Высокоточные системы управления и приводы для вооружения и военной техники

К 50-летию ЦНИИ автоматики и гидравлики





                цииипг

ВЫСОКОТОЧНЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ И ПРИВОДЫ ДЛЯ ВООРУЖЕНИЯ И ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ

Под редакцией В.Л. Солунина Издание второе, стереотипное








Москва Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 2 0 0 3

УДК 623
ББК 34.4
   В93




В93 Высокоточные системы управления и приводы для вооружения и военной техники. К 50-летию ЦНИИ автоматики и гидравлики / Под ред. В.Л. Солунина. 2-е изд., стереотип. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2003. - 368 с.: ил.

    ISBN 5-7038-1407-3

      В книге изложены результаты научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ ЦНИИ автоматики и гидравлики (ЦНИИАГ) в области создания высокоточных систем управления и следящих приводов военного назначения. Материалы книги охватывают 50-летний период деятельности Института и содержат сведения о весьма широком классе разработанных в ЦНИИАГ автоматических систем для артиллерии, танков, кораблей, подводных лодок, ракет, искусственных спутников Земли.
       Книга написана инженерами для инженеров, научных работников и специалистов в области истории науки и техники.

                                                           УДК 623
ББК 34.4


    Высокоточные системы управления и приводы для вооружения и военной техники

Научное редактирование: Б.Г. Курский, А. В. Зимин, В.Ф. Казмирёнко, А А. Лавров, З.М. Персиц, Т.Е. Рогожина, В. В. Сергеев
Подготовка иллюстративного и текстового материала: А.Н. Ковалев, Ю.И. Андрюшкин

Редактор Е.К. Кошелева
Корректор О. В. Калашникова
Художник С. С. Водчиц Компьютерная верстка М. В. Самохиной
      Оригинал-макет подготовлен в Издательстве МГТУ им. Н.Э. Баумана
Подписано в печать 12.08.03. Формат 70x100/16. Бумага офсетная.
Печ. л. 23. Усл. печ. л. 28,29. Уч.-изд. л. 28,02. Тираж 500 экз. Заказ № ⁸⁵,⁰
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.
105005, Москва, 2-я Бауманская, 5.
      Отпечатано с оригинал-макета в ГУП ППП «Типографии «Наука».
121099, Москва, Шубинский пер., 6.

© ЦНИИАГ, 1999
ISBN 5-7038-1407-3             © Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999

        ОГЛАВЛЕНИЕ


От редактора................................................ 11
Директора Института......................................... 12
1. ЦНИИ автоматики и гидравлики - 50 лет.................... 13
2. От дистанционного управления артиллерийскими системами и стабилизаторов танкового вооружения — к телеуправлению реактивными снарядами( 1949 — 1960) ........................ 21
  2.1. Первые работы Института по созданию систем дистанционного управления артиллерийскими установками..............................................  21
  2.2. Создание первых серий гидромашин для оборонной промышленности и начало их внедрения ..................... 31
      2.2.1. Первая и вторая гаммы гидромашин .............. 38
      2.2.2. Гидроприводы корабельных артиллерийских
             установок...................................... 44
       2.2.3. Системы гидроприводов стартовых комплексов ракет стратегического назначения .................... 50
       2.2.4. Рулевые гидроприводы для систем управления ракетами ............................................ 56
  2.3. Стабилизация танкового вооружения при стрельбе в движении................................................ 60
      2.3.1. Возникновение проблемы и этапы ее решения...... 60
       2.3.2. Первые отечественные стабилизаторы танкового вооружения................................. 62
       2.3.3. Радиолокационные системы для танков и ракетных комплексов ближнего боя .................. 69
  2.4. Электроприводы установок артиллерийских и зенитных ракетных комплексов............................ 74
      2.4.1. Электрические следящие приводы корабельных
             стабилизированных постов наводки............... 75
       2.4.2. Электрические следящие приводы наведения наземных и корабельных артиллерийских автоматических установок............................. 77
       2.4.3. Электроприводы для первого в стране корабельного зенитного ракетного комплекса........... 79
       2.4.4. Наведение кинотеодолитов и фототелескопов комплексов противоракетной обороны................... 80
       2.4.5. Электрические приводы радиолокационных антенн комплексов противоракетной обороны ........... 80
  2.5. Дистанционное управление противотанковыми снарядами ................................................ 81
      2.5.1. Противотанковый ракетный комплекс «Шмель»...... 81

5

       2.5.2. Система телеуправления противотанковым управляемым реактивным снарядом «Шмель».............. 84
       2.5.3. Система телеуправления противотанковым управляемым реактивным снарядом «Овод»............... 89
3. Инерциальные системы управления для нового поколения ракет Сухопутных войск, работы для космоса, армии и флота (1960 - 1970) .............................................. 91
   3.1. Создание систем управления для нового поколения ракет Сухопутных войск.......................................... 91
      3.1.1. Становление и развитие инерциальных систем
             управления тактическими и оперативнотактическими ракетами.......................... 91
       3.1.2. Развитие теории инерциального управления ракетами Сухопутных войск............................ 98
       3.1.3. Системы управления тактическими ракетными комплексами «Точка» и «Точка-У»..................... 105
       3.1.4. Система управления тактическим ракетным комплексом «Точка-Р» ............................... 109
      3.1.5. Система управления оперативно-тактическим ракетным комплексом «Ока»............................ 111
      3.1.6. Электронная аппаратура систем управления ракетами . 114
      3.1.7. Разработка рулевых гидроприводов ракет........ 117
       3.1.8. Разработка гидроприводов самоходных пусковых установок  ................................ 118
   3.2. Электрические приводы и системы наведения для космической техники ................................. 120
      3.2.1. Электрические приводы радиолокационных антенн
             дальней космической связи..................... 120
       3.2.2. Электрические приводы антенн для научно-исследовательских судов АН СССР .................... 122
       3.2.3. Электрические системы управления наземными оптическими и радиотелескопами ..................... 125
      3.2.4. Приводы корабельных визирно-дальномерных устройств и прицельных станций....................... 130
       3.2.5. Системы наведения космических рентгеновских и субмиллиметровых телескопов ...................... 131
      3.2.6. Системы динамических стендов для наземных испытаний космической техники........................ 133
      3.2.7. Системы управления и электрические следящие
             приводы тренажеров для подготовки космонавтов ... 134
   3.3. Системы ориентации искусственных спутников Земли.... 135
      3.3.1. Гравитационные системы ориентации ............ 135
      3.3.2. Активные маховичные системы ориентации........ 145
      3.3.3. Электроэлементы и устройства систем ориентации ... 149
      3.3.4. Пневмоприводы для искусственных спутников Земли . . 150
   3.4. Наведение и стабилизация вооружения зенитных самоходных установок..................................... 151
   3.5. Комплексы управления стрельбой новых средних танков . . . 156

6

       3.5.1. Новое поколение электрогидравлических стабилизаторов танкового вооружения ................. 156
       3.5.2. Радиолокационный дальномер «Сирень-РД»........ 163
       3.5.3. Комплексы управления стрельбой................ 164
       3.5.4. Система приводов тренажера-имитатора танка.... 169
       3.5.5. Подвижный разведывательный пункт на базе боевой машины пехоты................................. 171
       3.5.6. Радиолокационно-оптическая система зенитного ракетного комплекса.................................. 172
   3.6. Наведение и стабилизация антенн гидроакустических станций авианесущих кораблей и атомных подводных лодок.................................................... 174
   3.7. Системы автоприцеливания подводного ракетного оружия . . 189
   3.8. Системы телеуправления торпедным оружием............ 200
       3.8.1. Основные научно-технические проблемы создания систем телеуправления и их решение................... 201
       3.8.2. Основные этапы создания систем телеуправления....................................... 208
       3.8.3. Электронные приборы систем телеуправления торпедами ........................................... 211
   3.9. Развитие базы гидромашиностроения оборонной промышленности .......................................... 213
       3.9.1. Рабочие жидкости гидросистем.................. 213
       3.9.2. Гермотехника гидроприводов.................... 217
       3.9.3. Создание гидромашин высокого давления ........ 222
       3.9.4. Малошумные насосные агрегаты для рулевых
             машин атомных подводных лодок ................. 228
   3.10. Новое поколение электронных приборов и электромеханических устройств для систем управления .... 233
4. Институт — пионер концепции высокоточного ракетного оружия Сухопутных войск (1970 — 1985)............................. 237
   4.1. Создание систем самонаведения высокоточного ракетного оружия Сухопутных войск.................................. 237
       4.1.1. Принципы самонаведения баллистических ракет
             Сухопутных войск............................... 238
       4.1.2. Управляемая головная часть с оптической системой самонаведения ....................................... 240
   4.2. Всепогодные радиолокационные системы самонаведения: проблемы и пути их решения .............................. 244
   4.3. Гидроприводы наведения самоходных артиллерийских и зенитных ракетных установок и устройств космической техники ..................................... 249
       4.3.1. Системы наведения антенн радиолокационных
             станций зенитных ракетных комплексов........... 249
       4.3.2. Гидрокомплексы и манипуляторы глубоководных аппаратов............................................ 251
       4.3.3. Гидроприводы самоходных минометов большого калибра ............................................. 254

7

       4.3.4. Приводы устройств запуска космической системы «Энергия - Буран».................................... 257
       4.3.5. Гидроприводы шестистепенного стенда для ракетно-космической корпорации «Энергия» .................... 258
   4.4. Создание гидроприводов для нового поколения подвижных стартовых комплексов баллистических ракет . . . 259
       4.4.1. Унифицированные гидравлические элементы и модули . 259 4.4.2. Гидроприводы подвижных стартовых комплексов
             баллистических ракет ............................ 262
       4.4.3. Разработка рулевых приводов стратегических ракет . . . 265
       4.4.4. Гидроприводы трансмиссий военно-гусеничных машин............................................ 268
   4.5. Системы следящих электроприводов для нового поколения комплексов вооружения и противоракетной обороны ......... 269
       4.5.1. Следящие приводы аэро- и космических
             фотоаппаратов систем разведки.............. 269
       4.5.2. Электрические следящие приводы наземных лазерных
             локаторов контроля космического пространства .... 270
       4.5.3. Наведение пеленгационных и фоторегистрирующих
             устройств комплексов противоракетной обороны ...  271
       4.5.4. Приводы автоматических артиллерийских комплексов для кораблей нового поколения......... 273
       4.5.5. Электрические системы наведения установок
             берегового самоходного артиллерийского комплекса . . 274
   4.6. Развитие элементной базы и способов управления электроприводами......................................... 276
       4.6.1. Электроприводы и аппаратура систем наведения астрономических инструментов и оптических локаторов............................................ 279
       4.6.2. Электронные и электромеханические устройства
             для высокоточных ракет Сухопутных войск ......... 280
       4.6.3. Электромеханические агрегаты и устройства
             следящих приводов и систем управления ........... 281
      4.6.4. Создание способа частотно-токового управления электрическими машинами ................................ 283
5. Настоящее и будущее - информатизация высокоточного оружия . . 287
   5.1. Проблемы создания систем управления и информационного обеспечения высокоточных ракетных комплексов
       Сухопутных войск....................................... 287
       5.1.1. Исследования систем управления высокоточными ракетными комплексами................................ 287
       5.1.2. Аппаратура бортовой системы управления ......... 289
       5.1.3. Аппаратура наземной системы управления.......... 291
       5.1.4. Цифровые вычислители системы управления и их программное обеспечение ............................. 292
       5.1.5. Электронная аппаратура системы управления...... 294
       5.1.6. Испытания системы управления ................... 295

8

       5.1.7. Системы информационного обеспечения высокоточных ракетных комплексов ..................... 295
   5.2. Пути создания систем управления средствами локальной защиты объектов Ракетных войск стратегического назначения...............................................  299
   5.3. Тенденции развития высокоточного ракетного оружия.... 303
6. От технического задания — к новому изделию ............... 305
   6.1. Автоматизация в проектировании и исследованиях систем управления ........................................ 305
       6.1.1. Формализации проектных процедур на различных этапах создания ракетных систем управления и их элементов........................................ 306
       6.1.2. Перспективы применения метода сквозного проектирования систем управления ..................... 311
   6.2. Совершенствование процесса конструирования новых изделий . 313
       6.2.1. Применение стандартизации и унификации при разработке аппаратуры систем и комплексов широкого класса....................................... 313
       6.2.2. Нормативно-техническое обеспечение конструирования изделий .............................. 314
       6.2.3. Автоматизация процесса разработки конструкторской и технологической документации........................ 315
       6.2.4. Вычислительная база Института ................. 317
   6.3. Развитие опытного производства Института ............ 319
7. Конверсия и технологии двойного применения ............... 323
   7.1. Система управления движением гелиостатов комплекса «Солнце» ................................................. 324
   7.2. Приводы антенн гидроакустических станций исследовательских судов .................................. 327
   7.3. Приводы микроперемещений зеркал крупногабаритной оптической техники ......................................  328
   7.4. Система приводов установки для непрерывной разливки стали .................................................... 328
   7.5. Система приводов установки для безоперационного удаления почечных камней ................................. 329
   7.6. Серия гидронасосов для автоматических роторных линий . . 330
   7.7. Гидроаппаратура морских полупогружных буровых установок «Шельф»......................................... 331
   7.8. Системы водоподготовки для аппаратуры внепочечного очищения крови............................■............... 334
   7.9. Автоматизированная система управления обрезкой проката . . 335
8. Научная жизнь Института .................................. 338
Заключение................................................... 347

9

Приложения ............................................ 349
          Приложение 1. Системы, принятые на вооружение армии и флота ............................... 349
          Приложение 2. Ищем партнеров и инвесторов для совместной реализации проектов................ 357
          Приложение 3. Изготовим, выполним монтаж «под ключ» и обеспечим сервисное обслуживание................................. 361
          Приложение 4. Основные темы и разделы........ 365

        От редактора

Уважаемые читатели!

   Предлагаемая вашему вниманию книга подготовлена к 50-летию Центрального научно-исследовательского института автоматики и гидравлики (ЦНИИАГ).
   Книгу нельзя отнести к разряду мемуарной литературы, в ней дано лишь систематизированное хронологическое изложение основных работ Института по созданию систем управления и следящих приводов для вооружения и военной техники практически всех видов Вооруженных Сил нашей страны.
   Подчеркнем, что при всем многообразии разработанных Институтом систем их объединяет одна поставленная учеными и инженерами цель — достижение высокой точности управления и наведения. Именно поэтому в настоящее время ЦНИИАГ является признанным лидером в области создания систем управления высокоточным ракетным оружием.
   В подготовке материалов книги принимали участие многие сотрудники Института, и это определило некоторую пестроту стиля предлагаемых материалов. В основном книга написана инженерами для инженеров — специалистов в области систем автоматического управления. Она будет полезна всем, интересующимся проблемами современной науки и техники, а также историкам науки и техники.
   Надеюсь, что книга поможет Институту приобрести новых коллег и друзей, вместе с которыми мы шагнем в XXI век.

   Директор и главный конструктор ЦНИИАГ, член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук

В.Л. Солунин


11

        Директора Института

   Леонид Васильевич Смирнов (1950 - 1951)
   В 1939 году окончил Новочеркасский индустриальный институт им. С. Орджоникидзе, кандидат технических наук. В последующем — директор завода «Южмаш» (г. Днепропетровск), заместитель председателя СМ СССР, Председатель Комиссии по военно-промышленным вопросам СМ СССР. Дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, награжден шестью орденами Ленина, орденами Трудового Красного Знамени, Красной Звезды и медалями.

    Дмитрий Иванович Гордеев (1951 — 1953)

   В 1929 году окончил Ленинградский политехнический институт, кандидат технических наук. Награжден медалями.

    Иван Герасимович Зубович (1953 - 1956)

   В 1939 году окончил Ленинградский индустриальный институт. В 1947 - 1951 гг. - депутат Верховного Совета РСФСР. Награжден орденами Ленина, Трудового Красного Знамени, медалями.

    Илья Иванович Погожев (1956 - 1969)

   В 1933 году окончил Ленинградский электромеханический институт, доктор технических наук. Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии, награжден двумя орденами Ленина, тремя орденами Трудового Красного Знамени, медалями.

    Георгий Николаевич Посохин (1969 - 1992)

   В 1947 году окончил МВТУ им. Н.Э. Баумана, кандидат технических наук. Лауреат Государственной премии, награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции, Отечественной войны II степени, Красной Звезды, медалями.

    Александр Сергеевич Парфенов (1992 - 1996)

   В 1956 году окончил МВТУ им. Н.Э. Баумана, кандидат технических наук, член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук. Лауреат Государственной премии, награжден орденами Октябрьской Революции, Трудового Красного Знамени, медалями.

    Виктор Леонидович Солунин (с 1996)

   В 1962 году окончил Московский авиационный институт им. С. Орджоникидзе, кандидат технических наук, член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук. Награжден орденом «Знак Почета», медалями.


12

        1. ЦНИИ автоматики и гидравлики - 50 лет

   ЦНИИ автоматики и гидравлики ведет свою историю с 1949 года, когда приказом министра вооружения СССР Д.Ф. Устинова был образован ЦНИИ по автоматическому управлению наведением силовых установок. Перед Институтом была поставлена задача ускоренного создания ряда мощных и точных следящих систем и приводов наведения для разрабатываемых комплексов вооружения армии и флота.
   На первом этапе развития Института ученые и конструкторы ЦНИИАГ разработали электрические и электрогидравлические системы наведения зенитных артиллерийских установок КС-30, КМ-52, С-78 А, приводы корабельных артиллерийских установок СМ-2, СМ-3, СМ-5, системы стабилизации вооружения танков Т-54, Т-55, Т-62, системы приводов «Пирамида», «Конус», «Призма» для стартовых комплексов баллистических ракет, запуск которых осуществлен на космодроме «Байконур».
   В последующие годы номенклатура разрабатываемых Институтом следящих систем и приводов наведения расширялась по мере роста числа боевых комплексов, создаваемых в интересах разных видов Вооруженных Сил. Перечислим некоторые разработки Института:
   приводы наведения антенн (PC-10, PC-11), кинотеодолитов (КТ-50) и кинофототелескопов (КФТ-60, КФТ-80) комплексов противовоздушной обороны (ПВО);
   приводы наведения наземных пусковых установок зенитных ракетных комплексов (ЗРК) «Круг», С-75, С-125, С-200, 9А35;
   приводы наведения антенн радиолокационных станций (РЛС) комплексов ПВО «Купол», «Бук», С-300;



13

СМИРНОВ Леонид Васильевич, директор ЦНИИАГ с 1950 г. по 1951 г., дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинскойпремии

ГОРДЕЕВ Дмитрий Иванович, директор ЦНИИАГ с 1951 г. по 1953 г., кандидат технических наук

     ЗУБОВИЧ Иван Герасимович,              ПОГОЖЕВ Илья Иванович,
директор ЦНИИАГ с 1953 г. по 1956 г., директор ЦНИИАГ с 1956 г. по 1969 г., награжден орденами Ленина, Трудового доктор технических наук, Герой Социа-
          Красного Знамени           диетического Труда, лауреат Ленинской
                                                     премии

14

ПОСОХИН Георгий Николаевич, директор ЦНИИ АГ с 1969 г. по 1992 г., кандидат технических наук, лауреат Государственной премии

ПАРФЕНОВ Александр Сергеевич, директор и Главный конструктор ЦНИИАГ с 1992 г. по 1996 г., кандидат технических наук, лауреат Государственной премии, член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук

   рулевые гидроприводы баллистических ракет комплексов «Темп-С», «Пионер», «Тополь»;
   гидроприводы самоходных пусковых установок комплексов «Пионер» и «Тополь»;
   гидроприводы трансмиссий танков Т-72 и Т-80;
   гидроприводы самоходных минометов большого калибра «Тюльпан»;
   электроприводы наведения артиллерийских установок комплекса «Берег»;
   гидроприводы наведения и стабилизации антенн гидроакустических станций тяжелых авианесущих крейсеров «Ленинград», «Киев» и подводных лодок проекта 705;
   приводы пусковых установок корабельного зенитного ракетного комплекса ЗИФ-101;
   приводы наведения ракетно-бомбовых установок РБУ-1000, РБУ-6000;
   гидрокомплексы и манипуляторы глубоководных аппаратов «Поиск»;
   электроприводы космических фотоаппаратов «Жемчуг», «Яхонт», «Икар», «Опал»;

15

СОЛУНИН Виктор Леонидович, директор и Главный конструктор ЦНИИАГ с 1996 г., кандидат технических наук, член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук







ЗИМИН Алексей Васильевич, Первый заместитель директора и Главного конструктора ЦНИИАГ, кандидат технических наук

ГУРСКИЙ Борис Георгиевич,

    заместитель директора и главного конструктора ЦНИИАГ, доктор технических наук, член-корреспондент Российской академии ракетных и артиллерийских наук

16

   системы наведения космических рентгеновских и субмиллиметровых телескопов станций «Салют»;
   системы ориентации искусственных спутников Земли (ИСЗ) серии «Космос» и космических аппаратов серии «Вертикаль»;
   приводы антенн научно-исследовательских судов «Космонавт Юрий Гагарин» и «Академик Сергей Королев»;
   электроприводы антенн дальней космической связи АДУ-1000, РС10-2М;
   приводы устройств запуска космической системы «Буран — Энергия».
   Уникальный по разнообразию перечень объектов управления свидетельствует о богатом диапазоне технических и эксплуатационных характеристик следящих систем и приводов наведения, разработанных Институтом.
   Создание широкой номенклатуры следящих систем и приводов наведения, различных по мощности, диапазону скоростей, частотным характеристикам, потребовало от ученых и инженеров Института разработки новых прикладных методов анализа и синтеза систем автоматического управления, новых методов управления и коррекции следящих систем, а также нового класса гидромашин, гидроаппаратуры, электродвигателей, усилительно-преобразовательной аппаратуры, цифровых датчиков углов и угловых скоростей, специального математического и программного обеспечения.
   Появление в стране и за рубежом комплексов управляемого оружия существенно повлияло на профиль разрабатываемых в ЦНИИАГ систем: основные силы Института были сосредоточены на разработке систем управления вооружением.
   Первыми работами ЦНИИАГ в области систем управления комплексами вооружения были системы дистанционного управления противотанковыми снарядами «Шмель» и «Овод», системы управления огнем танков Т-64, системы телеуправления торпедами ТЭСТ-71 при стрельбе с подводных лодок и надводных кораблей.
   Особое место в истории Института занимают работы по созданию систем управления баллистическими ракетами Сухопутных войск. Всему миру известны ракетные комплексы «Точка» и «Ока», оснащенные системами управления, разработанными ЦНИИ автоматики и гидравлики. Эти системы были построены по классическому принципу автономной инерциальной навигации, однако имели отличительные, присущие технике Сухопутных войск черты: малое время готовности к пуску, широкий диапазон температурных изменений и механических возмущений при эксплуатации, оригинальные методы управления ракетой на траектории.
   В период сокращения ракетно-ядерных вооружений, когда по Договору о ракетах средней и малой дальности (РСМД) был уничтожен ракетный комплекс «Ока», Институт приступил к решению

2 — 8510

17