Основоположник отечественных систем автономного управления ракетными и ракетно-космическими комплексами — академик Н. А. Пилюгин, член легендарного Совета главных конструкторов ракетной и ракетно-космической техники, который возглавлял С. П. Королев.
Трудовой путь Николая Алексеевича начался в 1926 г., когда он после окончания 9 клас- сов школы начал работать слесарем в Центральном аэрогазодинамическом институте (ЦАГИ), быстро освоил свое ремесло и, достигнув в нем высокого профессионализма, стал особо квалифицированным мастером своего дела — файнмехаником. Молодого рабочего заметил А. Н. Туполев, и Николая Алексеевича направили учиться. В 1930 г. он поступил в МВТУ им. Н. Э. Баумана, которое окончил в 1935 г., получив диплом инженерамеханика. Его дипломный проект — чертежи, пояснительная записка — был посвящен разработке прибора «Жирограф», предназначенного для записи результатов измерений угловых скоростей самолета относительно трех его главных осей как функции времени. Своим появлением этот прибор обязан инициативе студента Пилюгина, который и воплотил его в металле, вернувшись работать в ЦАГИ. Приборсамописец, прикрепленный к самолету, регистрировал на бумаге малейшие изменения углового положения самолета по углам крена, курса и тангажа. Расшифровка записи на земле давала картину поведения самолета в воздухе. Более полувека пилюгинский «Жирограф» использовался при летных испытаниях и доводке самолетов.
До 1941 г. Николай Алексеевич работал в ЦАГИ, а затем перешел в отделившийся от него Летно-испытательный институт, где занимался разработкой самолетной автоматики и испытаниями автопилотов. В 1943 г. защитил кандидатскую диссертацию. В 1944 г. был переведен на работу в отдел управления НИИ-1 по ракетной технике, созданного на базе ракетного научно-исследовательского института, на должность начальника отдела спецлаборатории. В 1944 г. в составе специальной группы НИИ-1 по доставленным туда частям и обломкам немецкой баллистической ракеты Фау-2 изучал компоновочную и конструктивно-силовую схемы этой ракеты и схему ее системы управления (СУ). Группе удалось разобраться и восстановить схему действия пневмогидросхемы Фау-2, рассчитать ее основные характеристики и возможные траектории полета. Пилюгин возглавлял работу по изучению СУ, так как уже имел опыт исследований и проектирования систем автоматического регулирования с гироскопическими приборами, а также отработки автопилотов самолетов. Молодой нарком вооружений Д. Ф. Устинов высоко оценил результаты деятельности группы. Николай Алексеевич получил медаль «За отвагу». Летом 1945 г. в составе группы специалистов, впоследствии возглавляемой С. П. Королевым, он был направлен в Германию, где участвовал в создании центра ио изучению конструкции немецкой ракеты Фау-2, технической и технологической документации. Работа этого центра завершилась в 1946 г. составлением проектной документации, которая затем легла в основу проектирования отечественной ракеты Р-1.
По предложению С. П. Королева Н. А. Пилюгин с 1946 г.— главный конструктор автономных систем управления в НИИ и член Совета главных конструкторов, учрежденного С. П. Королевым. Решения совета, говорят, были обязательны для всех министров.
В начале 1947 г. коллектив, возглавляемый Н. А. Пилюгиным, с энтузиазмом продолжил разработку автоматизированной системы управления отечественной баллистической ракеты Р-1. Хоть ее прототипом была немецкая Фау-2, Р-1 надо было проектировать и изготавливать, ориентируясь на отечественную элементную базу и материалы. Во многом пришлось идти непроторенным путем, большинство агрегатов системы управления пришлось разрабатывать, изготавливать и испытывать впервые. Николай Алексеевич сумел успешно справиться с этой задачей, и отечественные баллистические ракеты Р-1 летали устойчиво, имея более высокие летно-технические характеристики и точность попаданий, чем Фау-2.
Отечественная ракетная техника стремительно совершенствовалась. Баллистические ракеты в короткие сроки стали приобретать качественно новые функции, их летные и эксплуатационные характеристики улучшались во многом за счет систем управления, в которых всегда отражались прогрессивные решения научно-технических и стратегических проблем создания ракетного оружия, что стимулировало развитие его новых качеств.
Особыми вехами на творческом пути главного конструктора Н. А. Пилюгина явились разработка и совершенствование автономной системы управления отечественной стратегической ракеты средней дальности Р-5. Успехи в проектировании, отработке и модернизации этой ракеты стали основой тех достижений, которые вывели отечественную ракетную технику на мировой уровень и привели не только к паритету ядерных сил США и СССР, но и к научно-техническому и производственному паритету ракетно-космических отраслей промышленности обеих стран и даже к опережающему развитию отечественных ракетно-ядерных сил в отношении способа их базирования.
При разработке системы управления ракетного комплекса Р-5 и его модификаций были решены задачи, которые в дальнейшем обеспечили преимущества автономных систем управления перед радиосистемами по точностным характеристикам, наиболее значимым для ракетного оружия. К числу наиболее важных решений в этой области следует отнести обеспечение: — угловой стабилизации статически неустойчивых баллистических ракет в условиях внешних (атмосферных) и внутренних (зашумленность электрических управляющих сигналов) возмущений, парирование которых связано с синтезом многоуровневой системы автоматического регулирования объекта с существенно переменными параметрами. Практическое значение решения этой задачи выходит далеко за пределы только достижения устойчивости угловых положений корпуса ракеты в пространстве. Попутно разработчикам собственно ракеты были обеспечены возможности существенного снижения массы конструкции ее блоков в пользу отделяющейся головной части н досягаемой дальности стрельбы; — стабилизации движения центра масс (ЦМ) ракеты в пространстве н во времени. В состав функций СУ были введены и приборно реализованы стабилизация движения ЦМ в нормальном (система НС) и боковом (система БС) направлениях, регулирование скоростных параметров во времени с помощью системы регулирования кажущейся скорости (РКС). Тем самым удалось существенно снизить возмущения параметров траектории ракеты, заставить ее двигаться по траектории, близкой к расчетной, и добиться точности попаданий ракеты в цель с помощью аналоговых и электромеханических счетнорешающих устройств, имевших ограниченные точностные характеристики.
Наиболее сложной, с большим количеством регулируемых параметров и источников возмущений, оказалась ракета Р-7, знаменитая «семерка», ставшая базой для создания космических ракет «Спутник», «Восток», «Восход», «Луна», «Молния», «Союз» и других.
Под руководством Н. А. Пилюгина разработаны системы управления многих ракетных и ракетно-космических комплексов и автоматических межпланетных станций; создана теория проектирования прецизионных СУ летательных аппаратов; разработаны методы анализа и синтеза сложных надежно функционирующих даже при единичных отказах ряда элементов сложных динамических систем, получившие широкое распространение в практике проектирования СУ; созданы научная методология экспериментальной наземной отработки приборов, подсистем и СУ в целом и испытательные комплексы для этой цели. На научной основе получила развитие методология сбора, обработки и анализа измерительной информации при испытаниях систем управления в обеспечение оценок правильности функционирования СУ, соответствия режимов ее работы заданным документацией, опытно-теоретических оценок точностных характеристик СУ, полученных с использованием моделей инструментальных погрешностей комплекса командных приборов исходя из априорных оценок ошибок управления и характеристик ее надежности.
С 1958 г. Н. А. Пилюгин—член-корреспондент, а с 1966—действительный член Академии наук СССР. В 1967 г. он избирается в президиум академии. В 1956 г. Николай Алексеевич удостоен звания Героя Социалистического Труда, в 1961 г., после триумфального полета вокруг Земли Юрия Алексеевича Гагарина, это высшее звание присваивается ученому второй раз. Бронзовый бюст героя установлен в Санкт-Петербурге. В Южном округе Москвы одна из улиц носит имя академика Н. А. Пилюгина.
На полках библиотек не стоят тома трудов академика Н. А. Пилюгина в красивых переплетах. Он не стремился издавать печатные труды и получать авторские свидетельства на изобретения: обстоятельства жесткого регламента проектирования, производства и испытаний новейших систем управления этому не способствовали. Публикации считал делом второстепенным, в чем был последовательным. И даже тогда, когда приоритет мысли был за Пилюгиным, он не участвовал в заявлении авторства. Было бы неправильно Николая Алексеевича в этом упрекать. Каждый его рабочий день без остатка был переполнен ребусами и загадками, которые возникали в результате большого числа испытаний систем управления многочисленных ракетных комплексов и внедрения новейших технологий на производстве при изготовлении аппаратуры, кроме того, надо принимать во внимание и жесткие требования режимности, что существенно обременяло и без того хлопотливое дело публикаций.
Николай Алексеевич подписал сотни томов аванпроектов, эскизных проектов, отчетов по научно-исследовательским разработкам, описаний и инструкций. Никто не ставил под сомнение права соавторства Пилюгина, так как он всегда оставался генератором идей, внимательным анализатором предложений и разработок своих сподвижников, твердым и последовательным проводником идей и предложений в практику. Николай Алексеевич вникал во все, что касалось новаций, до деталей и принимал конкретные решения, давал ясные и подробные указания по направлениям исследований, внедрения новых технологий, совершенствования производственной базы и освоения самых передовых методов проектирования приборов, агрегатов, систем. Остро чувствовал новое. Не терпел халтуры и «спихотехники» в работе. Любил, ценил и выдвигал сотрудников сообразительных, настойчивых, работающих на результат. Не любил докладных и объяснительных записок. Считал, что каждый должен выполнять то, о чем договорились, без формализма и волокиты. Подписывал только то, что было обсуждено. Умело и результативно пользовался кремлевским телефоном. Много раз за день поднимал трубку «кремлевки» и договаривался с многочисленными абонентами. Ставил и решал вопросы методично. По одному вопросу за разговор, чтобы не путались, а запоминались. Пилюгину можно было возражать по техническим вопросам, пока решение не принято. После принятия решения его нельзя было не выполнить. Сурово взыскивал за невыполнение.
Николай Алексеевич обладал чувством личной ответственности. При разборе причин аварийной ситуации заставлял сотрудников искать их прежде всего у себя. Вне предприятия Пилюгин никому не позволял в своем присутствии делать взыскания своим сотрудникам: все брал на себя, а, как говорится, «дома» разбирался по справедливости или по информации, которой располагал для оценки проступка или деятельности сотрудника.
Говоря о роли Пилюгина как ученого-организатора, внесшего большой вклад в развитие ракетной техники и систем управления, надо прежде всего подчеркнуть, что он стремился к комплексности технических решений и организации производства, расширению роли системы управления в составе ракетного комплекса как целого, а не как набора подсистем. Эту линию Николай Алексеевич проводил последовательно, и она дала результат.Пилюгин создал уникальное научнопроизводственное объединение. Уникальность его состоит в том, что проектирование и изготовление приборов и подсистем вычислительного комплекса, ннерциальной системы и необходимого бортового интерфейса ведутся в рамках одною предприятия. Это создало важные предпосылки обеспечения оперативности, качества и приемлемой стоимости разработок систем управления ракетных комплексов, что явилось решающим фактором выживания пилюгинской фирмы в период общего кризиса промышленности и финансов, который страна в настоящий момент переживает.
Николай Алексеевич руководил всеми разработками систем управления для обеспечившей приоритет СССР в исследовании космического пространства и обороноспособности страны ракетной техники Сергея Павловича Королева, сам участвуя в этих работах. Очень плодотворно сотрудничал Пилюгин и с другими создателями ракетных систем:
Михаилом Кузьмичем Янгелем, Владимиром Николаевичем Челомеем, Александром Давыдовичем Надирадзе и т. д. Смена поколений систем управления ракетных комплексов оборонного назначения происходила особенно быстро: стремительно улучшались их характеристики и качества. Однако широкой общественности Николай Алексеевич стал известен не по оборонным разработкам, а как «штурман космических трасс», как ученый, при ведущей роли которого созданы системы управления космическими ракетами-носителями, а также самими космическими аппаратами первого и последующих поколений для мягкой посадки на Лупу и Венеру, для облета Лупы, спутников Марса и т. д.
При активном личном участии Пилюгина и под его руководством созданы системы управления (с пилюгинскнми гироскопами) трехступенчатой ракеты-носителя «Протон-1», предназначенной для выведения космических станций «Салют», и четырехступенчатой «Протон-2» с ракетным блоком Д, обеспечивающей облет Луны аппаратами «Зонд» с посадкой спускаемых аппаратов на ее поверхность.
В то время когда рассматривался вопрос о расширении кооперации при разработке гигантского проекта «Энергия»—«Буран», Николай Алексеевич выбрал новую для себя задачу — создать систему управления возвращаемого корабля «Буран», уступив работы над традиционной для себя системой управления ракеты-носителя «Энергия» своему воспитаннику—академику Украины Владимиру Григорьевичу Сергееву. Николаю Алексеевичу не привелось увидеть полета космического корабля «Буран» и его изящную точную первую в мире автоматическую посадку, причем в неблагоприятных условиях сильного бокового ветра. Кораблем управляла инерциальная СУ путем координации работы почти пятидесяти смежных его систем, обеспечивающих полет корабля и его посадку на аэродром назначения.
Николай Алексеевич с завидной быстротой и решительностью подхватывал новые идеи. Он действовал по правилу: если принципиально возможно, значит, надо действовать и создавать.
Развертывание работ в области гироскопии в институте Пилюгина обусловлено не только его старой любовью к подобным приборам, начавшейся с «Жирографа», но к возникшими обстоятельствами. Они проистекали из различных оценок поплавкового направления в гироскопии в 1956—1965 гг. главными конструкторами Виктором Ивановичем Кузнецовым и Николаем Алексеевичем Пилюгиным. Виктор Иванович не торопился давать дорогу на борт ракеты поплавковым гироблокам, считая их еще недостаточно доработанными. В чем-то Кузнецов был прав. Николай Алексеевич, напротив, всячески добивался использования поплавковых приборов, считая, что дефекты конструкций прибора и технологии его изготовления быстрее выявятся в процессе опытно-конструкторской работы в составе системы управления. И он оказался прав: дефекты, действительно, выявились в полной мере и даже большие, чем ожидалось.
Встретив сдержанное отношение к «поплавкам» со стороны Кузнецова, Николай Алексеевич в 1959 г. начал закладывать основы проектирования и производства поплавковых гироскопов под своим патронажем, а потом и в своем институте. Такой шаг был весьма рискованным, так как гироскопия — это область не только тончайших технологий, но и традиций мастерства кадров, которые годами подбираются для таких работ. Проектирование и отработка хорошего гироблока, как и хорошего ракетного двигателя, длятся 8—10 лет. Соревноваться с профессиональными гироскопическими фирмами на фоне установившихся требований к их тонкой продукции было бы пустой тратой времени и ресурсов. Но как человек действия и мастер простых решений, как талантливый инженер Пилюгин не пошел по проторенному пути создания гироприборов с характеристиками, равными качествам профессиональных разработок или превосходящими их. Николай Алексеевич, опираясь на соратников и учеников, выбрал путь, который обеспечивал требуемый конечный результат по точности управления ракетой, но отличался от традиционных решений,— путь предстартовых калибровок точностных параметров командных приборов по циклограмме, не дающей проигрыша по отношению к конкурирующему варианту в плане готовности ракеты к старту. С традиционных позиций — это авантюра. Но оказалось, если настойчиво и целеустремленно, с верой в успех при сопутствующих неудачах поработать, то можно добиться блестящих достижений. В основу подобной авантюрной идеи легло такое рассуждение: профессионалы делают прибор, обеспечивающий заданные точностные характеристики в целях достижения точности и стабильности управления ракетой в продолжение всего межрегламентного периода (от полугода и более), а они нужны лишь на участке ее активного полета, т. е. в течение нескольких минут. Если этой стабильности добиться, то предстартовые калибровки командных приборов обеспечат нужную точность управления. Здесь естественно упование на знание ускорения силы тяжести в точке установки прибора с ошибкой, не большей десятитысячных процента, и угловой скорости вращения Земли с погрешностью, не большей тысячных долей угловой секунды в секунду времени в проекциях на заданные направления. Это задача, «податливая» для гироскопии, но новая и необычная для оценок (калибровок) исходных параметров приборов, влияющих на точность управления. Так родилось и развивается новое направление в гироскопии. Однако, надо сказать, оно не могло бы состояться без бортовой цифровой вычислительной машины (БЦВМ) высокой производительности.
Переход на бортовую дискретную вычислительную технику был юдним из важнейших стратегических вопросов, для решения которого потребовались авторитет и соответствующие свойства характера Николая Алексеевича. Как всегда, в переломный период, когда новые идеи набрали силы, есть сторонники ускорить процессы модернизации, а есть — подождать, выжать все до конца из стареющей технологии. Николай Алексеевич ждать не стал, а смело взялся за создание систем управления на базе БЦВМ как центрального звена управления. Все так называемые оргтехмероприятия навалились на первопроходца. Развитие производства требуемых микроэлектронных устройств, разработка схемных и структурных решений СУ, обеспечение ее надежности, создание бортового программного обеспечения функционирования системы управления, а также и средств ее отладки, отработки, выбор устройств согласования и преобразования информационных потоков, обмена ими и т. п.—все это пришлось делать впервые. Произошла не только смена технологий, но и смена стиля мышления.
К 1970 г. собственная БЦВМ была создана. После этого в НИИ автоматики и приборостроения все системы управления ракетных комплексов оснащались гироскопами и бортовой вычислительной техникой своей разработки.
Без решительного напора Николая Алексеевича могла бы победить точка зрения сторонников аналоговых систем, еще не до конца реализовавших свои возможности. И тогда, в условиях ненарастающего финансирования создания дискретных устройств, страна потеряла бы несколько лет в научно-технической гонке, отстала бы от мирового уровня.
Последним стратегическим замыслом, лебединой песней Николая Алексеевича, было решение задачи автономного определения азимутальной ориентации чувствительного элемента гироскопического прибора, задающего направление полета ракеты-носителя, т. е. бортового автономного ее прицеливания на стартовой позиции. Это позволило отказаться от «деликатной» системы прицеливания с ее оптическими, геодезическими и гироскопическими устройствами, контрольными платиками на корпусе гиростабилизатора и от специальной конструкции самого стартового сооружения. До самых последних дней Николай Алексеевич ежедневно непосредственно занимался данной проблемой. Он проводил совещания у себя в кабинете, ежедневно бывал на стендовых испытаниях, участвуя в них. Пришлось делать «развязанные» с окружающими объектами фундаменты стендов, шлифовать методологию проведения экспериментов и добиваться точности определения угловых направлений измерительных осей приборов, не худшей долей угловых секунд. Приемлемые решения этой сложнейшей проблемы получены его учениками, и созданные системы находятся в эксплуатации.
Перечисленное является далеко не полным перечнем стратегических проблем, успех решений которых был обеспечен энергией, умом и мастерством Николая Алексеевича Пилюгина. Можно было бы упомянуть еще проблемы дистанционных проверок и технической диагностики СУ, дистанционного управления регламентными проверками ракетных комплексов, управления подготовкой ракеты к пуску и ее пуском. Решение упомянутых проблем обеспечило высокие тактико-технические характеристики ракетного оружия. Хочется еще раз подчеркнуть, что эти научные и технические проблемы нельзя рассматривать в отрыве от личности Николая Алексеевича. Для него ничего, кроме работы, почти не существовало. У него были хобби, но хобби интеллектуальные и технические, на уровне интересов профессии. Пилюгин как бы «коллекционировал» магнитофоны. Разбирал их и изучал конструкции, особенно любил японские магнитофоны: похоже, как файн-механику Николаю Алексеевичу большое удовольствие доставлял взгляд внутрь. Была у Пилюгина большая коллекция музыкальных записей различных жанров.
Многим приходилось прерывать свой отпуск и появляться на работе по вызову Николая Алексеевича. Без роптания! Главный так сумел организовать работу, так интересно и содержательно поставить все проблемы, и научные, и технические, так доверять людям н укрепить их уверенность в работе, чтобы она стала потребностью и основным содержанием жизни без лозунгов и призывов. Возникали особый, как бы интуитивный, патриотизм и чувство личной причастности к большому делу, во главе которого стоит очень значительный и вызывающий доверие человек.
Пилюгин не любил публичного внимания. На заседаниях комиссий или совещаниях, где не он был председателем, Николай Алексеевич старался уйти в тень, пристроиться как-то в стороне. Однако взгляды присутствующих сами собой фокусировались на его персоне: очень был маститым и внушительным, хотя физическими параметрами обладал средними. В Пилюгине всегда чувствовалась какая-то внутренняя неторопливая снисходительная сила, способствующая воспитанию кадров в духе интереса к работе, в духе какой-то спортивной злости в борьбе за результат. И был Николай Алексеевич суров и крут, если кто-то заранее начинал подстраховываться, принимаясь за новую работу.
Мнение о Николае Алексеевиче как великом труженике, авторитетном ученом, выдающемся конструкторе, великом экспериментаторе и испытателе безусловно правильное.
Все, кто работал под его руководством, безоговорочно это признают. Память о нем светла.
ВКЛАД АКАДЕМИКА Н. А. ПИЛЮГИНА В ДЕЛО ОТЕЧЕСТВЕННОГО РАКЕТОСТРОЕНИЯ К 90-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ Генеральный конструктор НПО автоматики и приборостроения докт. техн. наук В. Л. Лапыгин, докт. техн. наук С. М. Вязов, "Ракетостроение и космонавтика", ЦНИИмаш.
Энциклопедическая справка
ПИЛЮГИН Николай Алексеевич (1908-1982) - советский ученый в области автоматики и телемеханики, академик АН СССР (1966; член-корреспондент 1958), с 1967 член Президиума АН СССР, дважды Герой Социалистического Труда (1956, 1961)... Окончил МВТУ им. Н. Э. Баумана (1935), работал в ЦАГИ (1934-41), руководитель ряда научно-исследовательских организаций, с 1946 главный конструктор, с 1969 заведующий кафедрой Московского института радиотехники, электроники и автоматики (профессор с 1970). Под руководством Пилюгина разработаны системы управления многих РН, КК и автоматических межпланетных станций, создана теория проектирования прецизионных систем управления ЛА; разработаны методы анализа и синтеза сложных динамических систем, получившие широкое внедрение при проектировании систем управления; создны основы проектирования систем управления с вычислительными машинами и разработаны научные методы и технические комплексы их экспериментальной отработки. Депутат Верховного Совета СССР 7-10-го созывов. Ленинская премия (1957), Государственная премия СССР (1967). Награжден 5 орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции и медалями.
Энциклопедия КОСМОНАВТИКА, издательство "Советская энциклопедия" 1985
|
