07
«ОБОРОНКА»
– Сергей Иванович, одна из задач про-
ведения подобных конференций – в консо-
лидации научно-технического сообщества
вашего кластера, сопоставлении взглядов
и мнений на развитие ОПК, выявлении и
разрешении противоречий, обмене опытом.
Это так?
– Не только. В чем я вижу практиче-
скую значимость подобных мероприятий?
Во-первых, собирается широкий круг спе-
циалистов, которые могут в режиме он-
лайн обменяться научными взглядами и
техническими проблемами, поставить во-
просы и получить ответы. Если мы делаем
подобное посредством электронной почты,
это в лучшем случае может затянуться, в
худшем – просто канет в Лету. А здесь в
таком интерактивном режиме мы предмет-
но общаемся, дискутируем, обмениваемся
мнениями. Вспыхивают жаркие научные
диспуты, высказываются оригинальные
решения. Во-вторых, преимущество по-
добных конференций в том, что они имеют
прикладное значение, носят научно-
практический характер. Здесь собрались
прежде всего практики, которые непосред-
ственно реализуют прорывные решения и
достижения в области навигационных си-
стем в жизнь. И это, поверьте, очень инте-
ресно, что отметили все участники нашего
форума.
– Вы упомянули о проблемах. Какие из
них связаны не только с развитием навига-
ционных систем, но и с оборонно-
промышленным комплексом в целом?
– В частности, требуют решения неко-
торые разночтения с нашими заказчиками.
Например, Министерство обороны совер-
шенно справедливо повышает требования
к системам навигации, времени их готов-
ности, тактико-техническим характеристи-
кам. Опыт локальных конфликтов и войн,
в том числе в Сирии, показал, что точность
навигационных измерений значительно
возрастает. А значит, каждая такая систе-
ма должна учитывать специфику объектов,
на которые устанавливается: частотные ха-
рактеристики, вибрацию, перегрузки. Это
предъявляет особые требования к качеству
изделий. Найти оптимальные решения –
одна из задач конференции.
Наконец, нам нужна совместная выра-
ботка единых подходов к характеристикам
таких систем. Дело в том, что разрабаты-
вают их многие организации, но каждая, к
сожалению, по-своему оценивает каче-
ство, что порой дезорганизует заказчика.
Нужна унификация. Надо совместно с во-
енными институтами определить единый
подход и создать некое Положение для
выработки методик оценки подобной ап-
паратуры.
Кроме того, мы здесь обсуждаем раз-
личные методы разработки и создания на-
вигационных систем. Неправильные реше-
ния, закладываемые на ранних этапах про-
ектирования, могут потом серьезно аук-
нуться
неоправданными
затратами,
задержкой в изготовлении изделий, вы-
полнении ГОЗ, а то и завести НИОКР в
тупик.
– Насколько сегодня гармонизированы
ваши отношения с Минобороны? При преж-
нем руководстве МО они, как и у всего ОПК,
были, мягко говоря, натянутыми. Доходило
до того, что некоторые виды ВВСТ военное
ведомство намеревалось закупать за рубе-
жом. Как сейчас?
– Полная гармония – это, конечно,
мечта. Но сегодня очень многое измени-
лось к лучшему. Есть взаимопонимание.
Пусть неполное, но по крайней мере с по-
ложительной динамикой.
Ошибкой, считаю, было разделение
функций заказывающих управлений МО РФ
и военных приемок. Это нанесло большой
вред. Получалось, что военная приемка
была не заинтересована в сроках выполне-
ния работ и сохраняла за собой только
функцию контроля качества.
Сейчас ситуация постепенно выправля-
ется. Первым шагом стали директивные до-
кументы Министерства обороны о том, что
ВП должна в технических войсках руковод-
ствоваться требованиями заказывающих
управлений. И все же окончательного пере-
лома здесь пока, на мой взгляд, не произо-
шло. Нет решения, чтобы ВП совместно с
предприятиями несла полную ответствен-
ность за качество и сроки выполнения
работ, хотя, повторю, движение в этом на-
правлении есть.
– Какой опыт вы вынесли из проведе-
ния подобных конференций?
– Самая первая состоялась в 2013 году.
Это была попытка собрать разработчиков на-
вигационных систем, чтобы обменяться опы-
том в данном направлении работы. И сразу
выявились определенные проблемы. В част-
ности, связанные с единым подходом в оцен-
ке сделанного, перспективами развития.
На второй мы обсуждали документы и
методы преодоления противоречий, с кото-
рыми приехал ряд предприятий. В том числе
по унификации продукции, методам оценки
качества. В результате был разработан про-
ект Положения, который сейчас находится
на согласовании в Минобороны. За минув-
шее время мы его, что называется, пропу-
стили через ГРАУ, ГАБТУ. Все это в конечном
итоге даст нам в руки единые правила,
общую методику оценок изделий ВВСТ.
Сегодня жестко подходим к оценке и
отбору представленных на конференцию
докладов. Прежде всего оцениваем их на-
учную ценность. Не должно быть так, чтобы
автор за наш счет, как говорится, «пиарил-
ся» или навязывал сомнительные «дости-
жения». В каждом докладе должна присут-
ствовать практическая составляющая. Это
важно еще и потому, что на подобных меро-
приятиях всегда присутствуют представите-
ли военных НИИ, РАРАН, заказывающих
управлений Минобороны.
– Руководство страны ставит задачу,
чтобы к 2025 году предприятия ОПК выпу-
скали не менее 25 процентов продукции
гражданского назначения. Гособоронзаказ
будет постепенно снижаться. Речь о кон-
версии, через которую мы не самым удач-
ным образом уже проходили. Каково ваше
отношение к этому?
– Безусловно, объективное решение.
Конверсия, или назовем это переводом
какой-то части конвейеров ОПК на граждан-
ские рельсы, несомненно, нужна. Она позво-
лит нашим инженерам немного шире взгля-
нуть на проблематику.
Что сейчас порой понимается под кон-
версией? Чтобы наши технические решения
перенести в гражданскую промышленность.
Но необходим и обратный процесс: найден-
ные там технические решения и ноу-хау
должны использоваться в военной сфере.
На Западе это двустороннее движение. У
нас, к сожалению, не происходит ни того,
ни другого, что приводит к чрезмерному
расходованию средств, отсутствию ограни-
чений по массогабаритным составляющим.
В результате получаются самые большие в
мире ЭВМ. В этом смысле переход на граж-
данские рельсы крайне полезен.
Но мы обязательно должны учесть
ошибки, которые были допущены в 80-е и
90-е. Нельзя вместо высокотехнологичной
продукции обязывать предприятия (без
учета их профиля) делать по разнарядке,
образно говоря, кастрюли или швейные ма-
шинки. Необходимо четко продумать пози-
цию предприятия внутри холдинга, корпо-
рации. Думаю, наш Ростех подходит к этому
спокойно, обстоятельно, через обсуждение
проблемы.
Мы также на своем уровне работаем
над проблемой конверсии. И для этого на-
мерены задействовать научный задел в об-
ласти робототехники, сформированный в
военной сфере. В частности, используем
его в сотрудничестве с концерном «ГАЗ».
– Сделаем оговорку: если все это позво-
лит международная обстановка. Президент
страны Владимир Путин недавно призвал
гражданские предприятия независимо от
форм собственности быть готовыми к пере-
ходу на военные рельсы. Как вы прогнози-
руете требования вашего основного заказ-
чика – Министерства обороны на ближай-
шую перспективу?
– Они, в общем-то, понятны и имеют, по-
вторю, тенденцию к ужесточению. Это повы-
шение точности систем навигации и сокраще-
ние времени ее готовности. В связи с образо-
ванием нового, Арктического ТВД появилось
важное требование к работе техники в усло-
виях резко отрицательных температур.
– А как у вас решается проблема им-
портозамещения?
– Ситуация для всех предприятий ОПК
тут схожая. Наверное, лучше говорить об
импортонезависимости. Ведь в основе им-
портозамещения – стремление к независи-
мости от наших западных так называемых
партнеров, которые обложили нас санкция-
ми и пытаются ставить политические усло-
вия. Поэтому смысл импортозамещения не
в замене одной микросхемы на другую, а
чтобы добиться технологической независи-
мости. В этом направлении ведется работа
как на государственном уровне, так и на
конкретных предприятиях.
Наши НИИ, КБ и науку это подталкивает
к поиску нестандартных решений, созданию
ноу-хау, новых технологических линий, ак-
тивизирует инженерную мысль.
В оборонно-промышленном комплексе
принят целый ряд мер. Есть определенный
разворот в обретении импортонезависимо-
сти на Восток.
Что касается систем навигации, то за-
мечательные качества русского оружия, как
вы знаете, прекрасно продемонстрировали
наши ВКС в Сирии, где при их поддержке
армия САР одержала победу над формиро-
ваниями запрещенного в России ИГ.
Так что мы – на верном пути!
ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ
ИЛИ ИМПОРТОНЕЗАВИСИМОСТЬ?
Устранены ли ценовые противоречия на изделия ВВСТ
между Министерством обороны и ОПК, которые наблюдались
при прежнем руководстве военного ведомства? Как повлияют
на работу предприятий сокращение гособоронзаказа и перевод
части мощностей на выпуск продукции гражданского назначения?
На эти и другие актуальные вопросы по ходу работы научно-
технической конференции в Суздале «Военно-промышленному
курьеру» ответил заместитель председателя оргкомитета, главный
конструктор – заместитель генерального директора по научной работе
АО «ВНИИ «Сигнал», кандидат технических наук Сергей ФИЛИППОВ.
КОНВЕРСИЮ НАДО НАЧИНАТЬ
С АНАЛИЗА ПРОШЛЫХ ОШИБОК
Алексей
ШОЛОХОВ,
старший научный
сотрудник,
МОУ «ИИФ»
(Серпухов)
Как обеспечить точностные характеристики авто-
матической системы определения астрономического
азимута? Речь о компенсации систематических погреш-
ностей, вызванных ошибками изготовления и паспорти-
зации взаимного положения граней контрольного эле-
мента, а также его произвольным положением относи-
тельно астрономической системы координат.
Контрольный элемент (КЭ) астровизира представляет
собой сложное оптико-механическое устройство с тремя
отражающими гранями (наружной, внутренней и наклон-
ной). С КЭ связана соответствующая система координат.
Положение вектора нормали к наклонной грани контроль-
ного элемента в астрономической системе координат
определяется следующими факторами:
– параметрами изготовления КЭ, определяющими
положение нормали к его наклонной грани в верти-
кальной плоскости в зависимости от широты точки
установки астровизира;
– погрешностью изготовления КЭ, определяемой
отклонением положения нормали к его наклонной
грани в горизонтальной плоскости;
– отклонением системы координат КЭ от астроно-
мической относительно всех трех осей и под влиянием
различных внешних факторов, например температуры
окружающей среды, при эксплуатации.
Очевидно, что названные параметры, погрешности
и отклонения влияют на результаты измерений астро-
номического азимута. Каковы же технические и мето-
дические решения, обеспечивающие точность?
Астрономический азимут визирной оси астровизира
определяется по результатам измерения положения изобра-
жения Полярной звезды на экране фотоприемного устрой-
ства в приборной системе координат. Требуется обосновать
способыопределения геометрических параметров, по значе-
ниям величин которых формируются компенсирующие по-
правки, и допустимые погрешности их определения.
Первые формируются с использованием значений
соответствующих углов отклонения наклонной грани
КЭ от требуемых положений. Значения указанных
углов могут быть получены по результатам аттестации
(паспортизации) взаимного пространственного поло-
жения граней КЭ после его изготовления.
Технологии аттестации сложных оптических контроль-
ных элементов обеспечивают определение угла между
нормалью к наклонной грани КЭ и плоскостью. Обя-
зательное разделение значения паспортизованного угла
на составляющие вызвано тем, что коэффициенты
влияния составляющих углов различны.
Поправка на компенсацию погрешности определе-
ния азимута визирной оси формируется по результатам
измерений этого угла датчиком горизонта, установлен-
ным на КЭ вдоль поперечной оси астровизира.
Для определения поправки из-за угла разворота КЭ
относительно плоскости меридиана необходимо знать
этот угол. Но проблема в том, что данный угол является
искомым результатом функционирования автоматиче-
ской системы определения астрономического азимута и
никоим образом не может быть определен до
начала измерений.
Разделение процедуры вычисления астроно-
мического азимута обосновано особенностями
функционирования астровизира. Предваритель-
ное значение азимута определяется в режиме «Из-
мерение азимута» длительностью в несколько де-
сятков минут (до 60 минут), в содержание кото-
рого нецелесообразно вводить операцию оптиче-
ской привязки к внутреннему зеркалу КЭ.
По окончании указанного режима прово-
дится привязка к зеркалу КЭ. По результатам
измерений вычисляется окончательное значе-
ние астрономического азимута визирной оси
астровизира.
Анализ числовых значений погрешностей по-
зволяет сделать вывод о принципиальной воз-
можности создания астровизира с измерением
астрономического азимута 0,5 . Сомнения вы-
зывают современные технические возможности
паспортизации взаимного положения граней КЭ
с погрешностями менее 0,1 .
Принципиальным решением данной тех-
нической проблемы может послужить ужесто-
чение требований к таким составляющим
ошибок, их уменьшение примерно в два раза,
что технически реализуемо. При этом допу-
стимая погрешность паспортизации взаимно-
го положения граней КЭ может быть увеличе-
на до уровня от 0,15 до 0,2 , что соответствует
современным техническим возможностям.
В СВЕТЕ ПОЛЯРНОЙ ЗВЕЗДЫ
Игорь ФЕДОРОВ,
кандидат технических наук,
ООО «НПК «Оптолинк»,
(Москва)
ВНПК«Оптолинк»налаженопро-
мышленное производство волоконно-
оптических гироскопов (ВОГ), бло-
ков чувствительных элементов и
бесплатформенных инерциальных
навигационных систем на их основе
с годовым выпуском 1500–2000
осей. Номенклатура выпускаемых
приборов имеет дрейф нулевого сиг-
нала от 0,1 до 0,005 гр/час. Однако
для ряда применений требуются еще
более точные гироскопы. Таким яв-
ляется ВОГ ОИУС-5000 с мини-
мально возможным на сегодня
дрейфом нулевого сигнала. Он
предназначен для использования в
качестве измерителя проекции век-
тора угловой скорости на ось чув-
ствительности прибора.
Прибор содержит:
– оптический блок, в состав кото-
рого входит кольцевой волоконно-
оптический контур (ВК); многофунк-
циональный интегрально-оптический
модуль (МИОМ); суперлюминес-
центный источник излучения (СЛД);
фотодиод (ТФД-50МР);
– плата усилителя фототока
(УФТ), на которой установлен фо-
тодиод ТФД-50МР;
– плата усилителя сигнала фазо-
вой модуляции (ПУ);
– плата управления излучателем
(ПУИ), на которой установлен источ-
ник оптического излучения СЛД;
– блок цифровой обработки
(БЦО);
– плата интерфейса (ПИ).
Чувствительная часть оптической
схемыприбора сделана в виде волокон-
ного контура, намотанного на ци-
линдрической катушке. Он выполнен
из специально изготавливаемого на
предприятии радиационно-стойкого
сохраняющегополяризациюсветовода.
Длина волоконного контура – 5000,
диаметр катушки – 240 миллиметров.
Катушка с волоконным контуром по-
мещена в цилиндрический стакан на
несущем основании корпуса прибора.
Во внутреннем объеме катушки раз-
мещены усилитель фототока УФТ c
фотодиодомТФД-50МР, плата управ-
ления излучателем ПУИ с источни-
ком излучения, МИОМ и плата уси-
лителя сигнала фазовой модуляции
ПУ. Фотодиод ТФД-50МР и МИОМ
изготовлены с входами-выходами со-
ответственно из многомодового и од-
номодового световодов.
Оптический сигнал, в спектре
которого зашифрована информа-
ция о действующей угловой скоро-
сти, с помощью УФТ преобразуется
в электрический, усиливается и по-
ступает в плату БЦО.
Для достижения минимального
избыточного шума излучателя в ка-
честве источника излучения ис-
пользовался суперлюминесцентный
диод с максимальной шириной
спектра, а именно 100 нм.
Плата управления излучателем
ПУИ, на которой установлен СЛД,
содержащий встроенный термодат-
чик и ТЭМ, обеспечивает с помощью
ТЭМ тепловой режим излучающего
кристалла в пределах 25±0,1
0
С и тем
самым стабилизирует мощность и
длину волны излучения.
Плата БЦО прибора расположе-
на с нижней стороны основания кор-
пуса. Она осуществляет преобразова-
ние аналогового сигнала от УФТ в
цифровой код, а в последующем – в
пилообразное напряжение с накло-
ном, пропорциональным измеряе-
мой угловой скорости.
Плата интерфейса имеет два вари-
анта исполнения. В зависимости от
варианта может быть выбран вид вы-
даваемой информации об измеряемой
угловой скорости. Информация о ней
выдается в виде биполярного сигнала,
состоящего из двух импульсов поло-
жительной и отрицательной полярно-
сти. Частота следования парыимпуль-
сов пропорциональна проекции век-
тора угловой скорости на измеритель-
ную ось прибора. Биполярный сигнал
выдается по раздельнымлиниямсвязи
для различных полярностей измеряе-
мой угловой скорости.
Питание прибора производится
через понижающие преобразователи
напряжения с гальванической развяз-
кой. Таким образом, компанией
НПК «Оптолинк» разработан и под-
готовлен для серийного производства
самый прецизионный из всех извест-
ных волоконно-оптический гироскоп
ОИУС-5000.
мальных
навигационных
систем
(КЭНС) принципиально невозможно.
Однако из-за погрешностей инер-
циальных датчиков точность работы
БИНС снижается. Поэтому при про-
ектировании БЛА нового поколения
все большее внимание разработчиков
уделяется созданию комплексирован-
ных навигационных систем (НС). Их
проектирование предполагает объеди-
нение БИНС и КЭНС в единый
информационно-измерительный ком-
плекс. Рассмотрим некоторые аспекты
его построения.
Использование КЭНС позволяет
сохранить автономность движения
БЛА. Она меньше, чем спутниковая
навигационная система, подвержена
возмущающим воздействиям, в том
числе и преднамеренным, ее показа-
ния могут рассматриваться при ав-
тономной посадке БЛА в штатном
режиме как основные. В то же время
эффективность работы КЭНС зави-
сит от параметров движения БЛА.
Так, например, при выходе за опре-
деленные допустимые границы углов
тангажа и вращения БЛА КЭНС
фактически теряет работоспособ-
ность.
Существенно уменьшить по-
грешности работы КЭНС, а в неко-
торых случаях и полностью их ком-
пенсировать можно путем комплек-
сирования КЭНС с БИНС. Оно по-
зволяет, во-первых, осуществить
текущую оценку угловых и линейных
параметров движения БЛА и тем
самым создать условия для устойчи-
вой работы КЭНС. Во-вторых, обе-
спечить коррекцию навигационных
параметров местоположения БЛА,
оцениваемых в ИНС по информа-
ции с карт местности.
Реализация отмеченных преиму-
ществ во многом зависит от эффек-
тивности информационного обмена
между КЭНС и БИНС. Кроме того,
следует иметь в виду, что в случае
полного или временного отказа
КЭНС решение навигационной зада-
чи не должно прерываться. Одним
из путей решения этой проблемы
является использование в алгорит-
мах навигации БЛА нескольких
структур оценивания, использующих
различный состав чувствительных
элементов.
Целью работы видится построе-
ние многоструктурной навигацион-
ной системы, обеспечивающей оцен-
ку параметров движения БЛА в усло-
виях действия внутренних и внешних
возмущающих воздействий.
Рассмотрим один из возможных
подходов к синтезу структур оценки
комплексированной НС на примере
КЭНС и БИНС, измерительный
комплекс которой содержит три ак-
селерометра, три ДУСа, высотомер
(образующие, собственно, БИНС) и
КЭНС. В качестве модели шумов
измерений чувствительных элемен-
тов НС используется белый гауссов-
ский шум.
В состав чувствительных элемен-
тов первой навигационной структу-
ры, которая используется на некор-
ректируемом участке движения БЛА,
входят три ДУСа, три акселерометра
и высотомер. Составляются уравне-
ния состояния БИНС для выб-
ранного состава измерительного ком-
плекса в параметрах Родрига-
Гамильтона.
Как отмечалось выше, навигаци-
онная структура на основе БИНС
может быть эффективно использова-
на только на ограниченных участках
времени движения БЛА, когда ошиб-
ки БИНС не превышают заданного
уровня. С увеличением интервала
времени движения БЛА требуется
их коррекция. С учетом рассмотрен-
ной выше концепции построения
комплексированных НС в качестве
системы
коррекции
показаний
БИНС рассмотрим далее КЭНС.
Комплексирование БИНС и
КЭНС предполагает в общем случае
взаимный информационный обмен
между подсистемами, для чего необ-
ходим синтез уравнений вектора со-
стояния КЭНС в замкнутой форме.
Это позволяет получить уравнения
оценки непосредственно конформ-
ных плоских координат местополо-
жения БЛА в отличие от оценок гео-
графических (или инерциальных),
формируемых в БИНС.
В итоге на некорректируемом
участке движения навигация БЛА осу-
ществляется по показаниям БИНС, а
на участках коррекции – по показани-
ямКЭНС и БИНС. Такая смена струк-
тур обеспечивает, с одной стороны, вы-
сокую точность навигации БЛА, а с
другой – требуемую точность на тех
участках движения, где информация от
КЭНС оказывается недоступной.
Таким образом, во-первых, вы-
страивается многоструктурная систе-
ма навигации, обеспечивающая тре-
буемую точность оценки параметров
движения БЛА в условиях действия
помех. Во-вторых, решается задача
смены структур оценки с учетом ма-
невра БЛА на основе проверки усло-
вий. В-третьих, синтезирован фильтр,
учитывающий корреляционные связи
помех измерений датчиков первич-
ной информации.
Борис Новоселов
Состоявшимся инженером
я себя могу назвать
благодаря ОКР
«Привода управления
станциями наблюдения
комплекса «Окно»
ДРЕЙФОМ
ГИРОСКОП
С МИНИМАЛЬНЫМ
Сергей Иванович Филиппов,
Адель ВасильевнА Новоселова
