 |
КОМПЛЕКС ОС - "ОБНАРУЖИТЕЛЬ СПУТНИКОВ" И РЛС "ДНЕСТР"
В декабре 1961 года завершились автономные испытания ЦСО-П на Балхашском полигоне и разработка проекта радиолокационного комплекса обнаружения спутников - РЛК ОС .
Почти весь 1962 год Ю.В.Поляк затратил на его согласование в различных инстанциях. Летом на Балхаше были проведены совместные испытания ЦСО-П, средств системы "А" и специального искусственного спутника Земли ДСП-1 . При этом удалось впервые спрогнозировать движение спутника по данным станции без применения "космического" приемоответчика. В эскизном проекте РЛК ОС Поляк предложил наиболее оптимальный вариант размещения радиолокационных узлов вблизи городов Иркутск и Усть-Каменогорск .
Однако представители Министерства обороны настояли на использовании строительного задела Балхашского полигона. Окончательно узел ОС-2 решили дислоцировать у селения Гульшад, вблизи озера Балхаш .
К осени предложение РТИ ( Ю.В.Поляк ) и 2-го НИИ МО ( Д.С.Конторов ) о создании комплекса ОС с узлами ОС-1 и ОС-2 , размещенными в районе Иркутска и на Балхашском полигоне, было принято. По замыслу, узлы должны были создать радиолокационное поле, в зону действия которого должна была попадать основная масса пролетающих над территорией СССР спутников.
Местом дислокации узла ОС-1 были выбраны окрестности поселка Мишелевка, расположенного неподалеку от города Усолье-Сибирское Иркутской области. Здесь и далее в книге употребляется наиболее распространенное название Иркутский узел ОС-1 .
Местом дислокации узла ОС-2 стала площадка * 54 Балхашского полигона, где первоначально намечалось строительство одного из четырех узлов комплекса "Алдан" системы А-35 . При строительстве ячеек ЦСО-П она была переименована в площадку * 9, а при передаче войскам утратила связь с полигоном, хотя в обиходе это название за объектом сохранилось. Здесь и далее в книге, во избежание путаницы с полигонными объектами, употребляется название - узел в Гульшаде по имени селения, вблизи которого расположен ОС-2.
Рассказывает академик А.И.Савин .
"Первоначально замысел системы ИС с комплексом целеуказания ОС сводился к следующему. Узел ОС-1 в Иркутске ведет обнаружение основной массы спутников, пролетающих над территорией СССР, и измеряет параметры их движения. Данные об обнаруженных спутниках передаются на командно-измерительный пункт комплекса ИС в Ногинск, где проводится их распознавание и определяется степень опасности. После определения опасного спутника решается задача перехвата.
Проведя аналитические расчеты с учетом ошибок выведения перехватчика и ошибок измерения параметров движения цели, специалисты нашего СКБ и 2-го НИИ пришли к выводу: вероятность перехвата цели на первом витке перехватчика будет невысокой (около 0,5). По этой и другим причинам на начальном этапе проектирования, мы исключили возможность одновиткового перехвата и были вынуждены принять решение о перехвате опасного спутника только на втором витке перехватчика. В дальнейшем этот способ стал называться двухвитковым.
В расчетное время перехватчик выводится на орбиту и на первом витке измеряются параметры его движения. С помощью средств узла ОС-2 уточняются параметры орбиты цели. Затем производятся расчеты по уточнению программы наведения. Уточненные данные передаются на борт перехватчика для исполнения. Выполнив путем дополнительного маневрирования программу наведения, аппарат- перехватчик с помощью головки самонаведения обнаруживает цель, самонаводится и подрывом боевой части обеспечивает ее поражение.
При двухвитковом методе расчетная вероятность перехвата увеличивалась до 0,9 - 0,95".
Рассказывает старший научный сотрудник РТИ Ю.В. Очкин .
"Для обнаружения спутника при проходе над территорией СССР, определения параметров его орбиты с требуемой точностью и обеспечения наблюдения на двух смежных витках необходимо было создать зону действия радиолокационных средств в виде барьера, расположенного на широтах 45 - 50 градусов протяженностью более 4000 километров с Востока на Запад. Поскольку одна РЛС ЦСО-П имела сектор по углу места 20 градусов при минимальном угле места над горизонтом 10 градусов, то для создания такого радиолокационного барьера необходимо было сгруппировать станции ЦСО-П на двух узлах, разнесенных на расстояние примерно 2 000 км.
При этом зоны действия каждого радиолокационного узла, состоящего из восьми секторных РЛС, образовали бы раскрытый на 160 градусов "веер" с лепестками, расположенный вертикально вдоль широты.
Расчеты и математическое моделирование показали, что спутник, проходя через зоны действия радиолокационных узлов, будет обнаружен с требуемой вероятностью на первом витке. Уточнение параметров движения позволит идентифицировать его при прохождении радиолокационного барьера на втором витке.
Совместная обработка измерений траектории на двух смежных витках позволит сравнить его параметры с параметрами орбит спутников, обнаруженных ранее, при условии, что их параметры хранятся в машинном каталоге. Если данные обнаруженного спутника не идентифицируются с данными, хранящимися в каталоге, то спутник записывается в каталог как новый. В соответствии с техническим заданием, комплекс ОС должен был обеспечивать обнаружение вновь запущенных искусственных спутников Земли с эффективной поверхностью рассеивания более одного квадратного метра при первых их прохождениях над территорией СССР на высотах от 250 до 1000 километров севернее 45-го градуса северной широты. При этом параметры орбиты спутника должны были определяться с точностями, необходимыми для системы "Истребитель спутников".
Перед коллективом РТИ встала интересная и сложная задача. Предстояло переработать документацию станции ЦСО-П для обеспечения ее серийного производства, разработать командные пункты узлов с системами синхронизации, передачи данных, аппаратурой службы единого времени, аппаратурой управления, отображения и документирования информации, выдать проектные задания на инженерные сооружения и коммуникации.
Александру Львовичу Минцу удалось получить для института здание на 4-й улице 8-го Марта площадью 10 тысяч квадратных метров (так называемый "Красный дом") и добиться разрешения на строительство нового лабораторно-производственного комплекса на улице 8-го Марта. Это позволило существенно пополнить кадры института, особенно по таким специальностям, как системотехника, вычислительная математика, системы управления. К нам пришло много способной молодежи из МГУ, МИФИ, МАИ, МЭИ. Институт сильно помолодел - средний возраст сотрудников был не более 35 лет. Важным звеном становился многомашинный вычислительный комплекс, который должен был управлять станцией и обрабатывать информацию.
В начале 1960-х годов ламповые, в основном, универсального типа ЭВМ не могли работать в масштабе реального времени с объектами управления, не обладали необходимой надежностью. Опытные образцы полупроводниковых ЭВМ для командных пунктов Войск ПВО имели низкую производительность, малый объем памяти и не выпускались серийно. Этот "кризис жанра" нашел отражение и в нашем эскизном проекте. Для командных пунктов узлов была предложена универсальная ЭВМ М-20 , от которой позже пришлось отказаться. В институте прекрасно понимали, что радиолокатор обнаружения и сопровождения летящих с огромной скоростью баллистических ракет или спутников может быть создан только с использованием цифровой вычислительной техники. Уже в разработке ЦСО-П была запроектирована транзисторная электронно-вычислительная машина М-4 М.А.Карцева . Однако первый блин оказался комом - опытный образец М-4 показал низкую надежность. Надо отдать должное Михаилу Александровичу Карцеву и его ведущим сотрудникам. Проанализировав печальный опыт, они в кратчайший срок, буквально за год, разработали новую специализированную вычислительную машину".
Рассказывает Ю.В.Рогачев .
"Познакомившись с проектом комплекса ОС, Карцев понял, что его ЭВМ предстоит вести обработку информации уже не на уровне РЛС, а на трех уровнях: непосредственно на РЛС, на радиолокационном узле от нескольких РЛС и на командном пункте комплекса. Ни по производительности, ни по объему памяти М-4 не годилась для решения столь сложных задач. В лучшем случае она могла обеспечить обработку информации только на уровне РЛС.
С июля 1962 года коллектив Карцева напряженно работал над новой машиной на освоенных к этому времени промышленностью высокочастотных транзисторах. В ней были заложены решения, значительно повышающие технологичность изготовления и надежность эксплуатации. Предварительные исследования показывали возможность увеличения производительности на порядок по сравнению с М-4. После выхода постановления ЦК и Совмина Карцев предложил запустить в серийное производство уже не М-4, а новую машину, гарантируя выпуск конструкторской документации в те же сроки. Представители 4-го ГУ МО Трусов и Мымрин согласились с ним. Однако директор Института электронных управляющих машин Брук , в составе которого работала группа Карцева, воспротивился, опасаясь срыва сроков постановления ЦК и последующих оргвыводов. В период создания своей первой ЭВМ М-1 Брук был обвинен в занятии лженаукой, и с тех пор стал осторожным. Карцев, через голову Брука, обратился к Минцу . Вникнув в суть вопроса, Александр Львович сразу оценил предложение Карцева. Решив не "трогать" постановление ЦК, он уговорил Щукина способствовать подготовке специального решения ВПК по этому вопросу. В марте 1963 года распоряжением Военно-промышленной комиссии нашему институту была поручена разработка ЭВМ М4-2М. Для обеспечения возможности работы на трех уровнях были созданы три модификации М4-2М - 5Э71 для радиолокационных станций ЦСО-П, 5Э72 для командных пунктов радиолокационных узлов в Иркутске и Гульшаде, 5Э73 для будущего КП комплекса РО. В августе 1963 года Загорский электромеханический завод приступил к освоению машины. В октябре 1964 года начались приемо- сдаточные испытания, в ноябре машина была принята заказчиком и отправлена на головной объект. К концу 1964 года еще шесть машин 5Э71 были отгружены на объекты заказчика. В 1965 - 1966 годах были проведены стыковки машин с РЛС и отработка на них программного обеспечения. Командные пункты узлов ОС-1 и ОС-2 оснащались ЭВМ 5Э72 с системами внешних устройств СВУ-79-1. Для командного пункта всей системы дополнительно к ЭВМ 5Э73 были разработаны системы внешних устройств СВУ- 79-2 и внешний вычислитель М4-ЗМ, получивший единый индекс 5Э79.
В 1968 году на узлах в Иркутске и на Балхаше был завершен монтаж тридцати ЭВМ 5Э71 и 5Э72".
Продолжает Ю.В. Очкин .
"По расчетам на каждом узле ОС должны были работать восемь секторных станций ЦСО-П. Каждая станция включала несколько однотипных элементов аппаратуры, часть ее дублировалась, и у разработчиков возникло естественное желание сделать аппаратуру общей для всего узла или хотя бы для нескольких секторных станций. Рассматривались различные варианты построения вплоть до такого, при котором все секторные РЛС управляются одним мощным вычислительным комплексом. Однако после того как был сделан выбор базовой вычислительной машины, остановились на варианте, при котором общими для всех секторных станций стали центральный синхронизатор, аппаратура службы единого времени и аппаратура передачи данных для внешних связей узла. Эта аппаратура размещалась на командном пункте каждого узла. Полигонная секторная станция ЦСО-П состояла из одной приемо-передающей антенны и аппаратуры технологического управления, размещенной в инженерном здании. По проекту комплекса ОС решено было объединить две приемо-передающие антенны общей электронно- вычислительной машиной, аппаратурой технического управления, отображения и регистрации информации и инженерным сооружением. Такое образование из двух секторных РЛС типа ЦСО-П с аппаратурой, размещенной в одном инженерном здании, в проекте получило название - радиолокационная ячейка "Днестр" , а сама РЛС - индекс 5Н15. В официальных документах ячейка называлась изделием "Днестр", позже и радиолокационную станцию стали называть "Днестр".
После выбора структуры узла под руководством заместителя главного конструктора по радиолокационным средствам Виктора Михайловича Иванцова началось рабочее проектирование радиолокационной ячейки "Днестр". Разработка командных пунктов узлов, внутриузловых связей и связей между узлами велась лабораторией тематического отдела, которую, будучи заместителем главного конструктора по командным пунктам, возглавлял я. Эта лаборатория обеспечивала также технический надзор за созданием средств вычислительного комплекса, координацию разработки алгоритмов и программ для всего многомашинного вычислительного комплекса двух радиолокационных узлов. Огромный комплекс создавался без опытного образца (на полигоне была построена только экспериментальная станция ЦСО-П). Проверка по техническим условиям на заводах-изготовителях проводилась до уровня аппаратурного шкафа, в лучшем случае - до уровня устройства из нескольких шкафов. Все линейки аппаратуры, системы и аппаратурные комплексы впервые монтировались на объекте по проектной документации и настраивались во взаимодействии с вычислительным комплексом. По результатам настройки прямо на объекте велась доработка аппаратуры. Шеф-монтажные бригады заводов-изготовителей постоянно находились на объектах.
Вскоре мы поняли, что обосноваться на берегу Балхаша предстоит всерьез и надолго, и построили два симпатичных двухквартирных дома со всеми удобствами. В них могли свободно разместиться до 30 командированных сотрудников института. В одном из жилых домов городка войсковой части была арендована квартира для главного конструктора и его ответственного представителя. Трудно сказать, что ожидало бы наших людей в районе Усть-Каменогорска, но озеро Балхаш скрашивало унылый быт многих, находящихся вдали от дома, - сухой, здоровый климат, отличное купание и обилие рыбы.
Работы шли в три смены, особенно у разработчиков программ. Программы отлаживались на штатных ЭВМ в составе РЛС и командного пункта. Машинное время расписывалось до минуты. Программисты и инженеры-комплексники должны были ходить из городка в техзону в любое время дня и ночи, часто по несколько раз в сутки.
Программирование рабочих алгоритмов было очень трудоемким процессом. Средств автоматизации программирования в то время практически не было, да и применить их было нельзя, так как велось оно на машинном языке. Это было неизбежно из-за крайне ограниченных возможностей ЭВМ - чтобы "втиснуть" программу в отведенные ей объем памяти и время работы, приходилось перепрограммировать по несколько раз.
Современные программисты вряд ли смогут представить, как можно было сжать до четырех тысяч машинных команд всю рабочую программу электронно-вычислительной машины радиолокационной ячейки. А ведь ячейка с двумя секторными РЛС должна была обеспечивать одновременное обнаружение траекторий целей, уточнение траекторий до шести сопровождаемых целей, выдачу в нужной форме информации на средства отображения и на командный пункт и многое другое!"
Рассказывает старший научный сотрудник РТИ В.А. Соловьев .
"В 1963 году в тематическом отделе Юрия Владимировича Поляка была создана новая лаборатория по разработке математического обеспечения для будущих радиолокационных станций и командных пунктов узлов. Возглавил ее Юрий Григорьевич Полляк , а его заместителем стал Феликс Дмитриевич Петровский . По рекомендации Ю.В.Поляка в лаборатории Ю.Г. Полляка было создано два направления по созданию программно-алгоритмического обеспечения. Разработка алгоритмов для командных пунктов узлов была поручена Ф.Д.Петровскому , а разработка алгоритмов и программ для радиолокационных ячеек - мне.
Главная трудность на первом этапе заключалась в том, чтобы представить себе поставленную задачу, понять, что нужно делать и как ее решать. Ни в зарубежной, ни даже в отечественной закрытой литературе найти прототипы не удалось. Прежде всего, были определены алгоритмы, связанные с траекторной обработкой информации о космических объектах. С большим скрипом давался выбор методов первичной обработки радиолокационной информации от момента выхода ее с аппаратуры РЛС до момента формирования математических опорных точек.
В конце 1965 года на узле в Гулыпаде были смонтированы две из трех предусмотренных по штату ЭВМ 5Э71, функционировало несколько линеек приемно-индикационной аппаратуры станции, настраивались передатчики. Можно было начинать отладку боевой программы на реальных вычислительных средствах и проводить пробную стыковку с аппаратурой ячейки.
В то время специализированная ЭВМ 5Э71 представляла чудо вычислительной техники. Она имела высокую надежность, была простой и удобной в эксплуатации, но для программистов была пока еще фактически грудой железа. Никакого программного обеспечения к ней не прилагалось. Не было даже операционной системы, как сказали бы сейчас, программной среды, в которой она работает. Все это нам предстояло создать на месте.
Год непрерывной круглосуточной работы программистов и алгоритмистов принес свои плоды. К концу 1966 года боевая программа уже вполне достойно функционировала в составе изделия. Формальным и успешным подтверждением этому были завершившиеся конструкторские испытания станции. Существенных претензий к боевой программе ни со стороны главного конструктора, ни со стороны заказчиков из 4-го ГУ МО, ни со стороны войсковой части объекта предъявлено не было.
Перед госиспытаниями на объекте в Гульшаде под эгидой Ю.В.Поляка был собран практически весь цвет РТИ . Кроме непосредственных работников аппарата главного конструктора, присутствовали все ведущие разработчики узлов и систем аппаратуры, проектировщики и конструкторы. Всей этой армадой людей, не только из РТИ, но и от войск и промышленности, великолепно дирижировал тонкий политик и стратег Юрий Владимирович Поляк. Ощущая и схватывая малейшие нюансы быстроменяющейся обстановки, он мгновенно реагировал на любые перемены, часто принимая превентивные меры и нанося "упреждающие" удары.
Не раз приходилось мне присутствовать на утренних "оперативках" Поляка, которые он любил устраивать сразу после завтрака у себя в квартире. Смысл его установок часто не сразу был ясен, однако скрупулезное выполнение его заданий почти всегда давало положительный результат. Как прекрасный шахматист, он "видел" на много ходов вперед, всегда был полностью информирован, отлично анализировал и в результате добивался поставленной цели".
Строительные работы на объектах 1291 в Иркутске и 1102 в Гульшаде начались в 1964 году, после защиты проекта 5Н15 "Днестр". Головным был выбран Иркутский узел . Узел начался с одновременного строительства ячеек ** 3 и 4. Работы велись быстрыми темпами, однако в 1965 году просел фундамент антенных систем и монтаж аппаратуры был приостановлен. Проблема оказалось сложной, на ее решение требовалось время. Во избежание простоя, весной 1966 года практически все специалисты были переведены на объект в Гульшад , а сам объект определен головным. В конце 1966 года, после завершения монтажно-настроечных работ, ячейка * 4 в Гульшаде первой прошла заводские испытания, и в апреле 1967 года была представлена на государственные испытания .
Председателем межведомственной комиссии по приемке первой РЛС "Днестр" был назначен начальник Харьковской Военной инженерной радиотехнической академии имени Л.А.Говорова, маршал Ю.П.Бажанов . Заместителями председателя были: от заказчика - В.Д.Бриль, от РТИ - Ю.В.Поляк. Высказывая замечания, председатель комиссии заявил, что представленную РЛС нельзя рассматривать как полномасштабный образец для дальнейшего строительства серии подобных станций. В.М.Иванцов ответил, что и на флоте при приемке головного корабля определяются доработки, реализуемые в последующих кораблях серии. Такой порядок экономит время и затраты. Доводы Иванцова убедили председателя. Следующее замечание высказал представитель харьковской академии профессор В.А. Мисюра . Оно касалось влияния ионосферы на точность измерения параметров при вхождении цели в сектор ответственности РЛС и вызвало полемику. Хотя представители заказчика считали, что требования технического задания выполняются, полемика развернулась и замедлила работу комиссии. Вывел из кризиса Ю.В.Поляк. Прилетев из Москвы, он сообщил о том, что на аэродроме встретился с начальником Генерального штаба М.В. Захаровым , который поинтересовался ходом испытаний и заметил, что их не следует затягивать, так как РЛС очень нужна. После такого известия маршал Ю.П.Бажанов прекратил все споры и в мае 1967 года госиспытания первой по счету ячейки в Гульшаде завершились.
Ссылки: