Евгений Федосов - Полвека в авиации: записки академика
Однако вернемся к изучению противника, конкурента и его философии. Я потребовал, чтобы оно велось каждым подразделением института, а полученная информация — тщательно анализировалась. Для такой «технической разведки» мы широко использовали зарубежные научно-технические издания, книги, брошюры, рекламные проспекты. Я лично курирую выставочную деятельность, потому что посещая авиакосмические салоны, опытный специалист может даже по косвенным признакам определить тенденции развития того или иного научного или технического направления в зарубежных фирмах. В то же время недооценка каких-то новинок, неправильный вывод из увиденного может завести институт в тупик, стать причиной опаснейших промашек в работе. Должен отметить, что такая работа помогла создать МиГ-29 и Су-27 в том виде, в котором они теперь известны всему миру.
В то время, когда мы проводили реформирование структуры у себя в НИИ, в отрасли стало формироваться понятие головных институтов. Это было связано с организацией главка — Главнауки, который выделился из Технического управления министерства. Главк, как планировалось, должен был отвечать за научно-исследовательскую деятельность и руководить работой множества НИИ, которые «обслуживали» авиапром. А чтобы как-то выделить основные научные направления, решили из общей массы выбрать, так называемые, головные институты. Всего — пять…
В эту пятерку бесспорно вошел ЦАГИ им. Н. Е. Жуковского, как родоначальник всей авиационной науки. Этот институт отвечает за аэродинамику и прочность летательных аппаратов, формирует их облик и еще многое другое. Вместе с генеральными конструкторами, бригадами общих видов работники ЦАГИ ведут огромную работу по выбору оптимальной конфигурации самолета, для чего используется продувка его моделей в аэродинамических трубах. Объемы этих продувок исчислялись тогда десятками тысяч часов.
Дальше, конечно, ЦИАМ — Центральный институт авиационного моторостроения, который отвечает за огромную подотрасль, связанную с созданием двигателей для самолетов и вертолетов.
В эту же пятерку вошел Летно-исследовательский институт им. М. М. Громова, ВИАМ — институт авиационного материаловедения и мы — те, кто отвечает за авиационное вооружение. Все эти научно-исследовательские институты получили статус головных… Правительством было утверждено общее положение о разработке авиационной техники в стране, в котором особая роль отводилась этим головным, системообразующим НИИ, как ответственным за научно-техническое сопровождение разработок.
Выше я уже частично коснулся такого понятия, как «система», которое в начале 70-х годов стало все активнее завоевывать себе место. Формально система — это некая совокупность самого летательного аппарата, энергетической установки, соответствующих общих самолетных подсистем, пилотажно-навигационного, прицельного оборудования, органов управления вооружением и самого оружия. Однако жизнь заставила расширить эти рамки. Оказалось, что всю совокупность можно формализовать в виде математических зависимостей и уравнений при выполнении самолетом той или иной целевой функции. Если он, например, ведет перехват воздушной цели, или наносит удар по наземной цели, то всю эту совокупность физически разных по своей природе элементов можно связать единым математическим описанием в виде уравнений движения самолета, процессов, происходящих в информационных каналах, исполнительных органах и т. д. И даже человек описывается, как биологическое звено… Так вот, сложный комплекс уравнений, описывающий поведение совокупности технических подсистем и самолета вместе для выполнения целевой задачи, — это, оказывается, и есть объединенное понятие системы, потому что мы как бы из физической среды реального времени и пространства переходим в некую математическую форму, или, как сейчас говорят, в виртуальную область.
И вот в ней-то наиболее четко видно, что же есть система. Возникают системные проблемы, которые призвана решать системная наука. Прежде всего, это — теория эффективности. Эффективность складывается под действием всей совокупности объектов и субъектов, участвующих в перехвате самолета противника или нанесении удара по наземным целям — это суммарный показатель. В этом же ряду — теория надежности системы, исследование операций и другие.
Сегодня системный подход приобретает решающее значение не только в авиации, но и в военно-морском флоте, в гражданских секторах. Современный гражданский самолет, к примеру, нельзя рассматривать просто как летательный аппарат: он — элемент транспортной системы. Выполняя целевую задачу перевозки грузов и пассажиров, воздушное судно встраивается в мощную инфраструктуру управления воздушным движением, бронирования билетов и организацию самих пассажиропотоков, в работу инженерно-авиационной службы и т. д. Самолет должен быть вписан в эту крупную сложную систему, только тогда он будет правильно решать свою задачу. Ну, а если взять современную подводную лодку… Это же целый город с громадной, сложнейшей конструкцией, большим количеством всевозможных систем, механизмов, которые должны быть грамотно спроектированы, скомплексированы и увязаны. Эта увязка, и в авиации, и во флоте, сначала воспринималась как искусство конструктора, который, благодаря своему опыту и интуиции, умеет правильно «завязать» будущее изделие. Но постепенно появился формальный аппарат и системные исследования становятся главным фактором в определении облика проектируемой машины, причем на всех этапах ее жизненного цикла.
Итак, прежде, чем сформировать тактико-технические требования на тот или иной самолет, обязательно надо провести операционные исследования, проанализировать поведение будущей системы в моделях воздушных операций, которые прогнозируются на базе сегодняшнего объема знаний и информации о вероятных противниках. Отсюда рождаются эти требования, ими определяются такие понятия, как «потолок», скорость, дальность полета, тяговооруженность… Это простейшие понятия, а на самом деле в ТТЗ включается гораздо большее количество параметров, буквально сотни и тысячи, когда вы «опускаетесь» до уровня конкретных агрегатов и подсистем, потому что на каждую из них надо выработать свои требования, которые в конце концов подчинены решению общей задачи. Поэтому концептуальные, как мы говорим, исследования — это уже исследования системные, то есть никто не анализирует самолет, как летательный аппарат, мы еще не знаем, какой будет самолет, — надо понять, каким он должен быть. Когда такое понимание приходит, только после этого в ЦАГИ начинают формировать облик летательного аппарата. Сегодня, например, спорим: нужно ли машине иметь крейсерскую сверхзвуковую скорость или не нужно? Это — принципиально, потому что от ответа зависит, из какого материала нужно строить самолет, какую ставить двигательную установку. Если не нужно иметь сверхзвуковую крейсерскую скорость, можно базироваться на современных алюминиевых сплавах. А если самолет должен летать с такой скоростью на крейсерских режимах, то надо брать титан, сталь, подходящие по тепловой прочности. Отсюда вытекают и требования к двигателю, его конструкции. А мы ведь взяли только один параметр — сверхзвуковой скорости на крейсерском режиме. Но их-то тысячи…
Таким образом, лишь системный подход, системные исследования позволяют правильно сформулировать требования к будущему самолету. Критерий же оценки один — боевая эффективность. Хотя к нему добавляют еще критерий стоимости. Американцы родили такое комплексное понятие, как критерий «эффективность — стоимость». Мы в Советском Союзе не всегда считали фактор стоимости решающим критерием, хотя и нам говорили, что нельзя делать очень дорогую систему. Мы строили новые машины, как правило, по критериям максимальной эффективности, которую позволяет достичь сегодняшний уровень техники. Я так бы сформулировал философию советских времен. Мы достигали каких-то технологических возможностей, которые позволяли нашей промышленности и нашим конструкторам и институтам создать тот или иной самолет. А потом старались выжать из этих технических возможностей максимальную вероятность поражения цели, то есть достичь максимальной боевой эффективности.
Сегодня мы находимся в другой ситуации: для нас стоимость становится важнейшим фактором, потому что нам надо еще и удержаться со своей продукцией на рынке. А на него выходят и наши конкуренты, которые тоже стремятся снизить стоимость изделий, чтобы завоевать покупателя, особенно из стран третьего мира.
Поэтому критерий «эффективность — стоимость» тоже стал системным понятием, поскольку фактор стоимости включает анализ производства, технологических процессов, необходимые затраты на создание машины, численность партии и другие параметры. Отсюда — разные стоимости и подходы к решению проблем. А системные исследования превращаются в очень серьезный фактор, причем уже не только чисто военный, но, я бы сказал, военно-промышленный. С одной стороны, в его формировании играют большую роль военные, поскольку они должны в него «вложить» некие элементы военного искусства и характер возможного театра военных действий и зон конфликтов. А с другой стороны, его формирует промышленность, которая должна опираться на какие-то определенные технические решения и технические возможности, которыми она располагает в данный момент. Здесь уместно напомнить уже цитированный мною афоризм В. П. Дементьева о «царь-самолете». Если не придерживаться критерия стоимости, современные технологии позволяют сделать сверхэффективный, но и сверхдорогой самолет, который будет существовать в одном экземпляре или в нескольких. И этот фактор ограниченного парка не позволит решить целевую задачу. Есть такое уравнение Ланчестера в теории операций, которое говорит, что наилучшего результата в военных баталиях достигает тот, у кого оптимально сочетаются минимальный калибр оружия с максимальным его количеством в боевой операции. Иными словами, нельзя делать «большие калибры» (то есть очень дорогие системы) и при этом иметь малое их количество. Этим мы не решим целевую задачу. Нет — калибр должен быть достаточно малым и при этом обладать достаточной эффективностью, — тогда уже количественный фактор начинает играть решающую роль. И действительно, все войны, начиная со Средних веков и кончая Второй мировой, подтвердили это уравнение Ланчестера. Но всегда этот «малый калибр» должен обладать необходимой эффективностью.