Научные связи института с организациями Академии Наук и высшими учебными заведениями

Научные связи нашего Института с академическими организациями и ВУЗами в интересах развития технических средств навигации морских объектов имеют давние исторические традиции. Необходимость привлечения институтов АН и ВУЗов к проблемам навигации определялась высокими требованиями к этим средствам со стороны нового корабельного оружия и трудностями удовлетворения этих требований в морских условиях.

Особенно широкое развитие эти связи получили после Великой Отечественной Войны, когда складывающаяся военно-политическая обстановка поставила перед ВМФ задачу выхода в океан, а затем и достижения военно-стратегического паритета, что привело к созданию океанского подводного ракетно-ядерного флота [1]. Решить задачу оснащения такого флота совершенными средствами навигации без привлечения последних достижений научно-технического прогресса не представлялось возможным. Особенно остро стояла задача обеспечения навигационными данными подводных лодок при длительном плавании под водой.

С целью активизации работы в этом направлении руководством Института был предпринят ряд организационных мер, одной из которых стало создание периодически обновляющейся нештатной группы ведущих научных сотрудников Института (руководителем был назначен автор данной статьи). Группе поручалось:

• вести систематический информационный поиск новых физических явлений и эффектов, пригодных для создания более эффективных средств навигации;
• проводить исследования возможных направлений их использования в интересах совершенствования существующих и создания принципиально новых средств навигации;
• отслеживать развитие новых перспективных для навигации научных направлений;
• разработать научно обоснованные рекомендации руководству Института по реализации новых направлений в создании средств навигации.

С другой стороны, сложность проблем навигации и обеспечения оружия морских объектов, важность и срочность их решения привели к необходимости активизации внутренних поисковых исследований по выявлению возможных путей решения стоящих задач в том числе и за счет использования новых физических явлений и эффектов. Одна из таких НИР (научный руководитель Е.А.Ананченко), выполненная в1965–1967 гг., была направлена на поиск путей создания средств навигации, обладающих не только высокой точностью определения основных навигационных параметров, но и скрытностью их применения. Исследования показали, что решение этой проблемы возможно лишь на базе высокоточных инерциальных навигационных систем (ИНС). Создание же таких систем было связано с необходимостью увеличения точности их основных чувствительных элементов (гироскопов и акселерометров) по меньшей мере в 100, а то и в 100 раз [2]. Поскольку в существовавших в то время гироскопах и акселерометрах чувствительная масса удерживалась на шарикоподшипниках и никакое совершенствование таких элементов не позволяло надеяться на достижение требуемых точностей, было рекомендовано предложить институтам АН и ВУЗам осуществить широкую программу фундаментально-поисковых исследований по выявлению возможности использования для этой цели новых физических явлений и эффектов.

С этой целью специалистами Института была подготовлена поддержанная ГУНиО МО комплексная НИР, охватывающая 7 новых физических явлений и эффектов. К исполнению этой темы по разработанным Институтом частным техническим заданиям, направленным на использование конкретного явления или эффекта, были привлечены такие ведущие научные организации страны как: Физический институт АН СССР, Институт автоматики и телемеханники АН СССР, Московский Государственный университет (МГУ), Институт автоматики АН Киргизской ССР, Ленинградский электротехнический институт (ЛЭТИ), Институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском университете и Физико-технический институт АН УССР. Научно-техническое сопровождение этой комплексной работы было поручено автору данной статьи. В состав межведомственных комиссий по приемке выполненных отдельных этапов и НИР в целом включались (помимо наших сотрудников) ведущие ученые страны, в частности, академик А.Ю.Ишлинский – директор Института проблем механики АН СССР, академик С.Н.Вернов – директор Института ядерных исследований при МГУ, члены Секции прикладных проблем при Президиуме АН СССР.

Результаты этих и ряда других исследований позволили оценить:

• перспективы использования неконтактных подвесов чувствительной массы гироскопов в электростатическом и магнитном полях;
• возможности создания гироскопов на эффекте Саньяка, в которых используется запаздывание световой (или сверхвысокочастотной) волны, распространяющихся по кольцевому контуру в противоположных направлениях;
• возможности создания гироскопов на основе микрочастиц атомов и ядер;
• возможности использования в инерциальных системах эффекта Мессбауэра, состоящего в резонансном поглощении гамма-квантов атомными ядрами твердого тела и обеспечивающего чрезвычайно высокую точность. Относительная погрешность в измерении влияния гравитационного поля Земли на энергию гамма-кванта составила 10^--16 на метр высоты;
• перспективы использования низкотемпературных явлений, в том числе:

К настоящему времени у сверхпроводников и приборов на их основе выявлено около 30 своеобразных физических свойств. Ряд из них, помимо перечисленных выше, могут представлять интерес не только для гироскопии, но и других средств навигации, в частности для наземной и спутниковой радионавигации и астронавигации [3].

Выявленные наиболее перспективные направления в создании прецизионных чувствительных элементов для ИНС получили развитие в ряде прикладных НИР, а затем и ОКР, выполненных организациями промышленности. Некоторые из перечисленных выше новых направлений в создании гироскопов, а также результаты анализа развития подобных элементов за рубежом нашли отражение в работе [4].

Ряд из выявленных перспективных для навигации эффектов и явлений получил дальнейшее развитие как в последующих работах нашего Института, так и в работах АН и ВУЗов по обоснованным в Институте направлениям развития гироскопической техники и разработанным нами техническим заданиям. К этим работам привлекались, в частности, Физико-технический Институт низких температур АН УССР, Институт кибернетики АН УССР, Институт проблем механики АН СССР, Ленинградский Государственный университет (ЛГУ) и другие организации.

К настоящему времени специалистами Института выявлено и проанализировано 33 типа гироскопических чувствительных элементов, отличающихся эффектом или явлением, лежащим в основе их работы, и более 50 подтипов (или вариантов), различающихся менее существенными признаками [5]. Из них восемь, предложенных нами, защищены авторскими свидетельствами на изобретения.

В результате проведенных исследований и выполненных институтами промышленности ряда прикладных НИР по нашим техническим заданиям точность наиболее совершенных гироскопов удалось повысить по сравнению с началом 1960-х годов в 100000 раз. Учитывая, однако, широкий спектр требований потребителей гироскопической техники, получили развитие также и некоторые менее точные, но зато не столь сложные и более дешевые гироскопы.

Существенный прогресс достигнут и в создании акселерометров. Их точность за эти годы была доведена до 10^-5 м/с².

Институтам АН и ВУЗам задавались поисковые НИР в интересах развития не только гироскопических, но и других средств навигации. В частности, в интересах развития спутниковых навигационных систем с конца 1950-х годов привлекались научно-исследовательский Радиофизический институт (г. Горький), а также Институт теоретической астрономии АН СССР и Московский Энергетический институт АН СССР. По вопросам гидроакустики – Институт океанологии АН СССР и Институт физики металлов АН СССР; по проблеме сейсмических полей – Институт вычислительной техники СО АН СССР. При исследовании вопросов распространения радиоволн в интересах радионавигации – ЛЭТИ, ЛГУ и другие организации. Широкое привлечение к решению проблем морской навигации ведущих научных организаций страны, специализирующихся в различных областях знаний, позволило значительно повысить эффективность ряда разрабатываемых средств навигации. Так, например, разработанные в ЛГУ алгоритмы расчета поправок за распространения радиоволн на сложных кусочно неоднородных (суша-море-суша) трассах обеспечили повышение точности определения места в прибрежных районах в 2–3 раза.

Необходимо подчеркнуть, что работы по совершенствованию существующих и созданию принципиально новых средств навигации с использованием нетрадиционных явлений и эффектов горячо поддерживались начальником ГУНиО МО А.И.Рассохо, который принимал активное участие в обсуждении и постановке поисковых работ.

Творческие связи Института с ведущими научными учреждениями не ограничивались выдачей технических заданий, их согласованием, обеспечением научно-технического сопровождения и приемкой результатов работ. В ряде случаев специалисты Института непосредственно участвовали в выполнении отдельных разделов совместных с институтами АН и ВУЗами исследований. В частности, автор статьи принимал участие в выполнении двух прогнозных академических НИР в1978 г. (научный руководитель чл. корр. АН СССР А.А.Красовский) и в 1984 г. (научный руководитель чл. корр. АН СССР А.Н.Алексеев).

Одновременно с широким привлечением организаций АН и ВУЗов для решения проблем навигации руководство Института в те годы резко активизировало изобретательскую и рационализаторскую деятельности своих сотрудников. В результате только за период с 1982 по 1990 г. было подано более 800 заявок на изобретения и получено свыше 250 авторских свидетельств. В число наиболее активных изобретателей в Институте входили: В.И.Бойков, К.А.Виноградов, С.Н.Гузевич, Е.А.Денисюк, П.И.Малеев, Б.В.Нилов, В.А.Осюхин, В.В.Чернявец.

Большую роль в развертывании фундаментально-поисковых исследований и налаживании научных связей с академическими институтами и ВУЗами играла Секция прикладных проблем (СПП) при Президиуме АН СССР, созданная в 1964 г. (ее первым председателем был чл. корр. АН СССР Е.П.Попов), а также Научный Совет по проблемам навигации и автоматического управления во главе с академиком Б.Н.Петровым. Совет включал 10 секций, работа которых охватывала практически все известные к тому времени научные направления, имеющие отношение к навигации и управлению подвижными объектами.

Основными задачами Научного Совета являлись: объединение усилий ученых различных специальностей на решение актуальных проблем навигации и управления, координация проводимых фундаментально-поисковых НИР, определение наиболее перспективных направлений развития автономных средств навигации, а также информирование руководящих органов о результатах выполненных исследований и рекомендациях по их использованию. В работе Совета и ряда его секций активное участие принимали сотрудники Института Е.А.Ананченко, Г.А.Левит, П.И.Малеев, А.В.Федотов и др. Наибольшей регулярностью в работе отличались секции: "Навигационных систем и их чувствительных элементов" (председатель чл. корр. АН СССР Б.Е.Черток), "Использования новых физических явлений и принципов" (председатель академик С.Н.Вернов), "Использования низкотемпературных явлений" (председатель чл. корр. АН СССР А.Е.Алексеевский) и Ленинградская секция "Навигационных систем и их чувствительных элементов" (председатель д.т.н., профессор С.Ф.Фармаковский). Некоторые из этих секций , в частности первая, несмотря на трудности с финансированием, продолжают активно работать и в настоящее время.

Участие в заседаниях секций , на которых с научными докладами выступали ведущие ученые страны и обсуждались результаты исследований институтов АН и ВУЗов, позволяло знакомиться с последними достижениями по рассматриваемым направлениям развития науки и техники, в том числе с состоянием развития средств навигации в интересах других видов ВС.

В последние годы из-за трудностей с финансированием затормозилась работа не только секций Совета , но и развитие новых направлений в создании средств навигации. Число поисковых НИР значительно сократилось. Это ставит под угрозу поддержание боевой эффективности кораблей ВМФ, поскольку при сокращении флота сохранение его боевой мощи может опираться прежде всего на более высокую техническую оснащенность. Если учесть, что создание новых систем навигации, как и оружия, требует около 10 лет, то ясно, что необходимо не только совершенствовать существующие средства, но и проводить широкий поиск и разработку новых более совершенных средств навигации уже в настоящее время с тем, чтобы реформированный ВМФ оставался на высоте своих задач. Необходимо полнее использовать и имеемый научный задел [6].

Вся история развития не только средств навигации, но и техники вообще убедительно свидетельствует о том, что новое качество рождается, как правило, в результате проведения фундаментально-поисковых исследований.

1. Российская наука – Военно-Морскому Флоту. – М. :Наука, 1997. –383 с.
2. Развитие механики гироскопических и инерциальных систем. – М. :Наука, 1973. – 456 с.
3. Малеев П.И. , Рассохо А.И. Перспективы использования сверхпроводимости в навигации и гидрографии. //Записки по гидрографии.–1995. –№236.–С. 67–74.
4. Малеев П.И. Новые типы гироскопов. –Л.: Судостроение.–1971.– 160 с.
5. Малеев П.И. Основные направления развития гироскопов //Судостроение за рубежом.–1979. – Вып.145.– С. 1–21.
6. Малеев П.И. Некоторые перспективы использования новых эффектов и явлений для навигации и гидрографии //Навигация и гидрография.–1995.– №1.–С. 27–34.