Евгений Федосов - Полвека в авиации: записки академика

— Николай Николаевич, ты помнишь, Резерфорд, по-моему, кроме алгебры, ничего не знал?

Тот задумался слегка и говорит:

— Да, пожалуй, ты прав, он больше ничего не знал. А Де Бройль, по-моему, не знал и алгебры.

И все. На том споры закончились.

Мы все были поставлены перед фактом, что в основе изучения природы лежит физика, ее законы. Математика лишь помогает ученому, когда он начинает абстрагироваться от исследуемых реальных процессов и переходит на язык формальной логики, формальных зависимостей. Лишь в этом случае математика начинает жить как самостоятельная область науки, но порождает ее физика. И поэтому основные знания, нужные студенту, — это конечно же глубокое постижение физики. Такова была позиция Капицы, она очень поучительна, потому что подобный подход справедлив почти к любым научным исследованиям.

…Итак, придя в НИИ-2, я попал в уже сложившийся научный коллектив, в котором преобладала тематика работ, связанных с неуправляемым вооружением, потому что линия управляемых ракет только зарождалась. Основные исследования велись в области стрелково-пушечного, бомбардировочного вооружения и неуправляемых ракет. Изучались прежде всего вопросы совместимости оружия и самолета, а также «поведения» самого оружия. В то время в НИИ-2 были созданы первые подробные баллистические таблицы бомбометания, которые затем стали основой проектирования всех бомбардировочных прицелов. Эта работа велась совместно с Военно-воздушной академией им. Н. Е. Жуковского под руководством академика Н. Г. Бруевича. Создавались таблицы воздушной стрельбы, позволявшие делать поправки при применении пушек. Эта работа велась под руководством профессора В. С. Пугачева. Она была экспериментальной. Институт имел под Москвой полигон, где были созданы специальные аэродинамические трассы. Из пушки выстреливали макет бомбы или снаряд, а на трассе стояли специальные щиты, с помощью которых фиксировалась их траектория. Изучались силы торможения, подъемные силы… Эти эксперименты были похожи на те, что проводятся в аэродинамической трубе, но в ее воздушном потоке модель неподвижна, а здесь она двигалась в реальной среде. Эксперименты были довольно сложными и дорогими, но они позволили создать вышеназванные таблицы, за которые работники института и Академии им. Жуковского были удостоены Сталинских премий.

В области же управляемых вооружений работал очень небольшой коллектив под руководством Эраста Николаевича Кашеринина, который пытался спроектировать первую ракету класса «воздух — воздух» с телеуправлением. Эта работа настолько технически опережала свое время, что практически не получила развития, коллектив распался, Кашеринин ушел из НИИ-2, и тему закрыли.

Правда, в это же время в институте начались работы по самонаведению. Проблема самонаведения — одна из сложнейших в области авиационного вооружения. Она возникает и при атаке воздушной цели пилотируемым истребителем, и при полете снаряда-перехватчика. Схематически ее можно обрисовать так. В пространстве движутся две материальные точки, одна догоняет другую… Их положения в каждый момент задаются векторами в определенной системе координат. Между ними существует некий вектор дальности, который соединяет эти точки. И вот задача погони, или самонаведения, состоит в уменьшении до нуля вектора дальности путем управления вектором снаряда-перехватчика, либо истребителя-перехватчика. Вот эта задача — формально непростая. Даже если рассматривать не пространственное, а плоское движение, приходится использовать нелинейные уравнения, причем с ярко выраженной нелинейностью, поскольку все время «мешает» вектор дальности. Это напоминает поведение маятника, длина нити которого все время уменьшается. В самом деле: если, предположим, «заморозить» положение (вектор) цели, все время вычитая его из вектора перехватчика, то есть рассматривать только относительное движение последнего — то перехватчик как бы повисает на векторе дальности, как на нити маятника, приближаясь к «замороженной» цели. Похожее явление возникает, когда из колодца поднимаешь ведро — оно «само» начинает раскачиваться. Это эффект динамической неустойчивости при определении режима перехвата. Так вот, решением столь непростой задачи впервые занялся Никита Николаевич Моисеев, который тоже был сотрудником НИИ-2, кандидатом технических наук. Впоследствии он стал доктором технических наук, академиком… Он вплотную подошел к формированию определенных закономерностей, которые позже и были использованы при проектировании оружия самонаведения.

Но вернемся к ракетам класса «воздух — воздух». Как я упоминал выше, первой из них была К-5, созданная в КБ-1 на «Соколе». Конструктор ее — Дмитрий Людвигович Томашевич. При наведении на цель ее положение задавалось так называемой равносигнальной зоной радиолокатора, который стали устанавливать на истребителях. Луч локатора смотрел вперед не прямо, а под небольшим углом и при этом вращался, описывая таким образом коническую поверхность. В итоге, как легко понять, сигнал локатора был переменным во всех направлениях, кроме оси конуса. Этой осью («равносигнальной зоной») локатор отслеживал цель, и в этой же зоне должен был все время оставаться перехватчик. Когда сигнал локатора в приемнике перехватчика становился переменным, бортовая аппаратура выдавала сигнал на автопилот, который возвращал ракету в равносигнальную зону. Это называлось наведением «по лучу».

К этому времени уже научились управлять и лучом локатора, постоянно совмещая его с целью.

В общем, К-5 была создана, отработана, хотя не обошлось и без проблем. В частности, одной из них стало искажение равносигнальной зоны факелом двигателя ракеты… Проблемы эти были решены, но К-5 имела малый вес боевой части, небольшую дальность, и впоследствии на ее базе была создана К-5М. Эта ракета уже пошла в серийное производство на заводе в Болшево. Их выпустили немного, они стояли на самолетах МиГ-19 и часть — на МиГ-21 первых выпусков, с локаторами «Малахит» и «Изумруд». К-5М показала высокую боевую эффективность, и поэтому в 1954 году было выпущено постановление Совета Министров о развитии данного класса оружия. Предписывалось разработать сразу три ракеты: К-6, К-7 и К-8. (Ракеты класса «воздух — воздух» имели индекс «К», а класса «воздух — поверхность» — «X». Но при принятии на вооружение им давали войсковое обозначение.)

Две первые ракеты продолжали идею использования луча, третья — проектировалась самонаводящейся.

В этом же постановлении было сказано, что НИИ-2 должен взять на себя научно-техническое сопровождение этих трех ракет. Для коллектива это была совершенно новая область исследований, предстояло искать людей, и волей случая получилось так, что единственным человеком, хоть что-то знавшим об управлении ракетами, был я. Какую-то часть знаний удалось почерпнуть в МВТУ, где мы стали первыми выпускниками в этой области, определенную информацию дал немецкий архив, неплохой багаж я вынес из учебы в аспирантуре и общения с умными людьми… Ну, а придя в НИИ-2, я начал с изучения того, что было наработано Н. Н. Моисеевым, заместителем начальника института по научной работе В. Е. Рудневым, Э. Н. Кашерининым. В какой-то степени нас допустили к материалам по ракете К-5, и мы получили небольшую возможность изучить опыт КБ-1.

В КБ-1 был собран элитный коллектив, потому что перед ним ставилась задача создать пояс ПВО Москвы. Сюда были направлены лучшие специалисты по радиолокации. Это КБ было практически наглухо «закрытой» организацией, возглавлял ее сын Л. П. Берия — С. Л. Берия. Чтобы попасть туда, требовался допуск по «форме 1», а получить его было не так-то просто, поскольку он давал доступ к работам «особой важности». Охраняли КБ-1 сотрудники КГБ, и когда тебе выдавали пропуск, вслед за ним из окошка вдруг высовывалась голова и грозно спрашивала: «А оружие есть?!» Это, естественно, вызывало трепет у посетителя, ведь только сумасшедший мог прийти в такую организацию с оружием. Я так и не понял, была ли то шутка или действительно таким образом внушался должный трепет…

Надо сказать, что 1954 год — это год разгара «холодной войны», высокой международной напряженности. Тогда мы были уверены, что новая мировая война не за горами и что она будет ядерной. Америка обладала значительным перевесом над СССР по числу ядерных зарядов, и по всему чувствовалось, что этим преимуществом она готова воспользоваться. К тому же США имели превосходство и в стратегической авиации, способной доставить атомные бомбы к важнейшим промышленным центрам нашей страны. Бомбардировщики конца Второй мировой войны В-17 и В-29 значительно превосходили по тактико-техническим данным все наши самолеты, и не случайно Сталин приказал Туполеву скопировать В-29, из которого получился Ту-4.

На мой взгляд, существует два типа самолетов, которые определяют прогресс в боевой авиации. Это истребитель и стратегический бомбардировщик. Они представляют собой как бы два разных полюса. Истребитель воплощает в себе все технические решения, дающие превосходство над противником в «дуэльной ситуации». Стратегический же бомбардировщик должен уметь проникать через отлично защищенные зоны ПВО, наносить серии ударов по важнейшим целям противника и т. д. В нем воплощается совершенно иной ряд технических достижений, чем в истребителе, но оба они являются флагманами в развитии боевой авиации.