Этапы творческого пути. Из воспоминаний советского инженера - Анатолий Валентинович Тиль Страница 6

был использован безредукторный принцип управления угловой ориентацией платформы, на которой размещался лазер. При этом платформа выполнялась с максимальным соотношением момента инерции к её массе и располагалась в кардановом подвесе с минимальными моментами трения вокруг осей подвеса. Использовались специально разработанные датчики момента и подшипниковые узлы. На платформе размещался весогабаритный имитатор лазера массой 50 кг, гироскоп со сферическим ротором и элементы следящей системы.

Испытания системы на динамическом стенде «Кречет» показали состоятельность принятых технических решений. Ошибки пространственной ориентации платформы не превысили нескольких угловых секунд.

Система для высокоточной ориентации лазера на динамическом стенде. Фото из личного архива автора

В дальнейшем разработчики лазерных систем с увеличенной массой лазеров использовали аналогичные технические решения для управления зеркалами. Работа проводилась в тесном взаимодействии с сотрудниками ГОИ им. С.В. Вавилова – разработчиками лазера.

Интересны контакты с Ю.Н. Денисюком – членом коллектива, разрабатывавшего лазер, автором метода создания голографических изображений в отражённом свете. Он показывал мне изображение двух монет, расположенных друг над другом и говорил: «Если заглянуть за верхнюю монету, то можно увидеть год выпуска нижней монеты. Правда, интересно?».

О своём методе он написал статью в один из отечественных журналов. Эта работа осталась не замеченной специалистами-оптиками. Через несколько лет делегация АН СССР, посетившая США, обратила внимание на различные голографические изображения и отметила значительный прогресс в этой области. Получила ответ: «Это выполнено по методу советского учёного Денисюка».

Делегация вернулась в Москву: «Кто такой Денисюк? Кто такой Денисюк?» Никто не знает! Наконец, его нашли в Ленинграде. Создали ему небольшую лабораторию, выбрали его членом-корреспондентом АН СССР. В дальнейшем он стал академиком и на самом деле получил возможность творчески работать.

Автор записки получил от него в подарок несколько пластинок с голографическими изображениями статуэток из коллекции Эрмитажа.

Полупроводники и я

В 1955 г. в СССР появились первые полупроводниковые триоды П1А и П3А. На предприятии НИИ-303 была открыта НИР по созданию полупроводниковых усилителей для управления двигателями различных систем автоматики.

Работа в специализированном подразделении предприятия завершилась с отрицательным результатом. Причинами этого являлись низкое входное сопротивление триодов и высокое их выходное сопротивление. Это свойство делало неэффективным непосредственное последовательное соединение усилительных каскадов, принятого в НИР. Кроме того, была зафиксирована низкая надёжность триодов, особенно при повышенных температурах.

Автор записки в то время возглавлял большую лабораторию и имел возможность, кроме основной тематики проводить инициативные работы в интересующих его направлениях. Решил попробовать разработать полупроводниковые усилители для управления двигателями приводов расшифровывающих и интегрирующих систем автопрокладчиков – основных приборов навигационного оборудования кораблей.

Структурная схема разрабатываемых устройств была выполнена по дифференциальной двухтактной схеме с трансформаторной связью между усилительными каскадами. Использование трансформаторов обеспечило согласование входных и выходных сопротивлений триодов и привело к существенному сокращению их количества. Применение дифференциальной схемы позволило уменьшить габариты трансформаторов. Для улучшения отвода тепла мощные транзисторы П3А с радиаторами помещались в контейнер с маслом.

Был проведён комплекс работ по изучению причин выхода из строя полупроводниковых триодов. Оказалось, что выходы из строя триодов происходят после процедуры циклического воздействия на них высоких и низких температур и подаче на них напряжения после этой операции.

С результатами работы были ознакомлены сотрудники завода «Светлана» (г. Ленинград), изготавливающего триоды. Отмеченное явление объяснялось конденсацией на транзисторном переходе при охлаждении остатков водяного пара, содержащегося в атмосфере и попавшего в изделие при его изготовлении.

В дальнейшем на заводе были приняты дополнительные меры по совершенствованию технологии производства. У нас осуществлялся 100% входной контроль применяемых триодов с предварительной процедурой их термоциклирования.

Усилители УР51, УИ51 и другие успешно прошли типовые испытания на все виды воздействий. Особенно показательна была их работа в ведре с кипящей водой.

Усилители стали применяться в путепрокладчиках кораблей ВМФ СССР и устройствах автоматики навигационных комплексах «Сила», «Сигма» и др. Серийное производство усилителей было организовано на Алтайском Электромеханическом заводе (Теперь – «Ротор»).

Навигационный комплекс

Являясь руководителем лаборатории гироскопических следящих систем и корректирующих устройств, автор один из первых (1956-1958 гг.) применил методы автоматического регулирования при анализе сложных гироскопических систем, а также их корректирующих и сглаживающих устройств.

Появление в составе навигационных комплексов приборов для хранения азимутального направления – гироазимутов – поставило задачу их более эффективного использования.

Решение этой задачи было найдено путём совместной обработки показаний гироазимута и гирокомпаса, также входящего в состав навигационного оборудования. Использовалась процедура определения, запоминания и компенсации уходов гироскопов, которую ранее автор применил в изделии «Сокол». Дополнительно в систему совместной обработки информации указанных гироскопических приборов было введено сглаживающее звено. Частотная характеристика системы в разомкнутом состоянии имела три участка 40, 20 и40 дб/дек.

Такого вида процедура впервые использовалась в обработке информации упомянутых гироскопических приборов. Анализ работы системы и рекомендованные её параметры нашли отражение в большой статье автора «Корректирующие и сглаживающие устройства гироскопических систем», опубликованной в журнале «Труды НИИ-303». Эта статья в экземпляре журнала библиотеки предприятия была зачитана буквально «до дыр».

Математические зависимости, как в то время было возможно, решались с использованием электромеханических расшифровывающих и интегрирующих следящих систем и синусно-косинусных вращающихся трансформаторов. Для управления двигателями следящих систем применялись полупроводниковые усилители, разработанные автором. Такое вычислительное устройство заполняло целую стандартную корабельную стойку.

Экспериментальный образец системы успешно прошёл лабораторные испытания. Устройства такого типа для комплексной обработки информации гироскопических приборов нашли применение во всех навигационных комплексах «Сигма», «Сож» и др. Разработчиками комплекса, без ссылок на автора записки, были проведены дополнительные теоретические исследования. Одним из них была защищена кандидатская диссертация на эту тему.

Дальнейшие теоретические исследования также подтвердили состоятельность принятых технических решений. Была сохранена структурная схема и параметры устройства, принятые в разработанном автором экспериментальном образце.

Указанные устройства обеспечивали высокоточную навигацию кораблей в приполярных районах, в которых гирокомпасы переставали работать), а также повышали точность определения курса кораблей в условиях их маневрирования.

Изделие КИН

В 1959 г. я был назначен председателем Государственной комиссии по проведению корабельных испытаний изделия КИН.

Изделие КИН – первый в СССР экспериментальный образец корабельной инерциальной системы геометрического типа, созданной в НИИ Прикладной Механики под руководством академика В.И. Кузнецова. Главным конструктором проекта был д.т.н. И.Д. Блюмин.

В изделии были использованы наиболее совершенные в то время гироскопы, разработанные для ракетно-космических систем. Изделие предназначалось для обеспечения навигации подводных лодок в приполярном районе.

Моё назначение на столь ответственную должность, по-видимому, было обусловлено моими работами, показывающими возможность создания достаточно точных морских инерциальных систем, с чем в то время не соглашалось большинство специалистов, и несколькими деловыми контактами с В.И. Кузнецовым.

Для проведения испытаний в Баренцевом море был выделен корабль ОС-19, в прошлом – эсминец проекта 30-бис, «Ожесточённый». Для испытаний планировалось движение корабля от Кольского полуострова в северном направлении. Продолжительность испытаний определялась комиссией в ходе испытаний.

После начальной выставки КИН, выполненной сотрудниками НИИ ПМ, при движении корабля сравнивались координаты корабля, определяемые системой, с действительными координатами корабля, определяемыми радионавигационными и другими устройствами. Фиксировалось изменение во времени ошибок работы системы. Максимальная ошибка составляла 14 км через 12 часов плавания, а минимальное значение ошибки составило 2 км через 24 часа плавания.

Получив такой отличный результат, И.Д. Блюмин предложил завершить испытания. Я настоял на продолжении испытаний. Меня поддержал представитель ВМФ капитан 1 ранга В.Н. Дукальский, входивший в состав комиссии. Через следующие 24 часа минимальная ошибка составила 14 км, а ещё через 24 часа минимальная ошибка превысила 72 км. На промежуточных интервалах времени ошибки существенно превышали указанные минимальные значения.

На основании результатов морских испытаний дальнейшая разработка изделия КИН была прекращена. Необходимо отметить, что разработка изделия КИН была выполнена на возможно высоком уровне. В качестве нового научного результата было показано на практике наличие