Разработчик систем управления КБ «Электроприборостроения»
КБ «Электроприборостроения» создано на основании постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР № 390-182 от 11.04.59 года, приказа Государственного комитета Совета Министров СССР по радиоэлектронике от 21.04.59 года в целях создания в УССР комплекса научно-исследовательских и опытно-конструкторских организаций по разработке вычислительной техники и систем автоматического управления.
К концу 1950-х годов после создания и подключения к ракетной тематике, помимо конструкторского бюро С. П. Королева, еще двух КБ (Михаила Кузьмича Янгеля и Владимира Николаевича Челомея) возникла необходимость создания в СССР и дополнительных конструкторских организаций по системам управления ракет.
Приступая в 1956 г. к разработке МБР Р-16 и желая обеспечить защиту ракеты от помех, Главный конструктор ОКБ-586 М. К. Янгель пришел к идее разработки инерциальной СУ. Не найдя поддержки у директора НИИ-885 М. С. Рязанского и его заместителя Н. А. Пилюгина, Михаил Кузьмич делает предложение главному конструктору НИИ-944 В. И. Кузнецову взять на себя ответственность за разработку автономной инерциальной СУ. В то же время Янгель обращается к правительству с предложением об организации в Харькове на базе СКБ-897 («Коммунар») нового ОКБ по разработке СУ. 11 апреля 1959 года вышло Постановление Совета Министров СССР «Об организации ОКБ-692 (а/я 67)», которое взяло на себя функции головного комплексного научно-исследовательского и опытно-конструкторского предприятия по разработке СУ для ракет, создаваемых в ОКБ-586 [3, С.17].
В апреле 1959 г. в Харькове, на базе СКБ-897 и СКБ-285, было создано новое особое конструкторское бюро – ОКБ № 692, которое должно было стать головным научно-исследовательским и опытно-конструкторским предприятием, осуществляющим координацию работ по созданию систем управления для ракет, разрабатываемых в ОКБ-586. Ядром предприятия стал коллектив, перешедший из СКБ-827 и возглавляемый А. М. Гинзбургом. Сам Абрам Маркович стал заместителем Главного конструктора ОКБ-692. Этот коллектив уже имел опыт разработки системы управления пороховых тактических ракет «Онега».
Руководителем и Главным конструктором ОКБ-692 стал Б. М. Коноплев. О Борисе Михайловиче мало что известно, в основном по причине принадлежности его деятельности к оборонной промышленности, с которой только в последние годы частично был снят гриф секретности. Благодаря архивным документам ПАО «Хартрон» удалось пролить свет на некоторые факты его биографии до его судьбоносного назначения. В 1931 году Коноплев окончил политехникум связи им. Подбельского в Москве. Несколько лет работал преподавателем и инженером, возглавлял группу молодых поселенцев в Арктике на берегу Карского моря [4]. Вернувшись в Москву в 1937 году поступил в МГУ на физический факультет, однако так и не окончил его, в связи с репрессиями в его семье. До 1943 года под руководством О. Ю. Шмидта; разработал и изготовил опытный образец автоматической радиометеорологической станции для работы в условиях Арктики. Позже, в 1946 году, Борис Михайлович за эту работу был удостоен Сталинской премии.
С июля 1946 г. начинается плодотворная деятельность Б. М. Коноплева по разработке систем радиоуправления ракет дальнего действия. До 1950 года он работает в НИИ-20, главный конструктор системы радиоуправления ракеты Р-5. С 1950 года в НИИ-885 Министерства промышленности средств связи. Борис Михайлович становится там главным конструктором системы радиоуправления ракеты Р-7, работает под руководством М. С. Рязанского. Не найдя общего языка с создателем автономных СУ Пилюгиным, в 1955 году переходит работать в НИИ-695, вплоть до назначения в 1959 году ГК ОКБ-692. По одной из версий Коноплев получил назначение по личному ходатайству Янгеля, который подбирал для воплощения своих идей нестандартно мыслящих и целеустремленных людей.
Новое КБ стало головным в отрасли по разработке автомата стабилизации и комплекса наземного пускового и проверочного электрооборудования. По системам автономного управления, командным гироскопическим приборам и автомату управления дальностью стрельбы головной организацией на первом этапе был НИИ-944 (главный конструктор В. И. Кузнецов).
Впервые, в отечественной практике предлагалось разработать автономную систему управления на базе трехосной гиростабилизированной платформы с установленными на ней в плоскости стрельбы гироинтеграторами. Управление дальностью стрельбы осуществлялось на основе одной из разновидностей функционального метода наведения, разработанного академиком А. Ю. Ишлинским. Приборная реализация его выполнялась электромеханическим счетно-решающим прибором. Программные функции на борту ракеты воспроизводились электромеханическими магнитофонами со специальной проволокой, вместо ферритовой ленты, и временными программно-токовыми распределителями.
Автономность управления на базе инерциальной системы навигации, требовала высокой точности стабилизации движения центра масс и, в этой связи, было предложено оригинальное решение задачи высокоточного регулирования кажущейся скорости (РКС). Эта задача была решена с помощью ламельных датчиков с релейной характеристикой. Традиционный усилитель-преобразователь заменен на релейно-логический преобразователь сигналов. Данная система обеспечивала весьма малую статическую ошибку и характеризовалась повышенной динамикой регулирования. Большая серия наземных испытаний на реальных двигателях, проведенная по инициативе Б. М. Коноплева, доказала взаимную совместимость двигателей и системы РКС. Одновременно в процессе этих испытаний впервые в стране была изучена динамика жидкостно-реактивных двигателей большой тяги как объекта управления. Творческий коллектив молодого ОКБ-692 впервые в стране разработал бортовые приборы автомата стабилизации, реализующего сложные законы регулирования на базе магнитно-полупроводниковых элементов [3, с. 22].
Катастрофа 24 октября 1960 года сильнейшим образом сказалась и на работе ОКБ-692. В Харькове прошло техническое совещание, на котором были определены объемы и сроки доработки СУ. Но, несмотря на потерю ведущих специалистов, работы по СУ Р-16 были продолжены. Главным конструктором ОКБ-692 стал Владимир Григорьевич Сергеев, занимавший этот пост до 1986 года.
В феврале 1961 года был осуществлен первый пуск Р-16, квалифицированный как удачный, несмотря на потерю устойчивости второй ступени. Проблема структурной неустойчивости в каналах системы угловой стабилизации, обусловленную колебаниями частично заполненных топливных баков, впервые была решена группой динамиков ОКБ - 692 в составе А. И. Гудименко, Я. Е. Айзенберга и другие [3, с. 30–31]. Разработанная методика проектирования систем угловой стабилизации объектов ракетно-космической техники (РКТ) с полостями, заполненными жидким наполнителем, была принята в головных организациях.
В октябре того же года по документации ОКБ-692 началось производство аппаратуры системы управления ракеты Р-16 на серийных заводах. Эта ракета стала первой баллистической ракетой большой дальности (до 13 000 км), имеющей короткое время подготовки к пуску (18 мин.) и радиус рассеивания не более 10 км, что позволило создать ракетные войска стратегического назначения, способные дать отпор любому агрессору. 1 ноября три первых ракетных полка, оснащенных ракетами Р-16, заступили на боевое дежурство.
Успехи летных испытаний ракеты Р-16 продемонстрировали возросший уровень профессионализма не только разработчиков самой ракеты, но и создателей СУ. Для коллектива только что организованного ОКБ-692 это было важнейшим достижением, продемонстрировавшим, тот факт, что предприятию по силам самостоятельные разработки сложнейших СУ государственного значения. Именно создание в ОКБ-692 системы управления Р-16 позволило Харькову заявить о себе не только как о крупнейшем серийном производителе систем управления, но и как о центре разработки ракетно-космической техники.
За несколько лет до создания ОКБ-692, происходил активный рост предприятий, которые впоследствии составили его ядро: СКБ-897 и ОКБ-285 завода им. Шевченко. В этот период времени на работу были приняты будущие известные создатели ракетно-космической техники: В. К. Копыл – руководитель приборного отделения, создававшего бортовую и наземно-пусковую аппаратуру; А. С. Гончар – главный конструктор системы управления ракеты «Энергия»; С. С. Корума и В. Д. Стадник – высококлассные баллистики, идеи которых использовались в создании систем управления ракет и обеспечивали им невероятную точность попадания в цель; А. И. Кривоносов – создатель высоконадежной аппаратуры, а так же В. А. Уралов – Главный конструктор СУ ряда боевых ракет, в том числе «Сатаны», и Б. М. Конорев – создатель системы программирования, не имеющей аналогов в СССР. После слияния двух КБ, на деле не раз была доказана эффективность работы молодого коллектива, который впоследствии завоевал доверие в создании надежных электроприборов систем управления боевыми ракетами.
С первых дней существования нового предприятия ОКБ-692 в его составе начало действовать теоретическое подразделение, в скором времени выросшее в самостоятельное и одно из самых крупных подразделений – третий комплекс. Специалисты для работы в теоретический отдел подбирались имеющие склонность к научной работе и свободно владеющие необходимыми знаниями. Происходил подбор сугубо по индивидуальному принципу и, как правило, еще на стадии учебы, на пятом курсе или при дипломном проектировании из числа наиболее способных студентов в области математики или механики.
Полностью сформировавшееся третье отделение имело три основных направления: баллистики, стабилизации и программирования. Свое начало оно ведет еще из СКБ-897, которым руководил А. М. Гинзбург. Роль и значение теории Абрам Маркович понимал и приложил немало сил к созданию соответствующих подразделений, начиная с небольшой лаборатории и затем отдела в составе руководимого им комплекса в ОКБ – 692 [7]. Во всех последующих работах ведущая роль в определении облика системы управления принадлежала специалистам третьего комплекса. Ни одно обсуждение как принципиальных, так и текущих вопросов на всех уровнях внутри и вне организации не проходило без участия третьего отделения.
Создание ракеты большой дальности показало необходимость разработки бортовых систем управления на базе цифровых устройств и бортового цифрового вычислителя. Эта идея была впоследствии реализована специалистами ОКБ-692. В приборных отделениях, руководимых А. И. Кривоносовым и В. К. Копылом, были созданы подразделения для непосредственной разработки БЦВМ и ее наземной проверочно-пусковой части, а конструкторы и технологи приступили соответственно к разработке конструкции и технологии ее производства. С 1965 года началось создание серии таких машин и уже в 1968 г. был испытан первый образец БЦВМ типа 1А100. Это была одноканальная машина, построенная на гибридных модулях серии «Тропа-1». Через шесть месяцев появилась ее трехканальная модификация на монолитных интегральных схемах 1А200 с унифицированным процессором М4М. В 1971 году, впервые в СССР, был произведен запуск новой ракеты Р-36 (15А14) с системой управления, включающей бортовую ЭВМ [8, с. 134].
С 1976 года начата разработка серии БЦВМ на больших интегральных схемах и к 1979 году создана БЦВМ на базе процессора М6, которая вместе с ее модификациями была использована на боевых ракетных комплексах и на ракете-носителе «Энергия». Под руководством А. И. Кривоносова отделом были разработаны теоретические основы синтеза высоконадежных вычислительных структур с многоярусным мажоритированием. Эта разработка широко применялись и последующих модификациях БЦВМ, обеспечивая высокую надежность их функционирования.
Использование первых бортовых вычислительных машин сразу продемонстрировало необходимость совершенствования структурных методов повышения надежности. Вся противоаварийная система, вся защита, строилась именно на базе БЦВМ. В одном корпусе находилась не одна, а как минимум три независимых БЦВМ, которые резервировались на семи разных уровнях. Приходилось учитывать все возможные, а порой невозможные факторы влияния на электронику во время полета: колебания температуры, перегрузки, вибрации, давление и многие другие возникающие проблемы.
Удачно выбранный и реализованный комплекс вычислительных характеристик, надежная элементная база обеспечили этой бортовой ЭВМ уникальный срок жизни ‑ около 25 лет. В последующие годы созданы еще четыре поколения бортовых ЭВМ, имеющих одни из лучших в СССР вычислительные и эксплуатационные характеристики и эффективную технологию разработки программного обеспечения, не уступающие зарубежным аналогам [9, с. 349–352].
За создание уникального радиационно-стойкого бортового вычислительного комплекса его главному конструктору Кривоносову А. И. была присуждена Ленинская премия.
Создание системы управления, основанной на применении БЦВМ, давало неоспоримые преимущества. Оно позволило не только надежнее стабилизировать полет ракеты, но и гибко менять полетное задание. Кроме того, наличие на борту ракеты вычислительной машины позволило управлять сложнейшими процессами во время подготовки ее к пуску и во время самого полета. Необходимость изменения конкретной программы или исправления ошибки зачастую возникала в самый неподходящий и критический момент, когда ракета или космический корабль находились на стартовой позиции. Для этого был создан специальный комплекс, включающий ЭВМ БЭСМ-6 и специально изготовленные блоки системы управления. Специальные алгоритмы моделировали полет ракеты и вносили основные возмущающие факторы [9, с. 352]. Это позволяло отработать реакцию системы управления на различные, как штатные, так и нештатные ситуации.
Электронный пуск – это метод предстартовой обработки информации. Оборудование занимало помещение более 300 м2 и обслуживалось штатом из 50 человек. Использовалось также множество аналоговых моделирующих установок, на которых имитировались различные варианты возмущений, таких как воздействие атмосферы, солнца и многих других факторов, в зависимости от объекта проверки. Вероятность отказов была довольно большая, и приборы часто выходили из строя, поэтому нерезервированную систему ставить на вооружение с ядерным оружием было просто недопустимо. И, хотя элементная база создавалась специально по заказу ракетно-космической отрасли, дефицит качественной продукции присутствовал постоянно. Отказ или преждевременный выход из строя одного из элементов СУ мог привести к непоправимым последствиям. Понимая всю ответственность положения, специалисты уже во время разработки проводили множественные контрольные проверки, чтобы на вооружение не поступали ненадежные элементы.
Коллектив разработчиков «электронного пуска» (Я. Е. Айзенберг, Б. М. Конорев, С. С. Корума, И. В. Вельбицкий и др.) был удостоен Государственной премии УССР.
Переход на дискретную технику завершался широким применением бортовых и наземных компьютерных систем. В 1979 г. были приняты на вооружение ракеты Р-36М УТТХ (15А18) и УР-100НУ (15А35) с унифицированным бортовым вычислительным комплексом. А применение «электронного пуска» обеспечило эффективный и полный контроль полетных заданий. Эта работа стала выдающимся достижением ОКБ-692 и означала новый этап в развитии ракетостроения.
Входящим в состав третьего отделения специальным отделом программирования под руководством инициативного и талантливого инженера и ученого Б. М. Конорева была создана технология бездефектного создания и отработки программ управления, включавшая все этапы разработки ракетно-космических систем и их летные испытания. Элемент этой системы ‑ СДКП (система динамической коррекции программы), прочно закрепил за собой репутацию надежного элемента, так как зачастую помогал найти выход в самых критических ситуациях. Именно она обеспечила возможность оперативного внесения необходимых изменений в программное обеспечение на всех этапах работ от предстартовых испытаний до работы на орбите [9, С. 353].
Во многих случаях СДКП срабатывала и вместо длительной и тяжелой процедуры снятия приборов памяти, дело ограничивалось несколькими часами, а необходимые исправления вводились в оперативную память с пульта управления. Важнейшим условием приближения к реальным условиям полета было использование подлинной аппаратуры и агрегатов ракеты. Ярким примером успешности подобной наземной проверки является тот факт, что компьютерная система управления транспортного корабля снабжения ракетно-космической системы «Алмаз» в течение двух суток автономно, без вмешательства Центра управления выполнила сложнейшую программу полета, состоящую из построения орбитальной и гироскопической систем координат, трех орбитальных переходов поиска, сближения и, наконец, стыковки со станцией «Салют».
Вышеперечисленные разработки специалистов ОКБ обеспечили предприятию ведущее положение в отрасли. Это привело к тому, что круг головных разработчиков ракетно-космических объектов, для которых разрабатывались системы управления, расширился. Кроме ОКБ-586 (КБ «Южное») Янгеля, ОКБ-51 (НПО машиностроения) Челомея и ОКБ-10 Решетнева с предприятием начали работать фирмы ОКБ-301 Лавочкина, КБ «Салют» Полухина, НИИ АП Лапыгина, НПО «Энергия» Глушко [8, С.134]. В области разработок динамики полета, наведения ракет на цель, создания автоматических систем управления ОКБ-692 занимало ведущие позиции в мире. Практически все разработки предприятия внедрялись в практику, принимались на вооружение и вводились в эксплуатацию. Отличительным знаком ОКБ стала надежность создаваемой аппаратуры. Большинство боевых ракетных комплексов, в создании которых принимал участие «Хартрон», было принято на вооружение и составило основу стратегических ядерных сил Советского Союза на многие десятилетия. От первых ракет Р-12 и Р-16 до непревзойденных по своим техническим характеристикам и боевым качествам ракет Р-36М2 и УР-100Н, можно проследить, как стремительно развивалось и росло предприятие в области создания систем управления.
Под руководством Главного конструктора В. Г. Сергеева организацией были созданы системы управления для четырех поколений межконтинентальных баллистических ракет, трех поколений космических ракет-носителей, многих типов искусственных спутников земли и космических аппаратов. В течение пятидесяти лет оно является ведущим разработчиком не только систем управления, но также бортовых и наземных вычислительных комплексов, сложного электронного оборудования для различных типов ракет и космических аппаратов. За эти годы созданы системы управления межконтинентальных баллистических ракет, в том числе самой мощной в мире боевой ракеты Р-36 М2 УТТХ (15А18М) получившей в США название «Сатана» (SS-18 Satan), ракет носителей «Энергия» и «Циклон», орбитальных модулей «Квант», «Квант-2», «Кристалл», «Природа», «Спектр», более 150 спутников серии «Космос» и др. объектов.
Теперь ОКБ-692 носит название ПАО «Хартрон» и успешно продолжает свою работу в рамках украинской космической программы (ракеты-носители «Рокот», «Ангара», «Стрелок», «Циклон-4»), системы управления космических аппаратов и т.д. «Хартрон» также продолжает участвовать в поддержании технического состояния стоящих на боевом дежурстве в России ракет SS-19, SS-20В («Воевода»).
Таблица 2.1
Разработка СУ первых советских баллистических ракет
| Ракета | Разработчик СУ | Год | Дальность, км | Вес БЧ, кг |
| Р-1 (8А11) | НИИ-885 | |||
| Р-2 (8Ж38) | НИИ-885 | |||
| Р-5М (8К51) | НИИ-885, СКБ-897 | |||
| Р-7 (8К71) | НИИ-885 | до 5400 | ||
| Р-7А (8К74) | НИИ-885 | до 3000 | ||
| Р-12М (8К63) | СКБ-897, НИИ-885 | |||
| Р-16 (8К64) | СКБ-897, СКБ-692 | до 2175 |
Список литературы:
1. Грищенко В. Т. Страницы истории НТ СКБ «Полисвит» Производ ственного объединения «Коммунар». 1952 – 2002 гг. / В. Т. Грищенко, В. А. Остапченко, Н. Ф. Сидоренко и др. // Х.: design/проект, 2001. – 412 с.
2. Сабадош Л. Ю. Государственное научно-производственное предприятие «Объединение Коммунар» 1927-2007 гг. / Л. Ю. Сабадош и др. // Х.: ПКЧП «Ома-Пак», 2007. – 30 с.
3. Научно-производственное предприятие «Хартрон-Аркос». Хроника дат и событий. 1959-2005 гг. / Второе издание (дополненное) // Х.: НПП «Хартрон-Аркос», 2006. – 212 с.
4. Астафьев А. Боевая радиовахта. / А. Астафьев // «Радиофронт», 1936. – № 4. – С. 61-62
5. Платонов В. П. Янгель. Орбиты жизни. 2-е изд., перераб. и допол. / В. П. Платонов // Днепропетровск: Арт-Пресс, 2012. – С. 264-268 ??
6. Ковалева Н. Правда о гибели главного маршала артиллерии М. И. Неделина. Ракетная катастрофа. / Н. Ковалева, С. Мельчин, А. Степанов – М., 1995.
7. Горелова С. А. История создания бортовой вычислительной машины и системы проверки «Электронный пуск» на НПО «Хартрон» / С. А. Горелова // Вестник НТУ «ХПИ» История науки и техники, 2009, вип. 48, с. 17–29
8. Гончар А. С. Звездные часы ракетной техники. Воспоминания / А. С. Гончар – Х.: Факт, 2008. – 400 с.
9. Малиновский Б. Н. Очерки по истории вычислительной техники в Украине / Б. Н. Малиновский – К.: Феникс, 1998. – 452 с.