В ЦРУ советских создателей цифровой аппаратуры объявили гениями
Совершенствование системы противодействия воздушно-космическому нападению вероятного противника потребовало от создателей основного информационного комплекса системы ПРО Москвы и Центрального промышленного района решения сложнейших задач научного, технического и организационного порядка.
Справиться с некоторыми из них в заданные сроки оказалось проблематично. Далее стало очевидно, что достижение результатов потребует значительных усилий больших коллективов ученых, конструкторов, технологов, производственников и военных. Успех можно было достигнуть в том случае, если ЦНПО "Вымпел", Минрадиопром СССР и комиссия союзного Совмина обеспечат высокую организацию научного поиска и тесное взаимодействие всех участников создания МРЛС. И это получилось.
Уникальность задачи заставила искать нетривиальные подходы и неординарные решения. Сотрудники Радиотехнического института АН СССР (ныне им. А. Л. Минца) и главный конструктор МРЛС Виктор Слока начали вести исследования по всем функциональным направлениям.
Часть проблем и связанных с ними работ – изготовление аппаратуры опытных образцов, штатной аппаратуры локатора и автоматических контрольно-испытательных станций противоракет 51Т6 и 53Т6 (АКИПС) – напрямую касалась ПО "Днепровский машиностроительный завод" (директор Леонид Никифорович Стромцов). Предприятие было назначено головным исполнителем радиоэлектронной аппаратуры МРЛС "Дон-2Н". Из пяти аппаратурных частей комплекса четыре предстояло изготовить на ДМЗ. Работы над аппаратурой передающей активной фазированной антенной решетки (АФАР) и цифровой обработки радиолокационной информации (спецвычислитель) стали крупными НИОКР межотраслевого уровня.
Рентабельность советской "оборонки"
Этот заказ для предприятия был крайне важным. Являясь головной производственной базой ЦНПО "Вымпел", завод не был избалован серийным выпуском продукции – в цехах ДМЗ изготавливали большое количество единичных образцов штатной аппаратуры уникальных РЛС систем ПРО, ПРН, ККП и ПКО по конструкторской документации главного конструктора (КД ГК). Это существенно сокращало сроки и финансовые затраты на создание РЛС, но негативно влияло на эффективность использования научно-технического и производственного потенциала госпредприятия. Поэтому, готовясь к выпуску аппаратуры для "Дон-2", заводчане оказывали серьезную поддержку разработчикам документации в макетировании и испытаниях техники.
“ При создании боевых средств цифровой обработки потоков РЛ-информации с запредельным быстродействием конструкторы нашли прорывные решения ”
Вхождение в проект потребовало преобразования заводских активов и подготовки кадров.
Термин "изготовление" в данном случае следует воспринимать лишь как направление продвижения работ, так как процессу выпуска штатной аппаратуры, который длился около пяти лет, предшествовали годы напряженной подготовки производства, реконструкции действующих мощностей, разработки и внедрения новых технологий, создания уникальных рабочих мест для изготовления, настройки аппаратуры и комплексных испытаний функционально законченных устройств (ФЗУ).
Противодействие средствам технической разведки вероятного противника стало серьезной инженерной задачей. Для испытания аппаратуры РЛС требовалось создание помещений с гарантированным ослаблением радиоизлучения до уровня минус 95 dB. Практики создания промсооружений такого уровня в отрасли не было. Заводские специалисты разработали несколько проектов экранированных камер площадью 800–1600 кубометров для настройки аппаратуры локатора и техпроект модернизации одного из подземных испытательных залов (более 10 тысяч кубометров, это около пяти километров радиогерметичного сварного шва) для настройки аппаратуры и комплексов АКИПС-23Д6 и АКИПС-24Д6. За полтора года эти помещения ввели в эксплуатацию.
Однажды генеральный конструктор Борис Бункин посетил испытательный зал АКИПС на ДМЗ и, увидев технический уровень сооружения и производственные возможности предприятия, заявил, что на заводе созданы все условия для серийного изготовления аппаратуры РЛС его комплексов и он будет вносить это предложение министру. Не секрет, что на ДМЗ всегда стремились получить доступ к производству серийной продукцию любого уровня сложности. Однако приоритет системы ПРО оказался выше.
Бытует мнение, что на создание новой техники в СССР денег не жалели. Да, для оборонных программ высшей государственной важности отпускались значительные средства, но контроль был жесточайший.
Финансирование программ НИОКР начиналось только после обстоятельного научно-технического обоснования затрат и заключений независимых экспертов.
Ценообразование продукции было под жестким наблюдением заказывающего управления МО СССР и органов госконтроля. На единичные устройства штатной аппаратуры РЛС СПРН и ПРО заказчик согласовывал цену по фактическим затратам, определяя уровень рентабельности два-три процента. Для устройств, повторяющихся в составе РЛС с ФАР (300 передающих модулей в МРЛС 5Н20), цена согласовывалась несколько раз в процессе изготовления аппаратуры на партии по 50 экземпляров с установлением рентабельности 10–12 процентов. Производственники, пытаясь получить выгоду, стремились снизить трудоемкость, заказчик, строго соблюдая интерес государства, в цене устройства новой партии ее снижал.
Расчеты с заводом за продукцию проводили всего за сутки.
Под строгим контролем расходовались драгоценные металлы в новых разработках элементной базы или кабельной продукции. На применение дорогих компонентов требовались серьезное обоснование, детальные расчеты, затем следовала основательная защита проекта.
Например, для обеспечения заданных характеристик быстродействия спецвычислителя (СВУ) был необходим радиокабель с предельно низкими потерями и высокой динамической стабильностью электрической длины. На испытания представили два варианта кабеля: с центральным проводником, покрытым серебром, и с проводником, покрытым золотым сплавом. Для подготовки обоснований смонтировали модели и совместно с представителями заказчика проверили их. Заданные характеристики показал только второй кабель.
Протоколы испытаний утверждал главный конструктор, и это были ключевые документы в техобосновании потребности. Учитывая, что для монтажа одного аппаратного шкафа спецвычислителя было нужно более 50 метров, а в СВУ входило боле 500 шкафов, то золота требовались десятки килограммов, и разрешения на его применение получали в комиссии Госплана СССР.
В Госплане предложили повторно испытать оба кабеля, что для разработчиков было неприемлемо, поскольку сдвигались сроки начала монтажа аппаратуры. Решение все же нашли: под обязательства провести дополнительные исследования дали временное разрешение на применение золотого покрытия и на "Москабеле" начали выпуск нужного провода. На ДМЗ начался монтаж аппаратуры. Как и ожидалось, новые испытания еще раз показали, что альтернативы золоту нет, и его применение пришлось окончательно утвердить.
Подобными были сценарии при получении разрешений на использование соединительных разъемов "ячейка-блок", где только покрытые золотосодержащим сплавом контакты давали необходимое быстродействие и заданные показатели надежности.
Многолетняя работа заводчан и смежников по подготовке и изготовлению большого объема аппаратуры опытного образца и штатной аппаратуры МРЛС (более миллиарда долларов в ценах того времени) изобиловала множеством неординарных, критических и драматических событий. И каждое может стать сюжетом для нескучного и поучительного повествования.
Мне, свидетелю и непосредственному участнику этих работ, представляется должным освещение двух событий, тесно связанных с ролью главного конструктора МРЛС Виктора Слоки в принятии решений, определивших судьбу проекта. Речь не столько о техническом выборе, сколько о безошибочном избрании направлений развития важнейших составных частей проекта и предопределения их результатов.
Этот рассказ только о двух секторах зоны ответственности главного конструктора.
"Цифровизация" радиолокации
Сегодня, спустя годы после событий, внедрение цифровых технологий в повседневную практику стало обыденностью деловой жизни и индикатором современности общества. Бытует утверждение, что "цифра" стала драйвером экономического прорыва, что дает основание считать ее одним из важных приоритетов в развитии государства.
Для известного ученого в области обработки радиолокационных сигналов Виктора Слоки необходимость цифровизации процессов формирования и обработки сигналов РЛС была очевидной и в 70-х годах прошлого столетия. Впервые в практике создания информационных систем РКО он принял решение о внедрении в новый проект идеологии цифровой обработки РЛ-сигналов. Это решение для того времени было шагом достаточно смелым. Для обработки всех видов сигналов многофункциональной РЛС системы ПРО была необходима фантастическая производительность вычислителей. Имеющиеся существенно не дотягивали до требуемого уровня.
Традиционные разработчики вычислительной техники приемлемых моделей реализации СВУ предложить не смогли, и Слоке поручили разработку аппаратуры цифровой обработки радиолокационной информации в реальном масштабе времени МРЛС "Дон-2Н" КБ Днепровского машиностроительного завода, руководили которым Михаил Симонов и Владимир Юрко.
Выбор Виктора Карловича был не случаен: в этом КБ к тому времени разработали и успешно реализовали ряд локальных проектов, содержащих цифровую аппаратуру устройств управления и обработки радиолокационной информации.
Значимой была разработка аппаратуры вычислительных средств информационной системы акустического комплекса (эхолокатора) защиты особо важных объектов (стартовых позиций МБР, АЭС и другие) от атаки малозаметных низколетящих носителей оружия (легких самолетов, вертолетов и беспилотных платформ) по заказу 4-го ГУ МО СССР. При создании цифровой аппаратуры этого проекта был использован опыт ЦКБ "Алмаз" в применении ранних версий системы автоматизированного проектирования (САПР) "Рапира", позволявший провести разработку цифровой аппаратуры первого уровня (ячейка). В процессе работы использовали базовые средства программно-информационного обеспечения и подсистемы проектирования двусторонних печатных плат.
Госдеп встревожила "Дуга"
Очередным, более серьезным шагом стало создание в 1972 году комплекса автоматизированной проверки характеристик загоризонтных РЛС "Дуга" – имитатора радиоизлучения факелов стартующих МБР и измерителя параметров радиотрактов (условий распространения радиоволн) в направлении обзора ЗГ РЛС, тема 5Г93 (В03В). Вычислительные средства имитатора создали с помощью САПР "Рапира" и частично сквозной САПР "ПРАМ", что позволило получить конструкторскую и технологическую документацию на несколько десятков наименований аппаратуры первого и второго уровней интеграции (ячейка на многослойной подложке, блок). При этом были выявлены недостатки САПР и ограниченность технических данных об активной части элементной базы (ИС, БИС), представляемой поставщиками, что привело к погрешностям в разработке. Эти обстоятельства заставили совершенствовать систему, создавать собственные инструменты обследования элементной базы и формировать более достоверные их описания. Развернулись работы по созданию собственной системы проектирования более высокого уровня (САПР "Днепр").
Разработка цифрового имитатора, выполненная коллективом Владимира Юрко в интересах тематики СПРН, получила высокую оценку военных и особое признание в профессиональной среде. Хотя во время первого включения при натурных испытаниях имитатора (они велись в зоне ответственности ЗГ РЛС "Дуга-1", Николаев) возник дипломатический казус. Американские средства контроля зафиксировали сигналы о массовом старте МБР (около 20 ракет) из района Балхашского полигона. Заявленный Госдепартаментом США протест очень быстро дошел до исполнителей. Были даны разъяснения с нашей стороны, внесены коррективы в методики проведения испытаний.
В 1973 году еще три комплекса имитатора В03В введены в эксплуатацию и успешно использовались при испытаниях ЗГ РЛС "Дуга-2" (Чернигов, Комсомольск-на-Амуре), что позволило избежать больших затрат на пуски реальных ракет. Спустя время в журнале Aviation Week & Space Technology появилась статья о докладе ЦРУ на эту тему и о том, как русские обманули американцев, подсунув имитатор вместо пусков, давалась высокая оценка русским гениям, создавшим такое средство.
АСУ высочайшего уровня
Новое дело, порученное коллективу КБ, было стократ сложнее по научно-техническому уровню и по существу являлось крупной НИОКР. Несоизмерим с предыдущим и объем предстоящих работ.
Создание боевых средств цифровой обработки массовых потоков радиолокационной информации с запредельными требованиями по быстродействию стало задачей пионерской. Опыт разработки аппаратуры такого уровня в СССР отсутствовал, как и не было надлежащих технологий разработки.
Прежде всего требовалось создание инструмента проектирования – технологии, способной обеспечить автоматизированную разработку цифровой аппаратуры с первого по четвертый уровень интеграции: ячейка на базе многослойной печатной платы (МПП), объединительная кассета (блок с ячейками и объединительная МПП заднего поля), шкаф с блоками и функционально законченное устройство в составе двух – пяти шкафов. Таким инструментом могла стать только автоматизированная система проектирования высочайшего уровня, и это являлось предметом отдельной, параллельной.
Коллектив понимал степень ответственности, был полон энтузиазма и уверенности в успешной реализации работ.
Создание спецвычислителя находилось под идеологическим патронатом главного конструктора. Представители его команды (Виктор Стручев и другие специалисты) постоянно участвовали в обсуждении ключевых вопросов разработки СВУ, обменивались мнениям, затевали творческие дискуссии, когда точки зрения на возникшую проблему не совпадали.
Для выполнения задачи первого этапа – создания аппаратуры спецвычислителя опытного образца РЛС "Дон-2НП" – понадобилось несколько лет упорного труда коллектива одаренных молодых людей под руководством целеустремленного и талантливого руководителя Владимира Юрко, фаната автоматизации цифры, как его называли коллеги.
За это время была создана первая работоспособная версия сквозной САПР "Днепр", структура которой включала системы матмоделирования цифровой аппаратуры, микропрограммирования, тестирования и контроля, проектирования печатных плат, выпуска конструкторской документации состава "ячейка-кассета-шкаф".
Ее основное преимущество и достоинство в том, что одновременно с конструкторской выпускали комплект технологической документации (фотошаблоны на стекле, программы сверловки, контроля и др.), документацию на нестандартизованные средства измерений (НСИ) и методики автоматизированной проверки разработанных изделий на унифицированных средствах тестового контроля (УТК) и созданных НСИ.
Средства автоматизированного контроля позволяли проверять параметры разработанных изделий на всех этапах производственного цикла, начиная от программ контроля элементной базы, контроля качества слоев и многослойной печатной платы (18 слоев) до узлов, блоков и ФЗУ.
Окончание следует.
Владимир Костржицкий, главный инженер ДМЗ (1984–1999), лауреат Государственной премии Украины в области науки и техники, почетный радист СССР
Газета "Военно-промышленный курьер", опубликовано в выпуске № 39 (802) за 8 октября 2019 года
