Полвека в авиации. Записки академика

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.