А.С. Гончар
Звездные часы ракетной техники. Воспоминания

© Гончар А.С., 2008
Харьков 2008

Источник электронной версии: www.buran.ru

Наш адрес: ruzhany@narod.ru

Для нашей организации вместе с этой разработкой закончился и этап создания систем управления с использованием дискретных приборов, который в какой-то мере приблизил нас к разработке цифровых систем управления на базе использования бортовых вычислительных машин (БЦВМ) в качестве основного «решающего» элемента систем управления. БЦВМ на борту ракеты — это давняя мечта управленцев. Ее вычислительные возможности позволяли, на качественно новом уровне, реализовать широкий класс задач управления полетом: наведение на цель, стабилизацию в полете, управление автоматикой в процессе предстартовой подготовки и в полете, регулирование двигателя по тяге и по расходу компонентов. Также значительное повышение точности стрельбы за счет многих факторов, главными из которых были, возможность калибровки гироскопических приборов в предстартовой подготовке и сведение их функций к чисто измерительным. Дело в том, что на ракете 8К67 гиростабилизированая платформа, кроме задач измерения углов отклонения осей ракеты, от заданных, и ускорений, выполняла и некоторые функции, которые были связанны с решением задач наведения: установку гироинтеграторов с помощью шаговых моторов в нужных направлениях, задание программных величин с помощью кулачковых механизмов. Это наряду с электромеханическим счетным прибором приводило к возникновению многих погрешностей. Возможности реализации необходимых законов управления были весьма ограниченными.

В этот период необходимость создания БЦВМ была осознана в государственном масштабе, и первоначальное решение ВПК о централизованной ее разработке вылилось в создание в Москве специализированного института НИЦЭВТ (НИ цифровой электронной вычислительной техники). Несмотря на то, что институт разработал серию таких машин типа «Аргон», их применение не нашло широкого распространения. Причиной этого явилось то обстоятельство, что уже первый опыт ее применения в ракетно-космической технике показал, что удовлетворение всех, зачастую противоречивых требований, определяемых широким спектром боевых ракет, ракет-носителей, космических кораблей и спутников, приводит к неоправданному ее усложнению. Ситуация усугублялась тем, что в бортовую машину необходимо было ввести и отладить программу управления полетом ракеты, которую разрабатывали управленцы. Следствием явилось то, что организации-разработчики систем управления, почти сразу же и даже с опережением, приступили к самостоятельной разработке таких машин, сообразуясь со спецификой их назначения.

Наша организация оказалась достаточно хорошо подготовленной к этой работе, как в научно-техническом, так и в организационном отношении. Центром завязочных работ выступил 3 комплекс. Я.Е. Айзенберг создал специальное подразделение и поставил во главе его талантливого и инициативного руководителя Б.М. Конорева, снабдив отдел необходимым оборудованием и укомплектовав кадрами. Кроме того, отделу была предоставлена возможность для разработки технологии работ и ее апробирования. Для этого в качестве типовой ракеты была взята уже принятая в эксплуатацию ракета 8К67, и отделу было поручено «примерить» на ней разрабатываемую технологию, по сути дела, разработать вариант системы управления для этой ракеты с БЦВМ. Отдел разработал требования к характеристикам БЦВМ, ее архитектуре, а также определил порядок взаимодействия практически со всеми подразделениями ОКБ, использующими ее в качестве основного «думающего» элемента. Важнейшим элементом этих работ стало создание системы программно-математического обеспечения, т.е. перевод многочисленных программ управления на машинный язык, отработка этих программ на стендах и, в конечном результате, при летных испытаниях ракеты. Отделом была создана уникальная система бездефектного программирования, не имевшая аналогов ни в СССР, ни за рубежом, и обеспечившая создание программ управления для многих объектов в течение последующих лет без серьезных замечаний.

С другой стороны, в приборных отделениях, руководимых А.И.Кривоносовым и В.К.Копылом, были созданы подразделения для непосредственной разработки БЦВМ и ее наземной проверочно-пусковой части, а конструкторы и технологи приступили соответственно к разработке конструкции и технологии ее производства. Руководство предприятия в лице Главного конструктора В.Г.Сергеева, главного инженера А.И.Гудименко и директора опытного завода Г.А.Борзенко придавало большое значение этим работам и уже в 1968 г. был испытан первый образец БЦВМ типа 1А100. Это была одноканальная машина, построенная на модулях серии «Тропа-1». В конце 1968 г. появились опытные образцы этой же машины в трехканальном исполнении 1А200, а в 1971 году эта машина была поставлена на ракету М.К.Янгеля 15А14, на которой и был совершен первый в СССР пуск ракеты с системой управления, в структуре которой была БЦВМ в 1972 году. Последующая модификация этой БЦВМ — 15Л579, ставшая исходной для целой серии этих машин, благодаря удачно выбранной конструкции, и характеристик, дала возможность при минимальных изменениях использовать ее в системах управления многих объектов не только нашей организации. В последующие годы было разработано целое поколение машин и создана как в опытном, так и в серийном производстве высокоэффективная технология их изготовления. Особое место принадлежит созданной системе динамической коррекции (СДК), позволяющей оперативно изменить программы без снятия с борта приборов долговременной памяти с использованием каналов связи «земля-борт» как при работах на старте, так и при функционировании космических аппаратов на орбите. Эту возможность системы трудно переоценить. Она позволяла исправить или изменить программу работы не только при возможных ошибках, но и при изменении условий полета или характеристик объекта.

Решительный и квалифицированный переход к применению цифровых приборов в бортовой и наземной аппаратуре обеспечил предприятию ведущее положение в отрасли. Это привело к тому, что круг головных разработчиков ракетно-космических объектов, для которых разрабатывались системы управления, расширился. Кроме Янгеля, Челомея и Решетнева с нами начали работать фирмы Лавочкина, Полухина, Лапыгина, Глушко.

Семидесятые годы оказались наиболее продуктивными в создании нового поколения машин и прочной научно-технической базы на восьмидесятые годы. В 80-х годах на предприятии был создан целый ряд центральных процессоров: М4М, М6, М6М, М61, М71, которые стали основой для создания четвертого поколения многомашинных вычислительных комплексов.

Работы над ракетами 15А14 (Главный конструктор М.К.Янгель) и 15А30 (Главный конструктор В.Н.Челомей) нашей фирмой были начаты в 1967 году. В моем отделе ракету 15А14 вела лаборатория С.С.Корумы, а ракету 15А30 — лаборатория В.Д.Стадника. К этому времени отдел был укомплектован рядом талантливых и опытных специалистов, таких как А.С.Голиков, А.Ф.Кириченко, П.Т.Киричанский, А.Ф.Скибин, В.И.Котович. Работала в отделе целая плеяда грамотных математиков-программистов: О.М.Калинина, Н.Г.Гайдамаченко, Т.В.Петельгузова, А.В.Игнатова и др.

Основной особенностью новых разработок было применение кассетных или многоблочных боевых частей. Ракета, по сути дела, имела третью ступень с двигателем «малой тяги» и несколько боеголовок — до десяти. Последовательное отделение боевых блоков производилось таким образом, что каждый блок направлялся на отдельную цель, расположенную в некотором квадрате. «Разведение» боевых блоков по заданным целям осуществлялось системой управления, которая производила по некоторой программе «обход» всех заданных целей, т.е. обеспечивала такой полет третьей ступени, что в момент сброса очередного боевого блока, параметры движения соответствовали точному попаданию в цель. Кроме того, при сбросе каждого боевого блока сбрасывалась последовательно целая серия (до двадцати) ложных целей, которые мало отличались по своим радиолокационным характеристикам от истинного боевого блока. Так осуществлялась защита от противоракетной обороны противника и, естественно, каждая ложная цель должна по своим параметрам движения, легко определяемым противником, не отличаться от движения боевого блока, т.е. быть нацеленной на ту же цель. Таким образом, на каждую цель следовала цепочка однотипных по отражательным характеристикам объектов. Положение боевого блока среди этой цепочки было случайным, а расстояние между ними было таковым, что поразить одной антиракетой можно было не более одной цели. Построение такого боевого порядка достигалось тем, что система управления осуществляла так называемый «баллистический останов», т.е. момент достижения необходимых значений параметров движения для попадания в заданную цель. Далее обеспечивалось такое движение третьей ступени при работающем двигателе, что хотя траектории отделяемых объектов оказывались различными, но все они попадали в одну цель. После сброса последней ложной цели, прикрывающей данную боеголовку, система управления наводит следующую боеголовку на ее цель, аналогично прикрывая ее своей системой ложных целей. И так продолжается до тех пор, пока не будет сброшена последняя боеголовка со своей «цепочкой» прикрытия. Легко представить, насколько сложно было найти оптимальный вариант алгоритма такого управления полетом, сколько вариантов было проработано в отделе прежде, чем был найден тот, который обеспечивал нужную точность наведения боеголовок на цели, расположенные на значительном удалении друг от друга при минимальном расходе топлива на участке разведения. Кроме того, что новые разработки ракет 15А14 и 15А30 имели кассетные головные части, другие тактико-технические характеристики также были более совершенными. Значительно повышалась точность стрельбы благодаря предстартовой калибровке гироприборов, что стало возможным при применении БЦВМ. Гиростабилизированая платформа на старте поочередно устанавливалась в шесть различных положений, при этом осуществлялось измерение ее основных параметров, и на основании этих измерений производилась коррекция полетного задания, т.е. учет конкретных инструментальных погрешностей основного прибора навигации. Значительно сокращалось время боеготовности, повышалась защищенность стартовых позиций, уменьшался объем наземной аппаратуры за счет применения ЦНА (цифровой наземной аппаратуры), что позволило ее разместить в оголовке шахты, вводилась система дистанционного управления предстартовыми работами и пуском ракеты, возможность дистанционного управления переприцеливанием.

Работы по ракете 15А14, несмотря на то, что ряд требований привел к необходимости провести широкую программу исследований, переоснастить многие лаборатории, создать мощный вычислительный центр и перестроить производство, включая серийное, шли успешно и без заметных срывов сроков. Сказывалась сработанность нашей организации, как со смежными организациями, так и с головной. Каждое подразделение четко знало круг своих обязанностей. Ведущие специалисты имели налаженные связи со своими коллегами во всех организациях и внутри предприятия. В.Г.Сергеев очень четко следил за ходом проектирования, и все основные решения принимались в его кабинете после тщательного обсуждения и рассмотрения возможных вариантов. Внешне наша фирма выглядела достаточно солидно и по многим принципиальным вопросам опережала НИИАП, переживавший кризис. В эти годы произошло кратковременное объединение этого института с гироскопическим институтом В.И.Кузнецова — НИИ-944, который разрабатывал гироскопические приборы для наших систем управления и был одним из наших самых верных смежников. Из этого объединения ничего не вышло, и вскоре НИИ-944 снова обрел независимость, правда, Н.А.Пилюгин оставил у себя вычислительную машину М-200 и некоторых специалистов. Но «горшки были побиты» и Н.А.Пилюгин, оставшись без гироскопии, вынужден был разработку этих приборов срочно налаживать у себя. Это оказалось далеко не простым делом и явилось причиной отставания института, а наша фирма находилась в то время в расцвете сил.

Проектирование и разработка аппаратуры системы управления для ракеты 15А14 шли с некоторым опережением. ОКБ-52 В.Н.Челомея для нас было совершенно новой организацией, о которой мы много слышали и не всегда для нее лестное. В ракетной технике в тот период она не имела опыта. Ее разработки относились к области управляемых крылатых снарядов тактического назначения. Тот вариант ракеты УР-100, а их было несколько, систему управления для которого мы должны были разработать, был одним из первых. Соответственно, наше отношение к этой фирме носило несколько пренебрежительно-недоверчивый характер. Первое знакомство состоялось вскоре после принятия решения о нашем участии в разработке ракеты. Группа руководителей отделов и лабораторий, в том числе я и П.Н.Пинскер, прибыли в Реутово, заехав предварительно в НИИ-944 и прихватив с собой нескольких специалистов. Принимал нас Владимир Николаевич лично в своем кабинете. Рассказ его о проекте ракеты, сопровождаемый демонстрацией прекрасно изготовленных рисунков и чертежей, был подлинным шедевром артистического искусства и произвел на нас соответствующее впечатление. Впоследствии мне доводилось много раз слышать его выступления, и всегда они носили характер яркой и убедительной речи в обосновании технических предложений. Он был подлинным артистом. В данном случае проект ракеты УР-100, несомненно, впитал в себя все лучшее, что было сделано у нас и за рубежом, был свободен от традиционности технических решений и тормозящей развитие преемственности технологии и конструкции. Короче говоря, все мы стали горячими сторонниками этой разработки. Нам пришлось преодолевать некоторое сопротивление, в том числе и со стороны руководства, вызванное в значительной степени головной фирмой Янгеля.

Разработка, хотя и с небольшим отставанием, шла нормально и в результате ракета УР-100, и ее последующие модификации заняли достойное место в арсенале наших стратегических вооружений. Она также имела кассетную головную часть, правда число боеголовок было меньше, чем у ракеты 15А14, т.к. стартовый вес ее почти в два раза был меньше, а ее миниатюрность давала выигрыш в целом ряде других характеристик.

После совещания у Владимира Николаевича нас познакомили с ведущими специалистами, показали музей, где были в натуральном виде представлены основные разработки организации. Все в музее было представлено на самом высоком уровне. Рядом с изделиями на специальных стендах стояли его отдельные агрегаты и узлы с табличками, на которых были приведены основные характеристики, сравнения с аналогичными агрегатами других разработок и т.д. Чувствовалось, что все это сделано для посетителей самого высокого ранга. Конечным итогом нашего посещения должно было стать согласование технического задания на систему управления, так что нам предстояло проработать несколько дней.

Поселили нас здесь же в поселке в обычном жилом доме, где несколько квартир было отведено для приезжих в качестве гостиницы. Но когда мы поужинали и ближе познакомились с нашим жилищем, оказалось, что в нем масса клопов! Мы с Петром Николаевичем схватили свои портфели и предпочли лучше ездить из Москвы, чем отдать себя на съедение этим тварям.

Утром следующего дня возмущению наших искусанных товарищей не было предела, не помогли никакие попытки бороться с помощью огня, отодвигать кровати от стены и т. д. Очарование от организации и лично от Владимира Николаевича как-то померкло, были даже предложения наловить клопов в бутылку, а затем высыпать их в кожаное кресло Генерального!

К исходу нашей командировки было согласовано техническое задание и состоялось взаимное знакомство. Постепенно наше мнение об этой фирме поправлялось в лучшую сторону, особенно в части организации работ и оснащения оборудованием (сказывалась Москва и близость к Правительству.)

Познакомились мы и с Сергеем Хрущевым. Он нам понравился и как специалист, и как человек, правда, это уже было после прихода к власти Л.И.Брежнева. С его супругой Галей мы были знакомы раньше, она работала в НИИ-944, часто приезжала к нам в Харьков, отличалась простотой и скромностью. В.А.Затуловский, наш коллега по гироскопии, руководил ее дипломным проектированием и отзывался о ней чрезвычайно похвально.

Ракета УР-100 разрабатывалась в нескольких модификациях. Наша модификация имела индекс 15А30, параллельно, даже с некоторым опережением шли работы над ракетной системой УР-100К. В этой работе наша фирма участия не принимала. Главным конструктором СУ в ней был В.И.Кузнецов, автомат стабилизации разрабатывал Харьковский завод им.Т.Г.Шевченко. Если ракета УР-100К впитала в себя все новые идеи конструирования, то система управления была явным анахронизмом на фоне повсеместно внедряющейся счетно-решающей техники. Необходимо сказать, что в это время за океаном уже в полной мере вычислительные машины заняли свое место в бортовых комплексах, в авиации и ракетно-космической технике. Американские ракеты «Минитмен», программа «Аполло» — целиком базировались на БЦВМ. Использование БЦВМ на борту ракеты в СССР впервые было осуществлено на ракете 15А14 в системе управления разработки нашей организации. Нужно сказать, что внедрение БЦВМ в СССР шло с большим отставанием от США. Особенно большие трудности были в создании элементной базы необходимой надежности. Отбраковка электрорадиоэлементов на входном контроле в производстве достигала десятков процентов от поступающего количества. Важнейшей задачей разработчиков БЦВМ было создание надежной аппаратуры из малонадежной элементной базы. Следует отметить, что с этой задачей успешно справился комплекс разработчиков, руководимый А.И.Кривоносовым.

Анатолий Иванович некоторое время руководил комплексным подразделением, затем отделом надежности. Опыт работы в этих подразделениях, а также широкая эрудиция обеспечили успешное решение создания первых в СССР современных БЦВМ. В последующем, под его руководством было разработано несколько поколений БЦВМ, создана высокоэффективная технология их изготовления в опытном производстве и на серийных заводах. Внедрение БЦВМ в системах управления нашей разработки осуществлялось решительно и смело. Наши прибористы и лично Анатолий Иванович в значительной мере оказывали влияние на развитие производства в СССР элементной базы, поддерживали все новое и перспективное, что разрабатывалось в стране, и были «своими людьми» в министерстве А.И.Шокина и на заводах-изготовителях в Воронеже, Минске и т.д. Роль головного НИИ-885 в этом плане была менее значительной, и, по-видимому, следствием этого было то обстоятельство, что в нашей космической технике, где ведущей фирмой было ОКБ Королева, а НИИ-885 Н.А.Пилюгина его главным разработчиком аппаратуры СУ, отставание по сравнению с США в применении БЦВМ определялось в 10-12 лет.

Достаточно сказать, что разработка в США программы «Apollo», начатая в 1961 году, уже полностью базировалась на применении БЦВМ и аварийный полет «Apollo-13» не закончился трагедией только благодаря наличию на борту корабля БЦВМ. Вот что было записано в решении комиссии по анализу причин аварии: «Люди, а не компьютер, вернули корабль на Землю, но и без компьютера вернуть не удалось бы». Королевские «Союзы» семидесятых годов все еще не использовали БЦВМ в качестве центрального «думающего» устройства. Внедрение БЦВМ встречало определенное сопротивление и со стороны головных фирм. В частности, в системе управления космического комплекса «Алмаз», разработки В.Н.Челомея, в одном из его элементов — транспортном корабле снабжения (ТКС), Главным конструктором СУ которого я был назначен в 1974 году, благодаря отчаянному сопротивлению головной фирмы не удалось систему управления реализовать с помощью только БЦВМ. В конечном итоге была разработана смешанная система управления. Она имела два контура — цифровой и аналоговый. Только на объектах последующих разработок (ТКМ, «Квант», «Спектр»), явившихся в некоторой мере продолжением ТКС, цифровые системы с БЦВМ уже полностью вытеснили аналоговые методы управления.

Вернемся, однако, к ракетам серии УР-100. Ее модификация УР-100К с системой управления В.И.Кузнецова, прошла успешно летные испытания, но на вооружение принята не была. Этому было две основные причины: низкая точность стрельбы и полное отсутствие возможности создания перспективных головных частей, таких как разводящиеся, самонаводящиеся, наведение по картам местности, переприцеливание, подготовка исходных данных по координатам цели и т.д. Решение этих задач требовало наличия на борту ракеты и в ее наземно-пусковом комплексе аппаратуры, способной решать сложнейшие математические задачи.

Решительное применение БЦВМ и внедрение в связи с этим прогрессивных методов управления привело к тому, что наша фирма заняла в СССР лидирующее положение в области систем управления ракетно-космическими объектами. Работать с нашей фирмой стали стремиться многие головные разработчики и, в конечном итоге, к концу семидесятых годов фирма С.П.Королева, руководимая В.П.Глушко. Ассортимент объектов, для которых мы разрабатывали системы управления, значительно расширился и стал включать в себя, кроме баллистических ракет и ракет-носителей, космические корабли, объекты лунной программы, крылатые ракеты и, наконец, систему управления ракетно-космической транспортной системы «Энергия-Буран».

Тем не менее, роль нашей организации искусственно принижалась, а мы явно страдали провинциальной скромностью и боялись громко заявить о себе. Достаточно сказать, что было очень много возможностей брать на себя новую работу и соответственно с этим наращивать возможности фирмы, однако мы этого не делали, все ждали, что нам предложат. Была у нашего шефа В.Г.Сергеева даже некоторая формула, которая вызывала у многих нас неприятие: «Пусть меня обяжут!» Понималось, что это произойдет Постановлениями правительства или приказом по министерству. Особенно Владимир Григорьевич неохотно брался за работы, выходившие за рамки боевых ракетных комплексов. Систему управления комплекса «Алмаз» нам вбивали, в буквальном смысле, «с боем». Наши энтузиасты этой работы, возглавляемые И.Г.Медведевым, приложили много сил и энергии, чтобы преодолеть сопротивление Сергеева. Произошел даже такой инцидент, когда Владимир Григорьевич силой стаскивал с трибуны Медведева, посмевшего говорить нечто, противоположное мнению шефа. Мы имели все возможности вести разработку, и Челомей стремился к тому, чтобы мы взялись за разработку СУ для трех составных частей комплекса: орбитальной станции, транспортного корабля снабжения и возвращаемого аппарата. Мощный коллектив радистов, возглавляемый Г.А.Барановским, оказался вне сферы основной деятельности организации. Эту тему можно продолжать и далее. Несмотря на то, что в конечном итоге, фирмой сделано очень многое, многое было также упущено.

Летные испытания ракеты 15А14 начались нормально, т.е. число аварийных пусков не превышало обычных 15-20%. Причинами аварий, как правило, были досадные ошибки, так как принципиально ракета отвечала всем требованиям. Наглядным примером может служить ракета за N 22. Казалось бы, к этому номеру все недоработки должны были быть найдены и устранены. После первой попытки пуска, который не произошел из-за замечаний по каким-то второстепенным вопросам, ракета простояла на старте около месяца (старт был с открытой позиции). За это время все было многократно проверено. Тем не менее, ракета в момент старта повалилась на бок, произошел взрыв, разметавший ракету и сооружения старта. После долгого разбирательства было выяснено, что датчики обратной связи, установленные на рулевых приборах, имели самый простой перепут, т.е. сигнал с датчика был тем больше, чем более отклонялся руль от нейтрального положения. По какой-то производственной причине расцветка проводов датчика (ДОС) была изменена, а монтажник по привычке распаивал, руководствуясь старой расцветкой.

Летные испытания челомеевской ракеты 15А30 шли более успешно. Новым для нас в работе с этой фирмой было то, что к испытаниям готовилось сразу несколько ракет и пуски проходили один за другим без полного анализа результатов предыдущего пуска. Точность стрельбы являлась одной из самых главных характеристик боевых ракетных комплексов и важнейшим параметром их непрерывного совершенствования. Первоначально точность попадания в цель характеризовалась двумя значениями предельных отклонений — по дальности (L) и в боковом направлении (B). В последующем перешли к одному значению — среднеквадратичному отклонению точки падения от цели (СКО), аналогично принятой на Западе и в США. Это было удобно для сопоставления точности стрельбы наших и американских ракет. Предполагалось, что отклонения по дальности и по направлению случайные величины, а их распределение подчинено нормальному закону с нулевым математическим ожиданием. Как и в артиллерии, где существует понятие «вилка дальности и бокового отклонения» с тем же делением и процентным распределением (25; 16; 7 и 2%). Для первых ракет (8К64) предельные отклонения (LхВ) достигали значений 16х12 км, последние модификации ракет Р36 и УР-100 имели СКО равное 200-300 м.

Стратегические ракетные комплексы СССР¹

______________________

¹Системы наведения этих комплексов разработаны в ОКБ-692
(НПО «Электроприбор») под научным руководством А.С.Гончара.