...что было сделано в Украине для ВМФ бывшего СССР
ЭВМ в корабельных гидроакустических системах
Этот материал включен в главу по той простой причине, что позволяет еще лучше представить, что было сделано в Украине для Военно-морского флота бывшего СССР. Для этого придется сделать отступление и вернуться к началу 60-х годов, когда в Киевском НИИ гидроприборов начали активно заниматься разработкой так называемых опускаемых вертолетных гидроакустических станций типа "Ока" (главный конструктор Олег Михайлович Алещенко), размещаемых на вертолетах Ка-25. "Оку" и Ка-25 в шутку называли "длинной рукой Горшкова" (главнокомандующего Военно-морским флотом СССР в те годы). В этот период по его инициативе уже полным ходом шла постройка 12 противолодочных крейсеров-вертолетоносцев и нового типа палубного вертолета для них. Вертолет позволял удлинить "руку" противолодочного корабля и как поисковое средство - носитель гидроакустической системы ГАС, не подверженной ходовым шумам корабля, и как носитель противолодочного оружия.
После того, как появились первые цифровые радиолокационные станции (1958-1960 гг.) и оказалось, что они вполне конкурентоспособны с аналоговыми, возникло желание создать нечто подобное и для обработки гидроакустической информации. Однако, среди ученых гидроакустиков и аналитиков-кибернетиков сложилось устойчивое мнение, что это неразрешимая задача, поскольку условия распространения звука в воде сильно отличаются от условий распространения в воздухе. Водная среда является анизотропной, в ней из-за этого образуются так называемые зоны "тени", из которых полезный сигнал вообще не может достигнуть входа приемника. При активном воздействии на среду (мощным импульсным сигналом) образуются зоны реверберации (активного шума) при отражении посланного сигнала от дна, рыбных косяков и т.п. Все это вместе взятое резко ухудшает условия приема полезных сигналов и поэтому делается вывод о бесперспективности применения цифровой техники для обнаружения, классификации и определения координат движущихся подводных объектов.
Несмотря на такие пессимистические настроения, академик В.М. Глушков и директор Киевского НИИ гидроприборов Н.В. Гордиенко в 1962 г. договорились о проведении экспериментальной работы по цифровой обработке гидроакустической информации.
В Институте кибернетики была создана специальная группа (В.Н. Коваль, И.Г. Мороз-Подворчан, Н.Н. Дидук, Ю.С. Фишман), которая вместе с О.М. Алещенко, руководителем работ в НИИ, и его сотрудниками А.М. Резником и др. занялась разработкой первых в СССР алгоритмов обнаружения и определения координат подводных целей. Для их проверки и отработки был создан экспериментальный комплекс на базе вертолетной станции "Ока-2" и управляющей машины широкого назначения "Днепр". Сигналы с выхода гидроакустической системы поступали на вход устройства сопряжения машины с объектом, а затем подвергались обработке по предложенным алгоритмам. Модельные эксперименты прошли успешно. Было решено провести натурные испытания. О том, как они прошли рассказывает участник работы профессор, доктор технических наук В.Н. Коваль, тогда молодой, увлеченный поставленной сложной задачей специалист: "Летом 1964 г. в Севастополе, на одном из кораблей Черноморского ВМФ был установлен упомянутый комплекс и началась работа с "живыми" подводными лодками (ПЛ). 18 августа 1964 г. стало знаменательным днем - впервые было достигнуто устойчивое обнаружение и определение координат ПЛ на длительном временном отрезке - 3-4 часа. При этом она меняла глубину погружения, скорость движения и т.п. Нашей радости и восторгам не было предела. Назову имена основных участников испытаний: О.М. Алещенко, А.М. Резник, Юденков (НИИ), В.Н. Коваль, Н.Н. Дидук, Ю.С. Фишман, П.М. Сиваченко (ИК АН Украины).
Затем при детальном анализе полученных результатов оказалось, что требуются серьезные доработки, касающиеся многокритериального выбора как параметров алгоритмов, так и параметров цифрового комплекса в целом. Стало ясно, что первый успех существенно добавит работы по совершенствованию алгоритмов обработки гидроакустической информации и вычислительной техники, реализующей эти алгоритмы. В 1965-1968 гг. после интенсивной работы гидроакустиков и кибернетиков (в этот период уже не было разделения на сотрудников НИИ и ИК - работал единый увлеченный коллектив), появилась новая серия алгоритмов обработки (О.М. Алещенко, В.Н. Коваль, Н.Б. Якубов, Н.Н. Дидук, О.А. Рогозовский, Ф.И. Мушка, А.П. Криковлюк), сделаны соответствующие изменения в ГАС. Новые натурные испытания проходили летом-осенью 1968 г. в г. Феодосии и оказались чрезвычайно успешными".
В 1966 г. В.Н. Ковалем была защищена первая по этой проблеме кандидатская диссертация, посвященная разработке и созданию бортовых ЭВМ для обработки гидроакустической информации. Доктор технических наук Я.А. Хетагуров - главный конструктор ЭВМ для ВМФ, присутствующий на защите В.Н. Коваля, высоко оценил диссертацию и высказал соображение, что она окажет существенное влияние на разработку аналогичных ЭВМ в Москве, Ленинграде.
Естественно, что работы по созданию вертолетных гидроакустических комплексов развернулись в Москве, Ленинграде и других городах бывшего СССР. На протяжении 1969-1975 гг. в Киеве, в НИИ гидроприборов, с участием ряда других организаций был выполнен цикл работ ОКР по созданию автоматизированных станций, основными из которых можно считать буксируемую корабельную систему "Вега" и комплекс "Бронза" для вооружения малого корабля водоизмещением ~ 1000 тонн, снабженный всеми видами антенн.
В них, как и в прежних работах, выдающуюся роль играл Олег Михайлович Алещенко, отвечающий за это направление в НИИ гидроприборов.
Самым памятным событием тех лет для Олега Михайловича стало участие в показе правительству крейсера "Москва". На нем размещалось 14 вертолетов, оснащенных гидроакустическими станциями "Ока" и буксируемой станцией "Вега". А сам показ был составной частью грандиозной демонстрации военно-морской техники.
К началу 70-х годов появились новые жесткие требования к характеристикам гидроакустического вооружения: увеличение размеров гидроакустических (подводных) антенн (несколько десятков метров) и, соответственно, дальности обнаружения до 200 километров, высокой точности целеуказания и классификации возможных целей, надежности и достоверности получаемых результатов. Стало ясно, что создать гидроакустические системы для Военно-морского флота СССР без использования современных мощных средств вычислительной техники невозможно.
В НИИ гидроприборов к этим требованиям отнеслись творчески. Решили попробовать автоматизировать работу гидроакустических станций, начиная с собственно гидроакустического тракта (антенна, первичная обработка информации) и до подсистем целеуказания, классификации обнаруженных объектов и т.п. Для этой цели под руководством Алещенко был промоделирован сквозной процесс обработки гидроакустической информации. Огромную помощь ему в этот период оказал Н.Б. Якубов, талантливейший инженер-гидроакустик, трагически погибший в 1972 г. К работе наряду с Институтом кибернетики НАНУ (В.Н. Коваль, Н.Н. Дидук) была привлечена также группа профессора Н.Г. Гаткина из КПИ.
Осенью 1974 г. вышло правительственное постановление о программе "Звезда", которое предусматривало переоснащение всех кораблей ВМФ СССР новыми гидроакустическими комплексами. Головной организацией по осуществлению этой программы был определен НИИ гидроприборов (директор - Юрий Владимирович Бурау, главный инженер - Владимир Иванович Крицин). Главным конструктором был назначен О.М. Алещенко. Данная работа носила многоплановый характер. Для различных классов надводных кораблей - больших, средних, малых требовалось разработать ряд совместимых многоканальных цифровых гидроакустических комплексов, имеющих несколько десятков тысяч пространственных и временных входных каналов получения информации. Предварительные оценки показали, что для них потребуются вычислительные системы производительностью в несколько сотен миллионов операций в секунду, а объем прикладного программного обеспечения составит около миллиона команд. Необходимость большой номенклатуры запоминающих устройств, разнообразной периферии (мониторы, индикаторы обстановок, самописцы, разнообразная печать), требование высокой надежности и др. существенно осложняли разработку. Подобных проектов в СССР да и за рубежом к тому времени еще не выполнялось.
На плечи О.М. Алещенко легла труднейшая задача. Надо сказать, что к этому времени у него уже был богатейший задел в виде многочисленных, упоминавшихся и не упоминавшихся здесь систем, которые поставлялись на вооружение. За эти работы правительство высоко оценило его заслуги, наградив рядом орденов и медалей, присудив Государственную премию СССР. И тем не менее данная работа оказалась сверхсложной. Ему пришлось мобилизовать силы научных и проектных коллективов. Основная нагрузка, естественно, выпала на долю НИИ гидроприборов.
Кроме НИИ гидроприборов, в работе по созданию комплекса "Звезда" приняло участие более 10 организаций различных ведомств. В их числе Акустический институт АН СССР (научное руководство изучением свойств океана, В.И. Мазепов), ЦНИИ "Агат", г. Москва (аппаратная поддержка пространственно-временной обработки, Парфенов, Романьянс,), а также традиционно ИК НАНУ (алгоритмы вторичной обработки информации для решения задач целеуказания подводных и надводных объектов, В. Н. Коваль, А. Г. Зафириди) и ряд заводов-изготовителей: "Красный луч", "Каховка" (Украина), "Прибой" (Россия).
Начались годы изнуряющей работы. Многое не получалось и при организации первичной обработки в гидроакустическом тракте, и в вычислительном комплексе во вторичной обработке, в методах классификации морских объектов на основе спектрального анализа сигналов и помех и т.п. Но постепенно работа начала приобретать контуры некоторой завершенности: появились макеты отдельных подсистем, отладочные стенды, первые программы и др. Все это время Алещенко и многочисленные исполнители работали не за страх, а за совесть. В результате первых проработок выяснилось, что предложенные различными группами решения существенно превышают по объему программ и производительности тот лимит, который обеспечивал бы возможность размещения (по количеству стоек) комплекса "Звезда" на корабле. Главный конструктор выступил с резкой критикой по поводу "гигантомании" и потребовал от исполнителей существенно минимизировать требуемые вычислительные ресурсы.
В 1978-1979 гг. благодаря настояниям О.М. Алещенко в НИИ гидроприборов был организован отдел вычислительной техники под руководством В.Ю. Лапия, вернувшегося в Киев. Вскоре отдел был преобразован в отделение, а В.Ю. Лапий стал заместителем главного конструктора по разработке программно-технического комплекса. Было принято решение строить "Звезду" как многомашинный комплекс на базе восьми ЭВМ "Атака" Минсудпрома СССР и сопряженными с ними несколькими специализированными процессорами реального времени, ставшими основой цифровой пространственно-временной обработки (спектральной, корреляционной, когерентной) комплекса "Звезда".
Отделение вычислительной техники, которым руководил В.Ю. Лапий, не уступало тому, что было в "Кванте". Целый ряд молодых людей, очень способных и энергичных, пришли оттуда: Крамской, сменивший впоследствии Лапия, Косик, Тимошенко Лавров, Донцов и другие. В НИИ гидроприборов было много и своих разработчиков: Мирошников, Сикорский, Косьмин, Кузнечиков, Галка и др. Так плечом к плечу с этими людьми, а также с Божко, Петелько, Егуновой, Коломийцем были созданы в течение трех лет три мощных вычислительных комплекса. В результате впервые в гидроакустике было развито направление специализированных параллельных многоканальных вычислительных комплексов.
В 1984 г. работа по гидролокатору была завершена. Весь комплекс занимал 200 приборных шкафов. Для обеспечения работы вычислительной части (она заняла 40 шкафов) потребовалось подготовить около одного миллиона команд. Стоимость разработки составила 100 млн. рублей. В 1985 г. комплекс прошел военную приемку, был принят на вооружение и передан на серийное производство. Создатели комплекса получили Государственную премию СССР (Бурау, Алещенко и др.).
Следующим стал гидроакустический локатор, рассчитанный на автономное использование (отдельно от корабля). http://www.icfcst.kiev.ua/MUSEUM/TXT/Malinovsky_Essay_sh_rus.doc
