Тяжелое тренажеростроение

                (Из истории радиоэлектронных средств ВМФ).

    Большие и разносторонние работы в области военно-морского тренажеростроения развернулись в конце 60-х – начале 70-х годов в связи с интенсивным строительством атомных подводных лодок.
    В качестве вступления надо сказать, что тренажерный отдел в то время находился на передних рубежах обновления корабельной автоматики за счет перехода от аналоговой техники к цифровым устройствам и широкому внедрению ЭВТ. Если весь 24 Институт использовал для нужд моделирования и расчетов коллективных парк больших ЭВМ, то у тренажеростроителей уже тогда был в собственном распоряжении прообраз современных персональных компьютеров – ЦВУМ "Днепр-1" (цифровая вычислительная управляющая машина). В самом институте было подразделение опытного производства с механическим и электромонтажным участками, а также целый конструкторский отдел с опытными инженерами. В небольших количествах можно было сделать все: от кинематических механизмов до электронных устройств на базе печатных плат собственного производства.
   Для направленности и организации работ в области тренажеростроения тех лет характерны разносторонность, целостность и сочетание теоретических, бумаготворческих разработок (ТТЗ, алгоритмы, модели, структуры и схемы) с экспериментальными и даже практическими работами, достигающими уровня действующих макетов и опытных образцов.
   Указанные черты хорошо иллюстрируются историями тренажера "Селигер-Палдиски" и макета пульта непотопляемости.
    В те годы вводилась в строй крупная серия пл пр.667А с БИУС "Туча" и требовалось обеспечить массовую подготовку специалистов по ее боевому использованию. Сама БИУС имела учебно-тренировочный режим, позволявший отрабатывать решение задач по двум прямоидущим целям, но этого было явно недостаточно, т.к. даже в этой упрощенной схеме не было взаимодействия БИУС и источниками и потребителями информации, что не позволяло организовать подготовку всего боевого расчета ГКП пл.
    Необходимо было в короткие сроки создать устройство, замыкающее основные информационно-управляющие связи БИУС "Туча" через достаточно развитую модель внешней среды и тактической обстановки по схеме: воздействие собственным движением, техническими средствами и оружием – реакция внешней среды (относительное перемещение объектов и воздействие со стороны противостоящих и поддерживающих сил) – влияние внешней среды на прохождение сигналов о ее состоянии и действиях всех объектов – сбор и обработка информации о состоянии внешней среды и действиях всех доступных для наблюдения объектов – принятие решений – воздействие собственным движением, техническими средствами и оружием. В этой схеме обработка информации и принятие решений должны были осуществляться обучаемыми и обеспечиваться реальной БИУС "Туча", а остальные функции выполняться модельными средствами.
    К этому времени большинство алгоритмов и программ моделирования в обеспечение указанных функций было разработано в рамках НИР по научно-техническому сопровождению создаваемых в промышленности тактических тренажеров, поэтому было принято решение скомпоновать имеемые математические модели в одной вычислительной машине и снабдить ее необходимыми устройствами сопряжения с БИУС "Туча", создав тем самым обозначенный контур прохождения информации в обеспечение учебного процесса.
   Эта работа под руководством начальника отдела Зеленина В.М. выполнялась научными сотрудниками Шортовым Н.Н. и Медемом Е.М., выступавшим в роли как инженеров-разработчиков так и программистов,  с привлечением  всех конструкторских и производственных сил 24 Института.
В ЦВУМ "Днепр-1" тогда еще не использовались никакие языки программирования, не было понятия о драйверах, операционная система была перфоленточной, а из устройств сопряжения были только цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи "напряжение-код".  Пришлось создать оригинальную программу-диспетчер,  объединяющую все модели и задачи в единый вычислительный процесс в рамках однозадачной операционной системы, спроектировать и изготовить преобразователи код-вал-фаза для связи с БИУС «Туча», разработать и реализовать программную систему руководства обучением и управления противостоящими и подыгрывающими силами и многое другое.
    По нашим заказам и чертежам ПЧЗ изготовил блок редукторов, ЛЭМЗ «Равенство» поставил соединительные ящики и вращающиеся трансформаторы, монтажный участок изготовил контроллеры на печатных платах, было разрешено множество материальных и организационных проблем. Однако все было сделано, скомпоновано, отлажено и испытано, после  чего отправлено в Палдиски и установлено в учебном ГКП пл пр. 667А, состыковано с БИУС «Туча» и другим учебно-действующим оборудованием и включено в учебный процесс как тренажер «Селигер». В последствии силами учебного центра тренажер был усовершенствован и модифицирован под другие типы БИУС и получил название «Селигер-Палдиски», в каком виде проработал до расформирования учебного центра в связи с распадом СССР.
    Апробированные в нем алгоритмические, программные и технические решения защищены рядом авторских свидетельств и использованы в разработке серии тактических тренажеров «Маяк», «Протва» и др.
 
    Что касается макета пульта непотопляемости, то у него не такая достойная судьба с доведением до внедрения и практического использования, хотя начало и исходные посылки были аналогичными.
    Анализ ряда навигационных происшествий и аварий показал, что при высокой теоретической подготовке по вопросам живучести и непотопляемости кораблей имеется пробел в освоении практических навыков борьбы за живучесть и непотопляемость корабля конкретного проекта при конкретной загрузке топливом, боеприпасами и другими грузами, а также поступившей в следствие аварии водой. Начальник лаборатории Федотов В.Ф. и старший инженер Крочакевич Ю.Б. выступили с инициативой создания «Пульта непотопляемости» – программно-технической системы, объединяющей модель плавучести и остойчивости корабля заданного проекта и мнемосхему расположения отсеков и грузов, снабженную информационно-управляющими элементами для ввода информации и отображения результатов расчетов и рекомендаций.
    Конструкторские и производственные службы 24 Института смогли изготовить такую мнемосхему в пультовом исполнении, а Крочакевич Ю.Б. и Медем Е.М. связать ее с ЦВУМ «Днепр-1», где они реализовали программы моделирования остойчивости и непотопляемости корабля, выработки рекомендаций по восстановлению остойчивости и  информационного обслуживания работы за пультом (термина «интерфейс» тогда не использовалось). Результат получился впечатляющим: пульт с мнемосхемой отсеков корабля имел размеры 2,5х1,5 метра, ячейки мнемосхемы имели двухцветную подсветку и кнопки задания состояния, индикатор был выполнен с использованием только что появившихся тогда жидкокристаллических панелей. Производительность ЦВУМ «Днепр-1» обеспечивала расчет показателей остойчивости и непотопляемости корабля через 4-5 сек и выработку рекомендаций по его спрямлению через 10 сек после ввода данных.   
    Удобство и полезность созданного устройства не вызывали сомнений. Предлагалось использовать его не только в учебных целях, но и включить подобный контур в БИУС корабля, заменив нашим пультом традиционную доску непотопляемости.
Научный и технический результаты были налицо, а вот с практической стороной обстояло сложнее. Дело в том, что для проведения исследований и экспериментальных работ был взят проект корабля, давно находящегося в строю, по которому были все исходные данные и результаты испытаний. Но этот проект никто не собирался модернизировать, а внедриться в проектируемый или строящийся  корабль можно было только через 1 Институт и бюро-проектант. Здесь же существовали какие-то идейные и организационные разногласия, которые помешали внедрить пульт непотопляемости в состав информационно-управляющих средств корабля.
    Что касается использования его в боевой подготовке, то оказалось, что обучение экипажей НК рассосредоточено по местам базирования, централизованного обеспечения учебным техническими средствами здесь не предусмотрено, и заказчика серийного образца пульта непотопляемости не нашлось. Поэтому после завершения исследований, написания отчетов и статей, оформления рацпредложений и изобретений пульт был разобран на детали для проведения других экспериментальных работ.

    Не менее интересна и поучительна история серии тренажеров «Маяк» и имитатора тактической обстановки «Протва». Тренажеры «Маяк» предназначались для пл пр.705, причем это был редкий случай, когда учебная техника создавалась не для существующего, а для строящегося корабля.
     Пл пр.705, тоже редкий случай, была новой во всем: конструкция титанового корпуса, жидкометаллический ядерный реактор, 800-герцовая электроэнергетика, навигационный комплекс, торпедное вооружение, средства акустики, локации,  связи, радиотехнической разведки – все было новым, перспективным, экспериментальным.
    Принципиально новым было объединение всех комплексов и механизмов пл в единую высокоавтоматизированную систему с намерением ограничить экипаж пл только расчетом ГКП! Для подготовки таких экипажей каждому рабочему месту ГКП соответствовал свой тренажер: «Маяк-И» - оператор ГАК, «Маяк-РЛ» - оператор РЛК, «Маяк-Н» - штурман, «Маяк-Т» - торпедист, «Маяк-С» - связист, «Маяк-Э» с пультами рулевого, механика, электрика и оператора ОКС,  «Маяк-Р» - оператор РТР. Все это замыкалось на БИУС «Аккорд» и размещалось в камере-отсеке, полностью воссоздающем обстановку внутри подводной лодки!
    Чтобы проектировать все эти тренажеры в подобии с конструкцией и характеристиками соответствующего вооружения и оборудования пл, необходимо было иметь на него документацию, схемы, чертежи и т.п. Но пл пр.705 была настолько новой и секретной, что доступ к указанным документам имел только начальник отдела. Однако здесь помогло то, что назначенный первым командиром на еще строящуюся пл Александр Сергеевич Пушкин (действительно полный тезка великого поэта) написал диссертацию по проблемам ее боевого использования, где было достаточно сведений для проектирования тренажеров по каждой из подсистем ВВТ. Конечно, эта диссертация тоже была секретной, но доступ к ней был менее ограничен.
    В процессе проектирования тренажеров «Маяк» замысел их построения претерпел изменения. Дело в том, что тренажеры  подсистем ВВТ должны замыкать свои информационно-управляющие связи не только на БИУС, но и на модель внешней среды и обстановки. Первоначально в каждом из частных тренажеров была своя такая модель, воспроизводящая внешнюю среду и обстановку в необходимом аспекте: там гидрологический разрез, там рефракцию, там звездное небо, там шумящие цели, там излучающие цели, там объекты удара, там объекты группового маневрирования и т.д. и т.п. Однако внешняя среда и тактическая обстановка должны быть едиными для всех систем ВВТ пл, чтобы гидроакустическими средствами отождествлять радиолокационные и радиотехнические цели, атаковать или уклоняться от них, если это противник, расходиться или занимать позицию в строю, если это свои корабли, решать другие свойственные задачи с комплексным использованием всех средств вооружения и оснащения пл.
    Кроме того, модель внешней среды и тактической обстановки является тем функциональным элементом тренажера, через который осуществляется управление учебным процессом со стороны инструкторско-преподавательского состава тренажера.  Поэтому созрело решение вынести отдельные аспекты моделирования внешней среды и тактической обстановки из частных тренажеров и объединить вместе с системой руководства обучением в отдельное устройство – комплекс центральных приборов «Протва». Такое название получила эта подсистема в силу ее места в комплексном тренажере «Маяк». Эта концепция оказалась настолько плодотворной и технологичной, что в последующем все комплексные (тактические) тренажеры строились по той же схеме: имитатор внешней среды и тактической обстановки с подсистемой руководства обучением + имитаторы средств вооружения, оснащения, управления и связи того или иного объекта (нк, пл, ЛА, ТГ, ОС и др.).
    В разработке и становлении идеологии построения тактических тренажеров принимали активное участие уже упомянутые В.М. Зеленин, В.Ф. Федотов, Ю.Б. Крочакевич, Е.М. Медем и начальник отдела математических моделей Б.П. Бичаев со своими сотрудниками А.И.Аленовым, А.В. Сытиным, в последствие новый начальник тренажерного отдела А.Е. Булычев и др.