Глава XVII. Автоматические помощники

Глава XVII. Автоматические помощники

Эта глава рассказывает о замечательном союзе авиации и ракетной техники с автоматикой и кибернетикой, об автоматических «летчиках», «штурманах», «бортинженерах» и «диспетчерах аэропортов».

Когда мы говорим — век авиации, то имеем в виду, конечно, не только авиацию в обычном смысле слова, то есть пилотируемые самолеты и вертолеты, но и авиацию беспилотную. Уже сейчас беспилотные летательные аппараты, как крылатые, так и бескрылые, играют огромную роль в военной технике. Будущее поставит их также на службу мирной авиации.

С помощью автоматического управления, радиоэлектроники, телемеханики и других достижений современной науки за последние годы удалось построить замечательные беспилотные аппараты. Теперь есть ракеты и беспилотные самолеты, летающие точно к заданной цели за многие тысячи километров, выполняющие любые заданные или передаваемые по радио команды, совершающие успешную посадку в любых метеорологических условиях.

Возможности использования этих автоматических помощников людей поистине неограниченны. В будущем, например, беспилотные самолеты и ракеты смогут широко применяться для переброски почты и грузов на любые расстояния.

Письма и наиболее срочные грузы будут доставляться баллистическими ракетами, способными перепрыгнуть за полчаса на противоположную сторону земного шара. Грузы второй очереди будут доставляться с помощью реактивных беспилотных самолетов.

Но больше всего, конечно, будет обычных, не слишком срочных грузов. Их можно будет доставлять, вероятно, на беспилотных… планерах.

Планеры всегда служили для спорта. В свое время высказывалась мысль о применении планерных поездов для перевозки людей и грузов. Эта идея даже практически осуществлялась в ходе последней войны. Но в эру реактивной авиации с ее огромными скоростями мысль о широком использовании планерных поездов как-то сама собой угасла. И вдруг для будущего рекомендуются планеры, да еще беспилотные, чего и вовсе не бывало! И все же, можно думать, в будущем сотни планерных поездов будут ежедневно переносить грузы на большие расстояния. Это будет, пожалуй, самый дешевый вид авиационного грузового транспорта.

Возрождение идеи планерных поездов связано, конечно, с новыми научными и техническими достижениями. В совершенстве будут изучены воздушные потоки, в том числе и на очень больших высотах. Будут созданы высокоскоростные стратосферные планеры, — отдельные образцы их уже появляются. Новых вершин достигнут автоматика и телемеханика. Буксирные реактивные самолеты будут заносить планерные поезда из десяти, а то и большего количества тяжелых планеров на высоту 25–30 километров. Там буксировщик отцепится и возвратится на аэродром за следующим поездом. Планеры же, управляемые автопилотами, отправятся в свой путь, иногда за тысячи километров. Во всех направлениях помчатся, не требуя ни капли топлива, бесшумные планерные поезда. Автоматический «летчик» будет не только в совершенстве владеть техникой пилотирования, но его электронный вычислительный «мозг» выполнит все необходимые навигационные расчеты с учетом всех возможных неожиданностей и случайностей.

В организации дальних планерных перелетов будут широко использованы недавно открытые «струйные течения» — мощные воздушные реки. Они постоянно мчатся на границе стратосферы и выше ее в одном и том же направлении со скоростью, иногда превышающей 300 километров в час. С их помощью планер может облететь без посадки вокруг земного шара (конечно, струйные течения будут также использоваться всей авиацией. Это приведет к большой экономии топлива, а следовательно — значительному увеличению дальности полета, что уже не раз проверено на практике).

Автоматические «летчики» будут водить, разумеется, не только грузовые, но и пассажирские самолеты. Ведь уже сейчас с успехом испытываются первые «автоматические машинисты» железнодорожных локомотивов, а пассажирские самолеты значительную часть пути летят, управляемые автопилотами. Совсем не так много осталось сделать, чтобы отпала нужда в летчике и на пассажирском самолете.

Стоит ли говорить о той роли, какую играют беспилотные летательные аппараты — управляемые снаряды — в военной технике! Мирный созидательный труд советских людей должен быть и будет надежно охранен, границы нашей страны будут неизменно заперты на крепкий замок от любого непрошеного гостя. И это касается, конечно, границы, проходящей не только по суше и воде, но и по воздуху.

Лучшее свидетельство тому — то ставшее знаменитым первомайское утро, когда нашел свой бесславный конец самолет-шпион с летчиком Пауэрсом, настигнутый в бездонном небе карающей советской ракетой.

Но, пожалуй, нигде не будет столь неоценимой, поистине незаменимой служба автоматических помощников людей, как в астронавтике.

Особенно велика роль этих «автоматических астронавтов» сейчас, когда человечество только приступает к штурму космоса, когда в этом направлении совершаются лишь первые шаги. Это объясняется несколькими причинами. Тем, что бескрайние просторы космоса таят в себе множество грозных опасностей для осмелившегося проникнуть в них человека; где опасно человеку, особенно ценна замена его автоматом. И тем, что нам известны пока далеко не все подводные рифы и скалы безграничного океана мирового пространства; понятно, сколь ценна роль автоматических разведчиков космоса, прокладывающих в нем пути человеку.

Но главное все же заключается не в этих очевидных причинах. Есть еще другое обстоятельство, неизмеримо более важное, хотя, может быть, и не столь очевидное. Речь идет о том, что автоматические помощники людей оказываются несравненно более пригодными для штурма космоса, чем сами люди. Не потому, конечно, что они «храбрее», «разумнее» или «неприхотливее», хотя это последнее обстоятельство также важно. Все дело в том, что у любого астронавта, кроме автоматического, есть один решающий «недостаток» — его необходимо доставить обратно на Землю. А это настолько усложняет и без того грандиозную по трудности задачу организации межпланетного полета человека, что пока еще она не под силу науке.

Вот почему, прежде всего, оказывается такой неоценимой сейчас роль «автоматических космонавтов», вот почему они уже настолько опередили людей в штурме космоса. Действительно, пока еще счет космических побед человека не столь уж велик — всего несколько раз человек выходил в космос, совершая орбитальные полеты вокруг Земли. Успехи автоматических «межпланетных путешественников» неизмеримо больше. Уже не раз совершали они полеты к Луне, выходили на трассы искусственных планет — спутников Солнца, совершали полеты к Венере и Марсу. Впереди новые дальние и ближние полеты автоматических разведчиков космоса, их посадка на Луне и планетах, выполнение других сложных и ответственных заданий. Автоматы будут прокладывать все новые пути в космос пославшему их человеку.

Однако автоматические разведчики космоса занимают особое положение среди всех других автоматических помощников человечества в авиации и ракетной технике не только благодаря этим своим заслугам перед наукой. Их значение определяется еще и тем, что они являются как бы своеобразными рекордсменами в отношении успехов автоматики, телемеханики, радиоэлектроники. Все наиболее передовое, ценное, прогрессивное, интересное, что достигнуто этими науками, нашло свое воплощение в автоматических разведчиках космоса. Вот почему так поразительны сложнейшие, поистине умопомрачительные функции, которые выполняют эти автоматы в космосе.

Действительно, что может сравниться по сложности, точности и совершенству с автоматами, с невиданной точностью прокладывающими свой путь в. бездонных глубинах мирового пространства, занимающими там строго определенное, наперед заданное положение относительно Земли, Луны или Солнца, выполняющими бесчисленные сложнейшие научные эксперименты в космосе и передающими результаты своих наблюдений ученым на Землю! На этих мчащихся в космосе научных лабораториях автоматически выполняется множество других, самых разнообразных и сложных «умных» действий: открываются и закрываются створки, обеспечивая заданную «комфортную» температуру для тонких и точных приборов, включаются и выключаются различные приборы и аппаратура, безукоризненно работают автоматические рации, солнечный свет высокоэффективно преобразуется в электрическую энергию, получают кислород для дыхания, пищу и воду первые межпланетные путешественники — Лайка, Белка, Стрелка…

Своеобразный рекорд в отношении виртуозности и мастерства автоматического выполнения сложнейших задач побила автоматическая межпланетная станция, запущенная в нашей стране в день, когда космической эре человечества исполнилось два года — 4 октября 1959 года. Как иначе можно оценить на самом деле то, что совершено этой станцией и что буквально потрясло человечество?

Немало впечатляющих достижений на счету у этой станции, но одно из них поистине поражает. Находясь в полете в космосе на колоссальном, трудноподдающемся представлению расстоянии от Земли, межпланетная станция совершила научный подвиг, являющийся, естественно, подвигом создавших и пославших ее ученых. Сначала она повернулась в пространстве, сориентировалась в нем так, чтобы занять нужное положение по отношению к Солнцу и Луне. Затем с борта станции в течение 40 минут двумя аппаратами велось непрерывное фотографирование таинственной, волновавшей в течение многих веков умы астрономов «обратной» стороны Луны. Вслед за тем вступила в действие автоматическая фотолаборатория станции. Наконец, наступила очередь телевизионной станции, также размещенной на этой «умнейшей» космической лаборатории. Телевизионное изображение зафиксированного на пленке лунного ландшафта, еще не виданного людьми, было передано на Землю, чтобы заполнить первые страницы всех газет мира. Вот уж, действительно, нет предела возможностям науки!

Конечно, это только начало. Не так уж много времени осталось теперь до того, как мы сможем таким же образом разглядывать в газетах волнующие фотоснимки марсианских «каналов», сделанные с небольшого расстояния, попытаемся заглянуть под непроницаемый облачный покров Венеры, окинуть оком опаленные нестерпимым зноем пустыни Меркурия или охваченную вечным морозом его же Другую сторону…

Само собой разумеется, что как бы ни были совершенны автоматические помощники людей, они никогда не смогут полностью заменить человека и в космосе. Настанет время, и межпланетные корабли доставят космонавтов на Луну, планеты солнечной системы, а потом, может быть, и к другим звездным мирам. Никогда творческий гений человечества не примирится с мыслью о том, что люди обречены вечно быть узниками Земли. Лучшее свидетельство тому — героические полеты первых советских космонавтов. Ничто, ни опасности, ни трудности, не остановят человека на его героическом пути исканий и творчества.

Но даже и после того, как нога человека ступит на девственную поверхность Луны, планет, других небесных тел, когда межпланетные полеты станут, может быть, столь же заурядными, какими стали еще совсем не так давно полеты авиационные, и тогда автоматические космические помощники людей не потеряют своего значения. Они попрежнему будут разведчиками все новых целей и маршрутов в космосе, на них будут возлагаться вначале самые опасные и трудные задачи. Именно им суждено стать автоматическими радиомаяками, топливохранилищами и всевозможными складами, радиорелейными и телевизионными станциями, обсерваториями, прожекторами, энергостанциями космоса. Без них не мыслится организация межпланетных сообщений будущего.

Электронный «мозг» современного истребителя (по журналу «Интеравиа», 1957 г.).

Беспилотными самолетами и ракетами отнюдь не ограничивается перечень автоматических помощников в авиации. Не меньшее значение имеют они на пилотируемых самолетах и даже на. . земле. В будущем же их значение станет еще большим.

Быстрое внедрение автоматики в авиацию легко объяснимо. Современные самолеты стали чрезвычайно сложными системами, изобилующими всякими специальными устройствами и множеством различных агрегатов 20*. Управлять ими так, как это делалось четверть века назад, стало невозможно. И дело здесь не только в сильно возросшем числе функций управления, с которыми уже не в состоянии справиться экипаж самолета. Не меньшее, а может быть, и решающее значение приобретает время, отводимое для осуществления управления. При современных скоростях полета летчик часто уже не успевает привести в исполнение принятое решение, выполнить задуманный маневр, — даже стремительные сигналы, мчащиеся от мозга к руке человека, могут уже не успеть. Тут необходимо и соображать быстрее, чем человек, и быстрее приводить в исполнение задуманное. На помощь приходят автоматические кибернетические устройства.

Такие устройства устанавливаются, например, на многих современных истребителях. Ведение воздушного боя на самолетах, мчащихся со скоростью, большей скорости звука, находится практически уже за пределами человеческих способностей. Поэтому летчик поручает вести бой своему кибернетическому «заместителю», он передает ему все управление самолетом на время боя. Это электронное вычислительное устройство не только выполняет все функции летчика по самолетовождению, но и, учитывая быстро изменяющуюся боевую обстановку, принимает все необходимые решения, выбирает наиболее выгодный момент и характер атаки, ведет огонь из наиболее эффективного в данном случае оружия, выходит из-под огня противника. Летчику предоставляется, таким образом, полная возможность внимательно следить за ходом боя и принимать общие тактические решения. Интересны данные одного из применяющихся в настоящее время в США устройств подобного рода. При весе в 55 килограммов оно способно принимать 6250 различных решений в минуту, учитывая 60 различных факторов, получаемых от наземных станций, самолетных приборов и радара.

Уже давно и с успехом применяются в авиации автопилоты, выдерживающие заданный курс и режим полета. Эти автоматические «летчики» оказывают незаменимую услугу экипажу в длительном полете. Но их помощь уже недостаточна. В будущем наряду с автоматами-летчиками самолеты поведут и автоматы-штурманы. Они будут учитывать уйму всяческих исходных данных — и получаемых от приборов, установленных на самолете, и передаваемых с земли. Обработав эти данные, автоштурман задаст автопилоту наивыгоднейший курс и режим полета, автоматическому «бортинженеру» — наивыгоднейший режим работы двигателей.

Очень важную роль призваны играть на самолетах будущего устройства, автоматически предохраняющие от столкновения в воздухе. Эта угроза даже сейчас становится одной из самых серьезных для авиации — слишком тесно стало в воздухе. Участились столкновения двух, а то и трех самолетов, приводящие к гибели десятков людей 21*. Обычно столкновения являются следствием нарушения одним из летчиков правил эксплуатации, но иногда и результатом непредвиденной случайности. Так, 16 декабря 1960 года столкнулись в воздухе над Нью-Йорком два огромных пассажирских самолета — реактивный четырехдвигательный «ДС-8» с 77 пассажирами и 7 членами экипажа на борту и самолет «Супер Констеллейшн» с четырьмя поршневыми двигателями, на борту которого находились 39 пассажиров и 5 членов экипажа 22*. На городские строения упали пылающие обломки самолетов, все находившиеся на них люди погибли. Любые такие случайности должны быть, конечно, предотвращены в будущем.

20* Главным образом поэтому так велика стоимость новейших опытных военных самолетов; они обошлись бы, пожалуй, дешевле, если бы были изготовлены целиком из серебра или даже из золота!

21* Любопытно, что в абсолютном большинстве случаев эти столкновения не связаны с плохой погодой. Так, из 172 столкновений гражданских самолетов, происшедших в США за 1946–1952 годы, из-за плохой погоды произошло только… одно столкновение.

22* По журналу «Интеравиа», 19 декабря 1960 г.

Авиации необходим «противостолкновитель» (по журналу «Интеравиа», 1957 г.).

Трудность задачи заключается в том, что интенсивность движения на воздушных трассах быстро возрастает, растет также и скорость полета. Остается все меньше времени для того, чтобы установить опасное сближение и предотвратить столкновение. Очевидно, мало на самолете одного лишь автоматического «впередсмотрящего», нужны также «смотрящие» в стороны и даже назад — оттуда также может грозить появление в катастрофической близости опасного соседа. Эти дежурные «наблюдатели» должны отлично видеть не только днем и в ясную погоду, но и ночью, в тумане, при сплошной облачности 23*.

Чаще всего бывает, однако, недостаточно просигнализировать летчику о грозящей опасности, даже если можно точно указать, с какой стороны, каким курсом и с какой скоростью приближается грозящий столкновением самолет. При существующих уже сейчас скоростях летчику обычно не остается времени, чтобы совершить спасительный маневр или даже решить, какой именно маневр необходим. Тут нужен автомат, управляемый кибернетическим устройством. Электронный «мозг» быстрее человеческого учтет все обстоятельства и примет лучшее из возможных решение. Такие устройства — противостолкновители — разрабатываются и в будущем станут обязательными для каждого самолета.

Конечно, безопасность воздушного движения одним этим обеспечить не удастся. Придется разработать специальные правила, выполнение которых будет еще более обязательным, чем правил уличного движения. В особенности это относится к зонам с повышенной интенсивностью воздушного движения, в частности к районам крупных городов, воздух над которыми будет кишмя кишеть летательными аппаратами всех типов. Вероятно, придется еще более строго, чем теперь, разграничить зоны для различных летательных аппаратов — самолетов, вертолетов, реактолетов, для линейных самолетов, воздушных такси и т. д. Точно так же будут указаны строго определенные участки, где возможны переходы с одной высоты на другую, изменение курса или «стоянки». В воздухе будут дежурить милицейские вертолеты, снабженные несуществующими пока еще аппаратами регулирования воздушного движения.

Ночью на помощь им придут поляризованные, неслепящие лучи прожекторов, направляемые с земли, и сигнальные огни на тех же милицейских вертолетах. В туман и непогоду воздушное движение придется, вероятно, значительно ограничивать. По крайней мере, это коснется индивидуальных владельцев, с которыми и в воздухе будет больше всего мороки…

Не менее сложной является задача организации воздушного движения в крупных аэропортах. Даже сейчас это превращается в весьма нелегкое дело, если учесть, что иногда приходится принимать и отправлять по одному самолету каждые 2–3 минуты. В будущем же интенсивность воздушного движения станет неизмеримо большей. Как обеспечить четкий ритм работы аэропорта, безаварийную приемку и отправку самолетов по графику за минимальное время и в любых метеорологических условиях?

И здесь на помощь придут автоматические кибернетические устройства — без них, пожалуй, задача была бы неразрешимой. Ведь стоит лишь раз сбиться с графика, нарушить расписание, чтобы при большой интенсивности движения в воздухе над аэропортом началась такая сутолока, которая никогда добром не кончается. Да и пробыть в воздухе современные реактивные самолеты могут гораздо меньше: слишком много они расходуют топлива.

Все управление полетами в зоне аэропорта будет осуществляться электронным «мозгом». Эта вычислительная машина будет иметь внушительные размеры и занимать, по меньшей мере, все подвальное помещение просторного здания аэровокзала. Такие размеры машины не удивительны, ей придется выполнять очень сложную и разнообразную работу. Дежурные операторы службы движения на командном пункте будут лишь наблюдателями, вмешивающимися в деятельность «автоматического диспетчера» только в самых крайних случаях. Перед операторами будет огромная карта. На ней автоматически отразятся все изменения в жизни аэропорта и сведения о находящихся в его зоне летательных аппаратах. При нажатии на кнопку из динамика послышится голос «автоматического диспетчера», сообщающий необходимые данные о любом самолете — курс, высоту, скорость и пр. «Диспетчер» сообщит и принятое им решение. Так операторы смогут следить за деятельностью своего автоматического помощника.

Вся же основная работа выпадет на долю этого помощника. Как только какой-нибудь летательный аппарат появится в зоне, примыкающей к аэропорту, то есть приблизится к нему на несколько десятков километров, «автоматический диспетчер» установит за ним наблюдение с помощью радара и радиосвязи. От зорких радиолучей, а на более близких расстояниях и инфракрасных лучей ничто не скроется: для них и ночь и туман — как ясный день. Сигналы всех этих установок поступают в электронный «мозг», где с молниеносной быстротой производятся необходимые навигационные расчеты.

Ни одному штурману не снилась такая быстрота, и притом здесь не бывает ошибок, какие случаются даже у первоклассных специалистов. Машина принимает во внимание множество всяких сведений — тут и сила и направление ветра, и видимость, и типы самолетов, находящихся в воздухе, направление и скорость их полета, и все самолеты, находящиеся на земле, включая даже то, когда они совершили посадку. Учитываются и такие данные, как наличие больных на самолете или запас топлива, оставшегося в баках. И вот все учтено. Выработано решение, где, когда и как совершить посадку.

Теперь радиоволны несут кодированные команды на самолет. Управление переходит к автоматическим радиопилотажным устройствам, получающим эти команды «автоматического диспетчера». Точно и безукоризненно совершается посадка. Электронный «мозг» не только выполняет заданную программу действий, но и способен мгновенно принимать, в зависимости от сложившейся обстановки, ряд решений логического характера — это замечательное свойство кибернетических устройств. Любое, самое, казалось бы, незначительное происшествие, например внезапная поломка какого-нибудь агрегата на самолете, сейчас же учитывается электронным «мозгом». Он может отменить разрешение на посадку, задержать отправку самолетов, направить ждущие посадки машины на запасные аэродромы и т. д.

Уже не раз проводились опыты, когда с самого момента захода на посадку и до полной остановки самолета летчик не касался рукояток управления. В будущем это станет правилом и сделает посадку абсолютно надежной.

Широкое применение автоматики, кибернетики, радиоэлектроники, радиотехники, телемеханики приведет к появлению множества беспилотных летательных аппаратов различного назначения, позволит сделать совершенно безопасным авиационное сообщение завтрашнего дня.

23* Для улучшения видимости самолетов в непогоду иногда применяются обшивки, покрытые флюоресцирующей краской, — как светящиеся декорации в театре. Но и это не намного облегчает положение.