Почему так остро встал вопрос о перехватчике? Дело в том, что понимание воздушного боя как дуэли истребителей базировалось на опыте Второй мировой войны, и вопрос автоматизации этой дуэли еще не стоял столь остро, а задача перехвата бомбардировщиков в это время вышла на первый план. Мы противостояли прежде всего Америке, ее стратегическая авиация стала считаться нашим основным противником и в случае возникновения конфликтных ситуаций надо было остановить ее налет, а не вступать во встречные воздушные бои с истребителями. Проблемы с ними возникли немного позже, когда СССР стал принимать участие в арабо-израильских и других локальных конфликтах. В период же конца пятидесятых — начала шестидесятых годов мы вплотную занимались решением задачи перехвата бомбардировщиков. А поскольку она очень сильно напоминала задачу самонаведения ракеты, мне была достаточно хорошо знакома динамика и логика таких процессов. Поэтому очень многое из того, что было достигнуто при работе над ракетами класса «воздух- воздух», мы стали внедрять в методику моделирования полета истребителей-перехватчиков.
Но одновременно мне пришлось вплотную заняться и проблемами бомбометания, поражения наземных целей, которые для меня были в полном смысле «терра инкогнита». Институт занимался уже и управляемыми ракетами, работающими по наземным целям, но бомбометание — специфическая задача, когда нужно вывести самолет с определенной скоростью в некую точку, из которой баллистическая траектория бомбы накроет цель.
Для этого нами широко применялись методы лабораторного имитационного моделирования, которое мы назвали полунатурным, поскольку аппаратура была реальной, а сам полет моделировался в вычислительной машине. То есть, выражаясь современным языком, полет был виртуальным, а аппаратура — реальной. Но чтобы она работала в реальном режиме, на ее вход надо было подать из виртуального пространства вычислительной машины столь же реальную физически воспринимаемую информацию, преобразованную из цифровой или аналоговой модели — будь то движение линии визирования, угловое движение самолета или ракеты, скоростной напор на входе системы воздушных сигналов, сигнал на входе радиовысотомера…
Наш институт был одним из ведущих НИИ в разработке методов цифрового моделирования. И поскольку в то время БЭСМ делали только первые шаги, мы, как я уже писал, стали разрабатывать свою машину, способную моделировать процессы в реальном масштабе времени, то есть обладающую таким быстродействием, чтобы вычислительные процессы не опаздывали по отношению к реальным, и на вход приборов поступала реальная информация. Для этого нам пришлось делать скоростную машину, каковых в СССР еще не было. Однако к тому моменту, когда мы сделали ВДМ-101 и начали моделировать полеты, появились «бурцевские» машины и на каком-то этапе институт просто закупил две или три машины заводского исполнения — М-50 и 5Э51, а впоследствии и «Эльбрус».
С их помощью перехват цели самолетом-истребителем мы уже моделировали на более высоком уровне — чисто «цифровом», целиком внутри машины. Никто ничего подобного до этого в Советском Союзе не моделировал в реальном времени на цифровых машинах. Они ведь создавались как управляющие для систем ПРО, а при решении авиационных задач они как моделирующие не применялись.
В общем, я стал одним из тех, кто начал внедрять в институте моделирование процесса самонаведения истребителей с использованием ЦВМ, поскольку еще у себя в отделе очень много занимался цифровым моделированием ракет.
Надо сказать, что применение цифровой техники в моделировании, как и в управлении, рождало дополнительные проблемы. Действительно: процессы в машине живут своей жизнью в особом «виртуальном» мире. Здесь, кстати, рождаются очень интересные философские вопросы о существовании материального и идеального миров в машине. Так вот, идеальный мир должен в динамическом плане соответствовать реальному пространству и времени, и нам надо было понять, насколько этот виртуальный мир искажает процессы реального мира, совместимы ли они. Оказалось, что на этапе преобразования цифровой информации в аналоговую и ее «входа» в реальный мир появляются ступенчатые нелинейности, связанные с разрядностью преобразований сигнала «туда и обратно», а также определенное запаздывание в процессе обмена информацией между машиной и реальной средой.
Все это надо было увидеть и понять самим, поскольку тогда использование цифровой техники в управлении только начиналось и было засекречено, так что ничего на эту тему в литературе не публиковалось. Полунатурное моделирование — это тоже в какой-то мере управление, поскольку представляет собой некий замкнутый процесс, в который включена цифровая машина. Когда ЦВМ появилась на борту ракеты и самолета, мы столкнулись с проявлением тех же физических закономерностей, что и при полунатурном моделировании — физические параметры полета преобразуются в цифровую информацию, машина ее «осмысливает», вырабатывает управляющие сигналы, которые снова преобразуются и выходят в реальный мир.
Одновременно с изучением процессов перехвата мне пришлось вплотную заняться и проблемами бомбометания. Здесь необходимо вывести самолет уже не на цель, а в некую точку, с которой начинается траектория падения бомбы. Эта задача и рассматривается в теории бомбометания, причем она распадается на две фазы: сначала надо точно выйти в точку сброса бомбы, а затем довернуть самолет по курсу полета так, чтобы траектория падения бомбы пересекала цель. Эта вторая фаза получила название «боковой наводки». В ней участвует динамика самого самолета — его надо накренить, ввести в вираж и выйти на нужный курс, но одновременно надо не упускать из виду и визировать цель. Вот здесь и возникает связка, похожая на самонаведение, поскольку необходимо вести визирование цели, а еще — учитывать баллистику падения бомбы. Этой теорией бомбометания занимались многие наши корифеи, начиная с Н. Е. Жуковского, но наиболее впечатляющие результаты были достигнуты академиком Н. Г. Бруевичем, заведующим кафедрой бомбометания академии им. Жуковского и сотрудниками нашего института, которые этой проблемой занимались со дня его основания. В их числе Г. Г. Абдрашитов, который первым стал изучать вопросы боковой наводки.
Американцы на В-29, а соответственно и мы на Ту-4, задачу бомбометания решали с помощью прицела ОПБ-5. Сигнал с него шел на авиапилот, который автоматически выводил самолет на цель и так же автоматически обеспечивался сброс бомбы. Я с этой проблемой столкнулся, когда началось освоение бомбометания с самолета, летящего со сверхзвуковой скоростью. До этого все бомбы сбрасывались на «дозвуке», в том числе с Ту-16 и других машин. Надо сказать, что бомбардировочная авиация в эти годы мало развивалась, потому что Хрущев считал, что вообще ею нет смысла заниматься, поскольку есть МБР.
Отработка бомбометания с самолета Як-28И
Последним фронтовым бомбардировщиком, который поступил на вооружение наших ВВС к моменту моего назначения заместителем начальника института, был Ил-28, но он тоже бомбил на дозвуковых скоростях. Позже был создан Як-28, который уже бомбил на сверхзвуковых скоростях. Этот самолет запустили в серию на Иркутском заводе, не проводя отработку режима бомбометания. Более того, Як-28 стали поставлять в некоторые страны Варшавского договора: в Венгрию, Чехословакию, Польшу. И там при проведении учебного бомбометания возникла проблема попадания бомбы даже не в цель, а хотя бы в полигон. Территории этих стран весьма невелики, и под полигоны там отводились площади намного меньшие, чем у нас. Поэтому при бомбометании с высоты 9-10 тысяч метров, да еще на сверхзвуке, бомбы просто улетали за пределы полигона — настолько несовершенна была система бомбометания самолета. Начался крупный скандал международного масштаба. Министр авиационной промышленности Петр Васильевич Дементьев вызвал меня к себе «на ковер» как заместителя начальника института, отвечающего за это направление, и сказал:
— Пока не добьешься, чтобы летчики выполняли нормативы по точности бомбометания, в Москве не появляйся…
Главным конструктором прицела ОПБ-16, стоявшего на Як-28, был В. А. Хрусталев из ЦКБ «Геофизика». В этом ЦКБ создавалось прицельное оборудование, тепловые головки самонаведения ракет «воздух — воздух», Хрусталев же занимался бомбардировочными прицелами. Одновременно, в разгар космического «бума», он, если не ошибаюсь, делал и первые оптические системы ориентации для космических аппаратов. И, поскольку это направление было очень престижным, быстро достиг больших высот — стал Героем Социалистического Труда, лауреатом Ленинской премии, был награжден орденами и медалями, ходил, что называется, «грудь колесом», а тут вдруг неурядицы с каким-то бомбардировочным прицелом. Хотя он был намного более сложной технической системой, чем первичные системы оптической ориентации космических аппаратов.
В общем, прицел оказался главным виновником рассеивания бомб. А поскольку не было проведено полунатурное моделирование, необходимое математическое исследование, не было «наземной» отработки, то мы не сразу смогли определить, в чем же заключаются недоработки прицела. В ЦКБ просто изготовили прибор, как его замыслил конструктор, поставили на самолет и «погнали». Да еще приняли на вооружение, запустили в серию и стали бомбы кидать.
Поэтому я сразу попал в весьма сложную ситуацию и мне приходилось каждый понедельник садиться утром в самолет Ли-2 яковлевского КБ и лететь во Владимировку, а в пятницу возвращаться в Москву. Рейс в одну сторону длился больше пяти часов, а летали мы с экипажем заслуженного, опытного пилота Назарова, чей китель сплошь был увешан знаками о миллионах километров пройденных трасс. Самолет имел всего два кресла для пассажиров, остальное пространство фюзеляжа, как правило, забивалось какими-то ящиками и тюками, которые экипаж должен доставить к месту назначения.
Первый полет меня, откровенно говоря, слегка ошарашил. Как только мы взлетели и легли на курс, летчики вышли из пилотской кабины, быстро накрыли стол, нарезали помидоров, огурцов, достали бутылку водки и предложили выпить. Ну, я подумал, что грех отказываться, когда летишь первый раз в новом коллективе, — а мне, как позже оказалось, пришлось летать с ними почти год, — и подсел к экипажу. Выпив две или три стопки, я решил посмотреть, что делается в кабине пилотов. Смотрю — она пустая, штурвалы ходят сами по себе и мы летим. Я почувствовал себя сразу как-то неуют