ПОЛВЕКА В АВИАЦИИ Записки академика - Евгений Федосов

Коллектив НИИ-2 уже в начальной фазе жизни занимался проблемами эффективности и в какой-то мере начал изучать целые «операции», - перехвата, воздушного боя, ударно-бомбардировочную, то есть прорыв бомбардировщиков через зону ПВО противника… Эта тематика - исследование боевых операций и эффективности - тоже выросла в отдельное направление работы.

И третье направление, в котором довелось участвовать и мне, это - управляемое оружие. А уже параллельно с его развитием родилась система автоматизации режимов управления самолетом. То есть автоматика и управление стали широко внедряться и в оружие, и в самолет. Вначале это были работы по автоматизации режимов прицеливания, а в последующем и весь самолет стал фактически полностью автоматическим. Удельный вес действий летчика значительно снизился по сравнению с зарей авиации, когда человек в воздухе делал все сам, если выполнял какую-то задачу. Сейчас появилась понятие человеко-машинной системы с очень большой долей автоматизированных режимов.

Вот это третье направление и было поручено вести мне, как заместителю начальника института, поскольку я был к нему наиболее подготовлен.

Первое направление вел заместитель начальника института Владимир Иванович Ермилов, второе - сам начальник, Виктор Арчилович Джапаридзе. Это направление, кстати, вначале курировал мой предшественник - Всеволод Евгеньевич Руднев. Он один из тех, кто отдал много сил и энергии созданию теории эффективности авиационных систем. Эта работа шла в тесном взаимодействии с академией им. Н. Е. Жуковского.

Особняком стояла очень интересная проблема - боевой живучести и поражения цели. Как выбрать боевую часть ракеты? Как организовать разброс осколков, чтобы наиболее эффективно поразить воздушную цель? Ведь на ракетах класса «воздух - воздух» боевая часть не может быть большой, и надо было обеспечить разлет осколков в определенной плоскости, своего рода «диском», который как бы перерезал цель. А в дальнейшем появились стержневые боевые части, имеющие вид свернутой «гармошки», которая при взрыве распрямлялась и получившееся кольцо перерубало цель.

Естественно, возникает и обратная задача: как защищать конструкцию самолета от воздействия оружия противника? Сейчас, благодаря нашим работам, Россия занимает уникальное положение в мире боевой авиации - нигде нет более живучих самолетов, чем российские. Они возвращаются домой с пробитыми крыльями, поврежденным до последних пределов оперением… Яркий пример - применявшийся в Афганистане Су-25, который был скомпонован полностью по рекомендации нашего НИИ. Мы отрабатывали его конструкции на поражение и в результате наши ВВС почти не несли потерь летчиков, даже если в Су-25 попадала ракета «воздух - воздух» или «Стингер».

В этом направлении мы работали и по линии самолетов Су-7 - Су-17. О случае с Ту-22 я уже рассказывал, когда он вернулся на базу после попадания в открытый бомболюк ракеты «Хок». Иракские летчики после этого беспредельно поверили в наши машины и говорили, что русские делают чудеса. Но эта культура закладывалась еще при создании штурмовика Ил-2 - самого массового самолета Второй мировой войны, когда С. В. Ильюшин защитил броней двигатель, кабину летчика, другие жизненно важные элементы машины. Душой и энтузиастом этого направления в нашем институте был доктор технических наук Сергей Иванович Базазянц.

Как уже было сказано, я возглавил направление, связанное с управляемым вооружением, с автоматизацией боевых режимов самолетов, но для меня по-прежнему оставалось тайной, что же собой представляют истребитель и бомбардировщик с точки зрения такой автоматизации. Личного опыта в этой области я не имел никакого, хотя был одним из немногих в НИИ, кто достаточно хорошо владел теорией управления и технологиями управляющих систем. Но мне ведь надо было работать с научными коллективами, которые уже имели достаточно большой практический опыт по решению проблем, за которые я только принимался. Это коллектив лаборатории № 2, которым руководил Евгений Иванович Чистовский. Его правая рука - Иосиф Аркадьевич Богуславский, который, кстати, в это время не без моей помощи переключился на работу по космическим программам. Лабораторию № 3 вел Константин Александрович Сарычев; здесь занимались ударной, фронтовой и дальней бомбардировочной авиацией, в то время изучая в основном бомбардировочные режимы.

Это были уже сложившиеся коллективы, где хорошо понимали, что такое задачи бомбометания и прицеливания, владели их теорией. И когда я посмотрел на нее с позиций собственного опыта, я вдруг уловил в ней некие общности с теорией самонаведения. Но это самонаведение - в конечную точку, а не в цель, то есть вывод самолета на определенный режим, когда надо сбросить бомбу. В какой-то мере, если сравнивать кинематические зависимости бомбометания, они напоминают самонаведение ракеты.

В то же время и истребитель, который наводился на воздушную цель (только в нем сидел пилот) обладал закономерностями, очень похожими на самонаведение ракеты. Но истребитель специфичен. Ракета обладает аэродинамической симметрией, а именно так строились ракеты класса «воздух - воздух» - крестокрылое оперение, цилиндрический фюзеляж, что заметно упрощает задачи управления.

А самолет - это ярко выраженное крыло, состыкованное с фюзеляжем. Чтобы им управлять, надо создавать крен - координированный разворот, когда подъемная сила используется для того, чтобы создавать боковое и вертикальное движение самолета. То есть налицо специфическая динамика управления несимметричным объектом. Кроме того, самолет пилотирует летчик. Человек есть человек, и полностью исключать его из процесса наведения нельзя, он замыкает контур управления. Если смотреть на человека, как на звено в этом контуре, то можно и его динамику представить с помощью дифференциальных уравнений, описывающих его действия как оператора. Поэтому было введено понятие «передаточная функция человека». И оказалось, что наряду с традиционными динамическими звеньями в передаточной функции человека присутствует запаздывание - время, за которое человек воспринимает информацию и начинает реализовать. Вот это временное запаздывание, которое связано с мышлением, принятием решения, с точки зрения теории управления является очень неприятным звеном, которое может привести к потере устойчивости и т. д. Более того, когда стали углубленно изучать человека, оказалось, что он - система со случайными параметрами, поскольку в разных условиях от него в принципе можно ожидать каких угодно неадекватных действий. Если же подойти к нему примитивно и усредненно, его можно описать достаточно точно, и тогда самонаведение истребителя (с учетом специфики несимметричной аэродинамики), очень напоминает решение для любой самонаводящейся системы перехвата - будь она зенитной, класса «воздух - воздух» или истребителем.

В конце концов зенитную ракету можно рассматривать, как беспилотный истребитель. Кстати, в это время в КБ С. А. Лавочкина строилась зенитная ракета «Даль» именно как беспилотный самолет-истребитель. Она тоже была аэродинамически несимметрична и по способу наведения очень похожа на самолет. Прогресс в авиации привел к тому, что истребитель уже имел два ярко выраженных режима полета при перехвате цели. Сначала он выводился к ней с земли - системой командного наведения, когда летчику на директорные приборы по линиям связи передавался нужный курс, высота и скорость. Он пилотировал по ним самолет, пока его бортовой локатор, который находился в режиме поиска, не захватывал цель. Тогда летчик переходил на режим бортового наведения, что фактически и было самонаведением. Он получал на прицельном индикаторе метку цели и далее пилотировал самолет с учетом совмещения этой метки с текущей маркой положения самолета. Так что в динамическом плане самонаведение ракеты и перехват цели самолетом-истребителем очень похожи.

Но в каждом техническом направлении есть своя специфика, какие-то традиции, складываются свои школы, рождается терминология. Мы, к примеру, работая в одном и том же институте над ракетами класса «воздух - воздух» и над истребителем, иногда друг друга плохо понимали, хотя говорили об одном и том же. Ведь терминология во многом определяется личностью людей, их подходом к решению проблем и т. д. Поэтому моя задача заключалась в том, чтобы сначала хотя бы научиться понимать, что делается в коллективах, которыми мне предстоит руководить: я-то в них не работал. Мне необходимо профессионально стать на их уровень. При этом, конечно, я не обязан погружаться в тонкости каждого направления - это и не по силам одному человеку. Потому и существует иерархия управления, где у человека на каждом уровне имеется свой круг вопросов. Но профессиональное понимание деятельности коллективов необходимо.

Поэтому мне пришлось оставить ракетную технику, тем более, что считалось: там работают уже вполне квалифицированные люди и погрузиться в проблематику авиационных систем. Для этого пришлось прочитать гору литературы, множество работ ЦАГИ, ЛИИ, всех классиков - И. В. Остославского, Г. С. Бюшгенса, В. С. Ведрова, М. Р. Тайца, Г. С. Калачева… Мне надо было разобраться в вопросах динамики управления самолетом, потому что аэродинамику я немного знал, и даже, как уже писал выше, набрался смелости прочитать курс лекций по этому предмету в МВТУ.