Полвека в авиации. Записки академика

…Итак, придя в НИИ-2, я попал в уже сложившийся научный коллектив, в котором преобладала тематика работ, связанных с неуправляемым вооружением, потому что линия управляемых ракет только зарождалась. Основные исследования велись в области стрелково-пушечного, бомбардировочного вооружения и неуправляемых ракет. Изучались прежде всего вопросы совместимости оружия и самолета, а также «поведения» самого оружия. В то время в НИИ-2 были созданы первые подробные баллистические таблицы бомбометания, которые затем стали основой проектирования всех бомбардировочных прицелов. Эта работа велась совместно с Военно-воздушной академией им. Н. Е. Жуковского под руководством академика Н. Г. Бруевича. Создавались таблицы воздушной стрельбы, позволявшие делать поправки при применении пушек. Эта работа велась под руководством профессора В. С. Пугачева. Она была экспериментальной. Институт имел под Москвой полигон, где были созданы специальные аэродинамические трассы. Из пушки выстреливали макет бомбы или снаряд, а на трассе стояли специальные щиты, с помощью которых фиксировалась их траектория. Изучались силы торможения, подъемные силы… Эти эксперименты были похожи на те, что проводятся в аэродинамической трубе, но в ее воздушном потоке модель неподвижна, а здесь она двигалась в реальной среде. Эксперименты были довольно сложными и дорогими, но они позволили создать вышеназванные таблицы, за которые работники института и Академии им. Жуковского были удостоены Сталинских премий.

В области же управляемых вооружений работал очень небольшой коллектив под руководством Эраста Николаевича Кашеринина, который пытался спроектировать первую ракету класса «воздух — воздух» с телеуправлением. Эта работа настолько технически опережала свое время, что практически не получила развития, коллектив распался, Кашеринин ушел из НИИ-2, и тему закрыли.

Правда, в это же время в институте начались работы по самонаведению. Проблема самонаведения — одна из сложнейших в области авиационного вооружения. Она возникает и при атаке воздушной цели пилотируемым истребителем, и при полете снаряда-перехватчика. Схематически ее можно обрисовать так. В пространстве движутся две материальные точки, одна догоняет другую… Их положения в каждый момент задаются векторами в определенной системе координат. Между ними существует некий вектор дальности, который соединяет эти точки. И вот задача погони, или самонаведения, состоит в уменьшении до нуля вектора дальности путем управления вектором снаряда-перехватчика, либо истребителя-перехватчика. Вот эта задача — формально непростая. Даже если рассматривать не пространственное, а плоское движение, приходится использовать нелинейные уравнения, причем с ярко выраженной нелинейностью, поскольку все время «мешает» вектор дальности. Это напоминает поведение маятника, длина нити которого все время уменьшается. В самом деле: если, предположим, «заморозить» положение (вектор) цели, все время вычитая его из вектора перехватчика, то есть рассматривать только относительное движение последнего — то перехватчик как бы повисает на векторе дальности, как на нити маятника, приближаясь к «замороженной» цели. Похожее явление возникает, когда из колодца поднимаешь ведро — оно «само» начинает раскачиваться. Это эффект динамической неустойчивости при определении режима перехвата. Так вот, решением столь непростой задачи впервые занялся Никита Николаевич Моисеев, который тоже был сотрудником НИИ-2, кандидатом технических наук. Впоследствии он стал доктором технических наук, академиком… Он вплотную подошел к формированию определенных закономерностей, которые позже и были использованы при проектировании оружия самонаведения.

Но вернемся к ракетам класса «воздух — воздух». Как я упоминал выше, первой из них была К-5, созданная в КБ-1 на «Соколе». Конструктор ее — Дмитрий Людвигович Томашевич. При наведении на цель ее положение задавалось так называемой равносигнальной зоной радиолокатора, который стали устанавливать на истребителях. Луч локатора смотрел вперед не прямо, а под небольшим углом и при этом вращался, описывая таким образом коническую поверхность. В итоге, как легко понять, сигнал локатора был переменным во всех направлениях, кроме оси конуса. Этой осью («равносигнальной зоной») локатор отслеживал цель, и в этой же зоне должен был все время оставаться перехватчик. Когда сигнал локатора в приемнике перехватчика становился переменным, бортовая аппаратура выдавала сигнал на автопилот, который возвращал ракету в равносигнальную зону. Это называлось наведением «по лучу».

К этому времени уже научились управлять и лучом локатора, постоянно совмещая его с целью.