Евгений Федосов: «Финансируя создание научно-технического задела, государство наращивает конкурентоспособность национальной промышленности»
НИИ должны быть не просто включены в процессы создания новой техники, но и нести ответственность за совершенствование национальной экспериментальной базы, считает научный руководитель Государственного научно-исследовательского института авиационных систем (ГосНИИАС) академик Евгений Федосов.
– Как было организовано взаимодействие науки, разработки и производства авиационной техники в СССР?
“Была принята концепция перехватчика МиГ-31 как своего рода летающей выносной зенитной ракетной системы, способной контролировать огромные пространства, в том числе в Арктике”
– Советская авиационная промышленность изначально создавалась с науки, а не с производства, и в этом смысле генетически является весьма наукоемкой отраслью. В советской России уже в 1918 году был создан ЦАГИ, во главе которого встал Николай Жуковский. Он занимался аэромеханикой, был профессором Московского Императорского Высшего Технического Училища и Московского государственного университета. В ЦАГИ стажировался Андрей Туполев, после стажировки он остался там работать и вскоре стал заместителем Жуковского. С самого начала в ЦАГИ помимо решения задач фундаментальных начала формироваться и своя конструкторская школа. Сам Жуковский занимался проблемами механики, аэродинамическими вопросами, баллистикой. А первые конструкции самолетов создал Туполев как заместитель Жуковского. Таким образом, советская авиационная наука исторически формировалась параллельно с созданием конструкторских школ.
Далее в составе ЦАГИ было создано конструкторское бюро, которое позже стало КБ Туполева. В общем, вся советская авиапромышленность в той или иной степени произрастает из ЦАГИ, который в то время занимался всеми вопросами: и вооружением, и двигателями, и материалами, и летными испытаниями. Затем начал развиваться процесс научной специализации, дифференциации научной деятельности. В начале 30-х годов из ЦАГИ были выделены ВИАМ, который занимается материалами, и ЦИАМ, сориентированный на двигатели. Эти научные направления к тридцатым годам развились настолько глубоко, что им уже было тесно в рамках ЦАГИ. В 1939 году в городе Жуковском, где строился аэродром для испытаний новой техники, образовался ЛИИ, который поначалу был лабораторией ЦАГИ. Наконец, в 1946-м из ЛИИ выделился наш институт – Институт авиационного вооружения. Теперь он называется ГосНИИАС.
Таким образом, к середине 40-х годов сформировался облик системы, которая включала группу институтов, конструкторских бюро и заводов. В СССР научные институты изначально были тесно связаны с КБ, а вся промышленность представляла собой своего рода суперконцерн во главе с Министерством авиапромышленности.
– Как эта система эволюционировала в дальнейшем?
– Роль институтов постоянно возрастала и во время войны, и особенно в послевоенный период. Прежде всего за счет сосредоточения в ведении институтов мощной и очень дорогой экспериментальной базы. Например, все аэродинамические трубы находились в ведении ЦАГИ. В ЦИАМ для отработки двигателей, особенно когда перешли на реактивную авиацию, была построена уникальная испытательная база в Тураево. ЦАГИ и ЦИАМ имели большие уникальные установки, в которые государство вложило миллиарды рублей.
Что касается ГосНИИАС, он был образован в 1946 году. После войны в СССР стали изучать трофейные материалы, в том числе и по организации авиационной промышленности в Германии. И обнаружили, что там существовал институт, который специализировался на вооружении. И это притом что во время Второй мировой войны оно было относительно простое. В основном, конечно, занимались вопросами повышения точности бомбометания и воздушной стрельбы.
После войны начался очень бурный процесс развития авиационного вооружения, связанный с появлением управляемого ракетного оружия. Началась автоматизация режимов прицеливания, появилось понятие прицельно-навигационной системы. Это были простейшие автономные системы: стрелковый прицел летчика, бомбардировочный прицел штурмана, навигационный комплекс. Все эти системы были независимые, представляли собой законченный продукт. Но затем начался процесс их интеграции.
Первоначально система управления вооружением предполагала, что есть некие отдельные структуры: бомбардировочная, пушечная, система ракет «воздух-воздух», управляемых ракет «воздух-поверхность», информационные системы радиолокации или радиотехнические. Эти законченные системы выполняли конкретную функцию. Единственное, что требовало интеграции, – это отображение информации, чтобы в кабине экипажа не плодить избыточное количество индикаторов. Поэтому делались попытки интегрировать на индикаторе информацию от нескольких систем. Такая ситуация имела место практически до 80-х годов прошлого столетия.
Когда с началом 80-х стала бурно развиваться бортовая вычислительная цифровая техника, возникала возможность эти законченные функции перевести на уровень программ, поместить в некую единую цифровую среду. И появилось понятие интегрально-модульной авионики. На этом принципе сегодня и строится весь борт самолета. Это единая сложная система, многопроцессорная структура, но объединенная в единый цифровой комплекс, в котором в виде программ существуют различные функции. Переход на такую структуру стал возможен благодаря прогрессу вычислительной техники. Но этот переход был также абсолютно необходим, потому что стремительно росло число функций. В 80-х годах в гражданском самолете было 10–12 функций: навигация, автопилот, автомат тяги, взлет-посадка, основные пилотажные режимы, системы самолетовождения. Сегодня на современном самолете, взять для примера МС-21, этих функций уже больше сотни. Системы энергоснабжения, топливная, система кондиционирования, кислородная, система пожаротушения и т. д. Только таких общесамолетных систем – 35 как минимум. Без системной интеграции, без системного подхода обойтись сегодня невозможно.
Итак, если подытожить. В СССР сложилась такая система взаимодействия науки, КБ и производства, при которой за институтами юридически была закреплена функция участия прежде всего в испытаниях и формирования облика авиационных систем. Это было зафиксировано, например, такими документами, как «Положение о разработке авиационной боевой техники».
– Какое место в этой системе занимал ГосНИИАС?
– Роль нашего института возрастала по мере усложнения авиационного вооружения. Условно говоря, из тылового подразделения мы постепенно эволюционировали в направлении лейб-гвардии и в конечном итоге, будучи самым молодым по времени создания институтом, вошли в один ряд с такими заслуженными организациями, как ЦАГИ, ЦИАМ и ВИАМ.
Одной из первых задач, с которой лично я столкнулся сразу после назначения меня заместителем начальника института, стала проблема повышения точности бомбометания с Як-28 на сверхзвуковых режимах. Рассеивание бомб было такое, что порой они не только не попадали в заданный радиус, но даже выходили за пределы полигонов. Помимо того, что физика сброса бомбы на сверхзвуковом режиме отличается от бомбардировки на дозвуке, мы очень быстро поняли, что суть проблемы заключается в несовершенстве прицела ОПБ-16. Это изделие было доведено до нормального состояния главным образом усилиями сотрудников нашего института, а не его разработчика.
Можно привести и другие примеры, которые показывают роль ГосНИИАС в деле совершенствования, порой революционного, авиационного вооружения. Так, наша организация фактически была инициатором и пионером в области внедрения лазерного целеуказания для ракет «воздух-поверхность», сыграла огромную роль в смене системы управления оружием перехватчика МиГ-25 после его угона в Японию предателем Беленко. В значительной степени усилиями нашего института была принята концепция перехватчика МиГ-31 не просто как эволюции МиГ-25, к чему склонялись поначалу, а как своего рода летающей выносной зенитной ракетной системы, способной контролировать огромные пространства, в том числе в Арктике. Мы же были пионерами системного подхода в области боевой авиации. Естественно, все эти работы велись в тесном сотрудничестве с Министерством обороны, ВВС, конструкторскими бюро и испытателями.
– Какие изменения в этой системе произошли после распада СССР?
– В рамках интегрированных структур типа ОАК, ОДК, «Вертолетов России» и так далее произошло постепенное слияние производства и конструкторского бюро. Это заимствование западных моделей управления, и в рыночной экономике так и должно быть. Но при этом все забыли об институтах. Иногда без институтов обойтись невозможно: если ни у кого нет аэродинамических труб, волей-неволей надо идти в ЦАГИ. А вот двигателисты из Рыбинска и Перми начали строить свои стенды, которые полностью дублируют тураевскую базу. Причем вложили в это огромные деньги. Получилось, что ЦИАМ, имея в руках мощные инструменты в виде испытательных стендов, стал выпадать из этого процесса.
То же самое происходило и в нашей сфере. Разработчики вооружения начали создавать свои моделирующие комплексы. При этом им, конечно, не удалось построить экспериментальную базу такого же уровня, как у нас. Помимо того, что наши стенды очень сложные, для проведения экспериментов нужны еще многопрофильные инженеры, понимающие и локацию, и оптику, и электронику, и вычислительную технику, и т. д. Они должны глубоко понимать, что такое система управления. А ведь это совсем другой мир. Если ЦАГИ и ЦИАМ занимаются изучением физических процессов: газодинамики, воздушных потоков, обтекания, то наш мир – это информационные процессы. Реализуется функция управления в программном обеспечении, а это совсем другое, вычислительные машины – другой мир, мир «единичек» и «нулей». Это очень своеобразная среда. Я бы сказал, это как механика Ньютона и физика Эйнштейна. Есть такой термин – «сложная система». Сложная система – та, в которой классическое тестирование не гарантирует вскрытия всех ошибок, потому что миллионы строк кода, все его разветвления, тысячи веточек проверить невозможно.
Я все это рассказываю к тому, что сейчас исчезла юридическая основа деятельности институтов. Нигде не прописано, как в советское время, место институтов в процессе испытаний и создания авиационной техники. В положении о разработке военной техники указано, что моделирование должно быть, но не написано, кто его должен проводить. По выбору генерального конструктора он может моделировать у себя, а может в ГосНИИАСе. Сами понимаете, никто не хочет расставаться с деньгами и платить на сторону.
Также свое место в этом процессе потеряли ЦИАМ и ЦАГИ. Хотя, конечно, ЦАГИ сохранил за собой аэродинамические исследования. Пока еще никто на трубу не замахнулся. Но на сегодня аэродинамика уже не главное направление. Конечно, и двигатели, и комплексы – это гораздо более сложные вещи. В общем, институты потеряли юридическое право проводить научно-техническое сопровождение разработки авиационной техники и осуществлять научное руководство.
Таким образом, основная проблема организации научного сопровождения создания авиационной техники на сегодня – отсутствие юридически обязывающего требования об участии научных институтов в процессах испытаний. Его надо восстановить.
– Как должно быть организовано взаимодействие науки, проектирования и производства авиационной техники?
– На сегодня принято выделять девять технологических уровней создания сложных современных технических систем. Первые шесть уровней – формирование научно-технического задела. Это не просто отчеты и бумага, а доведение образца до уровня действующего макета. Система, отработанная до уровня макета, должна иметь экспериментальное подтверждение, что она функционирует и работает, хотя еще не является серийной продукцией завода. Макеты проверяются на стендах, летающих лабораториях, может, даже где-то и на живых самолетах, в виде подсистем. Вот на этих шести уровнях научные институты должны играть ключевую роль. Кстати, на этих уровнях государство имеет право вкладывать бюджетные деньги без нарушения правил ВТО. А вот на этапах ОКР это уже будет нарушением. То есть финансируя создание научно-технического задела, государство фактически легальным образом вкладывает в наращивание конкурентоспособности национальной промышленности.
И лишь с седьмого этапа начинается опытно-конструкторская работа. Это выпуск документации для серийного завода, затем само производство, летные испытания, принятие на вооружение или в эксплуатацию, если это гражданский самолет. Здесь, конечно, основная роль принадлежит не институтам, а конструкторам.
С первого по шестой уровень должно присутствовать понятие научного руководителя и научного руководства со стороны института, по своему направлению, конечно. Институты должны нести ответственность за совершенствование национальной экспериментальной базы. Подчеркиваю – национальной, а не базы КБ, которая, конечно, тоже должна присутствовать и развиваться. Научно-техническое сопровождение со стороны институтов должно включать также понятие мониторинга для защиты интересов государства. Конечно, представители институтов должны входить в состав всех советов – экспертных советов, советов главных конструкторов и быть участниками этих процессов. Так, чтобы конструктор понимал, что, во-первых, над ним осуществляется контроль со стороны государства, а с другой стороны, что есть институт, который несет ответственность вместе с ним.
Евгений Федосов
Беседовал Константин Макиенко
Опубликовано в выпуске № 7 (622) за 24 февраля 2016 года