Основополагающие идеи руководителя антенного отдела позволили НИИП им. В.В. Тихомирова стать лидером в создании РЛС с электронным сканированием
Бурное развитие реактивной авиации и ракетной техники после Второй мировой войны поставило перед учеными и инженерами задачу резкого повышения скорости и объема информации, получаемой с помощью радиолокационных методов зондирования пространства. Необходимо было вместо механического сканирования найти способ мгновенного перемещения луча антенны в пространстве с помощью электронных устройств.
Результатом исследований и разработок в этой области стало создание радиолокационной антенны нового типа – фазированной антенной решетки (ФАР).
В 1968 г. партийно-правительственным постановлением была задана разработка многоцелевого истребителя-перехватчика МиГ-31. Разработка радиолокационной системы управления вооружением (СУВ) для него, впоследствии получившей название «Заслон», была поручена Конструкторскому бюро радиостроения (в настоящее время – Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова, входящий в состав Концерна ВКО «Алмаз – Антей»).
По предложению главного конструктора антенных систем Бориса Иосифовича Сапсовича руководство института выступило с инициативой ввести в состав БРЛС нового перехватчика фазированную антенную решетку, поскольку именно такое решение позволяло самолету реализовывать весь сложный спектр задач, возлагавшихся на него заказчиком. Это было чрезвычайно смелое, революционное для своего времени решение, ведь такая задача еще не была решена нигде в мире применительно к самолетам класса «истребитель».
В начале разработки на всех уровнях возникли нешуточные разногласия о возможности создания такой антенны, тем не менее КБР при самом активном участии Б.И. Сапсовича после довольно серьезной борьбы удалось отстоять свою точку зрения. Последовавшие после этого годы поисков принципов построения основных систем ФАР, их проверка и отработка, разработка новых конструкторских решений, освоение новых технологий, создание новой миниатюрной элементной базы стали периодом интересной и напряженной работы всего института. И в итоге надежды и затраченные усилия всех участников разработки ФАР с лихвой оправдались. Когда в 1991 г. на Международном авиасалоне в Париже был показан МиГ-31 с отстыкованным антенным обтекателем и изумленные специалисты увидели ФАР, стало очевидно, что советский перехватчик значительно опередил в области БРЛС своих зарубежных соперников. В течение двадцати лет, до создания Францией истребителя Rafale, наши МиГ-31 были единственными в мире, на которых использовалось электронное сканирование.
После завершения создания СУВ «Заслон» все авиационные РЛС и локаторы зенитных ракетных комплексов, разрабатываемых в НИИП, стали использовать в качестве антенн фазированные антенные решетки: РЛСУ «Барс» (Су-30МКИ и Су-30СМ), РЛСУ «Ирбис» (Су-35), ЗРК «Бук-М2», «Бук-М3» и, наконец, вершина, достигнутая институтом на этом пути на сегодняшний день, – многофункциональная интегрированная радиолокационная система с активными фазированными решетками «Белка» истребителя пятого поколения Су-57. А пионером в создании ФАР был доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии, создатель и первый руководитель антенного отдела НИИП Борис Иосифович Сапсович.
22 июня 1941 г. поделило жизнь всех советских людей на «до» и «после», для многих стало поворотным пунктом, коренным образом повлиявшим на их дальнейшую судьбу. Не стал исключением и Борис Сапсович. В середине июня, сдав экзаменационную сессию, он окончил третий курс физического факультета Московского государственного университета, а в августе, по повестке военкомата, стал слушателем Военно-воздушной инженерной академии им. профессора Жуковского. Дело в том, что с началом Великой Отечественной войны резко увеличилась потребность в командном и инженерно-техническом составе ВВС, поэтому Государственный комитет обороны поставил перед академией задачу – провести ускоренную подготовку инженеров летной службы из числа студентов, только что окончивших вузы или учившихся на последних курсах. В это число попал и Б.И. Сапсович.
Исключительно важной формой учебного процесса в годы войны являлась стажировка преподавателей и слушателей, которая проводилась в авиационных частях действующей армии. Прошел такую подготовку и Борис Иосифович, побывав на ряде прифронтовых аэродромов. Для него учеба в ВВИА в тяжелые военные годы стала большой школой знаний и практического опыта, которые очень скоро оказались востребованными.
В марте 1945 г. Б.И. Сапсович завершил учебу в ВВИА и в апреле был направлен в Центральное конструкторское бюро самолетной радиоэлектронной аппаратуры (ЦКБ-17, далее – НИИ-17, ныне – Концерн «Вега»). Оно было организовано на основании постановления ГКО 1 октября 1944 г. Начальником ЦКБ был назначен отозванный из армии Я.М. Сорин, который еще до войны проявил себя как прекрасный организатор и известный специалист по вопросам надежности. Для организации научной работы в ЦКБ-17 был приглашен крупный ученый в области антенно-фидерных устройств, доктор технических наук А.А. Пистолькорс.
Кадровый костяк ЦКБ формировался в основном за счет крупных специалистов из других организаций. Из НИИ-20 (ныне АО «ВНИИРТ») на должность научного руководителя новой фирмы был переведен В.В. Тихомиров – один из ведущих советских специалистов в области радиолокации, в военные годы занимавшийся разработкой самолетных РЛС типа «Гнейс» (в 1949 г. он возглавил НИИ-17). Также в коллектив ЦКБ-17 влился А.Б. Слепушкин, возглавлявший работы по наземным РЛС обнаружения (типа «РУС»). В кратчайшие сроки был сформирован сильный работоспособный коллектив, который незамедлительно приступил к комплексному решению задач по бортовой радиолокации. Именно тогда сформировалась великолепная когорта замечательных специалистов, ставших впоследствии заслуженными деятелями науки и техники, академиками и докторами технических наук, профессорами и, что всегда особенно важно и зримо ощутимо для страны, выдающимися создателями большинства радиолокационных систем. ЦКБ-17 стало местом, где рождались знаменитые научные школы XX века.
Работа Б.И. Сапсовича в творческом, молодом коллективе ЦКБ-17 оказала огромное влияние на его формирование как ученого и специалиста-практика. Бурные обсуждения теоретических и практических вопросов создания современной техники (а дискуссии длились порой до глубокой ночи), взаимодействие с крупными учеными – все это для Бориса Иосифовича стало прочной базой, фундаментом его будущих самостоятельных проектов.
К 1954 г. нагрузка на коллектив НИИ-17 и лично на В.В. Тихомирова, привыкшего нести личную ответственность за каждый из участков работ, столь возросла, что он укрепляется в мысли о необходимости образования отдельного предприятия с авиационно-радиолокационным направлением работ. Первоначально 1 марта 1955 г. был образован филиал московского НИИ-17 с базированием на территории ЛИИ имени М.М. Громова, который через год был преобразован в самостоятельное предприятие – Особое конструкторское бюро №15 (ОКБ-15) Министерства радиопромышленности. Вместе с В.В. Тихомировым из НИИ-17 в филиал было переведено 379 специалистов, которые заложили основу нового трудового коллектива. В числе них был и Б.И. Сапсович, ставший в 1957 г. руководителем антенного отдела.
Практическое участие Бориса Иосифовича в разработке и внедрении в серийное производство радиолокационных прицелов для самого массового истребителя МиГ-15, еще в стенах НИИ-17, позволило ему приобрести опыт не только конструкторской, но и организаторской деятельности в создании современных систем управления вооружением самолетов. Б.И. Сапсович внес свой вклад и в первый успех ОКБ-15 – завершение разработки и принятие на вооружение в ноябре 1955 г. РЛС «Изумруд-2» в составе первой отечественной системы управляемых ракет класса «воздух-воздух» К-5 на истребителе МиГ-17. При разработке типовых узлов РЛС для повышения их надежности и упрощения эксплуатации Б.И. Сапсович руководил работами по созданию антенно-волноводных систем.
Первой полностью самостоятельной темой коллектива ОКБ 15 стала разработка локатора «Ураган-5Б» на новой элементной базе. При его создании были реализованы самые передовые на тот момент достижения радиолокации и радиоэлектроники. А антенноволноводные узлы, спроектированные при непосредственном участии Б.И. Сапсовича, а затем воплощенные в металле, показали в процессе испытаний, что молодой, но уже опытный коллектив под руководством Бориса Иосифовича готов к покорению новых высот. И такая возможность очень скоро предоставилась.
На рубеже 1960-х гг. работы по системе перехвата «Ураган-5Б» для высотного перехватчика Е-150 были отменены. Изменилась идеология построения системы ПВО, а самолет пока не мог ей соответствовать, в частности, реализовать длительный полет на сверхзвуке тогда еще было невозможно. Научно-технический задел по этой программе впоследствии был использован при создании перехватчика МиГ-25П.
В конце 1950-х гг. в СССР была получена информация о создании в США маловысотного мобильного зенитного ракетного комплекса Hawk с дальностью поражения воздушных целей до 25 км на высотах от 100 до 14 тыс. м. Наметилось отставание в зенитном прикрытии Сухопутных войск ВС СССР, которого нельзя было допускать. И Виктору Тихомирову поручили решить эту задачу. «Что же вы ждете от меня, считай полжизни отдавшего чисто авиационной тематике?» – удивился он. Но, как оказалось, все именитые конструкторские коллективы – создатели ЗРК ПВО, уклонились от решения этой задачи под предлогом, что требования военных невыполнимы на существующей элементной базе. И решение Военно-промышленной комиссии поручить разработку комплекса авиационному КБ, имеющему опыт проектирования легких и компактных радиотехнических устройств, выглядело вполне логичным.
Для Тихомирова это был вызов. Вызов ученому, поскольку требовалось решение целого комплекса сложнейших научных и конструкторско-технологических задач. Вызов организатору, поскольку предстояла реструктуризация предприятия для переориентирования на решение принципиально новых задач.
Виктор Васильевич лично поставил задачи перед руководителями подразделений ОКБ. За решение одной из наиболее ответственных задач – разработку антенн для ЗРК «Куб» – отвечал коллектив отдела под руководством Б.И. Сапсовича. Борис Иосифович активно включился в работу, заряжая своей энергией всех сотрудников. В этот период им была предложена схема компактного облучателя, использующего высшие типы волн для формирования пеленгационных характеристик. Полученное в итоге авторское свидетельство было использовано не только при создании ЗРК «Куб», но и заимствовано в антенне ЗРК «Круг», которую разрабатывали в кунцевском «Антее».
В апреле 1958 г. В.В. Тихомиров завершил разработку концепции построения ЗРК и определение технического облика его основных боевых средств. 13 июля 1958 г. совместным Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР была задана разработка самоходного ЗРК «Куб». А уже в августе 1959 г. на полигон были вывезены первые макетные образцы. Однако из-за новизны почти всех технических решений, заложенных в комплекс и опережающих свое время на десятилетия, отработка «Куба» не поддавалась точному планированию.
К концу 1961 г. стало ясно, что создание комплекса не вписывается в заданные директивные сроки. Это удел практически всех пионерских разработок как за рубежом, так и у нас. Но «сверху» торопили. В феврале 1962 г. состоялась коллегия Минрадиопрома, на которой В.В. Тихомирову был задан вопрос: «Сколько времени понадобится для достижения «Кубом» заданных характеристик?» Ответ был: «Два года». Срок руководителям отрасли показался большим, было предложено завершить работу за год. Тихомиров сказал, что это невозможно. В начале лета в ОКБ-15 пришло распоряжение об отставке Виктора Васильевича с должности начальника предприятия в связи с невыполнением заданных сроков разработки ЗРК «Куб».
Впоследствии Б.И. Сапсович, у которого за годы совместной работы в ОКБ-15 сложились хорошие деловые отношения с В.В. Тихомировым, говорил, что из-за неоправданно жесткого решения руководства страны коллектив ОКБ лишился своего незаурядного руководителя, а военно-промышленный комплекс потерял блестящего главного конструктора, находившегося в самом расцвете сил и имевшего колоссальный опыт разработки сложнейших систем, определяющих обороноспособность государства.
А прогноз В.В. Тихомирова полностью сбылся: именно через два года, 14 февраля 1964 г. (эта дата в НИИП отмечается как рождение «Куба»), и телеметрическая, и боевая ракеты комплекса полностью выполнили боевую задачу – радиоуправляемая мишень была успешно поражена. 23 января 1967 г. комплекс «Куб» был принят на вооружение.
Созданию первой в мире РЛС с фазированной антенной решеткой – в составе уже упоминавшейся СУВ «Заслон» для МиГ-31 – предшествовал длительный период научно-технического поиска оптимальных конструкторских решений.
Требовалась разработать и изготовить новые СВЧ-элементы (фазовращатели, распределители, сумматоры и т.д.) с использованием последних научных и технологических идей. ФАР должна была, кроме хороших антенных характеристик, иметь и предельно уменьшенную массу, позволявшую установить ее на истребитель.
О том количестве сложностей, которые приходилось решать создателям первой в мире авиационной ФАР, говорит такой факт. Одной из наиболее сложных проблем, решавшихся коллективом во главе с Б.И. Сапсовичем, – создание фазовращателя, для которого необходимо было подобрать феррит оптимальной марки. Но надежного разработчика и поставщика ферритов в СССР тогда еще не существовало, поэтому Борис Иосифович решил сам организовать их изготовление.
Так в антенном отделе 31 декабря 1958 г. появился ферритово-керамическая мастерская, укомплектованная высококлассными специалистами. Их работа позволяла быстро изготавливать ферриты с нужными параметрами, что существенно ускоряло отработку фазовращателей. За 10 лет работы по НИР «Решетка» по самым скромным подсчетам в мастерской было изготовлено, обработано, проверено в общей сложности около 500 тысяч штук ферритово-керамических деталей.
Мечта о создании антенны нового типа заставляла Бориса Иосифовича изучать всю появляющуюся в области антенной техники литературу и подключать к этой работе молодых специалистов, не обремененных опытом предыдущих разработок, который в данном случае ничем помочь не мог, а значит мысливших более свободно. Так, весной 1963 г. Б.И. Сапсович приехал в деканат радиотехнического факультета МЭИ, чтобы пригласить к себе на работу молодых специалистов. В результате в отделе появились шесть выпускников этого факультета: Е.И. Старшинова, В.И. Петров, А.И. Мамонов, Э.Г. Галеев, В.М. Еремеев и А.Е. Чалых. Этот выбор стал определяющим в судьбе пятерых из них, посвятивших свои жизни этому отделу.
Экспериментальный образец ФАР с габаритными размерами, позволяющими установить его на МиГ-31, был изготовлен в конце 1969 г. На нем была полностью отработана система управления ФАР с автоподстройкой фазы, которая в дальнейшем стала базовой не только для РЛС истребителей, но и для наземных ЗРК средней дальности. В конце февраля 1970 г. экспериментальный образец ожил, луч четко повиновался командам. Началась эра электронного сканирования на истребителях – не только в СССР, но и во всем мире.
Затем в Ахтубинске в испытательном центре ВВС несколько лет продолжалась отработка локатора на летающей лаборатории на базе самолета Ту-104. В 1975 г. сюда прилетел первый МиГ-31 с РЛС «Заслон», 15 февраля 1978 г. на полигоне был проведен летный эксперимент по обнаружению, захвату и сопровождению десяти воздушных целей, а 28 августа – одновременный пуск ракет по четырем мишеням. Серийное изготовление ФАР и всей РЛС «Заслон» стартовало в 1979 г. в Ленинграде на заводе «Ленинец». В течение почти двадцати лет МиГ-31 оставался единственным в мире истребителем, на борту которого стояла РЛС с электронным сканированием.
То, что именно Б.И. Сапсович с самого начала возглавил работу антенного отдела и оставался его бессменным научным и техническим руководителем в течение более 40 лет, вне всякого сомнения, предопределило лидерство НИИП в разработке новых образцов РЛС с ФАР как в нашей стране, так и за рубежом. Большинство основополагающих идей, нашедших свое воплощение сначала в экспериментальных, а затем и в серийных образцах антенных решеток, предложены именно Борисом Иосифовичем.
Он разработал главные принципы построения ФАР и создал большой, работоспособный коллектив – школу Сапсовича, на деле подтвердившей жизненность этих принципов.
Отличительной особенностью этой школы стало свойственное Борису Иосифовичу умение изыскивать среди множества технических решений наиболее подходящие для выполнения поставленных задач и готовность брать на себя в полном объеме трудности их внедрения.
Сегодня начались серийные поставки в ВКС РФ истребителя пятого поколения Су-57. Для него в НИИП им. В.В. Тихомирова на основе научно-технического задела, созданного в предыдущие десятилетия благодаря деятельности коллектива специалистов-антенщиков под руководством Б.И. Сапсовича, разработана самая современная на сегодня БРЛС «Белка», включающая помимо АФАР переднего обзора X-диапазона еще две пары АФАР: бокового обзора (также X-диапазона) и L-диапазона, расположенные в отклоняемых носках крыльев. Распределение антенн радиолокационного комплекса по поверхности Су-57 обеспечивает фактически полный обзор воздушной обстановки.
«Белка» дает самолету почти запредельные возможности, обеспечивая превосходство российского истребителя над любым противником.
