Докторская диссертация

Итак, к середине 60-х годов я прошел две школы — отработки систем бомбардировщика и истребителя-перехватчика, что дало мне в какой-то мере право считать себя готовым к более серьезным работам в качестве одного из руководителей НИИ. Я уже не говорю о коллективе самого института, который эти школы проходил, работая над более ранними поколениями боевых машин: МиГ-15, МиГ-17, МиГ-19, МиГ-21, Су-7, Су-9. Но, осваивая авиационные системы на практике, я старался быть осведомленным и в теоретических проблемах. Я хотел защитить докторскую диссертацию, что позволяло мне заниматься научной работой, а также продолжать преподавательскую деятельность. Как уже было сказано, после окончания аспирантуры меня пытались оставить в МВТУ преподавателем. И хотя я категорически отказался и ушел в НИИ-2, но лекции — по совместительству — в МВТУ читал, причем брался все время за новые курсы… В конце 60-х годов перешел с кафедры, которой руководил В. В. Солодовников, на кафедру В. Н. Челомея. Здесь я стал читать курсы теории управления, элементов систем автоматики для ракетчиков, поскольку кафедра М-2 готовила специалистов по крылатым ракетам и по космическим аппаратам, что совпадало с основной деятельностью Челомея.

Кроме того, по просьбе руководящего состава КБ А. С. Яковлева, я читал у них лекции по теории ракет «воздух — воздух» и прицелов, поскольку даже ведущие специалисты бюро нуждались в знаниях по новой технике. Возглавлял эту группу первый заместитель Александра Сергеевича Яковлева, известный специалист по вертолетам Н. К. Скржинский, очень интеллигентный приятный человек, который раз в неделю рано утром встречал меня и вел к убеленным сединой замам Яковлева и начальникам ведущих отделов и лабораторий. Еще я читал лекции у нас в институте на курсах, организованных для студентов МАИ, поскольку тогда у них в вузе еще не готовили специалистов по новым видам оружия. Читал я лекции и для инженеров старшего поколения нашего института, которые не очень хорошо были знакомы с теорией управления… В общем, преподавательский опыт я приобретал не по дням, а по часам, что помогало мне быть на переднем крае теоретических изысканий.

Спустя несколько лет, когда сам уже стал заведующим кафедрой МФТИ, я убедился, что преподавательская работа очень много дает и в практической деятельности.

Чтение лекций формирует наиболее широкое и глубокое понимание предмета. Я учил студентов тому, над чем сам работал, а они своими вопросами помогали мне находить порой весьма оригинальные решения проблем, над которыми мы бились. В общем, в этот период жизни я очень много усилий отдавал учебной деятельности, что определенно расширяло мой кругозор, помогало осмыслению ряда интереснейших областей науки.

В конце 60-х годов я решил написать докторскую диссертацию, считая, что у меня накопился достаточно обширный материал. Я много занимался случайными процессами, случайными флюктуационными явлениями в радиолокационных цепях и не только, и потому взял самую сложную тему, которая, кстати, и по сей день плохо раскрыта: это так называемые системы со случайными параметрами или со случайными свойствами. То есть, если говорить языком математики, дифференциальные уравнения, которые описывают соответствующий процесс, имеют в качестве коэффициентов случайные функции. Это еще и очень сложная область механики… Если, к примеру, рассматривать колебания обычного маятника, точка подвеса которого вибрирует даже не по случайному, а по синусоидальному закону, то у него возникает очень необычная область устойчивости. Подобный процесс описывается так называемым уравнением Матье или Хилла, и вот в числе его решений есть такое, когда маятник вдруг может «встать» вертикально, но не в нижнем, а в верхнем положении, и оставаться устойчивым, если точка подвеса будет вибрировать по синусоиде. Это так называемый параметрический резонанс…

Такими опытами очень любил заниматься В. Н. Челомей. Он ставил стакан воды на вибростенд и опускал в него шарик, который тонул. Потом включал этот стенд и шарик всплывал. В зависимости от частоты и амплитуды синусоидальных колебаний стенда он мог занимать промежуточное положение, зависать в воде… Это явление и сегодня не имеет четкого математического описания, но объясняется оно именно параметрическим резонансом.

Я же решил рассматривать еще более сложные задачи, когда коэффициентом дифференциального уравнения является не синусоидальная, а случайная функция. Это распространенный случай в ракетной технике и вообще в управлении движением каких-либо машин. К примеру, обтекатель головки самонаведения или антенны радиолокационной станции обладает случайными свойствами при прохождении через него радиосигнала. Это эффект случайной нелинейности. Другой пример — датчики ускорения в автопилотах: все они как раз и являются маятниками на вибрирующем основании, которое колеблется по случайному закону — ведь при полете ракеты ее вибрация обусловлена многими случайными факторами — флюктуацией истечения газов, неравномерностью процесса горения, процесса распространения колебаний по корпусу и т. д. Все это отнюдь не синусоиды, а случайные процессы, вызывающие эффект параметрических резонансов в датчиках ускорения.

Можно привести множество примеров, когда проявляет себя случайность. Этот эффект не имел теоретически развитого описания, задача до сих пор строго не решена, хотя за нее брались многие крупные математики, такие, как академик Понтрягин, академик Красовский, Хасьминский… Но они пытались решить ее строго, что и до сих пор сделать никому не удалось.

Я же попытался решить ее методами теории управления, как говорится, в лоб. Смысл моего подхода заключался в том, что я из временной области перешел в частотную через преобразование Лапласа и оперировал спектральными плотностями случайного процесса, чем как бы линеаризировал задачу, хотя она, по сути, была нелинейной. И получил инженерные методы решения, что легло в основу докторской диссертации, которая так и называлась: «Спектральный анализ систем со случайными параметрами».

Защищал я ее в своем родном вузе — МВТУ им. Баумана, защитил очень удачно: приняли ее единогласно, а Высшая аттестационная комиссия (ВАК) сочла ее одной из лучших научных работ за 1967 год.

Но писать диссертацию мне было очень сложно, поскольку я не брал для этого ни дня отпуска. Дело в том, что в 1966 году я был назначен первым заместителем начальника института и когда начал работать над диссертацией, В. А. Джапаридзе еще не имел ни ученой степени, ни звания. Естественно, я понимал, что любая моя работа «на себя» может вызвать определенную ревность с его стороны и потому никаких поблажек себе не позволял. К счастью, В. А. Джапаридзе в МАИ в этот период присвоили степень доктора технических наук «по совокупности работ», поэтому острота вопроса была снята. Это чисто человеческие моменты, я ничуть не осуждал своего начальника, но чувствовал его скрытый ревнивый настрой и поэтому не просил никакого академического отпуска. Пришлось писать диссертацию параллельно с основной деятельностью.

Почему я взялся за столь сложную тему?

В то время ВАК стояла на очень жестких позициях. Если руководитель идет на получение ученого звания «по совокупности»… то считалось, что он использует чужой труд, то есть свое служебное положение, и к таким соискателям предъявлялись повышенные требования. И если это еще как-то прощалось конструкторам, то руководители научных организаций на такое снисхождение не должны были рассчитывать. Мол, конструктор — это человек, который волей-неволей, по служебному положению ведет техническую разработку и является лидером конструкторского коллектива, а вот руководитель НИИ — это полуадминистратор, который должен еще доказать способность самостоятельно сделать диссертацию. Пожалуй, во многом такой подход справедлив; во всяком случае, я сразу отверг какие-либо идеи защиты «по совокупности» и пошел по более трудному пути.

С другой стороны, когда ты сам делаешь диссертацию, на тебя смотрят, как на рядового научного сотрудника, и легче проходит ее защита. Я был довольно молод и решил, что справлюсь с поставленной задачей, тогда как звание «по совокупности» — это уже подведение итогов работы, да и всей жизненной программы. А тут я только начинал свой путь в науке.

Я собрал небольшой научный коллектив из аспирантов МФТИ, определил для них темы кандидатских диссертаций, очень близкие к моей докторской, но мне это помогало проверять подходы к решениям проблем, обозначенных в своей научной работе. Все ребята были хорошо подготовлены в области математики, поэтому задачи, которые я перед ними поставил, им оказались вполне по зубам. Один из них — Герман Георгиевич Себряков — сегодня член-корреспондент Российской академии наук.

Писал я свою диссертацию так: вставал в шесть утра, садился за письменный стол до половины девятого, потом шел на работу. Вернувшись, ложился спать на два часа, а затем снова до часу ночи писал. Я поставил себе цель: писать каждый день пять страниц. За полгода диссертация была готова. Потом начался оформительский процесс, но он уже не требовал большой умственной нагрузки.

На защиту я шел, имея богатый экспериментальный материал, так что «нестрогая» теория, которую я положил в основу работы, хорошо подтверждалась практикой и имела прикладное значение, что помогло мне довольно легко пройти все барьеры. И оппоненты, и Ученый совет меня поддержали. Более того, один из его членов — известный ученый в области радиолокации из КБ-1, который, в отличие от других, блестяще разбирался в тематике моей диссертации и задавал весьма каверзные и глубокие вопросы, по окончании защиты тоже поддержал меня.

Итак, защитив докторскую и будучи первым заместителем начальника, я стал курировать более широкую область научной деятельности института: не только работы по управляемому оружию и режимам управления самолетов, но и проблемы совместимости оружия и летательного аппарата и, в какой-то мере, — эффективности систем. Джапаридзе продолжал вести тему эффективности, но в то время пережил инфаркт и потому эти направления передоверил мне.

И вот теперь, когда на меня фактически свалилась ноша руководителя НИИ-2, пришлось сталкиваться по работе со многими министрами, конструкторами, работниками партийных и правительственных органов и т. д., - то есть круг моего общения значительно расширился и поднялся на новую ступень.

В 1967–1968 годах мне пришлось познакомиться и с легендой нашей авиации Андреем Николаевичем Туполевым. В это время началось соревнование двух самолетов. Павел Осипович Сухой заложил свой Т-4 — аналог американской «Валькирии». Главным конструктором этого самолета был Наум Семенович Черняков. А Туполев взялся за создание Ту-22М с переменной геометрией крыла на базе Ту-22, который уже стоял на вооружении. От базовой модели Ту-22М осталась только кабина, в остальном это оказался совершенно новый самолет — фюзеляж, крылья и т. д. создавались заново, хотя основные самолетные системы сохранились. Ту-22М был рассчитан на достижение скорости 2М, но в целом предназначался для дальней авиации и использования на морских театрах военных действий.

Т-4 замышлялся как самолет, способный пройти от СССР до Гибралтара через всю Европу. Поскольку он должен был летать на высотах более 20 км со скоростью 3М, то, по нашим расчетам, зоны ПВО противника мог преодолевать с минимальными потерями. У нас были построены зоны потерь самолетов в зависимости от скорости и высоты полета и Т-4 попадал в наиболее благоприятные из них. А Ту-22М вынужден был облетать ПВО стран НАТО по дуге, выходя на траверз Норвегии, по Атлантическому океану, чтобы дойти до Испании. Только в этом случае он нес приемлемые потери.

И разгорелся очень острый спор: какому из этих самолетов дать зеленую улицу? В то время ЦАГИ возглавлял В. М. Мясищев, КБ которого разогнали и отдали В. Н. Челомею. ЛИИ им. Громова возглавлял Николай Сергеевич Строев, а ЦИАМ — Георгий Петрович Свищев. Я же был первым замом у В. А. Джапаридзе. И вот наш министр П. В. Дементьев создал комиссию из руководителей институтов и предложил нам дать оценку обоим проектам и решить, какой самолет строить. Андрей Николаевич Туполев, узнав о создании такой комиссии, пригласил всех ее членов к себе. Я, как самый молодой и неискушенный в подковерных интригах, естественно, почел его приглашение за честь и приехал. Остальные же начальники оказались хитрыми и мудрыми — никто не явился. Мясищев сослался на болезнь, Строев и Свищев тоже нашли какие-то причины. На самом-то деле они все понимали, что Туполев начнет «выламывать руки», агитируя за свой Ту-22М. Они-то, в отличие от меня, хорошо знали умение, настойчивость и агрессивность (в хорошем смысле слова) «Старика», способность пробивать свои проекты в верхах. Я же напрямую с ним не пересекался, тем более что наши интересы столкнулись к тому времени при работе всего над одной машиной — Ту-128.

В общем, я приехал, он пригласил меня в кабинет, сказал, что надо подождать остальных приглашенных. Слово за слово, выяснилось, что мы оба закончили МВТУ. Андрей Николаевич окунулся в воспоминания студенческих лет, как он в качестве кунака какого-то приятеля-чеченца «воровал» для того будущую жену, скакал на лошади, а братья невесты догоняли его и палили из ружей в воздух. Так у них инсценировался старинный обычай кражи невесты…

Я же в ответ рассказал, как ломал аэродинамическую трубу в МВТУ, которую он строил:

— Пришлось этим заняться, потому что на месте старого Физического корпуса надо было ставить новый, — пытался я оправдаться, — вот нас, студентов, и послали ломать…

— И хватило у тебя смелости и нахальства? — он засмеялся, — это ж историческая ценность, я ее сконструировал, будучи студентом последнего курса…

Он тут же вспомнил еще об одном событии, произошедшем на днях:

— Мало того, что трубу сломали, — он заохал и заахал, — так и гидроканал в ЦАГИ сожгли, который я строил. Ничего не осталось от моего научного вклада…

И он стал рассказывать о своих встречах с академиком Алексеем Николаевичем Крыловым. Почему-то эти две истории, которыми со мной поделился Андрей Николаевич, нигде не описаны.

Оказывается А. Н. Туполев был руководителем первой делегации Советского Союза, приехавшей на авиационную выставку в Париж. Тогда она проходила не в Ле Бурже, как сейчас, а в павильонах Всемирной выставки возле моста Александра Третьего. Сами самолеты не экспонировались, представлены были лишь их модели, агрегаты, моторы и прочее авиационное хозяйство. Знаменитая же летающая лодка Брегге находилась вообще за пределами Парижа — в Бресте или в Тулоне, в какой-то из этих морских гаваней. Правда, на выставке имелась картина, изображавшая эту лодку во всей красе. А Туполев в то время тоже строил гидросамолет и, увидев картину, естественно, захотел воочию познакомиться с оригиналом, как конструктор.

Это было начало двадцатых годов прошлого века, только стали налаживаться дипломатические связи между Францией и СССР, приезду советской делегации придавали большое значение, так что Туполев, как ее руководитель, вправе был рассчитывать, что лодку Брегге ему покажут. Но когда он обратился со своей просьбой к устроителям выставки, в наше посольство и другие инстанции, ему отвечали одно и тоже: «Порт — закрытый для иностранцев и только военно-морской министр Франции вправе разрешить Вам его посещение… Но мы не можем прямо обратиться к нему, потому что необходимо по дипломатическим каналам между Москвой и Парижем согласовать все вопросы, связанные с Вашей просьбой» и т. д.

И вот Туполев, прогуливаясь по Парижу, вдруг встречает Алексея Николаевича Крылова. Не узнать его было невозможно — он ходил в толстовке, подпоясанной кавказским ремешком. В Париже! Только что не хватало крымской тюбетейки на фоне чопорной публики. Крылов вместе с Красиным были во Франции в командировке и закупали для Советского Союза станки, паровозы… А Туполев был хорошо знаком с Крыловым. Начались расспросы, как да что? И Андрей Николаевич пожаловался, что хотел, вот, увидеть лодку Брегге, но без разрешения морского министра никак нельзя, а к министру его не пускают… Крылов только улыбнулся: дескать, в чем проблема? это мой хороший знакомый, пойдем в наше посольство, позвоним адъютанту и попросим аудиенцию.

Пришли, позвонили. Правда, на сегодня и завтра время министра уже было расписано до минуты; извинившись, в канцелярии министра назначили встречу на третий день. В посольстве это прозвучало, как сенсация, поднялась суета, приглашенным спешно готовили фраки. На третий день собрались в посольстве на улице Гренель все, кто должен ехать к министру. Подали автомобиль, ждут Крылова. Появляется Алексей Николаевич — опять в толстовке, подпоясанный ремешком. Все — в шоке:

— Товарищ Крылов, это нарушение протокола! Так ехать нельзя! Давайте мы позвоним, попросим отложить визит еще на день, а вам срочно подгонят новый фрак…

— Ничего, ничего, — успокоил посольских сотрудников Крылов, — я этих министров видал и в штанах, и без штанов. Поехали!

Приехали в министерство на площади Согласия. По протоколу положено так: если министр встречается с лицом ниже своего ранга, то при входе гостя в кабинет он встает и через стол подает ему руку, здороваясь. Если встречается с равным себе по рангу, то выходит из-за стола… А если ему наносит визит кто-то выше его по рангу, к примеру, премьер-министр другой страны, то он должен встретить его у входа в кабинет.

— Идем мы по коридору, — рассказывает Туполев. — Впереди шагает Крылов, следом мы семеним во фраках. Везде лепнина, мебель а-ля Людовик Четырнадцатый, барокко… Подходим к кабинету, адъютант открывает дверь, а министр уже у дверей стоит! И жмет руку… Вот кто такой был Крылов!

Естественно, все просьбы Туполева были удовлетворены.

А второй эпизод, связанный с Крыловым, о котором вспомнил Андрей Николаевич, произошел во время строительства того самого сгоревшего гидроканала на улице Радио, в филиале ЦАГИ. Это действительно был канал, залитый водой. Вдоль него по краям лежали рельсы, по которым каталась тележка с электроприводом. На ней закрепляется модель судна или гидросамолета, которая опускается в воду, и таким образом можно изучать гидродинамические процессы при обтекании водой корпуса или поплавков. Основное требование к этому сооружению заключалось в том, чтобы при прохождении тележки с моделью не было никаких вибраций. Поэтому рельсы надо шлифовать с высочайшей точностью, и уж конечно на них не должно быть и малейших стыков. Для этого за базу брали поверхность воды. И хотя длина канала — всего несколько десятков метров, на этом отрезке уже сказывается кривизна Земли, а поверхность воды повторяет ее. Значит, требовалось отфрезеровать и отшлифовать рельсы так, чтобы и они повторяли профиль поверхности воды с учетом кривизны Земли! Но как измерять ничтожные величины этой кривизны? Для этого существовал прибор, разработанный в Австрии, производила и продавала его какая-то тамошняя фирма. И когда гидроканал уже строился, Туполев запросил цену. Фирма назвала грандиозную сумму, раз в пять превышающую ту, что была выделена плановыми органами страны.

— Я, было, подумал: ну нет так нет, — рассказывал Туполев. — И тут вспомнил снова о Крылове, поехал к нему. Он выслушал и говорит: «Что ты к ним обращаешься? Это жулики. Вот есть профессор, — называет фамилию, — поезжай к нему, он тебе поможет. Рекомендательное письмо я напишу».

Приехал Туполев в Вену, профессор прочитал это письмо, заахал, заохал: «Вы знаете, последний комплект моего прибора недавно был продан, даже не представляю, как вам помочь… У меня остался только мой личный экземпляр. Но, если не возражаете, и, учитывая то, что вас рекомендует Алексей Николаевич, я вам его подарю».

И подарил. Туполев улыбнулся:

— Вот так мы построили гидроканал, а какие-то бездарности его сожгли.

Это был единственный случай в моей жизни, когда мы сидели вдвоем в кабинете Андрея Николаевича, никто нам не мешал, и он окунулся в воспоминания, коротая время в ожидании, что вот-вот приедут Мясищев, Строев и Свищев. Но те не явились, и Туполев сообразил, что причины тут «политические»… А вся эпопея завершилась тем, что, когда мы собрались в кабинете П. В. Дементьева, то я выступал в поддержку все-таки Т-4. Я считал, что эта машина знаменует собой некий прогресс в самолетостроении, и, имея скорость в три «маха», блестяще воплощает лозунг, которому мы служили верой и правдой: «Выше всех, дальше всех, быстрее всех!» Это был первый наш самолет, построенный из титана, он и сейчас поражает своим видом всех, кто посещает музей ВВС в Монино. Но двигатели его были плохо отработаны, и поэтому Г. С. Бюшгенс, который на этой встрече выступал от имени ЦАГИ, сделал акцент именно на них: двигатели, дескать, надо дорабатывать, на это уйдет время, а что Федосов говорит нам о каких-то потерях, так то от лукавого. Строев и Свищев молчали, я один защищал Т-4, и Петр Васильевич, выслушав нас с Бюшгенсом, подвел итог дискуссии весьма афористично. Он сказал так:

— Знаешь, Федосов, есть у нас Царь-пушка, есть Царь-колокол… Так ты хочешь, чтобы я еще сделал Царь-самолет и поставил на Красной площади, всем на удивление?!

На этом вопрос был решен в пользу Ту-22М, и эта машина служит верой и правдой России по сей день.