В период холодной войны, в эпоху взаимного сдерживания, Советский Союз добился огромного прогресса в науке, развитии промышленности и образовании.
Принято считать, что это был самый продуктивный период в истории человечества. Западный мир достиг вершин демократии, Советский Союз в острой отчаянной конкуренции остановил лидерство американцев в области вооружений, приобретя статус ядерной державы, создав лучшие в мире ракеты для космических исследований и доставки ядерных зарядов и океанский атомный ракетный флот. Запустив 4 октября 1957 года первый искусственный спутник Земли и обеспечив полет Ю.А. Гагарина, СССР стал ведущей космической державой. Это был триумф наших политической, образовательной и экономической систем.
Военный и гражданский флот в интересах своего развития требует привлечения достижений науки и техники в силу особой специфики выполнения своих функций в сложных условиях водной среды морских и океанских просторов земного шара. Особенно это относится к ВМФ, решающему сложнейшие задачи в условиях, отличающихся от сухопутного театра военных действий.
Фундаментальные достижения ядерной физики привели к созданию ядерной энергетики, которая изменила облик флота и резко повысила его боевые возможности. Атомные подводные лодки из «ныряющих» превратились в истинно подводные крейсеры, способные месяцами не всплывать на поверхность и решать боевые задачи в условиях максимальной скрытности.
Не случайно боевым ядром современного ВМФ страны являются атомные подводные лодки с двухреакторными энергетическими установками, вооружённые ракетами баллистическими и крылатыми ПЛАРБ и ПЛАРК, эти субмарины представлены ракетными подводными крейсерами стратегического назначения проектов 667, 941, 949, 971 различных модификаций, обозначаемые, например, РПКСН пр. 667БДРМ — ракетный подводный крейсер стратегического назначения проекта 667БДРМ.
Сложившаяся в мире в послевоенные годы военно-политическая обстановка и логика развернувшейся гонки вооружений выдвинули перед страной задачу достижения военного паритета с США. Этот период характеризуется формированием ряда крупных национальных научно-технических программ, кадровое обеспечение которых было связано с развитием ведущих вузов, включая МИФИ.
Работа по научно-техническим программам потребовала чёткой организации и планирования фундаментальных, поисковых и прикладных исследований, координации их выполнения. Системный подход к решению поставленных задач, надёжное финансирование с возможностью концентрации выделяемых средств на решение приоритетных задач и оперативная подготовка необходимых кадров, обеспечили решение сложнейших задач в заданные сроки.
Большинство исследований носило новаторский характер, а многие практические разработки и результаты не имели аналогов в мире.
Объединённые усилия науки, промышленности и системы подготовки кадров, включая высшую школу, позволили в кратчайший исторический отрезок времени создать современный мощный океанский атомный ракетный ядерный флот, ракетные войска стратегического назначения и стратегическую авиацию.
Это грандиозное свершение равноценно подвигу народа и страны, которая имела меньше ресурсов, чем США, но более талантливый народ, прогрессивную систему образования и управления.
Эти достижения получат отображение в ниже приведённом материале на примере ряда задач, решённых небольшим вузовским коллективом, состоящим из молодых специалистов и студентов, которые участвовали в выполнении работ при тесном взаимодействии с десятками организаций по национальной научно-технической программе обеспечения стратегических комплексов и систем вооружения ВМФ средствами цифровой вычислительной техники.
Достижения научной группы НИС-1 необходимо рассматривать на фоне общего вклада МИФИ в развитие ВМФ.
Участие МИФИ в развитии ВМФ связано с подготовкой высококвалифицированных специалистов в областях вычислительной техники, автоматизированных систем управления реального времени (АСУРВ), автоматики, электроники и реакторостроения, а также с активным участием в проведении научно-исследовательских работ по развитию автоматизации, повышению надёжности, снижению затрат на проектирование корабельных систем и т.д.
Сотрудничество МИФИ с организациями, участвующими в создании и разработке систем для ВМФ, началось в конце пятидесятых годов, т.е. в период широкого развития применения вычислительной техники в системах ВМФ. Проведение научно-исследовательских работ в области систем управления ВМФ создало базу для выпуска высококвалифицированных инженеров.
За тридцатилетний период, начиная с конца пятидесятых годов в организации Министерства судостроительной промышленности (МСП), создающие системы управления для ВМФ, было направлено более 100 выпускников МИФИ.
Особенно много инженеров-мифистов направлялось в организации МСП в 60-е и 70-е годы.
На примере НПО «Агат» можно получить представление о роли выпускников МИФИ в создании систем для ВМФ.
С конца пятидесятых годов по восьмидесятые годы в НПО «Агат» было направлено более пятидесяти инженеров-выпускников МИФИ. Около одной трети за это время защитили кандидатские диссертации (14 человек). Более половины — через 10-15 лет работы стали главными конструкторами, заместителями главного конструктора заказов, руководителями подразделений — начальниками секторов, лабораторий, отделов и отделений. За выполнение важных заказов более 70 % выпускников МИФИ были награждены орденами и медалями СССР.
Среди них выпускники кафедры 12: А.А. Сорокин, к.т.н., главный конструктор, начальник отделения, Лауреат Ленинской премии и премии Ленинского Комсомола, И.Ф. Попов, к.т.н., главный конструктор, начальник отделения, Лауреат Ленинской и Государственной премий и премии Совета Министров СССР, Н.С. Парфенов, к.т.н., главный конструктор, начальник отделения, Лауреат Государственной премии, А.С. Вайрадян, профессор, д.т.н., зам. главного конструктора, Лауреат Государственной премии.
Выпускники МИФИ, главные конструкторы, к.т.н., Е.Д. Лапыгин, И.А. Рогинский, В.И. Рыжков, главные конструкторы З.Д. Алексеева, В.Н. Минаев, В.В. Лазарев, Ю.М. Ковальский и многие другие.
Первым заместителем генерального директора по научной работе НПО «Агат» является выпускник МИФИ, к.т.н., главный конструктор Е.С. Новиков.
Выпускники МИФИ принимали самое активное и непосредственное участие в создании систем стратегического ракетного оружия и крылатых ракет атомных подводных лодок и надводных кораблей.
Тесному сотрудничеству МИФИ и Министерства судостроительной промышленности способствовала политика руководства МИФИ, приглашавшего ведущих специалистов промышленности в институт. В МИФИ совместителями работают: главный конструктор, профессор, д.т.н. Я.А. Хетагуров; главный конструктор, доцент, к.т.н. Н.С. Парфенов, главный конструктор, с.н.с., к.т.н. В.И. Рыжков.
Важная роль в развитии научных исследований в интересах ВМФ принадлежит научным группам кафедр 12, 17, 22, 29, которые были созданы для привлечения преподавателей, молодых учёных, аспирантов и студентов к выполнению НИОКР по оборонной тематике.
Основные работы начинались на кафедре 12 в научной группе НИС-1. Активным участником, руководителем и исполнителем большинства работ является профессор, д.т.н. Ю.А. Попов, который руководит НИС-1 с 1958 г.
Эти работы были направлены на разработку новых рациональных технических и аппаратурных решений корабельных цифровых вычислительных систем (КЦВС). Необходимо отметить, что возможности получения информации из других стран о технических решениях в этой области практически отсутствовали, поэтому большинство решений было выполнено на уровне изобретений.
Среди новаторских работ, выполненных в НИС-1, отметим работы по моделированию нового метода расчёта импульсных трансформаторов профессора Ю.П. Руднева, и по использованию математических моделей для выбора режимов работы транзисторов профессора Б.Н. Оныкия. Развитие этих работ обеспечило увеличение ресурса и срока службы корабельных систем. Необходимо отметить также вклад члена-корреспондента РАН, профессора Л.Н. Сумарокова в разработку системотехнических решений корабельного цифрового вычислительного комплекса «Азов».
Под руководством профессора, д.т.н. Ю.А. Попова были выполнены НИОКР по созданию интегральных магнитно-полупроводниковых схем с повышенной радиационной стойкостью и надёжностью. Эти схемы были проверены на исследовательском реакторе МИФИ и реальном ядерном взрыве и показали радиационную стойкость, более чем на 3 порядка превышающую стойкость полупроводниковых ИС.
Важным направлением, разработанным в МИФИ в НИС-1 при содружестве кафедр 12, 17 и 29, являлись работы по созданию методики точного моделирования вычислительных систем и систем автоматизированного управления стратегическими ракетами. Эти работы способствовали резкому сокращению затрат на модернизацию КЦВС.
Разработанные программные модели обеспечивали отработку и сопровождение программного обеспечения и взаимодействия системы на математических моделях для АСУ реального масштаба времени.
Это направление дало возможность значительно сократить время запуска в серию новых систем и резко уменьшить затраты на их модернизацию. Эти комплексные работы проводились в научных коллективах профессора, д.т.н. Ю.А. Попова (каф.12), доцента, к.т.н. В.В. Золотарева (каф.29) и доцента, к.т.н. В.М. Кирюхина (каф.17).
Серьёзное влияние на выбор принципов построения автоматизированных систем управления пуска стратегических ракет оказали работы по оценке надёжности, проводившиеся выпускниками кафедры 12 профессором, д.т.н. А.С. Вайрадяном, профессором, д.т.н. И.О. Атовмяном, профессором, д.т.н. Ю.П. Рудневым, профессором, д.т.н. Ю.А. Чернышевым.
Разработанные диагностические программы под руководством профессора И.О. Атовмяна значительно упростили эксплуатацию автоматизированных систем на АПЛ и надводных кораблях, и повысили их боеготовность.
Серьёзное влияние оказали на применение вычислительной техники и цифровой обработки сигналов работы в области гидроаккустики, проводимые под руководством профессора, д.т.н. Ю.Г. Древса (начинал свою деятельность в НИС-1). В течение ряда лет на кафедре 29 работала отраслевая лаборатория по обработке гидроакустической информации Министерства судостроительной промышленности.
Полученные новые принципиальные результаты по обработке гидроакустической информации обеспечивают решение задачи самообороны АПЛ.
По-видимому, это только часть работ, в которых принял участие факультет «Кибернетики». Ряд выпускников факультета «Автоматики и электроники» принимали активное участие в разработке системы управления защиты (СУЗ) атомных реакторов, работающих на АПЛ.
На базе работ, выполненных на факультете «Кибернетики» по тематике ВМФ, было защищено четыре докторские диссертации — А.С. Вайрадян, И.О. Атовмян, Ю.А. Попов, Ю.Г. Древс и более двадцати кандидатских диссертаций. Было получено более пятидесяти авторских свидетельств.
В настоящее время продолжается работа по подготовке высококвалифицированных специалистов МИФИ для работы по созданию новых систем для ВМФ.
Профессор Я.А. Хетагуров
СПРАВКА ОБ АВТОРЕ: профессор, д.т.н. Хетагуров Ярослав Афанасьевич. Окончил факультет приборостроения МВТУ им. Баумана в 1950 г. По окончании аспирантуры Института точной механики и вычислительной техники АН СССР в 1954 г. защитил кандидатскую диссертацию и в 1955 г. поступил на работу по совместительству на каф. 12 МИФИ. С 1958 г. начал работать в МНИИ — 1 Судостроительной промышленности над созданием первых автоматизированных управляющих систем на основе цифровых вычислительных машин. С 1962 г. был главным конструктором первой подвижной полупроводниковой ЦВМ для ПВО страны — 5Э89, которая выпускалась серийно до 1992 г. В 1964 году Ярослав Афанасьевич защитил в МИФИ докторскую диссертацию, а с 1972 г. был главным конструктором корабельной цифровой вычислительной системы (КЦВС), управляющей пуском стратегических ракет с атомных подводных лодок (АПЛ) нескольких серий. За эти работы ему была присвоена Ленинская премия. В 1982 г. был назначен главным конструктором КЦВС ракетного комплекса тяжёлого ракетного подводного крейсера системы «Тайфун».
В МИФИ Я.А. Хетагуров работает с 1955 г., заведовал кафедрами 12 (с 1959 по 1961 гг.) и 29 (с 1969 по 1989 гг.), создал две научные школы на кафедрах 12 и 29, которые внесли большой вклад в создание специальной вычислительной техники, в совершенствование учебного процесса и в подготовку кадров высшей квалификации. В 1982 году Я.А. Хетагуров получил премию Совета министров СССР как научный руководитель системы коллективного пользования СКП ЭВМ вуза, созданной совместно МИФИ и МГУ и получившей всесоюзное признание.
МИФИ — НИС-1
Знание нашей истории, наших достижений и побед поднимает уважение к собственной Родине.
Данный материал даёт некоторые сведения о рядовой научной группе НИС-1 научно-исследовательского сектора (НИС) МИФИ, организованной в 1956 г. на кафедре №12 «Компьютерные системы и технологии» (создана в 1951 г. и первоначально называлась «Математические счётно-решающие приборы и устройства»).
Во-первых, на примере научной группы НИС-1 будет показано участие МИФИ в национальной научно-технической программе по обеспечению стратегических комплексов и систем вооружения ВМФ средствами цифровой вычислительной техники.
Во-вторых, материал характеризует также уровень возможностей и потенциал инженеров-исследователей, подготовленных на новой кафедре МИФИ, который к тому времени сформировался как учебно-исследовательский институт, где учебная и научно-исследовательская деятельность были равноценны.
В-третьих, материал свидетельствует о формировании в МИФИ научной школы лауреата Ленинской премии, профессора Я.А. Хетагурова, которая оказала существенное влияние на быстрое развитие науки на кафедрах 12 и 29, а также на факультете «Кибернетики». В целом научная школа охватывает области науки и техники, связанные с созданием автоматизированных систем управления реального времени для оборонных комплексов.
Начиная с 60-х годов и до времени перестройки и капиталистических реформ, в МИФИ и в стране в целом число учёных росло по законам цепной реакции. Качество их зависело как от личных способностей, так и определялось научной школой — тем научным коллективом, в котором они сформировались как учёные.
Взлёт науки, особенно прикладной, который можно проследить на примере МИФИ, не позволил американцам добиться преимущества ни в одной из оборонных областей науки и техники. Это пока позволяет даже в условиях развала науки и оборонной промышленности в настоящее время сохранять паритет на уровне ракетных войск стратегического назначения.
Примечание. Следует сделать одно важное уточнение. Научная школа Я.А. Хетагурова не замыкается на одной группе НИС-1, которая была первой, и, несомненно, явилась хорошим примером развития науки на кафедре 12 и факультете «Кибернетики».
В начале 60-х Я.А. Хетагуров также возглавил большой временный творческий коллектив «Машина» для разработки универсальной ЭВМ МИФИ, задачей которого явилось освоение опыта построения ЭВМ со всеми периферийными устройствами для использования в учебном процессе МИФИ.
Работая в коллективе «Машина», выпускники и специалисты кафедры получали опыт не только проектирования ЭВМ, а также её наладки и эксплуатации. В коллективе «Машина» прошли творческую подготовку и воспитание более 30 будущих кандидатов наук, доцентов, а также 7 будущих профессоров: И.О. Атовмян, В.И. Зуев, Б.И. Кальнин, Г.Н. Соловьёв, Б.Н. Оныкий, Ю.А. Чернышев.
ЭВМ МИФИ была изготовлена на производственных участках МИФИ и в 1962 году сдана в эксплуатацию для использования в учебном процессе. Коллективу НИС-1 с согласия научного руководителя пришлось помогать «машинистам» комплектующими радиодеталями и деньгами.
Профессор Г.Н. Соловьёв стал заведующим кафедрой 12 и возглавил новую научную группу «Орбита», профилем которой является обработка данных физического эксперимента и компьютерное управление действующими и проектируемыми ускорителями для фундаментальных исследований в области ядерной физики. Группа «Орбита» вырастила профессора Л.Д. Забродина, который возглавляет и научную группу, и кафедру №12 в настоящее время.
Профессор В.И. Зуев возглавил научную группу «Моделирование», для компьютерного исследования переходных процессов в элементах и объектах различной физической природы и техники.
Профессор Ю.А. Чернышев организовал свою научную группу «Сигма» для проектирования надёжных отказоустойчивых специализированных ЦВМ для оборонных отраслей. Группа вырастила нового профессора Чуканова В.О., возглавляющего эту группу в настоящее время. Ю.А. Чернышев перешёл на руководство центром информационных технологий МИФИ.
Упомянутые в статье Я.А. Хетагурова профессора возглавили научные группы или институты, где поддерживают свои научные направления и школы.
Профессор Б.Н. Оныкий возглавляет Московский инженерно-физический институт (государственный университет), профессор Ю.П. Руднев — Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов Минатома, профессор Л.Н. Сумароков возглавлял Международный центр научной и технической информации и департамент МАГАТЭ.
Профессора И.О. Атовмян, А.С. Вайрадян и Ю.Г. Древс возглавили свои научные группы на кафедре 29.
Каждая из перечисленных групп активно в процессе выполнения НИОКР готовила кандидатов наук. Те, в свою очередь, оставляя «гнездо», развивали новые научные направления как на родной кафедре, так и в других местах, куда забрасывала их судьба. Поэтому на кафедре и факультете возникали и возникают новые научные группы. Например, государство в то время активно поддерживало науку, и на кафедре была организована новая госбюджетная лаборатория «Быстродействующая вычислительная техника». В неё перешли из НИС-1 наиболее способные специалисты: Г.П. Зинькевич, А.П. Кларин, В.Г. Тышкевич, В.В. Макаров, А.И. Фирсов, Г.В. Ноздрин. Они образовали ядро специалистов, возглавивших комплекс работ по важнейшим направлениям, включая целевую программу МИФИ «Космос» и направление «Ядерная астрофизика», что способствовало созданию в МИФИ космических аппаратов и стратосферных зондов, которые разрабатывались по международным программам.
Широкий спектр научной тематики, включая оборонные НИОКР, обеспечил подготовку специалистов высшей квалификации для учебного процесса. Например, только по тематике в интересах ВМФ в НИС-1 под руководством Ю.А. Попова было подготовлено 14 кандидатов технических наук, 7 из которых стали ведущими доцентами на кафедре 12 и факультете «Кибернетики».
Группа НИС-1 уважала желания своих питомцев и без большого сожаления отпускала их в творческий полёт, потому что происходила непрерывная подпитка дипломниками и выпускниками, пожелавшими работать по интересующему их направлению. Ушедшие из НИС-1, включая необучавшихся в аспирантуре, возглавили коллективы в промышленных, научных организациях и системе госуправления.
Стремительное сворачивание отечественного оборонного комплекса в начале 90-х годов обусловило активное участие НИС-1 в научно-технической программе «Конверсия и высокие технологии». Это потребовало быстрой перестройки научной группы для проведения работ и выполнения проектов в интересах гражданских отраслей. В вопросах конверсии НИС-1 также активно помогал Я.А. Хетагуров.
Руководство и активисты НИС-1 делали и делают всё возможное, чтобы новаторство и инновационная культура широко использовались в деятельности каждого выпускника МИФИ.
Научная группа НИС-1, где во все времена на каждого сотрудника приходилось не менее двух способных студентов, представляет коллектив, реализовавший на практике свободное соревнование и сотрудничество умов и талантов. Правилом в НИС-1 была обязательная подготовка печатных работ и изобретений по темам дипломных проектов, результаты которых в большинстве случаев использовались в реальных изделиях и научно-технических проектах.
В коллективе НИС-1 не было места для эгоистов, а воспитывалась гордость достижения истины в знаниях, достижения практических результатов творчества во всех начинаниях и делах.
Подобные научные группы в послевоенные годы создавались под конкретные оборонные программы и предназначались для привлечения студентов, преподавателей и молодых учёных к научно-исследовательской и опытно-конструкторской работе по профилю МИФИ (Московского механического института боеприпасов).
Главный профиль МИФИ в то время определялся оборонной тематикой, которая в 50-х годах прошлого века для СССР была сверхактуальной, поскольку Пентагоном было разработано несколько планов уничтожения «оплота коммунизма». Наиболее известный из них — план «Дропшот» (Dropshot) — предусматривал удар 300 атомными бомбами «малыш», опробованными на японцах. Для поражения были определены 200 целей во всех крупных городах СССР.
Разведка в те годы работала хорошо и об этих планах было известно советскому правительству, которое использовало данную информацию для мобилизации коллективов разработчиков средств, предназначенных для быстрого адекватного ответа на угрозу.
Когда на совещании ответственных исполнителей по теме «Счётчик» сообщили о плане «Дропшот», у многих возникло недоумение, каким образом и почему СССР, которому американцы помогали громить фашистов, в одночасье стал для США врагом номер один? В чём наша вина и за что нас хотят уничтожить?
В 1955 году МИФИ приступил к выполнению работ по постановлению ЦК КПСС и СМ СССР (тема «Счётчик»). Далее абсолютное большинство работ в МИФИ выполнялись по постановлениям Партии и Правительства.
По теме «Счётчик» молодому коллективу НИС-1 поручили выполнить работу по созданию бортовой ЦВМ бомбардировщика для управления прицельным сбросом атомных бомб. Далее обратимся к страницам истории кафедры.
В этой работе приняли участие молодые тогда специалисты Д. Демьяненко, И. Атовмян, Е. Жидков, Л. Плужников, Л. Лукьянов, А. Вонтелев, Ю. Попов. Последние трое стали по сути основателями НИС кафедры» (поэтому группа получила название НИС-1). «Попытки создать такую машину увенчались успехом – был создан макет машины» (разработан на конструктивах заказчика полноразрядный действующий макет БЦВМ).
Ярким праздником, вызвавшим всплеск энтузиазма, явилось 4 октября 1957 г. – запуск первого искусственного спутника Земли – советского спутника. Восторг, изумление, гордость охватили МИФИ, Москву и всю страну. Мир рукоплескал. Это была Победа!
Любые сомнения или умаления достижений России рассеялись. Это был триумф Советского Союза, который вызвал всплеск патриотизма и чувство гордости за своё отечество.
Подъём энтузиазма привёл к тому, что сотрудники и студенты в НИС-1 работали с 8 утра и до 8 вечера (как во время войны). Был разработан сверх требований ТЗ вариант схемотехники бортовой ЦВМ, полностью на полупроводниковых схемах (разработчики — выпускники 1957 г. Ю. Попов и В. Рыжков).
Это был первый факт задела или свободного творческого поиска в НИС-1. Далее подобные заделы стали традицией НИС-1, способствуя поиску и реализации новых технических решений.
В 1958 г. НИОКР по созданию БЦВМ для бомбосброса была завершена.
Инженеры, возглавлявшие НИС-1, вместе с научным руководителем темы профессором Майоровым Ф.В. ушли из МИФИ на более интересную работу.
С уходом шефов НИС-1 возглавил Ю.А. Попов как самый опытный и старший по возрасту из инженерного состава (25 лет). К тому времени научная группа размещалась в четырёх комнатах, была хорошо оснащена приборами, штат составлял 25 человек, имеющих опыт разработки как транзисторной, так и ламповой аппаратуры. Вокруг НИС сложился коллектив молодёжи из студентов-дипломников и уировцев (УИР — учебно-исследовательская работа в МИФИ), для которых научная группа стала вторым домом.
Конкретное и реальное проектирование с экспериментальной проверкой рабочего узла было не только прерогативой штатных проектировщиков, но и студентов-дипломников, так как они работали, сидя рядом со своим руководителем на соседних стендах, а подчас и в очередь с руководителем на одном рабочем месте. Это не ностальгия по прошлому, а отражение той реальной действительности, в которой воспитывались будущие инженеры-исследователи — выпускники МИФИ.
В НИС-1 приходили студенты и даже выпускники кафедры, отработавшие три года на промышленных предприятиях, а оставались работать только те, которые почувствовали, что могут выполнить задания. Поэтому практически все были профессиональны, умны, увлечены работой и являлись творческими личностями. Взаимное уважение и взаимопомощь были в группе неписанными правилами.
Таким образом, в 1958 г. научная группа НИС-1 при кафедре 12 представляла сформировавшуюся и получившую первый опыт НИОКР достаточно эффективную структуру для выполнения совместных работ по оборонной тематике.
Участие НИС-1 в НИОКР для ВМФ в рамках национальной научно-технической программы
В начале 60-х годов в противостоянии США-СССР сложилась критическая ситуация. С 1950 г. по 1964 г. ВМС США ввели в строй 20 подводных атомоходов, оснащённых баллистическими ракетами — ПЛАРБ. Каждый атомоход нёс по 16 ракет «Поларис» (Polaris) с ядерными зарядами.
Итого: 320 баллистических ракет, имеющих подводный старт и максимальную дальность, 2200-2800 км.
В качестве частичного ответа в течение 6-ти лет (1958-1964 гг.) была реализована широкомасштабная, уникальная по срокам, отечественная программа строительства серии из 8 атомных ракетоносцев 1-го поколения (ПЛАРБ проекта 658), несущих по 3 баллистических ракеты с более мощными, чем у американцев, термоядерными боевыми частями.
Советский ракетный атомоход обладал более высокой скоростью подводного хода, увеличенной глубиной погружения, а также лучшей боевой живучестью, уступая по характеристикам информационно-вычислительных средств и уровню скрытности, использовался только надводный старт.
Ответ был неадекватен: 24 БР морского базирования против 320 БР у США.
Поэтому для реализации адекватного ответа на вызов США параллельно была развёрнута крупная национальная научно-техническая программа по созданию ракетно-ядерного атомного океанского флота, включающего ПЛАРБ 2-го и 3-го поколений и надводные корабли.
По плану реализации программы началась подготовка специалистов в МИФИ на вновь организованной кафедре №12, а научная группа НИС-1 была переведена на работы в интересах ВМФ.
С 1957 г. выпускники кафедры регулярно направлялись в организации, ведущие работы по созданию вычислительных устройств и боевых информационно-управляющих систем для стратегического ракетоносного подводного флота.
Научная группа НИС-1 с 1958 г. приступила к выполнению хоздоговорных НИОКР с Федеральным государственным унитарным предприятием ФГУП «НПО «Агат», которое, подобно МИФИ, было организовано в 1942 г. как Специальное КБ Наркомата судостроительной промышленности СССР, далее переименованное в Морской НИИ-1, а затем в НПО «Агат».
В соответствии с национальной научно-технической программой, предприятию было поручено создание автоматизированных систем и комплексов управления боевой деятельностью подводных лодок (ПЛ) и надводных кораблей (НК) ВМФ.
С конца 50-х и начала 60-х гг., когда на предприятия стали направляться выпускники МИФИ, автоматизированные системы управления боевой деятельностью ПЛ и НК стали проектироваться и строиться на основе средств цифровой вычислительной техники в морском исполнении.
Боевые информационно-управляющие системы (БИУС)
На предприятии под руководством лауреатов Ленинской премии Г.А. Астахова и Р.Р. Бельского с участием НИС-1 и распределённых на предприятие выпускников МИФИ началась разработка первой боевой информационно-управляющей системы «Туча» — БИУС «Туча», которая не имела мировых аналогов. БИУС выполняла широкий спектр задач управления боевой деятельностью ПЛ, в том числе, задача обнаружения, стрельбы торпедным оружием и баллистическими ракетами.
Проектирование устройств цифровой вычислительной техники для информационно-управляющих систем ВМФ было более сложной задачей, чем разработка бортовой ЦВМ для бомбосброса.
Поэтому руководителю НИС-1 Ю.А. Попову пришлось отложить переход на преподавательскую работу до 1966 г., когда две базовых системы «Туча» и «Альфа» были приняты на вооружение в ВМФ. Защитив диссертацию в 1965 г. и получив через два года звание доцента, Ю.А. Попов приступил к выполнению полной учебной нагрузки на кафедре, выполняя её параллельно с руководством НИС-1
Учитывая в тот ответственный период важность новых работ, было необходимо расширить штатный состав группы, организовать отбор дипломников и совершенствовать работу коллектива в интересах быстрого и чёткого решения новых задач по участию в создании боевых управляющих систем для подводных и надводных систем ВМФ.
В основу построения БИУС как для ПЛ, так и НК, закладывался базовый принцип единых конструктивных и схемотехнических решений, единого общесистемного программного обеспечения, что давало возможность облегчить проектирование, изготовление, эксплуатацию, подготовку кадров для обслуживания.
БИУС «Туча» была сделана впервые в мире. Использование и совершенствование БИУС позволило более точно, надёжно и быстро воспринимать и оценивать обстановку, принимая эффективные решения на управление во всех тактических эпизодах.
В последующие годы в НПО «Агат» с участием МИФИ, который поставлял молодых специалистов, и НИС-1 была создана большая гамма БИУС для вооружения ПЛ различных проектов: типа «Алмаз» для ПЛ 2-го поколения и типа «Омнибус» для всех ПЛ 3-го поколения, как многоцелевых, так и стратегических, а также ряда корабельных цифровых вычислительных систем КЦВС для управления стрельбой баллистическими и крылатыми ракетами.
Корабельные цифровые вычислительные системы (КЦВС)
При создании КЦВС научное руководство в НИС-1 взял в свои руки заведующий кафедрой Я.А. Хетагуров, поскольку КЦВС — его прямое детище. За разработку и внедрение ряда систем стратегического назначения, принятых на вооружение ВМФ профессор Я.А. Хетагуров был удостоен Ленинской премии и получил высокие правительственные награды.
КЦВС является составной частью корабельного боевого стартового комплекса — ракетной боевой управляющей системы РБУС. Основное назначение КЦВС-РБУС — определение включаемых в залп ракет из имеющихся на ПЛ, назначение порядка их старта, предстартовый контроль, и расчёт полётного задания для каждой из стартующих ракет, включая кассетные головные части.
В 1967 г. численность американского ракетоносного флота достигла 41 ПЛАРБ с 656 ракетами. Завершилось создание основы морской составляющей ядерного могущества США в результате выполнения крупнейшей программы в истории мирового военного кораблестроения.
Поэтому страна предприняла чрезвычайные усилия по строительству и совершенствованию своего ракетоносного флота, чтобы обеспечить необходимый баланс.
По сложности систем подводные ракетоносцы — плавающие космодромы не имеют себе равных среди технических объектов, созданных человеком. По разнообразию объектов и числу технических решений, реализованных впервые в мире при создании подводных ракетоносцев наша страна намного опередила США.
Группа НИС-1 участвовала в разработке ряда образцов систем, принятых в составе ракетных комплексов на вооружение в ВМФ, базовыми из которых явились такие системы, как «Туча» 1962-1968 гг., «Альфа» 1965-1974 гг., «Диана» 1972-1975 гг., «Атолл» 1972-1977 гг., «Альт» 1973-1983 гг., «Арбат» 1979-1986 гг.
В настоящее время основным направлением деятельности ФГУП «НПО «Агат» под руководством Генерального директора Александра Мартыновича Касьяна, первым заместителем которого по научной работе является выпускник МИФИ, к.т.н., главный конструктор Евгений Станиславович Новиков, является разработка боевых информационно-управляющих систем и систем управления тактическим и стратегическим оружием для проектируемых ПЛ IV поколения.
Научный руководитель первых работ по КЦВС — РБУС в НИС-1 Я.А. Хетагуров умело и целенаправленно формировал научные кадры, поощряя самостоятельность, смелость при реализации новых, обоснованных технических решений, а также широкий кругозор исполнителей.
Лаборатория НИС-1 является научной школой Я.А. Хетагурова, а Ю.А. Попов и его коллеги по работе в НИС-1 по тематике ВМФ: Ю.П. Руднев, Б.Н. Оныкий, Л.Н. Сумароков, В.И. Рыжков, В.В. Золотарёв, Ю.Г. Древс, Ю.Н. Алексеев, Л.Б. Сотина (Болдырева), В.Г. Тышкевич, А.И. Фирсов, А.П. Кларин, Г.П. Зинькевич, Л.П. Невская, В.В. Макаров, А.А. Любомудров, М.Н. Ехин, В.М. Кирюхин, В.Н. Баращук, М.А. Болдырев, М.А. Макаров, Н.Н. Захаревич, А.Н. Степанов, П.Е. Бочков, Л.В. Бочкова, А.Т. Воронин, М.Г. Юшкетов, А.И. Андрианов, В.Д. Ярков, И.Ф. Бабалова, В.А. Ильин, Н.Н. Попова, А.И. Волынщиков, В.А. Кручинина, Н.Н. Климова, Н.А. Дунаева, В.П. Соляник, А.И. Кульков, А.М. Аксенов, В.А. Бакулин и многие, многие другие считают себя учениками Я.А. Хетагурова и счастливы, что им удалось принять участие в работах, связанных с судьбой страны в то не простое время.
Научная школа Я.А. Хетагурова оказала существенное влияние на развитие областей науки и техники, связанных с созданием автоматизированных систем управления реального времени. Я.А. Хетагуров при воспитании молодёжи в равной мере способствовал формированию навыков и умений для учебной и научно-исследовательской деятельности. Он учил нас, как наиболее эффективно работать в коллективе, учил высокой ответственности при применении знаний на практике.
Я.А. Хетагуров сам не замыкался в узкой специализации и учил выпускников МИФИ творческому подходу ко всем вопросам и умению решать любые научно-технические проблемы, в том числе, выходящие за рамки специальности.
Такие времена настали, когда в 1991 г. начался стремительный развал отечественного оборонного комплекса, который потребовал частичной переориентации НИС-1 на работы в гражданской сфере.
Участие сотрудников, аспирантов и студентов НИС-1 кафедры 12 в создании боевых автоматизированных систем управления реального времени (АСУРВ) атомных подводных лодок (АПЛ) и надводных кораблей (НК)
Работа по хоздоговорам с ФГУП НПО «Агат» обусловила участие сотрудников, аспирантов и студентов НИС-1 каф.12 в создании, внедрении, разработке:
- Боевых информационно-управляющих систем — БИУС 1-го, 2-го и 3-го поколений;
- Ракетных боевых управляющих систем- РБУС 2-го и 3-го поколений;
- Первого базового цифрового вычислительного комплекса — ЦВК «Азов», который является ядром БИУС и РБУС 2-го поколений;
- Корабельных цифровых вычислительных систем — КЦВС 3-го и 4-го поколений — основы АСУРВ АПЛ и НК, обеспечивающих работу БИУС и РБУС в мультизадачном режиме АСУРВ;
- Внедрение первой в России инструментальной системы точного имитационного моделирования — ИСИМ на базе виртуальных ЭВМ для РБУС, КЦВС и БИУС, выполненной по межкафедральной теме каф.12, каф.29, и каф.17;
- Участие в союзной программе с 1984 по 1992 г. по созданию специализированных ЭВМ для оборонных отраслей (Решение ВПК №103 от 10.10.84 г.). По программе, совместно с НПО «Агат» был разработан алгоритмический язык высокого уровня реального времени и построен экспериментальный образец специализированной ЭВМ с аппаратурной интерпретацией указанного языка высокого уровня. Работы были приняты государственной комиссией и получили развитие в ряде диссертационных работ, прошли широкую научную апробацию.
- В разработке экспериментального образца 32-х разрядного арифметического устройства (АУ) на магнитно-полупроводниковых элементных структурах (СИМПС) «Матрица», использующего при работе всех узлов унитарный код «один из четырёх». Экспериментальный образец использовал блоки опытной партии схем «Матрица» в коде «1 из 4», выпущенной в НПО «Агат», включающей схемы контроля, правильности выполнения машинных операций по обработке и передаче информации. Образец и результаты его испытаний был представлен межведомственной комиссии, включающей представителей 10-и оборонных предприятий, подтвердившей эффективность СИМПС «Матрица» и организации АУ при использовании кода «1 из 4». Магнитно-полупроводниковые структуры в коде «1 из 4» были защищены четырьмя авторскими свидетельствами: «Матричное вычислительное устройство», «Логическая матрица», «Блок переноса для матричного сумматора» и «Устройство для деления». Авторы: Хетагуров Я.А., Попов Ю.А., Юшкетов М.Г. и др. В настоящее время под руководством Я.А. Хетагурова ведутся работы по созданию микропроцессорных средств, использующих код «1 из 4» на ПЛИС.
В итоге договорных работ с НПО «Агат» (1958-1993 гг.) коллектив НИС-1 (включая с начала 80-х годов научные группы Золотарева В.В. — каф. 29 и Кирюхина В.М. — каф. 17) принял участие в разработке и совершенствовании БИУС, включая первую для АПЛ БИУС — «Туча», а также АСУРВ АПЛ 3-х поколений проектов 667А, 667АМ, 667Б, 667БД, 667БДР, 667БДРМ, 949 (949А), 941 — комплекс «Тайфун».
Из книги РОССИЙСКАЯ НАУКА — ВОЕННО-МОРСКОМУ ФЛОТУ (Москва, «Наука», 1997):
Выполненные научно-исследовательские работы позволили приступить к созданию первых корабельных АСУ — боевых информационно — управляющих систем (БИУС).
…Реализация базового принципа построения БИУС позволила при ограниченных затратах и в сравнительно короткие сроки оснастить подводные лодки всех проектов третьего поколения современными корабельными АСУРВ.
…К 1970 г. был разработан первый базовый корабельный цифровой вычислительный комплекс «Азов», который явился ядром корабельных БИУС второго поколения и КЦВС «Альфа», «Диана».
…К концу 1975 г. разработан и внедрён в серийное производство корабельный ряд базовых унифицированных ЦВК третьего поколения —«Арфа», «Атака», «Карат».
От НПО «Агат» работами по созданию БИУС «Туча» для проекта АПЛ 667А руководили Г.А. Астахов и гл. конструктор Р.Р. Бельский, за БИУС получили Ленинскую премию. Большую помощь НИС-1 при освоении новой тематики оказывал главный конструктор, лауреат Ленинской премии И.Ф. Мусатов
Работами по созданию базового ЦВК «Азов», РБУС и КЦВС всех последующих проектов АПЛ руководили гл. конструктор КЦВС, управляющей пуском стратегических ракет с АПЛ проектов 667Б, БД, БДР, гл. конструктор КЦВС комплекса «Тайфун», лауреат Ленинской премии Я.А. Хетагуров.
Неоценимую помощь сотрудникам НИС-1 оказывали многие руководители подразделений и специалисты НПО «Агат». Наиболее тесный творческий контакт установился с «мифистами» — ответственными исполнителями важнейших НИОКР, обеспечившими их внедрение в ВМФ. Это были выпускники каф.12: гл. конструктор КЦВС проекта 667БДРМ, начальник отделения, лауреат Ленинской премии А.А. Сорокин, гл. конструктор, начальник отделения, Лауреат Государственной премии, Н.С. Парфенов, гл. конструктор нач. отдела З.Д. Алексеева, гл. конструктор, начальник отделения, лауреат Ленинской и Государственной премий, и премии Совета Министров СССР Попов И.Ф., гл. конструктор В.И. Рыжков.
В МИФИ совместителями работают главные конструкторы: профессор, д.т.н. Я.А. Хетагуров, доцент, к.т.н. Н.С. Парфенов, бессменный шеф и наставник молодых специалистов кафедры 12, направляемых в НПО «Агат», а также старший научный сотрудник, к.т.н. В.И. Рыжков, лично участвующий в разработке ряда тем и проектов в НИС-1.
Работами от НПО «Агат» по созданию виртуальных систем — точных моделей объектных систем КЦВС -РБУС на РПКСН руководили начальник отдела 033 А.В. Половиков, зам. начальника отдела, нач. сектора, д.т.н. Р.И. Власенко.
Большую помощь в понимании особенностей построения и отладки ПО для КЦВС-РБУС оказала З.Д. Алексеева — выпускница кафедры 12, ведущий специалист в области разработки ПО для ракетных систем РПКСН. З.Д. Алексеева — непосредственная участница ряда государственных испытаний КЦВС-РБУС на борту РПКСН.
Являясь руководителем работ в научной группе НИС-1, Ю.А. Попов выполнял НИОКР по договорам с НПО «Агат» до получения учёной степени и звания доцента в ранге зам. научного руководителя. При выполнении последующих договоров он являлся научным руководителем от МИФИ.
Внедрение инструментальной системы имитационного моделирования для КЦВС-РБУС явилось решением крупной научно-практической проблемы и проводилось совместно с НИС-1 научными группами кафедр 29 и 17, где научными руководителями были В.В. Золотарев и В.М. Кирюхин.
Представленная на Выставке достижений народного хозяйства СССР, ИСИМ была награждена 6-ю серебряными и 3-мя золотыми медалями (награждены все отв. исполнители). Ю.А. Попов — награждён почётным дипломом ВДНХ.
Эти работы по точному имитационному моделированию выполнялись с 1985 по 1994 гг. и позволили внедрить и модернизировать КЦВС — РБУС для ракетных подводных крейсеров стратегического назначения 2-го и 3-го поколения в сжатые сроки при сокращении числа разработчиков и повышении качества решения боевых задач для пяти проектов АПЛ.
Сложность разработки программного обеспечения на точных имитационных системах КЦВС-РБУС для новых проектов РПКСН определяется особыми условиями работы системы управления пуском БР РПКСН по сравнению, например, с работой систем управления пуском БР на космодромах.
Из книги РОССИЙСКАЯ НАУКА — ВОЕННО-МОРСКОМУ ФЛОТУ:
Проектирование систем управления баллистическими ракетами, стартующими с РПКСН, на всех этапах было связано с решением крупных научно-технических проблем, в частности:
— с обеспечением постоянной готовности к старту баллистической ракеты (БР) из любой заранее неизвестной точки мирового океана, в любое время года и суток, с малым временем предстартовой подготовки и высокой точностью стрельбы;
— с управлением стартом БР с качающегося основания;
— с предстартовой ориентацией комплекса командных приборов системы управления по азимуту и горизонту, и в связи с этим, согласованием координатных систем навигационного комплекса подводной лодки и системы управления БР;
— с обеспечением предельно малого и гибкого времени предстартовой подготовки и интервалов между пусками ракет залпа для оптимизации общего времени стрельбы с целью обеспечения безопасности РПКСН;
— с определением начальной скорости БР;
— с минимизацией объёма рассчитываемых перед стартом исходных данных для управления полётом и для оперативного расчёта перед стартом полётных заданий для всех ракет залпа.
В упомянутой книге: РОССИЙСКАЯ НАУКА — ВОЕННО-МОРСКОМУ ФЛОТУ Я.А. Хетагуров назван в числе выдающихся учёных, принимавших активное участие в создании баллистических ракет и ракетных комплексов, составивших основу морских стратегических ядерных сил (стр. 297). В этой же книге Ю.А. Попов назван в числе учёных, которые внесли большой творческий вклад в разработку первой для подводных лодок БИУС «Туча» (стр. 352).
Некоторые незабываемые эпизоды при проведении работ для ВМФ
Многие из работавших по тематике ВМФ в НПО «Агат» и НИС-1, особенно выпускники МИФИ, дружили и помогали друг другу делать одно большое дело, и естественно, переживали все успехи и редкие неудачи в своей работе
У всех работавших по оборонной тематике остались воспоминания о многих ярких эпизодах, связанных с испытанием аппаратуры и систем.
Те, кому повезло, не забудут одно из первых испытаний ракетной боевой управляющей системы «Альфа», когда после пуска ракеты от берегов Кольского полуострова через 30 минут — время полёта ракеты до полигона на Камчатке — по громкой связи раздался чёткий голос главного конструктора ракеты академика В.П. Макеева. Он поздравил коллектив разработчиков с первым заслуженным успехом. Говорили, что он очень был доволен результатом, и поэтому на радостях выпил бутылку шампанского. Все были счастливы. Не забудется возвращение с места пуска на военном ледоколе, который раздвигал льдины с лежащими на них одиночными тюленями. Разработчики «Альфы» голодные сидели, лежали в кают-компании, когда пришёл суровый капитан и приказал выдать из НЗ сухарей, сахара и устроить чаепитие.
Кому повезло, не забудут испытание аппаратуры на ЭМИ (электромагнитный импульс) на спецустановке под г. Харьков, когда над изделием в ясный день со страшным треском возникала настоящая молния, как при нормальной грозе, только горизонтальная. При этом форма молнии менялась по специальной программе.
Едва ли забудутся участникам испытания изделия на реальный ядерный взрыв на полигоне в Семипалатинске, когда после страшной встряски и чудовищного гула — грохота, выпив по стакану водки, в громоздкой спецодежде, они побежали забирать аппаратуру и обнаружили, что тяжелейшую стальную плиту, прикрывавшую изделие, сорвало, аккумуляторы раздавило, но слава Богу, модули оказались целыми. Их привезли в Москву. У Ю.А. Попова слегка дрожали руки, когда он включил аппаратуру для считывания кодовых комбинаций с интегральных магнитных схем. Все коды сохранились без изменений, выдержав комплексное воздействие ЯВ! Такой радиационной стойкостью не обладала никакая другая схемотехника ни в стране, ни за рубежом.
Не забудутся дни, когда группа разработчиков неделями жила в помещении родного исследовательского ядерного реактора МИФИ, в нейтронные каналы которого была помещена работающая на реальной частоте аппаратура. Для питания и съёма контрольных сигналов использовались специальные кабели. Пили дармовое молоко и ждали, когда произойдёт отказ аппаратуры. Не дождались! Работающая при запредельно высоких температурах и радиации аппаратура на интегральных магнитных схемах не подвела. Допустимая доза воздействия была многократно превышена. Когда аппаратуру вынули, то ужаснулись — вся изоляция испарилась, остался только окислённый металл и потускневшие интегральные магнитные схемы (лак испарился тоже). Замыканий, к счастью, не было, и все схемы работали без изменения параметров.
Со сложным чувством вспоминают те, кому повезло присутствовать, эпизод испытаний системы «Альфа» с подводным пуском с борта ракетоносца проекта 701. Испытывалась новая межконтинентальная баллистическая ракета (МБР), которая была создана в ответ на крупномасштабное укрепление американцами своих противолодочных рубежей. Эта первая в мире МБР с подводным стартом Р29 была разработана под руководством академика В.П. Макеева и имела максимальную дальность порядка 8000 км. Подводные пуски под управлением системы «Альфа» велись с 1971 г. из акватории Белого моря. На одном из пусков в мае 1972 г. с корабля-наблюдателя ожидали штатный выход ракеты из воды с уходом в небеса. Но вдруг участок моря начал подниматься горой, из которой показался корпус и рубка 130-метрового ракетоносца, и в тот же момент над ним взметнулся огромный столб пламени. Раздался грохот взрыва, а столб пламени упал на субмарину, которая, как и море вокруг, начала гореть.
Все знали, что на борту ракетоносца вместе с представителями высокого начальства и другими главными конструкторами находится главный конструктор КЦВС «Альфа», управляющей пуском МБР, Я.А. Хетагуров. Произошёл взрыв ракеты в шахте ракетоносца, но он остался цел, поэтому непонимание и замешательство среди наблюдавших с моря вызвали действия судов сопровождения, которые стали уходить от всплывшей субмарины. Надо тушить пожар! Оборудование для этого на кораблях есть, почему уходим?! Впоследствии выяснилось, что все действия были правильными и своевременными — капитаны спасали экипажи от отравления парами ракетного топлива. Слава Богу, всё обошлось! Ракетоносец всплыл в надводное положение с открытой крышкой шахты, в ней произошёл взрыв, и верхняя часть ракеты была выброшена за борт ПЛ. Спецкорабли пожар потушили, ракетоносец тщательно промыли. Никто не пострадал, но представьте, что пережили люди на борту ракетоносца?!
Эпизод продемонстрировал необычайную надёжность и живучесть советского ракетного подводного крейсера стратегического назначения, показал безупречность действий командира и команды по спасению ракетоносца.
Причина аварии была выявлена. Сработал человеческий фактор: на заводе-изготовителе ракеты не завершили одну технологическую операцию — не сняли технологическую заглушку. Только опыт и прозорливость командира корабля позволили избежать несчастных случаев. С того момента и до настоящего времени информация об отказах ракет не поступала.
Ракетоносец после испытательных пусков успешно нёс боевую службу в ВМФ с 1976 по 1989 гг.