"ПОЛВЕКА В АВИАЦИИ Записки академика" - читать интересную книгу автора (Федосов Евгений Александрович)Глава I ПЯТИДЕСЯТЫЕ Студент МВТУ Я никогда не думал, что буду работать в авиационной промышленности, но видимо не зря говорят: от судьбы не уйдешь. Школу я закончил в 1947 году, то есть отношусь к поколению, конец детства и начало юности которого пришлись на Великую Отечественную войну. Она ворвалась в мою жизнь тем, что наш пятый класс в первые же дни эвакуировали в Дубосеково под Волоколамском. Мы, мальчишки, вначале восприняли войну не как трагедию, а скорее, как романтическое приключение. Поэтому, когда в районе Дубосеково был выброшен немецкий десант - средь бела дня мы увидели спускающихся парашютистов, потом приземлились самолеты с крестами, из которых выкатили танкетки с небольшими пушками, - я не почувствовал страха. Немцы заняли опушку леса, а поскольку все взрослое мужское население было призвано в армию и бои шли еще то ли под Смоленском, то ли под Вязьмой, ликвидировать десант было некому. Несколько милиционеров, несших службу в Дубосеково, поручили нам, мальчишкам, патрулировать на лошадях зону вокруг леса, но близко к нему не приближаться, а лишь сообщать обо всех передвижениях немцев. Этим поручением мы были очень горды, но к утру следующего дня десант ушел куда-то на запад. В оставленном немцами лагере мы нашли лишь обрывки каких-то красочных журналов, консервные банки с надписями на иностранном языке, но и этого нам хватило, чтобы почувствовать себя приобщенными к борьбе с врагом. Так я непосредственно коснулся войны. Однако высадка десанта показала, что Дубосеково совсем не безопасное место для московских школьников, и нас вернули в Москву. Летом 1941 года мы с матерью снимали дачу под Нахабино. Здесь я пережил первый бомбардировочный налет на столицу 20 июля. Самолеты шли тремя эшелонами. Первый - очень низко, на высоте 300-400 метров. Было десять часов вечера, но на фоне догорающего заката мы успевали разглядеть профили лиц летчиков с «Юнкерсов» Ю-87. Эти самолеты легко было узнать по характерным обтекателям колес, шасси. Второй эшелон шел на высоте около километра, третий - еще выше. Их прикрывали «мессершмитты». Весь окружающий мир заполнил гул этих машин. Ударили наши зенитки. Они били по квадратам, и небо то здесь, то там вдруг покрывалось сплошными шапками разрывов. Появились наши «ишачки» И-16, в завязавшихся воздушных схватках «мессершмитты» несколько из них сбили, но боевые порядки бомбардировщиков распались. Они стали как-то медленно растекаться по небу и сбрасывать бомбы на лес. Позже мы узнали, что к столице прорвались всего несколько самолетов, и большого урона городу не нанесли. Потом мне приходилось дежурить на крышах, куда могли попасть зажигательные бомбы, но ни один налет фашистам не удался. Во всяком случае я не видел ни больших разрушений, ни крупных пожаров - система ПВО Москвы, видно, была хорошо организована. 16 октября в столице началась паника. Мы жили в Колодезном переулке на Стромынке, недалеко от общежития МГУ и Матросского моста через Яузу. Утром я увидел, как грабили угловой магазин недалеко от нашего дома. А на лестничных площадках валялись томики сочинений Ленина и Сталина, выброшенные из квартир. И нигде ни одного милиционера. Но это продолжалось всего один день. 17 октября все изменилось. Появилась милиция, патрули, порядок был восстановлен. Потом два года мы прожили в эвакуации в Башкирии - до лета 1943. Возвращались на пароходе по реке Белой, потом - по Каме до Казани, по Волге - до Горького. Мы пришли в этот порт утром, а накануне вечером немецкие самолеты бомбили Горький, районы Сормово, и потопили флагман Волжской флотилии теплоход «Иосиф Сталин». Он вез куриные яйца для госпиталей, и вся Волга сплошь была белая от плавающих яиц. Из эвакуации в Москву мы с матерью приехали по вызову - умер от туберкулеза мой отец. Он работал в Институте мерзлотоведения им. Обручева Академии наук СССР. По специальному заданию 15 мая 1941 года его командировали в Якутск. По образованию он был инженер-путеец, занимался строительством железных дорог, а последние годы перед войной работал начальником криологической лаборатории в Институте мерзлотоведения и вел исследования по механике мерзлых грунтов. Строительство объектов на них - очень сложное дело и имеет свои особенности… Лишь много позже я понял, что отец еще до начала войны занимался подготовкой строительства для воздушной трассы Аляска - Сибирь, по которой потом перегонялись из Америки самолеты на фронт. В этой командировке у него обострилась болезнь и он буквально сгорел к 6 августа 1943 года. Для меня до сих пор остается загадкой прозорливость руководства страны, которое еще до войны продумывало ряд мер стратегического характера. Это и строительство железнодорожных путей из Астрахани до Сталинграда по левому берегу Волги, которые обеспечили снабжение топливом защитников Сталинграда, и строительство воздушных трасс из США в СССР. Кто мог в начале 1941 года предполагать, что немцы подойдут к Сталинграду и что США будут нашими союзниками? Чтобы как-то жить, мне пришлось пойти на работу, где выдавали «рабочую карточку», а уж по ней я имел право получать продовольственный паек. Вначале устроился на небольшой завод, где делали приклады для знаменитых ППШ (пистолет-пулемет Шпагина). А потом при школе организовали художественную мастерскую, где изготовляли вывески для магазинов, и я перешел туда подсобным рабочим к двум «старичкам». Впрочем, насчитывалось им не так уж много лет, но мне, семикласснику, они казались весьма пожилыми людьми. Тогда при многих школах создавались какие-то мастерские, где старшеклассники могли бы подрабатывать, чтобы поддержать семьи. Получал я хорошие деньги - более 1000 рублей, тогда как моя мама, работая учительницей на две ставки, получала лишь 800. И если бутылка водки на рынке стоила 500 рублей, то по карточкам продукты были дешевыми, так что совместного заработка нам с мамой на жизнь хватало. А вот в футбол гонять было некогда. Обижаться на это не приходилось - трудно жили все. Трудно, но сплоченно. Все были бедными, и все надеялись на лучшее. В школе тоже никто не выделялся своим более высоким положением. Я ходил в ватнике, в каких-то морских брюках-клеш, полученных по талону. Мы с мамой привезли из эвакуации мешок пшена, и я с тех пор на всю жизнь возненавидел пшенную кашу, потому что есть ее приходилось ежедневно. Наверное, я мог бы много написать о своем детстве, но эта книга - не о нем. Скажу лишь, что оно было непростым, нелегким, порой трагическим - детство поколения, родившегося в конце 20-х годов. Хорошо уже то, что нам не пришлось воевать, хотя многие наши соученики всего на два-три класса старше ушли на фронт и не вернулись. Я тоже имел «предписание допризывника», прошел курс молодого бойца в военных лагерях недалеко от станции «Челюскинская» по Ярославской железной дороге, но, к счастью, наступил День Победы. Поэтому в 1947 году я спокойно закончил школу и, естественно, стал решать: кем быть? Нам повезло с учителем физики, у которого даже фамилия была «академическая» - Невтонов. Он не столько рассказывал, сколько показывал на опытах в прекрасно оборудованном физическом кабинете основные физические законы, зависимости, и мне это очень нравилось. Я решил: надо приобщаться к профессии, связанной с физикой. К этому времени США уже сбросили атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки, а в Москве был организован Механический институт, который готовил инженеров-физиков. В нем было три факультета: инженерно-физический, конструкторский и технологический. Он размещался за Павелецким вокзалом, в районе Зацепы… Мало того, что я уже был увлечен романтикой только рождающейся ядерной физики, но меня привлекала возможность приобщиться к науке, которая помогла бы нам дать «достойный ответ» американцам (под этим мы понимали тогда создание ядерного оружия). В общем, я подался в этот институт, неплохо сдал экзамены, но, набрав 26 баллов из 30 возможных, не прошел по конкурсу на инженерно-физический факультет. Однако, видимо, я чем-то заинтересовал приемную комиссию, и мне предложили пойти учиться на конструкторский факультет. На нем готовили специалистов по ракетной технике. Дело в том, что Механический институт был задуман весьма умно: в нем должны были учиться не только те, кто будет создавать ядерное оружие, но и те, кто займется его доставкой на территорию потенциального противника. Я отказался от этого предложения - уж очень мне хотелось заниматься физикой. Расстроенный неудачей, забрал документы и пошел в МВТУ. Был конец августа, прием студентов уже закончился, но поскольку я пришел с отметками из Механического института, который славился очень жесткими требованиями к абитуриентам, то в приемной комиссии мои документы все же рассмотрели. Главный секретарь приемной комиссии захлопнул папку, внимательно посмотрел на меня: – А специальность для себя у нас вы выбрали? – Да, - сказал я. - Радиолокация. – Молодой человек, эта специальность полностью укомплектована. Так что подберите что-нибудь попроще… – Нет, - я решил стоять на своем, - мне очень нравится физика, а радиолокация, как мне кажется, ближе всего к ней. – Физика? - он снова открыл папку с документами. - Да, ее вы сдали на «пять». Потери понесли на математике и на сочинении… Ладно, - он решительно захлопнул папку. - Берем вас на факультет приборостроения. Специальность - «Электромеханические приборы». Будете заниматься радиолокацией. – Спасибо, - скромно ответил я, скрывая радость. Мне повезло. В том году потребность в специалистах по радиолокации, видимо, повысилась, и вместо двух групп студентов, обучающихся по названной специальности, фактически создали три. Я попал в эту третью группу, куда собрали ребят, так же, как и я, пришедших из других вузов - МГУ, МЭИ и демобилизованных офицеров-фронтовиков. Что я знал о радиолокации? Почти ничего. Но она считалась модной специальностью, и все мои решения диктовались этим. Что можно было ожидать от классических специальностей, таких, к примеру, как технология машиностроения? А тут - радиолокация!… Но мода - модой, а учиться-то надо. И началась суровая школа МВТУ, за прохождение которой я и сейчас благодарен его преподавателям. Это уникальный вуз, который сегодня сохранил свои традиции прежде всего в том, что не только дает знания в какой-то области, но учит умению работать. Это умение воспитывалось через непрерывный поток лабораторных и курсовых работ по самым разным предметам, которые, как нам казалось, были совсем не нужны. В той же технологии машиностроения имелся такой раздел, как «раскрой кожи». Зачем? А дело в том, что когда-то станки имели ременный привод от общего вала, и инженер должен был уметь, придя на производство, раскроить кожу для изготовления ремня… Пережиток прошлого? Да. И их было много. Но как ни странно, изучение их расширяло наш кругозор, помогало почувствовать, что же это такое - машиностроение. На первых двух курсах мы проходили производственную практику в механических мастерских, где не просто должны были слесарить или работать на токарном станке, а еще и получить третий рабочий разряд слесаря, токаря, фрезеровщика, сварщика, литейщика, модельщика… Причем, подход к нашему обучению был очень серьезным. Ты получал, например, кусок металла и должен был за определенное время изготовить куб. Не уложился в срок - не получишь зачет. На третьем курсе я поступил на вечернее отделение мехмата МГУ, чтобы углубить математическую подготовку. Так вот, студенты МГУ подшучивали над нами, «бауманцами», что мы там изучаем «теорию болта и гайки». В этой шутке было много правды, но, придя на производство, мы не раз добрым словом вспоминали несложную, но такую нужную инженеру школу механических мастерских. Особенно пригодились эти навыки мне, поскольку жили мы без отца, мама зарабатывала мало, и летом я подрабатывал на заводе сельскохозяйственного машиностроения им. Ухтомского в Люберцах. После первого курса я пошел в литейный цех на формовку. Искусство ее сводилось к следующему. В опоку, где заложена модель, засыпается земля, которая уплотняется на вибростенде. И надо было поймать момент, когда земля уплотнилась хорошо, но не более чем надо, потому что, если опоку передержать на вибростенде, земля прилипает к стержню, и при литье идет брак. Та же картина наблюдается, если форма получилась рыхлой. Брака я давал много и почти ничего не заработал за месяц. Надо было уходить, но куда? Рядом с нами работала бригада стариков, которые занимались ручной формовкой. Они-то и пригласили меня к себе на формовку картера сенокосилки, которая велась «перекидным болваном» - есть такой термин в литейном производстве. Мне доверили на тачке подвозить формовочную землю. Оплата бригаде шла по бригадному подряду, потом делили ее по вкладу каждого в производство. Здесь я уже получал неплохие деньги. И хотя не стал классным формовщиком, но что такое труд рабочего - за три летних месяца узнал хорошо. Работать приходилось в три смены, в жару, не жалея себя… С тех пор я с глубоким уважением отношусь к рабочему классу, который принял меня в свои ряды, опекал, учил, делился опытом. После второго курса я работал в кузнечном цеху подсобным рабочим у кузнеца. Я должен был вынимать клещами из термопечи раскаленную заготовку и класть ее в изложницу, а кузнец уже паровым молотом ковал детали. Вот где я не уставал восхищаться искусством кузнеца: нажимая ногой на педаль, он должен был очень точно рассчитать силу удара. Мое же дело было - по его команде поворачивать заготовку. Случалось, кузнецы устраивали между собой соревнования. Для этого брали коробку спичек, выдвигали до половины внутреннюю часть, ставили торцом на наковальню и молотом забивали ее на место, не повредив сам коробок. А ведь сила удара измерялась тоннами… Здесь я почувствовал, понял, что такое искусство рабочего. Оно не было, да и не может быть массовым, но именно таких людей называли мастерами своего дела, и от них зачастую зависело производство целого завода. В том же кузнечном цеху находился участок, где сваривали рамы для сенокосилок. Из-за остаточного термического напряжения все они получались искореженными. Работали с ними два здоровенных молотобойца. Каждый из них подходил к изогнутой раме, долго приглядывался к ней, а потом наносил удар кувалдой в одну какую-то выбранную им особую точку. И рама тут же выпрямлялась… До сих пор для меня остается загадкой, как можно было «на глазок» найти точку концентрации напряжения сложной металлической конструкции и одним ударом снять его, разгрузить раму. И таких случаев я наблюдал много. Однажды мне пришлось поработать на заводе счетно-аналитических машин, где делали пишущие машинки «Москва». Буквы шрифта крепятся в ней на рычажках, каждый из которых изгибается под определенным, только ему присущим углом. Я уже был на четвертом курсе, руководил студенческим научно-техническим обществом факультета приборостроения, и нас попросили в качестве шефской помощи заводу разработать автомат гибки этих рычажков. Я пошел на завод посмотреть, как эту операцию выполняет рабочий. Что же я увидел? Перед рабочим лежало простейшее приспособление, чем-то похожее на гладильную доску. В ней - прорезь, куда вставляется рычажок, набиты гвоздики, укреплен рычаг на толстой пружине… Им рабочий изгибает рычажок до какого-то гвоздика, отпускает. Рычажок чуть разгибается под воздействием остаточной деформации… И вот он быстро-быстро гнет эти рычажки. Зачем же понадобился автомат, который бы его заменил? А затем, что этот один рабочий обеспечивает выпуск продукции всего завода, и если он заболел, производство останавливается. Потому что никто гнуть эти рычажки с такой точностью не может - брак идет сплошной. Я долго изучал его работу и понял, что автоматизировать этот процесс почти невозможно, потому что он основан на мускульном усилии руки этого конкретного человека, который очень точно его прилагает при гибке рычажка, да к тому же учитывает его остаточную деформацию… Это тоже своего рода искусство, которым он овладел в совершенстве, что сделало его незаменимым на заводе. На него все молились, чтобы он, не дай Бог, не заболел. Таких людей знали и берегли директора заводов, потому что от них зависела буквально судьба предприятия - план и т. п. Два лета, которые я проработал на заводе им. Ухтомского, не только позволили мне приобрести ряд специальностей, но и помогли понять законы и особенности реального производства. А с четвертого курса началась специализация. Нам стали читать расширенный курс электротехники. Поскольку мы должны были овладеть основами радиолокации, традиционного объема знаний, которые давали в МВТУ в этом курсе, нам явно не хватало, и для углубленного преподавания электротехники приглашались профессора из МЭИ. Я всегда с нетерпением ждал лекций профессора Лаврова, который блестяще читал их по этому предмету, а позже и по электродинамике. И хотя мы изучали электротехнику по учебникам Круга, которые были основными для студентов МЭИ, нам давали массу дополнительных сведений по нестационарным, переходным процессам в электрических цепях, операционному исчислению и т. д. То есть мы осваивали методы решения дифференциальных уравнений, описывающих эти процессы, что в будущем мне очень пригодилось. Во втором семестре нам стали читать электродинамику, как основу теории антенн в радиолокации. В общем, к концу четвертого курса я получил хорошие знания в области радиотехники. Казалось бы, парадокс: МВТУ, чисто механический вуз, который готовит инженеров-механиков, вдруг начал выпускать специалистов в области радиолокации. Более того, все конструкторские отделы в радиотехнических институтах и КБ, которые занимались антеннами, были составлены из выпускников МВТУ, прошедших кафедру профессора А. М. Кугушева. Организовал эту кафедру академик А. И. Берг, возглавлявший 108-й институт (ныне ЦНИИ РТИ), в котором и работал главным инженером Кугушев. Он многие годы возглавлял кафедру радиолокации, где сложилась своя хорошая научная школа. Вообще-то в этой области Россия не стояла в числе лидеров. Наиболее крупные разработки в 40-х годах XX века в области радиолокации были сделаны в Англии и Америке. В их числе - знаменитый радиолокатор SCR-584 для управления стрельбой зенитных пушек, который хорошо себя показал во время Второй мировой войны. Он и стал как бы образцом для первых наших разработок в области радиолокации и систем управления зенитным огнем. Так почему же именно МВТУ вдруг стал готовить специалистов по радиолокации? Да потому, что антенны - это чисто механические устройства. Причем, как ни странно, до сих пор нет четкой аналитической теории их расчета. Дело в том, что электродинамика антенн описывается уравнениями в частных производных; это сложнейшие уравнения, для которых так и не найдено прямых аналитических решений. Сейчас их пытаются решать с помощью суперкомпьютеров, а тогда… Когда нам прочли курс электродинамики, мы, конечно, знали аналитические зависимости общего порядка, которые сформулировал еще Максвелл в XIX веке, переведенные позже на язык векторного исчисления и т. д., но конечных инженерных решений они не имели. А ведь антенну надо конструировать не только по законам электродинамики, но и механики, учитывая нагрузки, вращающие моменты и т. д. Поэтому основные разработчики антенн в российских КБ - это выпускники МВТУ, где смогли объединить, казалось бы, совершенно разные области физики и механики. Лекции по радиолокации нам читал профессор А. А. Расплетин. Практику мы проходили в НИИ-20 (теперешний «Антей» в Кунцево) и на полигоне в Долгопрудном, где стоял американский SCR-584 и наш первый локатор «Мост». Он имел не параболическую антенну, а похожую на нынешние телевизионные, что устанавливаются на крышах домов. Мы работали операторами радиолокационных станций… Обучение в МВТУ мне очень нравилось, хотя на первых двух курсах было скучновато - черчение, сопромат и ряд других дисциплин особого энтузиазма не вызывали. Нам давали рассчитывать какие-то заумные фермы, балки, а при малейшей ошибке - сразу «неуд.». Поэтому сдать экзамен по сопромату с первого раза почти никому не удавалось, основная масса студентов делала два-три захода, но были «корифеи», которые брали барьер с пятой или шестой попытки. Я относился ко второй категории. Сопромат у нас вел профессор Всеволод Иванович Феодосьев, который стал потом членом-корреспондентом Академии наук СССР. Блестящий ученый, он отлично разбирался в нелинейных задачах упругости, расчетах мембран, оболочек и других сложных в математическом плане объектов. Так вот, мы с Феодосьевым оказались выпускниками одной и той же школы, только он заканчивал ее лет на десять раньше, причем отец его преподавал у нас литературу. Поэтому мне приходилось много слышать о нем, в том числе и от учительницы математики. Она говорила: – Вот у тебя, Федосов, фамилия созвучна с Феодосьевым. Но он перерешал все задачи, которые я накопила еще со времен преподавания в гимназии, а ты на это не способен… Поэтому со школьных лет я питал к нему сложную гамму чувств: вот есть «отличник» Феодосьев и есть «нерадивый» Федосов. Когда же я стал студентом, то рассказал ему эту историю. Он рассмеялся, у нас сложились добрые отношения, но это никак не сказалось при сдаче мною ему экзамена по сопромату. В билете мне достался вопрос о расчете толстостенных труб по формулам Лямме. Это довольно сложные «многоэтажные» формулы, которые я честно вызубрил. Когда же стал отвечать по билету, он, выслушав меня, коротко бросил: – Содрал… Я обиделся: – Нет, я это знаю, выучил. – Содрал, - повторил Феодосьев, - я сам их не помню, а ты - выучил? Ишь, какой умник! Вот тебе задача… И он дал мне простейшую задачу, какую только можно было придумать: – Вот пружина, а это - кирпич весом Р. Я положил его на пружину. Она осела на величину L - «лямбда». Таким образом работа определяется, как PL Но, согласно закону Гука, работа при упругой деформации пружины равняется PL Студент, как и ученик средней школы, чаще всего мыслит догматично, поскольку все извлекает готовым из учебников, конспектов лекций… В общем, ответа я не нашел и он меня выгнал с экзамена. Пересдать удалось со второй попытки, он поставил мне «тройку», но я не успокоился на этом и говорю: – Всеволод Иванович, а как все-таки решается та задача? – Понимаешь, ты должен был задать мне встречный вопрос: а как кирпич на пружину положили? Если я просто брошу его на пружину, тогда она сначала оседает на 2L …Забегая вперед, скажу, что эту историю я ему припомнил, когда уже был академиком, а Феодосьев баллотировался в члены-корреспонденты. Он пришел попросить, чтобы я его по старой памяти поддержал, что я конечно же с удовольствием сделал, поскольку он - и мой учитель, и давно заслуживал этого звания, но спросил: – Всеволод Иванович, а помните, как надо мной издевались? Он засмеялся: – Кто старое помянет, тому глаз вон… В общем, на первых курсах я не блистал, но начиная с третьего, когда мы приступили к приборной специализации, учеба и научная студенческая работа полностью захватили меня. Когда же мы дошли до пятого курса, в МВТУ начали обучение по специальности «Управление ракетными снарядами», и это коренным образом изменило мою судьбу. Новая специальность считалась очень секретной, закрытой, и на нее отобрали лучших студентов, да еще с учетом анкетных данных. В число избранных попал и я. Была организована новая кафедра под руководством профессора Владимира Викторовича Солодовникова, для подготовки специалистов по системам управления ракет. Из трех групп отобрали и сформировали одну. А до этого МВТУ уже понес «потери» - часть студентов перешла, когда им предложили, в МИФИ. И вот новая реорганизация. Помимо того, что меня очень заинтересовала сама специальность, в «избранной» группе нам назначили и повышенную стипендию - 750 рублей. Кстати, потом, на работе, мой оклад оказался несколько ниже, но это так, к слову… Первое, с чем мы столкнулись на новой кафедре, это то, что преподаватели, пришедшие на нее работать, абсолютно ничего не знали об управлении ракетами. Но сам Солодовников был в числе ведущих ученых в области теории управления - являлся одним из создателей так называемой частотной школы. Теория управления в то время бурно развивалась. Во-первых, потому, что стали создаваться новые системы оружия, где широко применялось управление - прежде всего, управляемые ракеты, следящие системы пушечных установок, автопилоты и т. д. Сама жизнь потребовала развития этой науки. Во-вторых, тогда вышел в свет ряд книг - переводов трудов Массачусетского технологического института, в том числе книга Джеймса, Николса и Филипса «Теория следящих систем», где излагалась теория Винера, одного из родоначальников кибернетики. У нас в России существовала своя школа - мы были в числе стран-лидеров, обладающих теоретическими разработками в области управления, которыми занимались еще Вышнеградский, Ляпунов, Андронов и другие выдающиеся ученые, сделавшие очень много в данном направлении. Но эти разработки не были инженерными методами, а лишь теоретическими. Они основывались на решении обыкновенных дифференциальных уравнений и качественной их теории. Кстати, чтобы лучше понимать математику, как сказано выше, я умудрился поступить на вечерний механико-математический факультет МГУ, где прослушал три курса. Но когда окончил МВТУ и попал в аспирантуру, решил, что для меня это будет уж слишком - иметь второе высшее образование, и покинул университет. Однако и то, что я успел прослушать, дало мне отличную математическую «закваску». Винер дал инженерную трактовку теории управления. Он основывался на том, что любой нерегулярный процесс во времени можно представить как сумму чисто периодических колебательных процессов с определенными частотами. Совокупность этих частот называется спектр. «Превращение» временного процесса в спектр частот происходит с помощью преобразований Фурье и Лапласа. Винер, собственно, и предложил рассматривать процессы управления не во времени, а в частотной области, для чего ввел понятие передаточных функций, наглядно описывающих именно преобразование спектра сигнала. Они несли в себе гораздо больше практически важной информации, чем чисто формальные частные решения дифференциальных уравнений. Спектральное представление процесса позволяет более ощутимо почувствовать его динамику, поскольку оно, как бы концентрирует, обобщает все то, что происходит во времени. К чему эти специальные пояснения? А к тому, что Солодовников был одним из тех, кто очень настойчиво развивал у нас это направление. Он начал заниматься им до войны, был одним из пионеров, кто изучал частотные методы, а их широко использовали радисты. Они всегда рассматривали именно спектры, частотное представление процессов, с которыми сталкивались в работе - прохождение сигналов в радиоприемнике, их фильтрация и т. д. А поскольку из нас готовили «радиолокационщиков», которые также имеют дело с радиосигналами, то нам была хорошо понятна физическая суть теории, которую Солодовников развил на базе переведенных с английского языка книг, где были изложены основы частотных методов. Позже были выпущены учебники школы Солодовникова по теории управления, которые затем перевели во многих странах мира, поскольку они значительно богаче работ Винера. Впоследствии мне пришлось встретиться со специалистами известной французской фирмы «Томсон-CSF», в частности с главным инженером господином Ле-Пелетье. Он окончил знаменитый парижский Политехнический институт и, когда узнал, что я ученик школы Солодовникова, сказал: – А вы знаете, мы все учимся по учебникам Солодовникова… В. В. Солодовников читал свои лекции всего один год, по сути дела, опробуя на нас то, что разрабатывал, и, как оказалось, очень успешно, поскольку эти лекции и легли в основу учебников. Его заслуга, по моему мнению, - в том, что он ушел от чисто теоретических методов, переведя их в инженерную плоскость. По сути дела он подвел под теорию управления такой инженерный фундамент, который и по сей день практически не изменился, стал классическим. Студенты всего мира сейчас учатся, используя именно его частотные методы. Вторым нашим учителем был Вячеслав Вячеславович Петров - ныне, когда я пишу эти строки, уже покойный - член-корреспондент Академии наук. Он читал нам теорию нелинейных систем (тогда как частотные методы применяются к линейным системам). На основе этой теории можно объяснить работу таких приборов, как автопилот. Он имеет ряд нелинейностей - зона нечувствительности, зона насыщения, петля гистерезиса и т. д. Это так называемые существенные нелинейности, которые не поддаются линеаризации. Скачкообразные, разрывные функции в принципе не могут быть линеаризованы. А этой разрывностью и объясняются физические процессы, когда при управлении в цепях возникают автоколебания. В. В. Петров был учеником школы Андронова. Это горьковская (ныне нижегородская) школа, в основу которой положены методы фазовой плоскости, и он блестяще преподал нам расчеты на базе этих методов. По сути дела В. В. Петров заложил второй теоретический «кирпич» в фундамент нашей новой специальности. Однако собственно теорию систем управления ракетами нам толком так никто и не читал. Простейшие знания по автопилотам и системам стабилизации дал нам аспирант Владимир Алексеевич Карабанов (он и сейчас преподает). У него очень светлая голова, и он из весьма скудной информации, которую черпал в литературе по автопилотам, сумел выстроить некое подобие учебного курса по нашей специальности. И все… МВТУ я закончил с хорошим теоретическим фундаментом в области электродинамики, радиолокации, теории управления, но по своей специальности никакого практического багажа из стен училища не вынес. Мне выпала большая честь - как одного из лучших студентов меня оставили в аспирантуре. Я был очень горд таким решением своих учителей, хотя в то же время понимал, что знаний у меня маловато. И вот, учась в аспирантуре, я должен был сдавать кандидатский минимум по немецкому языку. Преподавала его нам заведующая кафедрой, немка Анна Яновна Тримм, требования у нее были жесткие, так что на первом году учебы в аспирантуре я в основном занимался немецким языком. И вот тут мне повезло. В МВТУ был передан немецкий архив единственного в своем роде КБ-1 «Берлин». В этом архиве хранились, в частности, докладные полковника Главного разведывательного управления Красной Армии Синельщикова. В них он докладывал тогдашнему министру обороны Булганину, что американцы вывезли через Гамбург целый пароход с документацией немцев по разработкам ракетной техники, а также сами ракеты ФАУ и специалистов, которые их создавали. Тут же в Германию были командированы Королев, Черток, Пилюгин и другие наши будущие корифеи ракетной техники для сбора всего, что касалось создания ракет. Им также поручалось найти и привезти в Россию всех, кто имел хоть малейшее отношение к их разработке, с тем, чтобы эти специалисты выпустили документацию по ракетам. Тогда, прямо в Германии, и было образовано КБ-1 «Берлин». Дело казалось несложным - сделаем чертежи, а по ним построим и сами ракеты. О динамике полета, о том, как они управляются и т. д., тогда задумывались мало. Нужная документация была собрана. Более того - разыскали и сами изделия: ракеты А-4 (ФАУ-2), зенитные ракеты «Вассерфаль», «Рейнтохтер», «Шметерлинг». Кроме того, в этом арсенале была планирующая бомба SD-1400X («Фриц-Х») и ракета «Руршталь» - первое изделие класса «воздух - воздух». То есть немцы имели широкий набор ракет, которые вот-вот должны были поступить в серийное производство, но не успели - война закончилась, Германия потерпела поражение. И в этот период, я считаю, произошло событие, которое определенным образом отразилось на судьбе нашей авиационно-космической промышленности. Во всем мире эта промышленность едина. В СССР же ее разделили на две отрасли - авиационную и ракетно-космическую. А началось это разделение именно с момента прибытия КБ-1 «Берлин» в СССР. Тогдашний нарком авиационной промышленности А. И. Шахурин не нашел в своем ведомстве площадки для материалов и коллектива этого КБ, и их разместили на заводе № 8 в Подлипках, подчиненном Наркомату вооружения, которым руководил Д. Ф. Устинов. На этом заводе главным конструктором до войны работал знаменитый впоследствии Л. В. Люльев. Там выпускались 100-миллиметровые зенитные пушки. В войну завод был эвакуирован на Урал, в Свердловск (ныне это завод им. Калинина). А на территории завода в Подлипках занимались ремонтом тех же зенитных пушек. Но в мирное время работы почти не было, и предприятие собирались перепрофилировать… Вот так был организован НИИ-88. Директором в нем стал М. К. Янгель, который принял часть арсенала, немецких специалистов и вернувшихся из Германии наших «охотников за ракетами». При этом НИИ было организовано КБ-1, где главным конструктором стал работать Сергей Павлович Королев, будущий Главный конструктор всей космонавтики. Зенитные ракеты были переданы КБ Лавочкина - все эти «Вассерфаль», «Шметерлинг» и «Рейнтохтер». Планирующие бомбы оказались в конструкторском бюро А. Я. Березняка в Дубне (филиал ОКБ им. А. И. Микояна). Часть немецких специалистов привезли в Москву, в ОКБ, что располагалось у развилки Ленинградского и Волоколамского шоссе на «Соколе», руководителем которого назначили С. Л. Берию, а научным руководителем П. Н. Куксенко. Им была поставлена задача создать систему ПВО на базе управляемых зенитных ракет. Туда стали собирать лучших специалистов страны в области радиолокации, в их числе оказались Расплетин и другие будущие корифеи, создававшие наши зенитные ракеты и современные комплексы ПВО. В итоге все, что было связано с ФАУ-2, в том числе немецкие специалисты, работавшие по этой ракете, разместились в Подлипках; зенитные ракеты - в КБ Лавочкина; системы управления - в КБ-1 на «Соколе» С. Л. Берии; крылатые ракеты - у А. Я. Березняка и, частично, у В. Н. Челомея, который воспроизводил ФАУ-1 на заводе № 51. Это ракета с пульсирующим двигателем. Сам Челомей работал в то время в ЦИАМе, был специалистом по авиационным двигателям, а также хорошим ученым в области колебаний. Ему были близки по духу автоколебательные режимы, на которых работают пульсирующие двигатели, по этой теме он защищал докторскую диссертацию. 19 октября 1944 года, став главным конструктором завода № 51, он начал работу над ракетой 10Х, аналогом ФАУ-1. Что касается немцев, то единственным, кто действительно с успехом работал на Россию, был доктор Хох. Я его лично не знал, но мне рассказывали, что он добровольно согласился сотрудничать с нами, в отличие от других специалистов, которые, по сути дела, тихо саботировали работу. Это быстро поняли, от работ их отстранили и какое-то время держали на острове в Московском море, потом отправили в ГДР, откуда почти все они вскоре перебрались в ФРГ. Хох же открыто симпатизировал России и очень много дал нам в области динамики управления и наведения ракет. Он создал так называемую «Бан-Хох-Модель». Баллистическая ракета - это изделие, которое нужно разогнать под определенным углом до какой-то заданной скорости, выключить в определенной точке траектории двигатель, и дальше она летит по инерции. В ФАУ-2 команду на «отсечку» двигателя давали интегрирующий гироскоп и акселерометр, которые, по сути дела, определяли достигнутую скорость, интегрируя ускорение. Подобный гироскоп Хох и использовал в своей модели в качестве аналогового интегратора. С помощью нелинейных потенциометров и двух интегрирующих гироскопов он фактически собрал электромеханический аналог уравнения колебательного движения тела вокруг центра тяжести - уравнения второго порядка, и решал его с учетом переменных аэродинамических коэффициентов. Вот эта «Бан-Хох-Модель» на двух гироскопах и была первым устройством, на котором моделировался процесс стабилизации баллистической ракеты. …Итак, в конце концов, все материалы, описания, вся материальная часть вместе с этой «Бан-Хох-Моделью» из Подлипок были перевезены в МВТУ на кафедру М-1 ракетного факультета, которую возглавлял профессор В. И. Феодосьев. И я как аспирант, которому нужно было сдавать определенное количество страниц переведенного с немецкого языка текста, стал переводить этот архив. Чем больше я углублялся в него, тем интереснее становилось. Я начал разбираться, как работают немецкие ракеты, их системы управления. А потом решил собрать автопилот «Рейнтохтера», тем более, что меня попросили подыскать новую тему лабораторных работ для студентов, а заодно запустить «Бан-Хох-Модель», чтобы она решала уравнения движения. С последней задачей мне удалось справиться быстро, а вот с автопилотом пришлось повозиться. Я никак не мог понять, как он работает. И лишь очень нескоро разобрался: оказалось, существовали два варианта «Рейнтохтера»: один - стабилизированный по крену, другой же - нестабилизированный. А поскольку это была телеуправляемая ракета, то в ней наблюдался эффект так называемой скрутки координат. В нестабилизированной ракете стояли синусно-косинусные потенциометры, которые делают пересчет этой самой скрутки, а в стабилизированной подстройка шла автоматически. Читая описание автопилота, я вначале не понял, что часть его относится к одной ракете, а часть - к другой. И лишь когда досконально изучил все тома, сообразил, что речь идет о двух различных приборах. Вот так, совершенно неожиданно для себя, я прошел великолепную школу изучения немецкой ракетной техники. Спустя несколько десятилетий я поинтересовался судьбой этого архива. Оказалось, что его растащили, а жаль, потому что в нем был собран уникальный материал по истории ракет. Но тогда, конечно, я еще не думал об исторической ценности архива: я изучал новую технику! И здесь пришлось не раз добрым словом вспомнить В. В. Петрова, который читал нам теорию нелинейных систем. Все немецкие ракеты были построены на основе этой теории: в них использовалось так называемое интерцепторное релейное управление. Это когда рули высовываются в поток на какое-то время, а потом убираются. При таком способе управления используются сигналы с широтно-импульсной модуляцией. Эти сигналы формировала и излучала радиолокационная станция «Вюрцбург». Приемник на ракете преобразовывал их в соответствующие команды, и они шли на автопилот, который, с одной стороны, решал задачи стабилизации, с другой - управлял рулями. На таком принципе были построены все немецкие ракеты, кроме ФАУ-2, где стояла линейная система управления с интегрирующим гироскопом. А вот ракета «воздух - воздух» - «Руршталь» наводилась по тепловому лучу. В самолете был вмонтирован инфракрасный «прожектор», который подсвечивал цель, и ракета шла по лучу, и сигнал отклонения от него тоже модулировался этой широтной импульсной модуляцией… Чем больше я знакомился с архивом, тем четче понимал - немцы вплотную подошли к созданию нового класса оружия, на которое отнюдь не зря так надеялся Гитлер. Они сумели решить ряд сложнейших задач, к которым мы у себя только подступались, и если бы война затянулась еще на какое-то время, возможно, под ударами этих ракет людей погибло бы намного больше. Однако надо сказать, что принципы управления немецкими зенитными ракетами у нас не прижились. Мы пошли по пути классических линейных автопилотов и линейных систем управления. Все работы, которые велись в конце сороковых - начале пятидесятых годов в КБ-1 на «Соколе», шли на базе обычной теории линейных систем. На мой взгляд, это объясняется тем, что в основном там работали радисты, которые хорошо разбирались в частотных методах, они понимали, что в основе управления будущих ракет должна лежать радиолокация, что эти ракеты будут телеуправляемыми и т. д. И КБ-1 стало «классиком» в области телеуправляемых ракет, которые и стояли у нас на вооружении до появления режима самонаведения. Но вернемся к архиву. Благодаря ему, то есть совершенно неожиданным путем, я приобрел знания, которых мне так не хватало и которых у нас в стране, по сути, и не было. А если и были - то настолько засекреченные, что мне, вчерашнему выпускнику, а ныне аспиранту, до них было не добраться. В это время Королев уже сделал ракету Р-5, заканчивались работы по ставшей потом знаменитой Р-7, но все это было слишком далеко от меня. Конечно, кандидатский минимум по немецкому я сдал, но, к сожалению, знанием языка мне так и не пришлось воспользоваться, хотя немецкие технические тексты читал без словаря. Так же легко я сдал минимум и по системам управления. Тут мне помог мой же дипломный проект. Делал я его в НИИ-2, где потом всю жизнь работал и работаю сейчас. Сначала это был НИИ-2, позже Институт технической кибернетики, НИИАС, а теперь вот ГосНИИАС… Когда я впервые открыл его двери, институт занимался авиационным вооружением. Темой диплома у меня была кормовая пушечная установка для самолета Ил-40. В основе ее работы заложена гидравлика с объемным управлением, и мне пришлось делать расчет следящей системы этой установки. А в это время Солодовников как раз начал внедрять в практику метод логарифмических частотных характеристик. Я был первым, кто в своем дипломном проекте применил этот метод. Мне же довелось участвовать в расчете номограмм, которые были сделаны в НИИ-2 и потом вошли во все учебники. Естественно, кандидатский минимум я сдал Солодовникову легко… Видимо, ему чем-то приглянулся мой подход к тому, чем он занимался, и Владимир Викторович предложил мне приступить к чтению лекций студентам, что, собственно, входит в обязанности аспиранта. И тут я понял, что совершенно не знаю аэродинамики. А как можно изучать ракетную технику, не зная законов, по которым она летает? И хотя аэродинамика ракет значительно проще, чем самолетов, ведь ракеты, как правило, - осесимметричные конструкции, но науку-то знать все равно надо. Поэтому я взялся прочитать студентам МВТУ курс лекций по… аэродинамике. И прочитал. Для этого я обложился книгами - как классическими, так и работами ЦАГИ, и довольно скоро освоил основы этой науки настолько, что смог с ними познакомить и студентов. Казалось бы, мое продвижение в научной работе шло весьма успешно, но к концу первого года обучения в аспирантуре я понял, что сделать диссертацию на соискание звания кандидата технических наук не смогу - на кафедре просто нет необходимых материалов. И хотя я притащил из НИИ-2 следящие системы с самолета Ту-16, возглавил студенческое научное общество, вместе с ребятами монтировал какие-то установки, создал лабораторию - меня не покидало ощущение какого-то дилетантизма во всем, чем занимаюсь. Все отчетливее крепло сознание того, что надо уходить в промышленность. |
||
|