Федосов Е.А.: Первые шаги в НИИ-2 и история создания НИИ-2

Единственной промышленной и научной организацией, хорошо мне знакомой, был НИИ-2 , куда я и пришел. Меня взяли на работу по совместительству старшим инженером. И тут мне снова повезло. Мало того, что я был единственным, кто знал в институте, что представляют собой управляемые ракеты, в 1954 году вышло закрытое постановление о создании первых управляемых ракет класса воздух-воздух .

В то время у нас уже была такая ракета - К-5 , которая была разработана в КБ-1 на "Соколе" . Но незадолго до этого произошел ряд драматических событий. Были "разогнаны" конструкторские бюро В. Н. Челомея и КБ М. Р. Бисновата . Они занимались управляемыми ракетами, но реальных достижений на этом поприще почти не добились. Сталин очень жестко контролировал вопросы создания ракетной техники и, если какое-то КБ или НИИ не давали результатов, их расформировывали и создавали новые. На место КБ Челомея перевели ОКБ П. О. Сухого , а место Бисновата занял коллектив П. Д. Грушина . Он вплотную занялся разработкой ракет, а КБ-1 сместило акценты в своей работе в сторону "чистых" систем управления. В том же постановлении давалось поручение заняться разработкой ракет класса "воздух - воздух" И. И. Торопову , руководителю завода *134 в Тушино, который в то время делал следящие системы пушечных установок. Грушин и Торопов вели работу по ракетам, которые наводились по лучу. Бисновату же поручалось и далее заниматься самонаводящимися ракетами (поскольку в своем КБ он и работал над самонаводящейся ракетой СНАРС- 250). Людей у него почти не осталось, все материалы умещались в одном сундуке, и Бисноват начал формировать новый коллектив. НИИ-2 тоже подключили к этому направлению. Им занялся начальник лаборатории Юрий Иванович Топчеев , очень интересный человек и большой энтузиаст своего дела, у которого я и готовил дипломный проект. Он-то меня и пригласил работать к себе. Вот с этого момента и началось мое вхождение в авиацию. Оглядываясь назад, хочу сказать, что с инженерным образованием мне повезло. К тому же я неплохо освоил основы радиолокации, теории управления, многое почерпнул из немецкого опыта. Все это в сумме позволило мне довольно легко включиться в самые первые разработки управляемых ракет в нашей авиационной промышленности.

А время было тревожное. Все понимали, что созданное американцами ядерное оружие может быть применено против СССР. Поэтому требовалось быстро решить две задачи: с одной стороны, создать средства доставки своих ядерных зарядов на территорию потенциального противника, а с другой - надежно защитить себя от возможных ударов с воздуха (См. ПРО ). Огромные силы и средства были брошены на создание как межконтинентальных баллистических ракет , так и систем противовоздушной обороны , то есть прежде всего - управляемого оружия для борьбы с воздушными целями. Так вот, начало моей практической работы и пришлось на рождение ракет класса "воздух - воздух". НИИ-2 был организован сразу после окончания войны в 1946 году как институт авиационного вооружения. Его название как бы перекликается с НИИ-1 - ракетным институтом, образованным в 30-е годы. НИИ-1 в основном занимался ракетными двигателями, и более всего жидкостными. В настоящее время это научный центр им. Келдыша . Необходимость рождения НИИ-2 была вызвана несколькими факторами. Во- первых, та группа специалистов авиационной промышленности, которая изучала опыт немцев, наработанный ими во Второй мировой войне, засвидетельствовала, что в Германии существовал институт авиационного вооружения , где изучалась совместимость оружия и самолета . Это действительно одна из сложнейших проблем, потому что самолет является подвижной платформой, имеющей шесть степеней свободы, и стрельба из пушек и сброс бомб - а в середине XX века другого оружия практически еще не было - с такой платформы являлись довольно сложными задачами, как с позиций механики, так и других наук. В их числе - воздействие пушечной стрельбы на работу двигателя самолета, поскольку при выходе снаряда из пушки возникает ударная волна, нарушающая устойчивость воздушного потока на входе в сопло реактивного двигателя. Еще пример: при выходе бомбы из отсека или отделения ее из- под крыла возникает сложное явление аэродинамической интерференции, которое воздействует и на бомбу - бывали случаи ее "прилипания" к конструкциям самолета или удара по ним, и так далее. Конечно, этими вопросами занимались не только немцы, не обошли их стороной и наши конструкторы.

У нас в стране проблемы авиационного вооружения начинал решать еще Н.Е. Жуковский со своей группой инженеров (в которую входил и А. Н. Туполев ), сформированной на базе еще императорского МВТУ .

Это училище обладало самой большой по тому времени аэродинамической трубой. В то время И. С. Сикорский создал первый в мире четырехмоторный тяжелый бомбардировщик "Илья Муромец" , на котором уже подвешивались бомбы весом в сотни килограммов. До этого использовались бомбы весом до нескольких десятков килограммов, и сбрасывались они из кабины пилота или летнаба. Этот коллектив из студентов МВТУ и изучал проблему отделения бомбы от самолета . Жуковский даже опубликовал одну из своих работ, связанных с падением бомбы, где впервые определялись ее баллистические свойства, которые требовалось учитывать при сбросе, а также решались проблемы ее аэродинамической стабилизации.

В советское время, после организации ЦАГИ , исследования в этой области были продолжены. Изучались, в частности, вопросы баллистики бомб, точности бомбометания, технического рассеивания их, вопросы прочности стрелковых установок и т.д. В 1939 году коллектив вооруженцев из ЦАГИ перешел в только что организованный летно-исследовательский институт , который сейчас мы знаем как знаменитый ЛИИ им. М. М. Громова .

НИИ-2 , по сути дела, образовывался из этого коллектива, часть специалистов пришла также из НИИ-1 , который занимался неуправляемыми авиационными реактивными снарядами.

Кстати, авиационные реактивные снаряды были созданы в нашей стране именно в НИИ-1 и впервые применены в 1939 году в боях на Халхин-Голе , в военном конфликте с Японией, где показали весьма высокую эффективность. На базе именно этого 57-мм снаряда потом были созданы знаменитые "Катюши" .

В общем, весьма солидный запас знаний в области авиационных вооружений, прежде всего в области баллистики, теории бомбометания, воздушной стрельбы, прочности стрелково-пушечных установок, совместимости оружия и самолета, у нас в стране уже имелся. Этим мы были обязаны в основном коллективам ЦАГИ и ЛИИ , а также Военно-воздушной академии им. Н. Е. Жуковского , где велись интереснейшие работы на кафедре бомбометания , которой руководил академик Н.Г. Бруевич ; исследованием вопросов воздушного боя занимался профессор (впоследствии академик) В. С. Пугачев .

Во-вторых, создание НИИ-2 вызвано было и тем, что руководство страны, авиапрома, Наркомата обороны стало все лучше понимать: боевая эффективность самолета определяется не только его летно-техническими характеристиками, маневренностью или искусством летчика. Это, конечно, важные факторы, особенно когда стрелковое оружие было жестко "привязано" к конструкции самолета, и чтобы прицелиться по воздушному противнику или наземному объекту, нужно было в совершенстве владеть самолетом. Воздушный бой выигрывал тот, кто лучше пилотировал.

Но наступали времена, когда само оружие начинало играть все более весомую роль в достижении конечной цели любой воздушной операции - поражение противника, завоевание господства в воздухе. К этому подводил и анализ всех крупных сражений Второй мировой войны. Он показал, что только при обеспечении полного господства в воздухе одной из воюющих сторон возможна была победа на земле.

Так, разгром немцев под Москвой предопределился тем, что авиация ПВО столицы сумела обеспечить свое господство в воздухе над своей зоной. И позже все десять крупнейших сражений, или, как их называли, " десять сталинских ударов ", сопровождались господством в небе нашей авиации. В то же время наши поражения в сорок первом - начале сорок второго года в определенной мере были обусловлены превосходством "люфтваффе".

"Люфтваффе" оказались очень серьезным противником, и перелом борьбы с ними в нашу пользу я считаю одним из величайших подвигов советских летчиков. К сожалению, о нем иногда забывают, когда говорят о сухопутных операциях. Да, победы в них являются конечным результатом непосредственного соприкосновения с противником, но без обеспечения господства в воздухе ни одна такая операция не выигрывалась. Решающее значение этого фактора для победы позже подтвердилось и во всех так называемых локальных конфликтах. Тем самым окончательно оправдала себя доктрина итальянского генерала Джулио Дуэ , сформулированная в начале прошлого века, которая гласила, что в будущем авиация станет определяющим видом вооруженных сил и, практически, чисто воздушные операции обеспечат той или иной стране достижение политических целей, лежащих, как правило, в основе любого военного конфликта. Итак, при использовании самолета в боевых действиях роль оружия становилась все более важной, что и продиктовало создание такого научного центра, как наш НИИ-2 . В то время, когда я начал в нем работать - в 1953 году, учась одновременно в аспирантуре МВТУ,- в институте насчитывалось менее тысячи специалистов, но это был уже сложившийся научный коллектив. После защиты кандидатской диссертации в 1956 году я работал здесь уже на постоянной основе и с тех пор ни разу институту не изменил. Особых душевных метаний - оставаться ли на преподавательской и научной работе в МВТУ или уходить в НИИ-2 - у меня не было: я выбрал институт авиационного вооружения. Решающим стимулом стало то, что в учебном вузе я не смог бы прорваться на передний край работ в области управляемого вооружения, в которой стал специализироваться. Она была секретной, и получить необходимые материалы можно было, лишь работая непосредственно по той или иной закрытой теме, связанной с выбранной профессией; там, собственно, и происходило формирование этой области знаний.

Забегая вперед, скажу, что и от преподавательской работы мне уйти не удалось, ею я занимаюсь всю жизнь, но это уже "вторичное" занятие. Почему я не отказался от него? Уже будучи заведующим кафедрой Московского физико-технического института, я входил в его методический совет, который возглавлял Петр Леонидович Капица . А он всегда говорил: - Очень важно для нас читать лекции студентам по самым передовым исследованиям в области новейших знаний. У них "свежее" восприятие науки, и студент может задать настолько неожиданный вопрос, что вам и в голову не придет, и это вас вынудит глубже вникнуть в тот предмет, то явление, о которых рассказываете.

В сложившемся курсе знаний все рутинно. А когда курс базируется на самом передовом научном или техническом направлении, то наверняка вы сами еще не осмыслили его до конца, и вопросы студентов стимулируют вас к такому осмыслению, к систематизации потока знаний, получаемых в ходе вашей научной работы. Поэтому преподавание для научного работника очень важно, но только в том случае, если вы формируете какие-то новые области знаний, лежащие на самых передовых линиях научных исследований. В этих словах Петра Леонидовича - смысл существования МФТИ - "Физтеха" . Этот институт во многом скопировал "стиль" Кембриджского университета в Англии, к чему очень сильно "приложил руку" сам же П.Л.Капица - фактический основатель МФТИ. Кстати, коль уж зашла речь о Капице? В методический совет входил и один из его соратников Николай Николаевич Семенов . Он тоже был в группе специалистов, которых советское правительство в 20-х годах командировало в Кембридж к Резерфорду , на своеобразную стажировку. Вернувшись в СССР, они, собственно, и положили начало знаменитой школы теоретической и экспериментальной физики.

Время шло, настал период бурного развития вычислительной математики, информатики, вычислительных машин, и, естественно, студенты должны были все это осваивать глубоко и прочно. Поэтому, обсуждая учебные планы Физтеха , мы, молодые профессора, ратовали за увеличение объема занятий по математике . Но за счет чего? В течение первых трех курсов студенты получали фундаментальные знания, прежде всего, в области физики, математики, а также проходили историю КПСС, марксистско-ленинскую философию, политэкономию, научный коммунизм и изучали два иностранных языка. В спорах выяснилось - число учебных часов по общественным дисциплинам сокращать нельзя, по иностранному тоже, осталась физика. Только за ее счет можно расширить курс математики. Обычно на совете Петр Леонидович сидел на небольшом возвышении и дремал. А Семенов сидел с нами, в первом ряду. И вот Капица, разбуженный нашими горячими выступлениями в пользу математики, обращается к Семенову:

- 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 локатором "Малахит" и локатором "Изумруд" .

К-5М показала высокую боевую эффективность, и поэтому в 1954 году было выпущено постановление Совета Министров о развитии данного класса оружия.

Ссылки: