Читать книгу Воспоминания инженера-2. Уроки жизни - Матвей Зельманович Львовский - Страница 3

Аэромагнитометр АЭМ

–

49

Ещё несколько лет после окончания Второй мировой войны в рамках поставок по Lend Lease в СССР из США поступало различное оборудование, в том числе новые приборы. Среди них оказался магнитометр А-10, предназначенный для измерения напряжённости магнитного поля Земли (НМПЗ). Изучение приложенных к прибору документов показало, что он предназначен для установки на самолете, а его чувствительная измерительная головка помещалась в специальную гондолу, которая транспортировалась с помощью прочного электрического кабеля, армированного стальным тросом, на расстоянии около 30 метров от фюзеляжа самолёта. Тем самым устранялось влияние переменного (мягкого) и постоянного магнитного поля самолёта на результаты измерений величины вектора напряжённости магнитного поля Земли. Для регистрации текущих измерений в комплекте прибора имелся бортовой самописец. Помимо чувствительной головки и самописца в комплект магнитометра входили: рама, на которой были размещены электронные блоки и блок питания, а также устройство с механическим и электрическим приводом для сматывания и наматывания кабеля. Последнее было предназначено для выпуска гондолы на требуемое удаление от фюзеляжа самолёта и возврата её в исходное положение. В то же время, в составе полученного прибора отсутствовала сама гондола. В дальнейшем, это обстоятельство дало повод для привлечения к работам по созданию гондолы Ленинградскую Военно-Воздушную Академию им. Можайского. Полученные Академией результаты аэродина-мических и прочностных исследований были положены в основу конструирования гондолы. Общение с Академией и разработка соответствующих разделов эскизно-технического проекта АЭМ-49 была возложена на aвтора.

Сам факт создания такого сложного и высокоточного прибора подтверждал мнение учёных, в том числе советских, о том, что с помощью магнитного картографирования Земной поверхности можно обнаружить крупные запасы нефти и газа, а также залежи некоторых других полезных ископаемых. Установка магнитометра на самолёте практически неограниченно расширяет область применения этого метода для геологической разведки. При этом, вероятность обнаружения, особенно, крупных залежей полезных ископаемых достаточна высока, что подтвердилось в дальнейшем. Более того, авиамагнитометрированию доступны любые географические области, в том числе и те, где суровые условия резко ограничивают или исключают наземную разведку. Этот метод позволяет произвести геологическую разведку больших территорий в короткие сроки при минимальных затратах.

Принимая во внимание эти очевидные преимущества, Министерство Геологии и Охраны Недр сочло разработку отечественного аэромагнитометра сверхактуальной. В 1948 г. Решением Правительства разработка этого важного для экономики страны прибора была возложена на ОКБ. Ответственность за разработку АЭМ-49 П. А. Ефимов возложил на А. Л. Этингофа и Е. С. Липина. Для понимания сложности поставленной перед ОКБ задачи, необходимо кратко изложить принцип действия магнитометра и некоторые особенности технической реализации. Напомним, что измеряемым магнитометром параметром является напряжённость магнитного поля Земли, имеющая векторную форму. Поэтому, для измерения полной величины вектора НМПЗ необходимо измерительый элемент строго ориентировать по его направлению. Эту задачу осуществляет ориентирующая система чувствительной головки, размещённая в гондоле. Головка была разработана выдающимися конструкторами А. А. Прозорoвым и С. И. Сновским. Ориентирующая система с помощью двух слeдящих приводов автоматически устанавливает площадку, на которой вертикально с высокой точностью закреплён измерительный элемент, в эквипотенциальную плоскость, нормальную к вектору НМПЗ. Система одинаково реагирует как на изменение направления вектора, так и на продольные и поперечные колебания гондолы в полёте.

Сам измерительный элемент, помещённый в немагнитный корпус, представляет собой тонкую полоску из магнитомягкого металла пермаллоя, на которой размещены три обмотки: первичная, вторичная (намотанная сверху первичной) и компенсационная. На первичную обмотку подаётся напряжение переменного тока частотой 400 гц заданной амплитуды. Под воздействием магнитного поля Земли полоска пермаллоя намагничивается и во вторичной обмотке трансформируется сигнал переменного тока, который поступает на вход регулируемого стабилизатора постоянного тока, подающего ток определённого знака в компенсационную обмотку, внутри которой образуется магнитное поле, компенсирующее магнитное поле Земли. Величина этого тока, строго пропорциональная напряжённости магнитного поля Земли, непрерывно в процессе измерений регистрируется бортовым самописцем. Управление ориентирующей и компенсационной системами осуществляется при помощи сложных электронных систем. По тем временам прибор относился к числу прецизионных. Например, дрейф прибора за 6 часов не должен превышать 10 гамм (одна гамма составляет одну стотысячную Эрстеда), то есть 0.1–0.2 % от измеряемой величины напряжённости, лежащей в диапазоне 50.00080.000 гамм.

Разработка аэромагнитометра АЭМ-49 производилась по техническому заданию Всесоюзного института разведывательной геологии–ВИРГ, которому было поручено составление методик использования аэромагнитометра и расшифровки полученных результатов измерений. При макетировании электронных устройств, измерительных элементов и других компонентов прибора ОКБ столкнулось с рядом проблем из-за:

Крайне ограниченной и устаревшей номенклатуры элементов электроники и элект-ротехники, отсутствия малогабаритных и пальчиковых радиоламп. Доступные же лампы, как например, пентод 6П3, обладали большими габаритами и низким качеством;

Отсутствия разработанных технологий, связанных с применением новых материалов, специальных лаков и покрытий.

По поводу электронных ламп. П. А. Ефимов при очередном посещении места, где проводилась настройка магнитометров, обратил внимание на ящик, в котором лежали электронные лампы 6П3, кстати весьма дефицитные, и, взяв в руки одну из них, он увидел нацарапанное на цоколе лампы выражение из ненормативной лексики. Он сильно возмутился по поводу порчи государственного имущества и приказал писать своё отношение к лампам и «ко всему другому» на заборах, а если их здесь нет, то он даст указание их возвести. В конечном счёте, эти и другие проблемы были решены. Например, первую проблему удалось решить путём селективного отбора радиоэлеме-нтов в процессе искусственного прогона. Хорошо спланированная и организованная работа позволила в относительно короткие сроки разработать техническую документацию и изготовить опытные образцы аэромагнитометров АЭМ-49. Наладка, доводка, испытания и сертификация как опытных образцов, так и образцов установоч-ной партии, производились на методической станции, вдали от г. Ленинграда (Кавголово), в условиях отсутствия промышленных электрических и магнитных помех. Станция располагала специальными кольцами Гельмгольца большого размера, позволявшими произвести калибровку магнитометров с высокой точностью.

Все изготовленные ОКБ образцы АЭМ-49 (12 комплектов) по мере их готовности устанавливались на доработанные 2-х моторные транспортные самолёты ЛИ-2. При разработке и изготовлении магнитометров ОКБ кооперировалось с другими предприя-тиями. Разработчиком и изготовителем специального прочного кабеля стал Москабель, а изготовление гондолы из немагнитных материалов осуществлял один из ленинградских авиационных заводов. Эксплуатация аэромагнитометров подтвердила исключительно высокую их эффективность. За несколько лет магнитометрические измерения были произведены на большой части СССР, включая Сибирь, Север и Дальний Восток. В результате, были открыты крупные запасы нефти, газа и других полезных ископаемых. Трудно переоценить значение этого факта, благодаря которому СССР, а затем и Россия стали главными нефтяными гигантами в мире и поставщиками этих продуктов, ставшими основными статьями экспорта.

Лётные испытания магнитометра на контрольном маршруте должны были подтвердить устойчивую и надёжную его работу при полётах на разных высотах, с разной скоростью и при маневрировании самолёта. Результаты измерений записывались на большом самописце. Запись представляла собой плавную линию без резких отклонений. Как правило, наблюдение за самописцем осуществлял разработчик, хотя в бригаду испытателей всегда входил представитель заказчика. Наблюдатель сидел в кресле напротив самописца в течение нескольких часов полёта. Наблюдение изматывало нервы и иногда приводило к нервному срыву. Это происходило тогда, когда плавная запись неожиданно сменялась резкими уходами пера в самописце влево и вправо. Это свидетельствовало об отказе аппаратуры, что воспринималось крайне эмоционально. Усугублялось это тем, что выяснить причину отклонений в полёте было невозможно. Подобный случай был и в моей практике. К счастью, такие неудачи проявлялись крайне редко. Испытания прекращались и самолёт возвращался на базу. После устранения дефекта, испытания повторялись. Из промышленной партии в двенадцать образцов АЭМ-49, девять были введены в эксплуатацию руководимой мною бригадой, в которую входили инженеры Ю. В. Щукин и Е. С. Елтышев. Одновременно, на нашу бригаду легла задача сопровождения эксплуатации магнитометров, то есть обеспечение текущего ремонта и проведение регламентных работ. Последние проводились в ленинградском аэропорту Пулково.

Аэромагнитометр АЭМ-49

Успешное внедрение аэромагнитометра АЭМ-49 в народное хозяйство было омрачено одним печальным событием. Как уже указывалось выше, АЭМ-49 устанав-ливался на самолёте ЛИ-2. Этот двухмоторный самолёт имел по тем временам сравнительно большие грузоподъёмность и дальность полёта. В процессе лётных испытаний и последующей эксплуатации, практически не было лётных происшествий, связанных с использованием АЭМ-49. Самолёт с выпущенной гондолой вёл себя устойчиво, в том числе на низких высотах. Однако, трудности с закупкой этих самолётов, высокая стоимость их эксплуатации и ограниченное число аэродромов в Сибири и на Севере, пригодных для приёма самолётов этого типа, заставило Министерство Геологии и Охраны недр рассмотреть вопрос о замене самолёта ЛИ-2 на более дешёвый и менее прихотливый самолёт. В результате, был выбран самолёт АН-2, конструкции О. П. Антонова. По заказу Министерства, одно из авиационных предприятий доработало самолёт для установки на нём АЭМ-49. В начале 50-х годов самолёт АН-2 с установленным на нём АЭМ-49 перелетел на Комендантский аэродром, расположенный на окраине г. Ленинграда, где была начата его подготовка к испытаниям. Был утверждён экипаж самолёта, в состав которого вошли два представителя ОКБ: Ю. М. Дагаев и Ю. В. Щукин. Именно им было поручено провести лётные испытания АЭМ-49 на самолёте АН-2. Однако, первый же полёт самолёта закончился катастрофой. Произошла она вследствие размещения аппаратуры и операторов в задней части самолёта, из-за чего была нарушена его центровка. Это было результатом просчёта разработчиков модернизированного самолёта АН-2. После взлёта самолёт, набрав несколько десятков метров высоты, начал падать вниз хвостовой частью. В результате падения самолёт был разрушен, и все находившиеся в самолёте получили ранения различной степени тяжести. Больше всех пострадали Ю. М. Дагаев и Ю. В. Щукин, которые находились в хвостовой части самолёта. Они получили серьёзные ранения и лечились длительное время. После выздоровления они продолжали работать в ОКБ. По счастливой случайности самолёт с полностью заполненными баками при падении не взорвался, и это спасло жизнь экипажа и работникам ОКБ. После случившегося проект c использованием самолёта АН-2 был закрыт и к нему больше не возвращались.

В историческом плане промышленная разработка аэромагнитометра АЭМ-49 имела большое значение для становления и дальнейшего развития ОКБ. Фактически АЭМ-49 стал первой серьёзной разработкой ОКБ. В отличие от тренажёра ТКЛ, который в действительности представлял собой точную копию тренажёра американской фирмы LINC, АЭМ-49 являлся, в известной степени, оригинальной разработкой и базировался на собственных технических решениях и элементах отечественного производства. При этом следует признать, что в конце 40-х годов электронная промышленность СССР только начинала развиваться и предлагала потребителям крайне скудный ассортимент радиоэлектронных элементов. Несмотря на это, разработанный ОКБ аэромагнитометр АЭМ-49, хотя и существенно уступал американскому образцу по массе и габаритам, но по точностным и другим характеристикам он полностью удовлетворял техническим требованиям Заказчика. Разработка АЭМ-49 показала, что ОКБ располагает большим творческим потенциалом и готово к созданию сложной авиационной аппаратуры.

Разработка АЭМ-49 имела не только практическое, но и большое научное значение. С помощью АЭМ-49 были исследованы огромные пространства Сибири, Севера и Дальнего Востока с целью нахождения залежей нефти, газа и других полезных ископаемых. Особая ценность АЭМ-49 заключалась в том, что с его помощью были исследованы области, недоступные в те годы для проведения наземных геолого-разведочных работ. Расшифровка данных измерений позволила создать геологические карты с указанием расположения перспективных, стратегических для страны мест добычи. Научное значение заключалось в том, что при изготовлении специальной аппаратуры для измерения магнитного поля земли разработчики космического магнитометра использовали опыт ОКБ, а также ряд важных элементов, созданных для АЭМ-49. С помощью одного из первых искусственных спутников, снабжённого магнитометром, Академиком АН СССР Сергеем Николаевичем Верновым и доктором физико-математических наук Самуилом Шлиомовичем Долгиновым было сделано крупное научное открытие мирового значения: обнаружены радиационные пояса Земли. За это научное открытие они были удостоены Ленинской премии.

В процессе создания АЭМ-49 были в полной мере подвергнуты испытанию организационная структура ОКБ и эффективность её функционирования. ОКБ выдержало эти испытания. И в этом большая заслуга Главного Конструктора ОКБ Павла Алексеевича Ефимова. В этот начальный, ответственный период деятельности ОКБ, в полной мере проявился его выдающийся организаторский талант. Он сплотил вокруг себя одарённых специалистов, как опытных, так и молодых, недавно окончивших институты. С самого начала своей деятельности П. А. Ефимов постоянно и неизменно придерживался фундаментального принципа: максимально поощрять и поддерживать любую научную, техническую, методологическую или организационную инициативу независимо от кого она исходит, если она способствует решению поставленной задачи. Этот принцип касался не только конкретных разработок, но и выбора новых тематических направлений в деятельности ОКБ и позже в Объединении. Благодаря этому в ОКБ и Объединении была создана исключительно благоприятная творческая обстановка. Умение подбирать талантливых руководителей всех уровней, ценить труд исполнителей, требовательность и инженерная честность – вот те качества, которые позволили П. А. Ефимову в относительно короткий исторический период превратить небольшое ОКБ в мощное, успешно функционирующее многопрофильное Ленин-градское Научно-производственное объединение «Электроавтоматика». П. А. Ефимов пользовался большим уважением как у себя в Объединении, так и в Военно-промышленном комплексе страны.

В конце 1952г. и начале 1953г., когда в стране развернулась невиданная вакханалия вокруг «Дела врачей» и в Ленинграде начались массовые увольнения с оборонных предприятий специалистов еврейской национальности, Павел Алексеевич Ефимов не уволил ни одного сотрудника из ОКБ. Более того, он запретил обсуждать эту проблему в ОКБ и попросил всех, кто имел к ней отношение, продолжать работать как прежде. Учитывая общую атмосферу тех лет и националистические настроения, присущие Ленинградской партийной организации, действия П. А. Ефимова являлись проявлением исключительной смелости. Он был единственным руководителем в г. Ленинграде, кто осмелился на подобный поступок. За мужество и благородство он заслужил вечную благoдарность тех, кто мог стать жертвой несправедливости.