Матвей Зельманович Львовский
Воспоминания инженера-2. Уроки жизни
Пилотажно
–
посадочный индикатор ППИ
ППИ относится к классу коллиматорных индикаторов на лобовое стекло (ИЛС). Созданный Объединением совместно с ГОИ им. С. И. Вавилова ППИ является, в известной степени, аналогом коллиматорного индикатора CSF-193 французской фирмы CSF. В то время как в Англии, США интенсивно разрабатывались электронные версии ИЛС, главным образом, для истребительной авиации, фирма CSF предпочла создать для самолётов гражданской авиации оптико-механический индикатор. В отличие от одноцветных электронных индикаторов, в поле зрения CSF-193 формировалось много-цветное изображение навигационно-пилотажных параметров. По-видимому, фирма CSF полагала, что цветное кодирование коллимируемой информации улучшит её восприятие на фоне внешнего пространства. Как и CSF-193, ППИ предназначался для установки на потолке кабины над головой лётчика.
Поскольку перед разработчиками стояла крайне сложная задача обеспечения заданных информационных характеристик при минимальных габаритах, при разработке прибора использовались нетривиальные технические и технологические решения. ППИ состоит из полупрозрачного головного зеркала, через которое лётчик наблюдает внешнее пространство и спроецированное в оптическую бесконечность изображение пилотажных параметров, сформированное двухлинзовым объективом с асферической поверхностью совместно с подвижными трафаретами и шкалами, находящимися в трёх фокальных плоскостях объектива и приводимыми в движение соответствующими следящими системами. Главной и отличительной особенностью индикатора является наличие в нём специального оптического сумматора и трёхканальной осветительной системы. Оптический сумматор выполнен в виде двухэлементной системы, состоящей из двух плёнок с полупрозрачным покрытием. В поле зрения прибора индицируются следующие навигационные и пилотжные параметры:
скорость, высота, вертикальная скорость, линия горизонта, шкала тангажа, индекс самолёта, индекс отклонения от глиссады, а также светящиеся маркеры дальнего и ближнего маяков.
Пилотажно посадочный индикатор ППИ
Угловое поле зрения индикатора 12, мгновенное – 6х9. Для возможности наблюдения информации в направлении полёта при наличии угла сноса, в индикаторе предусмотрен поворот головного зеркала вокруг оси выходного объектива на угол сноса в пределах от –12 до +12. Поворот зеркала на угол, равный текущему углу сноса, осушествляется следящей системой, на вход которой поступает соответствующий сигнал от допплеровской станции. Во избежание ложного разворота по крену индицируемых угловых параметров при повороте головного зеркала, одновременно с ним в противоположном направлении поворачиваются трафареты угловых параметров. Были изготовлены два опытных образца, которые прошли стендовую наладку и испытания.
Сравнительная проверка реальных образцов ППИ и СSF-193 (Франция) показала, что ППИ по основным параметрам не уступает последнему, а в ряде случаев превосходит. Затем один из образцов ППИ был установлен на пассажирском самолёте и прошёл лётную оценку экипажами ЛИИ МАП И ГОС НИИ МГА. После лётных испытаний ППИ были сделаны следующие выводы:
Расположение индикатора над головой лётчика, в непосредственной близости, вызывало отрицательное ощущение. Было рекомендовано в дальнейшем, при разработке новых моделей подобных индикаторов, стремиться к максимальному их уплощению, т. е. увеличению расстояния между головой лётчика и корпусом прибора.
В дневных условиях, при большой внешней освещённости яркость формируемого индикатором изображения была недостаточна. Кроме того, стиралась разница в цветах, а свечение ярких символов приближалось к белому.
Относительно малое мгновенное поле зрения индикатора привело к уплотнению индицируемых параметров. В связи с этим лётным составом было высказано пожелание об увеличении в будущем мгновенного поля зрения индикатора и разведении индицируемых параметров на большие угловые расстояния друг от друга.
К аналогичным выводам пришли французские специалисты после лётных испытаний индикатора CSF-193. Дальнейшего развития указанное направление не получило. Тем не менее разработка ППИ была исключительно важным этапом в освоении новой для Объединения тематики. Она стала научной и технической школой для специалистов, которые в недалёком будущем посвятят свои способности и усилия в создание новых поколений индикаторов на лобовое стекло в соответствии с новой концепцией и на новых принципах.
Система визуального захода на посадку
–
СВЗП «Визир»
Система визуального захода на посадку «Визир» разрабатывалась по инициативе ЛИИ в соответствии с приказом Министерства авиационной промышленности. Перед разработчиками Объединения была поставлена задача создания прибора с минимальными габаритами и массой с расположением его на потолке кабины самолёта над головой первого пилота. Разработанный образец прибора коллиматорного типа в отличие от ППИ был максимально уплощён за счёт использования оригинальной оптической коллиматорной системы. Благодаря этому прибор не представлял опасность для лётчика. В приборе были реализованы все требования ЛИИ, касающиеся информационных характеристик. Экспериментальный образец был установлен на самолёте ТУ-154, на котором проводились контрольные испытания оборудования самолёта. В процессе лётных испытаний лётчик использовал прибор при заходе на посадку. Выполненная программа испытаний подтвердила его соответствие всем требованиям ЛИИ в части информационных характеристик и эффективности его использования. Лётчики, проводившие испытания прибора, дали высокую оценку и подтвердили полезность такого прибора для них при условии расширения его информа-ционных возможностей при использовании его в других режимах полёта. К сожалению, в тот период отсутствовали необходимые элементы для реализации этих требований. Лишь много лет спустя в мире появились наобходимые технические и технологические предпосылки для создания многофункционального индикатора, пригодного для размещения на потолке кабины пилотов.
СВЗП крепится на потолке кабины
СВЗП крепится на приборной доске.
Нужно признать, что ЛНПО «Электроавтоматика» было одним из первых в мире, кто создал сверхмалогабаритный индикатор подобного типа. Ведущие разработчики индикатора “Визир”: А. И. Эфрос и Ю. А. Бусагин.
Следует заметить, что тогда была реальная возможность участвовать в лунном проекте, в частности, в разработке на базе «Визира» прицела, предназначенного для установки на лунной секции с целью наведения её на безопасное место при посадке на Луне. Согласно регламенту у космонавта, находящегося в кабине лунного отсека, будет крайне ограниченное время для совершения посадки (15–25 секунд) и по мнению разработчиков лунной секции без прицела не обойтись. Для этой цели по рекомендации космонавта Г. М. Гречко в ЛНПО были командированы два высококвалифицированных специалиста, участвовавших в разработке лунной секции. Они были детально ознакомлены с состоянием разработки «Визира» и результатами предварительных стендовых и лётных испытаний. В целом, прибор произвёл на них хорошее впечатление, и предполагалось продолжить сотрудничество. Однако ввиду возникших технических и технологических трудностей в реализации лунного проекта, последний был закрыт, и сотрудничество по созданию прицела не имело продолжения.
Устройство формирования графической информации на телевизионных мониторах
Во второй половине семидесятых годов прошлого столетия отдел НИО-2 (см. Главу шестую) получил задание на разработку «Устройства формирования графической информации на телевизионных мониторах». Устройство предназначалось для использования в составе системы отображения информации советского космического корабля многора-зового использования «Буран». Среди требований, предъявляемых к этому устройству, помимо объёма и формы графической информации в каждом режиме полёта корабля, особо высокие требования предъявлялись к его массе и габаритам. При выборе оптимального варианта построения устройства из известных технических решений, потребовалось проведение обширных и трудоёмких экспериментальных работ. Они показали, что удовлетворить одновременно все жёсткие требования практически невозможно. Причина в том, что в СССР отсутствовали необходимые компоненты: процессоры, а также компьютерная постоянная и временная память. Автор, который не принимал участия в этом проекте, предложил решить эту проблему другим способом. Суть способа заключается в том, что для формирования символьной информации на телевизионных мониторах используется функциональный генератор символов и устройство записи его сигналов во временную (оперативную) память с последующим считыванием с неё видеосигнала, посредством телевизионных пилооб-разных сигналов строчной и кадровой развёрток для каждого полукадра. Практически это означало, что для решения проблемы необходимо было создать лишь блок помяти, поскольку цифровой функциональный генератор символов для самолётной системы индикации был разработан и находился в стадии изготовления. Таким образом, задача, связанная с созданием важного устройства системы индикации космического корабля была решена. В течение следующих 3-х месяцев была разработана техническая документация и начато изготовление образцов устройства. Дальнейшая судьба корабля «Буран» известна: проект был закрыт соответсвующим постановлением Правительства СССР. В память о нём остался патент 147231 от 04/08/1980г., который до сих пор хранится у автора.
О сотрудничестве НПО с Институтом Космической и Авиационной Медицины (ИКАМ)
Важным событием в период 19681970 г.г. стало привлечение ИКАМ к разработкам, проводимым Объединением в области бортовых устройств и систем отображения информации. В эти годы в Объединении возникла убеждённость в важности и продуктивности овеществления инженерно-психологических требований в констру-кции средств отображения информации. Это стало особенно актуальным в связи с планами разработки современного индикатора на лобовое стекло (ИЛС или HUD), основанного на новых технических принципах и предназначенного для самолётов – истребителей. Пионерами внедрения инженерно-психологических знаний в процессе создания новых образцов индикационной техники стали начальник отдела ИКАМ, полковник, доктор медицинских наук Владимир Алекcандрович Пономаренко и автор настоящих мемуаров. В последствии генерал В. А. Пономаренко стал начальником института и был избран академиком АМН. ИКАМ располагал современными тренажёрами и моделирующими комплексами, которые позволяют отрабатывать оптимальные информационные картины, подлежащие отображению на индикаторах в различных режимах полёта и боевого использования. Проверка эффективности производилась на тренажорах с привлечением лётного состава ГК НИИ ВВС и полевых частей. Работа ИКАМ была признана исключительно важной и в соответствии с решением командования ВВС вся вновь создаваемая индикационная аппаратура подлежала экспертной оценки в ИКАМ. Руководитель Объединения П. А. Ефимов не только поддержал это важное начинание, но и санкционировал передачу в ИКАМ макета ППИ и, несколько позже, экспериментального образца нового ИЛС -индикатора ИПП-2, ставшими первыми приборами в стране, которые были подвергнуты всесторонним инженерно-психологическим исследованиям. Полученные результаты были реализованы в опытных и серийных образцах оптико-электронного индикатора на лобовое стекло ИПП-2–53 (Зрачок-2).
После преобразования в 1973г. НИЛ-15 в научно-исследовательский отдел-НИО-2, связь с ИКАМ продолжала расширяться и углубляться. Все информационные характеристики проектируемых систем индикации фактически разрабатывались совместно, что существенно снижало вероятность ошибочных решений при выборе способа представления того или иного параметра. Это достигалось путём обработки статистических данных по реакции большого числа лётчиков строевых частей, выполнявших на тренажоре, снабжённого реальной кабиной самолёта (МИГ-29), определённые тактически задачи при экстремальных условиях. Следует отметить, что В. А. Пономаренко пользовался большим авторитетом у командования ВВС. Он один из первых, кто понял значимость новых подходов к созданию систем индикации, особенно для самолётов истребительной авиации. Статистика воздушных происшествий с трагическим исходом для данного класса самолётов настоятельно требовала принятия кардинальных мер по повышению безопасности лётного состава при выполнении учебных и боевых полётов. В. А. Пономаренко стал решительным проводником создание электронных систем индикации, способных наглядно информировать лётчика о возникновении критических ситуаций. Именно в этом он видел ключ, с помощью которого можно резко снизить печальную статистику воздушных происшествий. Небезинтересно вспомнить об одной конференции, повящённой безопасности пилотировния, на которой мы оба присутствовали. На этой конференции выступил генерал-полковник авиации Иван Никитич Кожедуб. В своём выступлении он обрисовал удручающую картину, связанную с безопасностью пилотирования в военной авиации, особенно в истребительной, где особенно высокий уровень гибели лётчиков из-за слабой подготовки и несовершенства самолётной аппаратуры, не обеспечивающей предупреждение лётчика о возникновении опасной ситуации при выполнении учебной или боевой задачи. Именно тогда мы поняли на сколько важна работа по созданию новых приборов и систем индикации, обеспечивающих высокий уровень безопасности при пилотировании самолёта, особенно истребителя.
По данной Главе можно сделать следующие выводы:
1. Экспериментальные разработки в области устройств индикации позволили апробировать различные пути решения технических задач и решить важнейшие проблемы, связанные с переходом на электронные и оптико-электронные индикаторы. Эти работы высветили необходимость создания новых электронных элементов высокого качества. По инициативе ЛНПО впоследствии ряд отраслей промышленности (электронная, оптическая и др. ), разработали необходимые элементы, позволившие создать индикационную аппаратуру, соответствующую на то время мировым стандартам.
2. ЛНПО впервые в стране приступило к разработке устройств и систем индикации, учитывающих эргономические и инженерно-психологические критерии, исключив из своей деятельности не подтвержденные научными исследованиями методы. Это стало возможным благодаря многолетнему и исключительно продуктивному сотрудничеству с Институтом авиационно-космической медицины.
3. Экспериментальные разработки, проведенные в ЛНПО, показали значительное отставание отечественной элементной базы, особенно электронной, от зарубежных достижений. Это подтверждается, например, использованием при создании генератора символов для ИНТО архаичного метода построения генератора на основе магнитных тороидов, поскольку в тот момент в СССР не производились электронные элементы памяти, на основе которых были построены зарубежные устройства индикации. Лишь спустя годы они стали доступны, но их характеристики попрежнему были существенно ниже.
Глава пятая
Индикатор прицельно-пилотажный
–
ипп-2–53 (зрачок-2)
(1965–1973)
После завершения работ по ППИ возник естественный вопрос: «Что делать дальше?» Стендовые и лётные испытания подтвердили соответствие прибора Техниче-скому заданию Лётно-исследовательского института. Схемное и конструкторское выполнение индикатора по всеобщему мнению было безукоризненным. Все характеристики индикатора в основном совпадали с характеристиками индикатора СSF-193, а по ряду параметров превосходили. И тем не менее у автора укрепилось мнение, что дальнейшее развитие оптико-электромеханических индикаторов, подобных ППИ и CSF-193, не имеет никакой перспективы и скорее ведёт в тупик. Это мнение чётко основывалось на двух положениях:
Индикаторы типа ППИ обладали ограниченной информативностью и, практически, не позволяли осуществлять отображения всего комплекса символьной информации, необходимой для эффективного выполнения всех полётных и боевых режимов в случае создания индикатора для истребителей. Кроме того, оптические и светотехнические характеристики индикаторов были недостаточные для возможности использования их в боевой авиации.
Тщательное и глубокое изучение автором состояния этой техники за рубежом, показало катастрофическое отставание от запада, который уже целое десятилетие оборудовало свои истребители многофункциональными широкоугольными электрон-ными индикаторами на лобовое стекло (ИЛС)
На состояние 1967г. в СССР не было никаких признаков перехода на принципиально иную концепцию создания широкоугольных коллиматорных индикаторов, которая должна основываться на использовании электронных компонентов для формирования в поле зрения изменяемой по объёму и форме символьной информации с высокой яркостью, позволяющей считывать её на фоне внешнего пространства в условиях высокой освещённости.
По поручению руководителя организации я присутствовал на совещании у министра авиационной промышленности Петра Васильевича Дементьева. Это было в конце 1967 г. Совещание было посвящено состоянию разработок для строящегося нового объекта. В процессе совещания министр неожиданно перешёл на другую тему, принимая во внимание, что среди участников совещания был заместитель министра оборонной промышленности. Он в резкой форме раскритиковал продукцию этого министерства, в частности механические коллиматорные прицелы, установленные на советских истребителях МИГ-17. Из-за них, обладающих узким оптическим полем зрения и выдающих примитивную информацию, во время шестидневной арабо-израильской войны, были проиграны все воздушные сражения, и арабские страны понесли большие потери.
Осознание этих и изложенных выше обстоятельств подвигло автора на написание проекта Технического Задания на разработку оптико-электронного индикатора на лобовое стекло (ИЛС). Разумеется, оно было не полным, но достаточным для понимания его функций и требований к самой аппаратуре, обспечивающих их выполнение. Перед автором возникла задача: каким образом представить идею создания подобного индикатора и проект Технического Задания руководству Объединения, как стимул для продолжения работ по данной теме с минимальным риском провала. Дело в том, что в планах деятельности Объединения разработка подобного индикатора не предусмат-ривалась и, более того, среди руководства существовала влиятельная группа, которая была категорически против развития этой новой тематики в Объединении. При указанных обстоятельствах единственным способом привлечь внимание к данной проблеме и получить заказ на разработку ИЛС в соответствии с новой концепцией и тем самым обеспечить лабораторию перспективными разработками-это обратиться непосредственно к Заказчику, то есть в Управление заказов ВВС. Это было грубое нарушение субординации и могло навлечь на автора серьёзное наказание вплоть до увольнения. Забегая вперёд, извещаю дорогих читателей о том, что личная инициатива автора была одобрена Павлом Алексеевичем Ефимовым. Однако, этому предшес-твовали события, описанные в очерке М. З. Львовского, посвещённом его памяти. Очерк вошёл в книгу воспоминаний под общим названием «Рядом с Главным Конструктором», изданной к 100-летию со дня рождения П. А. Ефимова. Книга издана в 2008, в Санкт-Петербурге издательским домом «Зеркало Петербурга», а сам очерк можно найти в Интернете, впечатав в поисковое окно GOOGLE название книги-«Рядом с Главным Конструктором». Очерк также приведён ниже.
Фактически П. А. Ефимов, одобрил личную инициативу автора и санкционировал разработку первого в СССР индикатора на лобовое стекло нового поколения, понимая в то же время, какие трудные проблемы организационного и технического порядка возникнут перед Объединением. Успешное преодоление этих трудностей позволило бы, в известной степени, устранить катастрофическое отставание от зарубежных достижений (США, Великобритания). Значение решения П. А. Ефимова поддержать инициативу автора по созданию в СССР первого современного оптико-электронного индикатора на лобовое стекло трудно переоценить. Оно имело фундаментальное значение, поскольку решающим образом определило дальнейшее развитие работ в области бортовых средств отображения информации для всех типов самолётов и вертолётов. Пройдёт всего несколько лет, и одним из главных тематических направлений в деятельности Объединения станет разработка комплексных систем отображения информации с цифровым управлением. Различные модификации после-дних будут установлены на новейших истребителях и боевых вертолётах. Их внедрение обеспечило существенное повышение эффективности деятельности экипажей. Но всё это было впереди. Сейчас же речь идёт о создании оптико-электронного индикатора на лобовое стекло, который в своём поле зрения формирует и проецирует в направлении взгляда лётчика в оптическую бесконечность символьное изображение навигационных, пилотажных и прицельных параметров, которые накладываются на освещённое внешнее пространство. При этом есть возможность создания их модификаций путём перепрограммирования. Формирователем первичного изображения коллимируемого оптической системой в бесконечность станет высокояркостная малогабаритная электронно-лучевая трубка, снабжённая устройством управления электронным лучом функциональным способом, в свою очередь управляемый компьютером в соответствии с заданной программой.
Инициатива автора получила полную поддержку Начальника Управления ВВС генерала-лейтенанта Н. И. Григорьева и Начальника Управления МАП В. С. Коровина. Придавая исключительно большое значение инициативе, генерал Н. И. Григорьев предложил помощь Министерства Обороны в обеспечении финансирования работ, размещении и выполнении заказов Объединения на разработку оптических и электро-нных элементов для проектируемого ИЛС. Полковник В. В. Макуха (в описываемое время он был майором и ждал очередного повышения звания до подполковника), ответственный сотрудник Управления заказов ВВС, стал проводником новой политики Управления.
Началась борьба по ликвидации катастрофического отставания от запада, где первые образцы подобных индикаторов были приняты на вооружение ещё в 1955г. В конце 60-х годов, когда было начато проектирование нового индикатора на лобовое стекло, повшего шифр – ИПП-2, Объединение располагало ограниченной инфор-мацией о зарубежных аналогах. Прежде всего, это касается индикаторов, установленных на самолётах США F-8 Crusader, и A-7 Corsair, самолётах Великобритании (Harrier и Tornado). Следует отметить, что индикаторы, установленные на этих самолётах, были разработаны и изготавливались английскими фирмами Ferranti и Smith, которые были пионерами в области разработки оптико-электронных индикаторов. Изучение внешних особенностей ИЛС привели к мысли, что оптимальной компоновкой электроного индикаторного блока ИЛС является горизонтальное расположение проекционной ЭЛТ и использование коллиматорной оптической системы, имеющей излом оптической оси на угол90. В этом случае, индикаторный блок занимает минимальную площадь на приборной доске и хорошо вписывается в передние обводы фюзеляжа самолёта. Именно эта концепция была принята за основу при конструировании индикаторного блока. Для сравнения, новейший в то время комбинированный электронно-механический прицел АСП-23, установленный на истребителе-перехватчике МИГ-23, имел вертикальную конфигурацию, занимал большую часть приборной доски, что в реальности привело к нестандартному размещению штатных приборов. Предложенная горизонтальная компоновка индикато-рного блока постоянно сохранялась при разработке всех последующих модификаций ИЛС, в том числе ИЛС с голограммными оптическими элементами.
Благодаря правильной оценке зарубежного опыта удалось внедрить в разработку оптимальное техническое решение, сократить сроки поиска и сэкономить немалые средства. По остальным аспектам построения элeктронного ИЛС разработчики ИПП-2 располагали крайне ограниченной информацией. Поэтому были использованы собственные технические решения. В дальнейшем, когда представилась возможность сравнить выбранные технические решения с зарубежными, было установлено, что они весьма схожи по принципиальному подходу и отличались тем, что зарубежные решения были выполнены более изящно за счёт высококачественной элементной базы и более обширного выбора. Такими возможностями разработчики ИПП-2 не располагали. Поэтому, многие технические решения, заложенные в ИПП-2, отличаются оригиналь-ностью и заслуживают признания как достижения инженерной, конструкторской и технологической мысли.
Для реализации планов разработки нового ИЛС НИЛ-15 была реорганизована. Руко-водителем Объединения П. А. Ефимовым были выделены для НИЛ-15 дополнительные штатные должности, что позволило принять в лабораторию несколько высококвали-фицированных специалистов в области электроники и оптики. Одновременно были оборудован участок для проведения оптических и светотехнических исследований. Для этой цели были приобретены из специального правительственного фонда такие дефицитные изделия, как оптическая скамья, яркомеры, эталонные источники света, наборы объек-тивов, нейтральных и цветных светофильтров и т. д. Аналогичный участок был оборудован для испытания высоковольтных источников питания.
Параллельно проводилась организационная работа по привлечению специали-зированных предприятий других министерств для разработки важнейших компонентов индикатора. Так, разработчиком проекционной ПЭЛТ «Куница» стал Московский электроламповый завод, коллиматорной оптической головки КГ Зрачок-2 – Загорский оптико-механический завод (ЗОМЗ). Эти предприятия впоследствие стали основными разработчиками модификаций проекционных ЭЛТ и оптических головок для всех индикаторов, созданных Объединением. Разработка полномасштабного макета ИПП-2 производилась на основе предварительного ТЗ, разработанного Объединением и согласованного с Управлением Заказов ВВС без привязки к конкретному самолёту. Всесторонние испытания изготовленного макетного образца ИПП-2 позволили проверить обоснованность принятой структуры индикатора и выбранных технических решений при разработке каждого блока и входящих в них функционально связанных устройств. Испытания подтвердили ожидаемые результаты: макет ИПП-2 функцио-нировал в соответствии с требованиями ТЗ, обеспечивая формирование в поле зрения индикатора заданный объём графической информации высокого качества.
Благодаря применению функционального (координатного) способа управления электронным лучом ЭЛТ достигнутый уровень яркости изображаемых символов зелённого цвета (наиболее яркого и контрастного) позволял их наблюдать при максимальной внешней освещённости в 100000 лк. Несмотря на новизну проблемы, стоявшей перед разработчиками, она была решена успешно и в сравнительно короткие сроки. Это позволило приступить к разработке опытных образцов Зрачок-2 (ИПП-2–53) для истребителя-бомбардировщика МИГ-23БК, получившего затем название – МИГ-27. Руководство разработками ИПП-2 и ИПП-2–53 было возложено на автора.
В состав индикатора входят: блок индикации, генератор символов, блок вычисления и преобразовний, блок низковольтного питания, рама для блоков и рама для установки и закрепления блока индикации на приборной доске истребителя. Наличие в составе индикара ИПП-2–53 блока вычисления и преобразования обусловлено тем, что на борту самолёта МИГ-27 установлена аппапатура Навигационно-прицельного комплекса, взаимо-действующая с индикатором, которая выдаёт информацию об измеряемых параметрах в виде отличающихся друг от друга аналоговых сигналов. Эти сигналы в блоке преобразуются в цифровую форму и по общей шине вводятся в генератор символов. На передней части блока индикации размещён пульт управления. В верхней его части крепится индикатор системы «ЛУЧ», которая фиксирует факт радио-локационного облучения. В более поздних образцах на пульте управления установлен индикатор, также разработанный Объединением, на основе плазменной панели. На пульте управления в числе органов управления установлены два датчика резервного режима бомбометания (расчётно-табличного) с отсчётными шкалами, предназна-ченными для ручной установки прицельной марки в положение, соответствующее месту падения бомбы. Монтажная рама, на которой жёстко крепится блок индикации, в свою очередь крепится на специальных кронштейнах, установленных за приборной доской самолёта. Благодаря наличию шарового подшипника и двух микрометрических винтов осуществляется юстировка рамы с блоком индикации непосредственно на самолёте методом холодной пристрелки с предварительным вывешиванием самолёта на домкратах.
Блок индикации – БИ (ИПП-2–53)
Блок индикации состоит из двух самостоятельных узлов: блока управления проекционной ЭЛТ и коллиматорной головки КГ Зрачок-2, жёстко скрепляемых друг с
другом. В блоке индикации использована проекционная ЭЛТ «Куница» – 6ЛК7И, снабжённая усилителями управления электронным лучом, а также схемами: коррекции искажений, защиты ЭЛТ от прожога, автоматической регулировки яркости. ЭЛТ снабжена высоковольтным источником анодного напряжения на 15кв и 500в. ЭЛТ имеет рабочий диаметр 55мм, длину 210мм, цвет свечения-зелёный, максимальная яркость сжатого растра-7.000 кд/м2, максимальная яркость линии при формировании функциональным методом – до 40000 к.д/м2.
Коллиматорная головка КГ Зрачок-2 имеет следующие характеристики: полное поле зрения 2=25, мгновенное поле зрения при расстоянии глаз до головного отражателя 650мм – 9 х 12, коэффициент отражения головного зеркала, через которое пилот наблюдает внешнее пространство и наложенное на него коллимированное изображение символов – 0.35, диаметр выходной линзы-98мм. Первоначально при разработке эскизного проекта КГ ЗОМЗ была предложена оптическая схема, основанная на использовании однокомпонентного объектива. Однако, она была отвергнута, так как не удовлетворяла условиям компоновки индикаторного блока, предусматривающего горизонтальное расположение. В процессе рассмотрения альтернативных вариантов автором была выдвинута идея использовать в проектируемой оптической головке модифицированный вариант известного объектива Йозефа Петцваля. Этот объектив состоит из двух компонентов с большим воздушным промежутком между ними, что даёт возможность изломить оптическую ось на 90⁰ и построить индикатор на лобовое стекло в соответствии с новой концепцией. В коллиматорной головке КГ Зрачок-2 все линзы оптической системы сферические. По дополнительному соглашению ЗОМЗ произвёл расчёт оптической системы с частичным использованием асферических линз. Расчёт показал возможность сокращения общего числа линз и уменьшения габаритов задних линз. Однако эта более прогрессивная схема не могла быть реализована из-за отсутствия на заводе оборудования для изготовления асферических линз в необходимых количествах. Возвращаясь к полям зрения КГ Зрачок-2, необходимо обратить внимание на относительно небольшое мгновенное поле зрение (9х12) по сравнению с величиной полного поля зрения – 25. Причиной этому является небольшой размер выходной линзы (100мм), который в свою очередь лимитировался заданной заказчиком шириной блока индикации. В связи с этим возник вопрос: каким образом использовать полное угловое поле зрения? В горизонтальной плоскости это достигается смещением головы на несколько десятков миллиметров влево или вправо. В этом случае лётчик может произвести прицеливание по цели, находящейся в поле зрения индикатора, но за пределами его мгновенного поля зрения. В вертикальной плоскости перемещение головы затруднено. Поэтому потребовался поиск технического способа, который позволил бы решить возникшую проблему. В ИПП-2–53 использование полного поля зрения индикатора по вертикали достигнуто искусственным способом. Сущность способа заключается в том, что в КГ Зрачок-2 головное зеркало, через которое лётчик видит внешнее пространство и наложенное на него изображение символов, выполнено подвижным и автоматически перемещается по направляющим вдоль продольной оси прибора в соответствии с текущим значением угловой координаты прицельной марки в вертикальной плоскости. Автоматическое перемещение головного зеркала осуществ-ляет сервопривод, установленный на корпусе КГ Зрачок-2. Для исключения отброса головного зеркала вследствие отдачи, возникающей при стрельбе из пушки, в кинематике привода головного зеркала предусмотрена червячная пара, а также упоры на краю направляющих. Другой особенностью блока индикации является наличие в нём устройства формирования коллимированного изображения резервной прицельной сетки (Авторы: М. З. Львовский и В. В. Марасанов). Устройство состоит из трафарета с осветителем и механизма ввода его в фокальную плоскость оптической системы при одновременном выводе из этой плоскости экрана проекционной ЭЛТ. Устройство приводится в действие с помощью ручки, расположенной на пульте управления блока индикации. Механизм обеспечивает высокую точность установки и фиксации трафарета в фокальной плоскости, а это важно, поскольку, как было сказано раннее, холодная пристрелка производится с использо-ванием прицельной сетки. Осветитель сетки (Авторы: М. З. Львовский, Б. А. Виноградов и В. И. Гагулин) представляет собой цилиндрический корпус, в который завальцован термостойкий трафарет. Внутреняя поверхность корпуса, как и задняя сторона трафарета покрыты белой матовой краской для равномерного отражения света. Сбоку цилиндрического корпуса вмонтирована миниатюрная галогенная лампа, мощностью 20 вт. Подобная конструкция обеспечивает высокоэффективное использование светового потока, создаваемого нитью накала лампы. При этом уровень яркости прицельной сетки достаточно высок, благодаря чему сеткой можно пользоваться днём в условиях высокой внешней освещённости. Сама прицельная сетка представляет собой комбинацию радиальных линий и дуг, оцифрованных в тысячных дистанции. В создании термостойкого трафарета принимали участие специалисты Ленинградского Государственного Оптического института Института им. С. И. Вавилова, разработавшие специальную технологию покрытия трафарета. При этом предусмотрена регулировка яркости изображения сетки в зависимости от внешней освещённости. Осветитель рассчитан на непрерывную работу в течении часа с повторным включением через 30 минут. Генератор символов ГС-2–53 выполнен в виде цифро-аналогового устройства. Такое техническое решение обусловлено отсутствием в то время доступа к элементной базе, необходимой для реализации цифрового ГС. Частота регенерации составляет 50гц. Для записи элементов графики в генераторе символов используется постоянная, прожигаемая память. Окружности и отдельные отрезки кривых аппроксимируются короткими отрезками прямых. Например, окружность представлена восмиугольником. При выбранных угловых размерах, как показали инженерно-психологические исследования в ИАКМ, подобная аппроксимация вполне приемлема. Угловые размеры цифр, букв, делений шкал составляют 3040. Внутренняя организация ГС и устройства памяти позволяет по одной команде, поступающей от основного пульта управления навигационно-прицельного комплекса, осуществить роспись в поле зрения индикатора определённого набора символов, необходимого для данного режима полёта или боевого использования, не загружая информационное поле второстепенными символами. В случае необходимости изменения содержания и вида информационных картин, то это осуществлялось путём изъятия устройства памяти из ГС и замены его другим, заново изготовленным. С подобными случаями пришлось столкнуться неоднократно в процессе эксплуатации ИПП-2–53. Отлично организованная служба по обеспечению эксплуатации ИПП-2–53 в строевых частях, созданная серийным приборостроительным заводом, позво-лила в короткие сроки производить доработки ИПП-2–53 непосред-ственно на самолётах. Как было сказано ранее, блок вычислений и преобра-зований выполняет функции преобразования различных сигналов, поступающих на вход индикатора от датчиков навигационно-прицельного комплекса НПК в виде, например, напряжений переменного и постоянного тока, изменяющихся по линейной или тригонометрической функциям, слабых сигналов постоянного тока (отклонение от глиссады или траектории), разовых сигналов в сигналы цифрового вида заданной разрядности. Блоки ГС и БВП имеют собственные источники питания электронных схем. Низковольтные источники питания усилителей блока индикации БИ размещены в блоке питания. Все перечисленные источники питания, равно как и высоковольтные, были разработаны в НИЛ-15. Необходимость разработки целого ряда источников питания было обусловлена либо отсутствием промышленных унифицированных источников питания либо их дефицитностью. В более поздних разработках степень использования унифицированных источников питания существенно возросла. Перейдём к рассмотрению информационных возможностей индикатора. В пределах мгновенного поля зрения оптической системы ИПП-2–53 формируется изображение различных навигационных, пилотажных и прицельных параметров. При этом следует указать, что в различных режимах полёта (крейсерский, посадочный) и боевого использования (работа по земле и в воздухе) в поле зрения индикатора индицируются символика, относящаяся лишь к данному режиму полёта или боевого использования. К числу индицируемых параметров и отдельных символов относятся: индекс самолёта, скорость и высота полёта, вертикальная скорость, тенденция изменения скорости, курс, крен, тангаж самолёта, прицельная марка, линия падения боевого груза, индекс траекторного управления, индекс отклонения от глиссады, а также предупредительные сигналы и справочные данные. Как видно из приведённого перечня, лётчик в перечисленных выше режимах получает достаточную информацию для их выполнения без перевода взгляда с внешнего пространства на приборную доску, а также без переадаптации и переаккомодациии зрительного аппарата. Серийное производство ИПП-2–53 было освоено Чебоксарским приборостроительным заводом (ЧПЗ), который являлся в то время одним из лучших предприятий Министерства авиационной промышленности, отличавшийся высокой культурой производства, технической и технологической дисциплиной. Серийный выпуск ИПП-2–53 продолжался несколько лет. Во второй половине семидесятых годов в ЧПЗ проходила Конференция, посвя-щённая надёжности бортовой аппаратуры самолёта МИГ-23БК, которую проводило совместно МАП и командование ВВС. На этой конференции было признано, что самым надёжным изделием на этом самолёте был ИПП-2–53. Этим были признаны высокое качество разработки изделия и его технологичность. При разработке ИПП-2–53, первого в СССР оптико-электронного индикатора, потребовалось проявить высокую профессиональность и веру в успешное завершение проекта, от которого зависила судьба новой тематики. Эти качества в полной мере проявили сотрудники НИЛ-15, Конструкторского сектора и Технологического отдела.