Евгений Федосов - Полвека в авиации: записки академика
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.
