Евгений Федосов - Полвека в авиации: записки академика

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/2. Куда делась половина энергии?

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, и потом половина энергии уйдет на колебания. А если я его медленно опускаю, то нагружаю пружину по линейному закону Гука… Но ты же мне этот вопрос не задал.

…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.