦВМ, разработанной в ОКБ.
При расчетах учитывается влияние гравитационного поля Земли по самой полной модели и влияние атмосферы на неуправляемом участке траектории. Использованная схема расчета позволяет учесть также отклонение параметров реальной атмосферы от стандартной за счет знания места расположения цели (ЦУ) и времени пуска (например, ясно, что в средних северных широтах летом не может быть температуры -40°, а зимой + 40°С).
Следует отметить, что динамическая ошибка по составляющим скорости, влияющим на отклонение от цели, не превышала 40 мм/с. Это обеспечивалось при массе ступени разведения ≈7 т и выполнении жестких требований по быстродействию. Способ достижения – оценка реальных характеристик двигателя и рулевых приводов путем введения специального мерного участка, а также использованием специальных приемов управления с расчетом в полете оптимальных программ регулирования. Отклонения от цели – также несколько десятков метров.
С целью снижения инструментальных ошибок (вторая группа) ОКБ вместе с НИИ ПМ реализован непрерывный режим работы ГС при боевом дежурстве.
Головная организация КБЮ совершенствовала характеристики ББ и предусмотрела запас топлива, чтобы совместно с ОКБ выбрать форму траектории («крутизну»), при которой минимизируется отклонение от цели.
Можно сказать, что вновь усилия трех организации (ОКБ, НИИ ПМ, КБЮ) позволили решить задачу снижения предельного отклонения до приведенного выше уровня 500 м.
Следует остановиться еще на одном качестве СУ, которое было реализовано в полном объеме только на МБР Р-36М2 (15А18М). Речь идет о защите от поражающих факторов ядерного взрыва в полете.
В то время актуальным считался способ защиты от атаки МБР путем «ослепления» ее СУ с помощью высотных ядерных взрывов (ЯВ). Вероятный противник надеялся таким образом нейтрализовать наши ракеты, в спешном порядке (за счет высокой боеготовности) стартовавшие из шахтных сооружений после обнаружения массовой атаки агрессора и предназначенные для нанесения удара возмездия. Суть «ослепления» – кратковременное нарушение работоспособности электронных приборов СУ. Без специальных мер это приводило к потере управления МБР.
Необходимо было восстановить функционирование СУ в полном объеме и не допустить несанкционированного исполнения управляющих команд. [197]
Процесс парирования влияния высотного ЯВ осуществлялся следующим образом. Специальным сверхзащищенным устройством формировались команды на временное блокирование электроники и последующее восстановление функционирования процессора БЦВМ. Информация в оперативной памяти сохранялась благодаря ее разделению на две части и их поочередному использованию. При этом в одной части сохранялась информация с предыдущего такта (за счет выключения питания), а в другой части – нарушалась при воздействии поражающих факторов. Восстановление электроники являлось необходимым условием парирования сбоев.
После этого по специальным алгоритмам восстанавливался вычислительный процесс. Корректно его можно было реализовать, если исправить накапливающиеся в процессе полета величины (результаты интегрирования в функции времени), которые искажались из-за влияния сбоя.
| |
Комплексный стенд СУ МБР Р-36М2 (15А18М) |
|
Ранее на всех МБР информация о приращениях кажущейся скорости поступала с гироскопических интеграторов (ГИ) в виде последовательности импульсов, которые затем суммировались в темпе поступления. Естественно, что с прерыванием этого процесса возникала погрешность. Для исключения этого эффекта НИИ ПМ по техническому заданию ОКБ ввела в состав ГИ позиционный датчик угла поворота оси чувствительности, что позволило реализовать требуемый алгоритм восстановления. Точность стрельбы практически не ухудшилась.
Аналогично решались и другие задачи. Например, в использованный для [198] улучшения точности регулирования шаговый привод системы стабилизации дополнительно ввели позиционный датчик обратной связи.
Из приведенного краткого изложения следует, что решение задачи защиты от поражающих факторов ЯВ в полете потребовало кардинальных изменений в аппаратуре и программном обеспечении по сравнению с СУ МБР Р-36М УТТХ (15А18). Существенно увеличился также объем отработки, включая математическое и физическое моделирование.
Координация работ как внутри ОКБ, так и со смежными организациями, осуществлялась под непосредственным руководством Главного конструктора.
| |
С.И. Ус, В.В. Линник, Ю.М. Златкин в КБ «Южное»
у легендарной «Воеводы», апрель 2004 года |
|
[199] Все задуманное было успешно выполнено.
Таким образом, ракета Р-36М2 (15А18М) обладает всеми качествами, необходимыми для выполнения функций оружия сдерживания.
Не потому ли «ястребы» вероятного противника так ее опасались, что дали название «Сатана». Мы повторяем это название, не замечая скрытого подтекста. Он становится понятен при сравнении нашей и их МБР. Слово «Сатана» всегда ассоциируется с темными силами, враждебными человеку. Следовательно, наша ракета – орудие агрессора, а СССР – империя зла.
МБР, разработанная в США в противовес Р-36М2 (15А18М), имела индекс МХ и название Peacekeeper, что означает «Хранитель мира». Комментарии излишни.
Имеется наше название Р-36М2 (15А18М) – «Воевода», т.е. военачальник, защитник Отечества. Его и надо нам употреблять.
Все, причастные к созданию «Воеводы», имеют полное право гордиться тем, что их труд служит делу мира.
| |
Ученик и Учитель: Генеральный конструктор Ю.М. Златкин
и Главный конструктор В.Г. Сергеев, март 2004 года |
|
[200]
|
