Главная    Литература     Приключения инженера (часть 3)

Размещено на сайте 12.09.2008.



* Часть 1 (Главы 1-3)
* Часть 2 (Главы 4-8)
* Часть 4 (Главы 16-21)

Приключения инженера

В.А Ацюковский



Часть 3

 

9. О любви к логарифмам

Все мы чего-нибудь любим.  Мужчины любят  хорошо покушать и красивых женщин.  Женщины, наоборот, любят наряжаться и красивых мужчин. Автор этих строк больше всего любит логарифмы.  Даже больше, чем вкусно покушать и красивых женщин. Хотя...

К логарифмам автор питает нежную страсть давно,  почти с детства. Во всяком случае, со студенческой скамьи.

Возьмите, хотя бы, логарифмическую линейку.  Это малогабаритный и экономичный вычислитель, надежный в эксплуатации, не требующий электропитания и всегда готовый к работе. Его точность вполне устраивает не только студентов, но и инженеров младшего научного возраста.  О старшем говорить не приходится,  те уже забыли любую математику,  в том числе и логарифмы. На логарифмической линейке легко и удобно  умножать,  делить,  находить все те же логарифмы, решать тригонометрические зависимости и т.д., и т.п. Правда, ни складывать, ни вычитать нельзя.  Но это  легко делать столбиком на отдельной бумажке,  которую можно положить рядом с логарифмической линейкой.  Нет, что ни говорите, а логарифмическая линейка – хорошая вещь.

Но логарифмы  сыграли в судьбе автора  решающую  роль, когда он, будучи студентом четвертого курса, делал курсовой проект по теории автоматического регулирования.  Дело в том, что автору, страстному радиолюбителю, некогда было заниматься своим курсовым проектом, и когда почти подошел срок его сдачи, выяснилось, что вся группа уже месяц трудится над сложнющими таблицами  в  связи с этим проектом, осталось три дня, а автор его еще даже не начинал.

– Что это у вас за таблицы,  братцы? – спросил  как-то автор у своих сокурсников,  оторвавшись на короткое время от схемы очередного телевизора.

– А это у нас курсовой проект, – ответили братцы. – Сдаем через три дня.  А как у тебя дела, получаются таблицы? А то, видишь ли, очень уж громоздкие расчеты.

– Ну-ка, ну-ка, – заинтересовался, наконец, автор, – покажите-ка.

И тут выяснилось, что а) оказывается, на свете существует задание на курсовой проект,  о чем автор начисто забыл,  б)  его надо сдать через три дня  и  в) если его не сдать – выгонят из института. Последнее, было, увы, правдой, такой случай произошел в прошлом году.  Правда, студент,  который не сдал проект,  был грешен еще чем-то: то ли надебоширил больше нормы, то ли еще что. Но проекта он не сделал и был отчислен. Так что надо было что-то придумывать.

А суть проекта заключалась  в необходимости построения годографа. Этот  годограф представляет собой некую кривую на плоскости, строящуюся по координатам, когда каждая точка его вычисляется как дробь,  в числителе и знаменателе которой стоит по полиному,  т.е. степенному ряду, состоящему из двадцати или более членов каждый.  И каждый такой член надо вычислить. Это значит, что надо взять какое-нибудь число,  возвести его в степень и умножить на коэффициент перед ним.  Это надо сделать  столько раз,  сколько членов во всех четырех многочленах, стоящих в числителе и знаменателе каждой дроби,  то есть всего восемьдесят  или даже больше раз. А затем каждый многочлен просуммировать, полученные суммы поделить друг на друга  и  в  результате всех этих муторных операций получить одну точку годографа и поставить ее на графике.  А точек этих может быть любое количество,  при этом есть участки,  где их  надо ставить часто,  потому что суть проекта заключается все же  не  в самом годографе, а в том, охватит ли он на этом листе точку с координатой –1 или не охватит.  Если не охватит, то радуйся, твоя система устойчива.  А  если  охватит – дело дрянь, потому что система неустойчива, и надо вводить всякие обратные связи. А потом считать все сначала. В общем, нет жизни!

И когда автору в результате этих размышлений  в сознание уже начала стучаться мысль о том, что не все же имеют высшее образование, ну и что, живут ведь, он вдруг понял, что логарифм числа,  возведенного  в степень,  совершенно точно равен этой степени, умноженной на логарифм этого же числа безо всякой степени. И, стало быть, в логарифмических координатах это будет прямая линия.  И ничего не надо вычислять. Взял одну точку для числа,  равного единице, тут логарифм равен нулю. Взял вторую точку для числа, равного 10, тут логарифм равен единице.  Умножил ноль на степень, это все равно ноль.  Умножил единицу  на степень,  это  и есть степень.  Прибавил к ним  по логарифму  коэффициента, стоящего перед членом,  а дальше посредством карандаша  и  все той же логарифмической линейки провел прямую линию. А когда все прямые линии,  изображающие все члены многочлена, нарисованы на общем графике,  то сразу видно, что всю левую часть вычислять вообще не надо, потому что постоянный член, всегда имеющийся в многочлене,  больше всех остальных и всеми остальными членами можно пренебречь. Правую часть вычислять  тоже не надо,  ибо здесь больше всех самый старший член  с наиболее высокой степенью.  А  все, что лежит между этими областями, надо просуммировать. Для этого  пришлось срочно вывести  формулы  логарифмического суммирования, быстренько вычислить значения вспомогательных функций, на это ушел целый день, и в назначенный срок, раньше других,  которые все еще копались со своими таблицами, проект был сдан. Вся группа была шокирована, а преподаватель сказал: «Бывает же такое!» Но поставил пять за оригинальность.

Поэтому моя любовь к логарифмам имеет,  можно сказать, научное обоснование.

Эта история повторилась, когда пришлось сдавать подобный проект  на факультете  усовершенствования  инженеров. Сдав проект по той же схеме,  я стал ждать горячего одобрения. Однако получил двойку. Пришлось объясняться. Двойка  тут же была исправлена на пятерку,  и я получил рекомендацию написать статью в журнал «Автоматика и телемеханика». Статья была написана и опубликована. Но бочка меда не бывает без ложки дегтя: преподаватель, ставя мне пятерку,  сказал,  что эти вспомогательные функции лет за 150 до меня вывел великий математик Карл Гаусс  и что поэтому надо бы сослаться на его работы.  Правда,  многочленов он подобным образом не суммировал – или не догадывался,  или они ему не были нужны, но функции создал, и с тех пор существуют целые таблицы этих функций. Надо сослаться, а то – плагиат.  Вот ведь какой подвох  может учинить классик!

Пришлось сослаться.

В дальнейшем  я неоднократно пытался  всучить кому-нибудь  этот замечательный метод,  благо в нашем институте, где я работаю,  пилотажники сидят в соседней лаборатории, а они только и занимаются системами автоматического регулирования.  Но пилотажники попались какие-то консервативные, годографов вообще не строят  и как-то  обходятся без них. Хотя автопилоты у них работают исправно, и автоматическую посадку они давно освоили на многих самолетах.

Так и пропал бы этот великолепный метод, если бы однажды  не понадобилось  заняться прогнозом развития  систем проводных связей.

Дело в том, что вариантов сопряжения различных электронных устройств существует великое множество.  Если  все системы разработаны независимо друг от друга,  то  каждый Главный конструктор сделает в своей системе входы и выходы так,  что никакой другой Главный конструктор ни за что об этом не догадается. И когда их системы сойдутся, наконец, на самолете,  то тут и выяснится оригинальность принятых решений:  системы состыковать нельзя.  Поэтому нами еще в шестидесятые годы была предпринята попытка  навести в этом порядок  и  создать систему связей со стандартными сигналами. Но выяснилось,  что и систем связей тоже может быть множество,  даже если в их основе  лежат  какие-либо стандартизованные сигналы.  Потому что эти сигналы  могут быть разные – это могут быть напряжения или частоты, коды параллельные или последовательные, это могут быть временные интервалы и мало ли что еще. А ведь не вредно было бы знать,  на каких именно принципах  надо  строить  систему связей сегодня, а к чему готовиться завтра. И послезавтра тоже.  Короче говоря,  надо знать  этапы развития связей.

Вот тут-то и пригодился логарифмический способ суммирования многочленов,  в котором используются  вспомогательные функции,  вычисленные специально для прогнозирования этапов развития авиационных систем связей  великим  немецким математиком конца ХVIII и первой половины ХIХ века Карлом Фридрихом Гауссом.

Мы выяснили, что каждый элемент, используемый в какой-нибудь системе связей,  по массе и по интенсивности потоков отказов развивается по экспоненциальному закону.  Ну, в самом деле. Над каждым узлом трудится свой конструктор. Вчера он этот узел спроектировал, и весил этот узел, скажем,  килограмм.  А сегодня  за счет улучшения элементной базы, технологии и даже своего искусства он его спроектировал в 0,5 кг. А завтра еще в два раза легче.  И так далее.  На самом деле, конечно, между «вчера», «сегодня»  и «завтра» проходит лет 5-8.  Но, так или иначе, статистика показала,  что все элементы при выполнении одних и тех же функций уменьшают свой вес в одной и той же пропорции  за один и тот же отрезок времени.  А это  и есть экспонента. 

Отклонения от этой экспоненты обычно невелики,  но постоянная времени  для каждого элемента своя.  Чисто цифровые устройства,  например,  регистры уменьшают свой вес за 10 лет в 40 раз, аналоговые – в  5-6 раз,  электромеханические – в 1,5-2 раза,  а провода всего лишь на 20-30%.  И, следовательно,  если на графике  по горизонтали  отложить время (годы),  а по вертикали логарифм массы (математики, не придирайтесь! Массу отнесем к килограмму, получим безразмерную величину  и возьмем логарифм на полном законном основании),  то кривая развития каждого элемента окажется прямой линией,  наклон которой  определится ее постоянной времени, характерной именно для этого элемента. А начальное положение прямой определится любой точкой,  для которой известна масса элемента  в определенный момент времени.

Если для некоторой системы связей нужно 100 таких элементов,  то вся прямая поднимется на две единицы,  а если 1000 – то на три.  И поскольку  для каждой системы связей нужен совершенно определенный набор элементов, то, просуммировав все прямые методом Гаусса, мы теперь в этих координатах получим плавную кривую,  характеризующую развитие именно этой системы связей. А для другого варианта системы связей кривая развития будет другой,  а для третьего – третьей, поскольку каждой из них нужен свой набор элементов.  И когда эти кривые будут наложены друг на друга, то все они пересекутся  друг с другом.  И некоторые  из  них окажутся ниже других  на определенном отрезке времени.  А это значит,  что для данного отрезка времени  эта система связей  и  является самой лучшей,  пока не пересечется  с другой кривой. Тогда эта другая система связей станет самой лучшей, потом третья и так далее. А те варианты построения, которые не попали в нижнюю часть, – хуже, это значит, что над ними вообще не надо работать.

Вот таким способом мы определили пять последовательных этапов развития систем связей на борту самолетов, моменты перехода от одного этапа к другому и,  как выяснилось,  в последовательности этапов  мы нигде не ошиблись.  Поплыли несколько сроки внедрения, но тут уж ничего не поделаешь, сроки всегда плывут и почему-то только в сторону увеличения.

Я думаю, что теперь всем должно быть понятно, почему я так люблю логарифмы.  Даже больше,  чем вкусно поесть,  и больше, чем красивых женщин. Хотя...

 

10. Информационный кпд

Информационный коэффициент полезного действия был придуман автором много лет назад для того,  чтобы можно было определять эффективность тех или иных информационных процессов или устройств. Предположим, что в результате вашей деятельности вы вырабатываете некоторую полезную информацию. Чтобы ее получить, вы должны переработать информации гораздо больше. Вот теперь, если вы поделите объем выходной информации на ту,  которую вы затратили для получения этой выходной информации, вы и получите значение информационного кпд.  Таким образом, можно оценить не только процессы, но и структуры,  и вообще все на свете.

Откровенно  говоря,  отцами-основателями кибернетики - то ли Винером, то ли Эшби нечто подобное уже было предложено.  Но там было предложено оценивать коэффициент избыточности, в котором было то же самое, только наоборот. Ну и что? Такой коэффициент ни о чем не говорит. А вот когда скажут,  что у вас кпд,  как у паровоза,  а у паровоза он очень мал, всего семь процентов,  то считается,  что  вас этим самым оскорбили.  Мал, дескать,  у вас кпд.  Хотя на самом деле оскорбили паровоз, потому что ваш кпд значительно ниже. А паровоз, что ж! Очень высокоэффективное устройство.

Однажды после лекции к Марку Твену подошел молодой человек.

– Здорово вы сегодня всех смешили,  мистер Твен, – сказал он. – Вы прямо-таки специалист своего дела. Но я поверю в ваш талант только после того, как вы рассмешите моего дедушку.  Бьюсь об заклад,  что вам этого  сделать  не удастся. Но уж если удастся, то я поверю, что на всю Америку второго такого, как вы, не найдется!

Марк Твен  был  задет  за живое. Чтобы ему, да не удалось  расшевелить  какого-то деда?!  Этого  не могло быть. И они поспорили. А на следующую  лекцию  молодой  человек привел своего деда и заботливо усадил его  в первом ряду. Дед поставил перед собой палку, оперся на нее и уставился на сцену.

 

Марк Твен в тот вечер превзошел сам себя. Зал рыдал от хохота.  Но  дед  по-прежнему невозмутимо смотрел на сцену, не меняя позы. И когда лекция была окончена, а дед так и не улыбнулся ни разу, Твен вынужден был  признать свое поражение.  И только потом он узнал, что дед этот был слепой и глухой, как пень. Если одну дедовскую улыбку  оценить в  один бит  информации  или даже в сто бит с учетом улыбочных градаций, то информационный кпд  этого  процесса все равно был бы равен нулю. Примерно такой же кпд  у большинства проводимых совещаний на любую тему.

Представление об информационном кпд было введено автором в бортовое оборудование для того, чтобы оценить эффективность линий связи и вычислителей.  В самом деле, рассуждал автор, если нам нужно по линиям связи передать какую-то информацию, то ее можно и подсчитать. А ежели обычные провода могут передавать какие-то сигналы, то, стало быть, у них есть пропускная способность.  Поделим одно на другое  и получим информационный кпд проводов или коэффициент их информационного использования.  А тогда мы узнаем, хорошо используются линии связи или плохо. Может быть не надо повышать их пропускную способность,  над чем трудятся некоторые другие лаборатории и институты,  не  подсчитывающие этого кпд.

А когда все расчеты были готовы,  то  выяснилось,  что если всю пилотажно-навигационную информацию,  транслируемую по всем линиям связи любого самолета,  пропустить через одну единственную линию связи, работающую в самых худших и несогласованных условиях,  то  информационный кпд ее составит

всего лишь 0,1% или еще меньше. И значит, можно количество проводов резко сократить, а сами эти линии связи на борту делать из любых проводов. Такой расчет оказался как нельзя более кстати, так как от разных самолетостроительных фирм стали поступать звонки.

– Дорогой идеолог! – так, примерно, начинался разговор. – Вот ты там напридумал всякие коды, а о том не позаботился, чтобы кабельная промышленность наделала нам соответствующих кабелей.  А  нам,  между прочим,  надо  самолеты строить.  И чтобы они летали, а не сидели на земле в ожидании,  пока ты там разберешься с кабельными заводами.  И что прикажешь делать?

– Ха-ха! –  отвечал я им, уже имея готовое решение. –  А не найдется ли у вас,  ребята,  двух не очень загруженных техников, каких-нибудь проводов на складе и чулка для экрана?  Есть?  Тогда поставьте этих двух молодцов  и пусть они скручивают по два те провода, которые у вас на складе завалялись.  А потом заталкивают их в экран.  И тем самым вы принесете большое облегчение своим кладовщицам,  которые об эти ваши неликвиды уже все ноги переломали.

Все так и сделали,  и это позволило кабельным заводам, не торопясь,  освоить новые кабели,  которые делали то же самое, что и старые, и даже кпд имели ровно такой же,  но зато выглядели гораздо красивее.

Очень пригодился информационный кпд  для оценки структур и вообще эффективности бортовых вычислителей.  Как  вы полагаете, дорогой читатель,  какой величины оказался кпд у бортовых вычислителей?  В каком соотношении с кпд паровоза? Даже не догадываетесь? Сделаем несложный подсчет. 

Предположим,  что на своем выходе вычислитель  должен вы-давать десять раз в секунду десять разных параметров с погре-шностью каждый не более, чем 0,1%, то есть по десять разрядов. Это значит, что вычислитель выдает тысячу бит в секунду. А имеет он в своей структуре десять тысяч триггеров,  каждый из которых способен переключаться с частотой 10 мегагерц.  Ничего  особенного, обычные цифры.  И, стало быть,  его потенциальная производительность составляет  10 в 11 степени  бит в секунду. Делим одно на другое и получаем,  что информационный кпд составляет аж целых 10 в минус восьмой степени.

Вот оно как.  А вы говорите – паровоз!  Зная  величину инфор-мационного кпд, становится понятным,  зачем мы повышаем быстродействие вычислителей и объем их памяти, т.е. наращи-ваем их вычислительную мощь. Поскольку на выходе мы по-прежнему имеем все ту же тысячу бит в секунду полезной инфор-мации, то все наши дорогостоящие ухищрения вбиваются в то,  чтобы и без того малый информационный кпд стал еще меньше.

У нашего  информационного приборостроения  невероятные резервы. Но лежат они не в области новых технологий, которые можно, конечно, и освоить, но это очень дорого, а в том,  чтобы разумно распорядиться уже имеющимися достижениями.  За счет структур.  За счет того, чтобы не считать лишнего.  За счет  оптимизации алгоритмов.  За счет того, чтобы не тащить на самолет то,  что можно  предварительно обсчитать на земле.  Просто надо обратить внимание на эти резервы. А так что же, можно бесконечно обогревать атмосферу,  не законопачивая щели в доме,  можно неограниченно перерабатывать информационные нули  и  под это  создавать все новую элементную базу вместо того,  чтобы уже освоенную довести до высокой надежности и низкой стоимости.

И во всем этом направлении развития вычислительной техники, автоматики и вообще любых информационных устройств не хватает пустяка – заинтересованности исполнителей. Потому что пока им платят  за повышение вычислительной мощности,  они и будут ее повышать,  даже если всю ее  потом будут выпускать в трубу, как это делает паровоз. Хотя чего его обижать? Он может себе это позволить: ведь все-таки у него-то кпд как-никак аж целых семь процентов!

 

11. Изоморфизм базовых основ

Однажды мне позвонил  руководитель отдела оборудования одной из самолетостроительных фирм Юрий Алексеевич Я.

– Владимир Акимович, – сказал он. – Вот ты выпустил  Руководящий технический материал по цифровым связям.  И там у тебя информационное слово  состоит из 32 разрядов.  Мне это не подходит, у меня маленькие самолеты,  каждый килограмм на счету. Разработай, пожалуйста, другой РТМ, в котором слова состояли бы из 20 разрядов.

Я пришел в полное недоумение. Килограммы – килограммами,  но для того чтобы передавать хоть 32-разрядное, хоть 20-разрядное слово,  ничего  менять не нужно!  Килограммы тут просто ни при чем.  Но  32-разрядное слово удобно,  в нем есть адресная часть для обозначения параметра,  в нем есть матрица, которая нужна для записи знака или признака контроля, в нем есть защита по четности  от случайных сбоев.  В нем есть, наконец, двадцать один разряд для записи информации.  Чем оно не угодило Юрию Алексеевичу?  А ведь вся бортовая аппаратура для всех самолетов  сделана с использованием именно 32-разрядных слов. Значит, Юрий Алексеевич хочет, чтобы его аппаратура отличалась от стандартной аппаратуры,  то есть он фактически пытается выйти из общей системы стандартизации.  Это что же, опять война со всеми самолетчиками за наведение порядка?

– Юрий Алексеевич, – ответил я. – Этого делать не надо. Никакого веса в аппаратуру тебе эти 32 разряда  не добавляют. Хлопот же ты наберешь много. Зачем это тебе?  А потом, ты пойми, мы же отвечаем за стандартизацию всего бортового оборудования для всех типов самолетов.  Как же мы можем своей рукой вводить такую дезунификацию? Да и зачем тебе все это?

– Не будешь делать, –  сказал Юрий Алексеевич, –  так  я тебя заставлю!

И он позвонил моему начальнику. Мы с начальником обсудили ситуацию, решили,  что Юрий Алексеевич дурью мается, и на этом вопрос был закрыт.  И хотя  Юрий Алексеевич  на этом не успокоился,  много раз возвращался к этому вопросу,  сделать с нами он так ничего и не смог,  чем остался очень недоволен.  А стандартная аппаратура на его самолетах работала и работает, и никаких претензий к ней нет.

Здесь самое время рассказать о той войне, которую мы – я и мои товарищи  ведем  за стандартизацию связей.  За 35 лет непрерывных сражений мы добились того,  что  в  нашей отрасли, я имею в виду авиационное оборудование, в связях  электронной  аппаратуры  наведен практически полный порядок.  Этим,  между прочим,  авиация сильно отличается  от других областей техники. Ужесточение политики связей стоило мне и моим товарищам моря крови. Льется она и сейчас, когда я пишу эти строки.  Нам непрерывно подсовывают разнообразные, все более прогрессивные,  т.е. зарубежные решения, которые хороши лишь тем, что они зарубежные. Внедрение этих решений немедленно подорвет всю стандартизацию оборудования и не позволит стыковать его в комплексы.  Но наше дело правое, и мы не сдаемся.

Надо сказать, что наше дело правое по ряду причин. Во-первых,  идеология сопряжения бортовой аппаратуры  должна быть консервативной,  рассчитанной на несколько поколений. Это нужно для того, чтобы можно было модернизировать бортовое оборудование,  заменяя устаревшие системы и не трогая те из них, которые не устарели.  Во-вторых,  с самого начала  в идеологию связей  должны закладываться решения, которые не надо будет завтра отменять. В геологии это называется  изоморфизмом базовых основ.  А поэтому,  прежде чем вводить в действие какие-либо ГОСТы, надо всесторонне проблему обмозговать,  создать и испытать соответствующие макеты, стенды,  установки,  разработать элементную базу, которую тоже надо всесторонне испытать, и уж только после этого принимать решения и выпускать ГОСТы  и  Руководящие материалы. К сожалению, это делают далеко не все разработчики нормативной технической документации, и последствия получаются самые плачевные.  Но нашей группой, да и не только нами, но и весьма крупным, хотя и не формальным коллективом инженеров из разных предприятий,  которых мы регулярно привлекали для консультаций и принятия решения по отдельным проблемам связей, все это было проделано.

На совещаниях мы обсуждали каждую деталь проблемы стандартизации связей.  Но, прежде всего мы научились считать информацию,  содержащуюся в пилотажно-навигационных параметрах, и пропускную способность проводных линий связей.

Оказалось, что линии связи сильно недогружены, и это обстоятельство сразу же позволило определить главное направление развития систем связей  как направление последовательного уменьшения числа линий связей и совмещения различной информации в одних и тех же линиях. 

«Зачем, рассуждали мы,  уже имея результаты расчетов, транслировать параллельные коды, требующие большого числа проводов, если при такой загрузке мы ничуть не хуже можем транслировать коды последовательно,  поочередно передавая биты информации?  Число проводов  сократится,  надежность повысится,  а информация сохранится».  И я направил  всем предприятиям письмо, из которого следовало,  что параллельные коды  отныне запрещаются.  Большинство  предприятий спорить не стало, но некоторые все же возникли.

«Как следует из Вашего письма, – писала  одна уважаемая  ленинградская фирма, занимающаяся радиосредствами дальней навигации, – Вы предлагаете заменить параллельные коды на последовательные.  А знаете ли Вы, что при этом время передачи информации  увеличится в 36 раз?  И что  при  этом возрастут ошибки?  Мы  с  Вами  категорически не согласны,  тем более, что у нас уже готов образец новой аппаратуры, и мы ничего переделывать не будем. В крайнем случае, в следующем поколении, да и то, если Вы докажете нам целесообразность такого мероприятия.  Потому что аппаратура наша точная,  и мы не намерены  так  резко увеличивать свою погрешность из-за ваших прихотей».

Мы ответили.  Мы признали, что да, погрешность растет. Но может быть, она растет не слишком сильно?  Давайте прикинем.  Если самолет летит со скоростью в 3 Маха, то есть с утроенной звуковой скоростью,  а быстрее пока  никто не летает, то при параллельном коде за 20 микросекунд трансляции кода самолет, пролетая 1 километр в секунду, пролетит 2 сантиметра.  А если это время вырастет в 36 раз, то 72 сантиметра. А погрешность Вашей аппаратуры, хотя она и очень точная, составляет все-таки 5 километров. И нам кажется,  что на дополнительные 72 сантиметра ошибки  можно пойти.  Тем более, что погрешности не прямо складываются, а квадратируются.  И за счет этого нововведения  на самом деле Вы получите не 72 сантиметра, а только 0,05 миллиметра.  А проводов при этом  мы сократим  в 24 раза.  Может быть, Вы все же согласитесь?  Даже, несмотря на такое увеличение погрешности. Но может быть мы и не правы. Давайте вынесем этот вопрос  в Ваше Министерство,  там нас поправят. Или Вас. А?

Фирма не стала больше спорить,  и с тех пор на самолетах больше никто не применяет параллельных кодов.

Первый ГОСТ по связям под номером 18977-73 мы выпустили в 1973 году. И хотя промышленность уже работала по нашей нормали, которую мы разработали до этого – в 1968 году, все же к ГОСТу не сразу установилось лояльное отношение.  Дело в том,  что одновременно с нашим ГОСТом появилось еще два документа,  правда,  не у нас,  а в Америке: это ARINC-419 для гражданской авиации и MIL STD-1553  для военной.

Уже сам факт,  что американцы разделили гражданскую  и военную авиацию,  говорит о том, что у них это два разных ведомства, и они вовсе не собираются объединять их идеологию воедино.  А зачем,  если деньги можно получить за обе разработки? Другое дело у нас. У нас до сих пор все оплачивало государство.  Денег у нас всегда было мало и,  как говорится, сам Бог велел создать одну идеологию,  тем более  что и на гражданскую, и на военную авиацию в приборостроительной промышленности  работали одни и те же фирмы. И к тому же в части пилотажно-навигационного оборудования  аппаратура  военных и пассажирских самолетов  мало, чем отличается. А практически и вовсе не отличается,  как бы об этом ни трубили  заинтересованные военные  и  гражданские заказчики.

В материалах ARINC-419 было ясно сказано, что на борту пассажирского самолета  американцы  собираются  применить одновременно  несколько типов связей.  Одних только кодов там было шесть вариантов.  Поэтому к этому документу прилагалась специальная схема, на которой было показано, в какой конкретно линии связи  должен использоваться  какой код, чтобы, Боже упаси, не перепутать. А вычислитель должен был все эти разнообразные коды кушать  и  постараться тоже, Боже упаси, не перепутать.  А то он может посчитать градусы географической широты за градусы крена или тангажа. А что тогда?

А в стандарте MIL STD-1553  были предложены совсем замечательные решения. Видимо, здесь сыграла психология военных, когда все надо делать по команде,  ходить строем в столовую и даже в другие места.  Потому что, по мысли авторов стандарта, все потоки информации должны были гулять не сами по себе,  а под управлением  некоего центрального вычислителя,  названного контроллером и исполняющего роль главнокомандующего. Для того чтобы первая система передала во вторую свои сигналы,  она должна была получить специальную команду из контроллера  на выдачу информации,  а вторая система – команду на ее прием. При этом, даже если третья система тоже нуждалась в той же информации  и была подключена к той же линии связи,  названной  мультиплексной,  то она не должна была воспринимать никакой информации, поскольку она не получила команды.  Так сказать,  не ее дело,  начальству виднее. А для того чтобы она, эта третья система  получила ту же информацию,  что и вторая, нужно было повторить еще раз команду на прием,  но теперь уже только для третьей системы. А поскольку первая система уже закончила передачу для второй системы, то и ей надо было давать команду заново на передачу той же информации, которая перед этим была передана для второй системы. 

Но теперь уже вторая система не должна была ничего принимать,  поскольку зачем?  Она уже все приняла в предыдущем цикле. А если оказывалось, что и четвертая система нуждается все в той же информации,  то все действия нужно было начинать сначала. И это притом, что все эти системы, как и все остальные,  подключены к единой шине.  Понятно, что при таком способе трансляции информации обычных частот не хватало, и потребовались высокие частоты, с которыми начались хлопоты уже совсем иного плана, инструментального.

Но нет таких  трудностей, которые  испугали бы  людей, рвущихся к высоким академическим званиям.  И поэтому один наш  родственный институт,  презрев все технические аргументы,  перевел американский военный стандарт  и выпустил соответствующий  отечественный аналог.  Начальник этого института, доложив об этом своем достижении на собрании Академии Наук,  заодно присвоив себе заслуги  всей приборной  авиационной  промышленности,  добился-таки звания академика.  Вот  тут  уж началась  бойня,   поскольку военные поняли, что, наконец-то, они  могут  отцепиться от гражданских и проводить свою собственную  политику.  А  к нам  в связи  с  этим  стали приезжать разработчики аппаратуры.

– Дорогие наши друзья, –  говорили разработчики, усаживаясь поудобнее. –  Мы бы всей душой рады были строить аппаратуру по вашему стандарту, но нам категорически запрещено это делать.  Потому что тот, кто платит, тот и заказывает музыку.  А платят нам на этот раз военные, и музыку, то есть связи, заказывают они. И поэтому мы будем делать аппаратуру не по вашему ГОСТу,  а по ГОСТу,  который выпустил...

И они называли институт,  выпустивший аналог американского военного стандарта.

– Ну и в чем же дело? – интересовались мы, которым вся эта история  уже начинала  действовать на нервы. –  В  чем трудности-то? Делайте, раз велят.

– Да мы бы рады, – вздыхали разработчики. – Да у нас ничего не получается.  Мы не знаем даже, как приступить и с чего начать. Помогите нам!

– Не знаете,  так не делайте, – советовали мы. – Или узнайте у тех, кто вам велит делать по тому стандарту.  Или у тех, кто этот стандарт выпустил. Мы-то тут при чем?

– Да мы спрашивали, но ни те, ни другие тоже не знают. А мы не знаем, что нам делать.  А они говорят, что их задача была только выпустить стандарт,  а остальное  их  не касается. И как тут быть?

– Мы можем вам дать лишь совет:  послать всех, кто вам все это велит,  куда-нибудь еще подальше.  Потому что те, кто велит, завтра посматываются со своих мест, а вы останетесь при своем неработающем железе.  Впрочем, как хотите. Дело ваше. Нам не приказано вмешиваться в такие дела. А, кроме того,  как советовал один турецко-подданный,  надо чтить уголовный кодекс. Короче, чего вы от нас хотите?

– Ну, как же... Мы с вами раньше так хорошо работали, а вы нас оставляете в беде...

– Нет, братцы. Или так, или этак! В ваши игрушки мы не играем!

Семь лет спустя мультиплексный ГОСТ помер, так ничего и не родив, но на его место возник другой.  Дело в том, что американцы к этому времени осознали часть допущенных глупостей и выпустили модификацию стандарта – MIL STD-1553B, в который был введен режим «всем».  Теперь всем системам, подключенным к линиям связи, разрешалось одновременно получать информацию из линии, если она им была нужна. Однако это мало улучшало положение,  так как все равно управление всеми этими потоками оказалось столь сложным,  что с ним до сих пор,  а прошло уже более двадцати лет,  не справилась ни одна из фирм,  которые попались на этот крючок.  Но с упорством, достойным  лучшего применения,  мультиплекс кочует  из одного  эскизного проекта  в другой,  он все время вот-вот будет,  но ничего  на самом деле не бывает,  и когда кончится  вся эта  свистопляска, никто не знает. Уже сменились два поколения разработчиков мультиплексных ГОСТов,  первые бойцы давно уже все поувольнялись, и никто не знает, где их теперь искать. Создано шесть элементных баз,  и все они не годятся,  разработаны программы  автоматической отладки  мультиплексных связей, созданы и распались  на нескольких предприятиях специальные лаборатории,  но он все никак  не может сдвинуться  с места, этот мультиплекс,  хотя по нашим прикидкам на него уже потрачено более миллиарда рублей в старом доперестроечном исчислении.

А мы еще в 1977 году через «Литературную газету»  случайно узнали, что стандарт MIL STD-1553 и его модификации были созданы американской фирмой «Райт Паттерсон»,  у которой кроме разработки стандартов  было еще  одно  хобби: она занима-лась сбором информации и дезинформацией в области авиации.

Но техника есть техника, постепенно все встает на свои места.  Мультиплексаторы как-то скисли,  меньше проявляют активности,  хотя и не сдаются.  По нашему ГОСТу работать оказалось легко,  решения в нем простые,  и мы  оказывали промышленности все необходимые консультации. Тем не менее, нам все время тыкали американскими стандартами: ну почему у них не так, вы что, умнее американцев?!

Тогда в 1977 году  мы с Германом С.,  в те времена ведущим по связям, решились на отчаянный шаг. Мы решили каким-нибудь способом передать наш ГОСТ американской компании ARINC с тем, чтобы они выпустили взамен ARINC-419 что-нибудь другое, более для нас приемлемое.  Тогда,  решили мы,  нам будут тыкать наши же решения,  а мы будем с ними соглашаться.  Случай вскоре представился.  В  те  времена ежегодно собиралась Советско-французская группа по бортовому оборудованию, один раз в Москве и один раз в Париже. Летом 1977 года она должна была собираться в Москве, и мы договорились с руководством института  и  Министерства  о том,  что дарим американцам через французов  наш ГОСТ  по связям и мою книгу на эту тему, которая только что вышла.

Во время моего доклада по связям, на который были приглашены и представители самолетных фирм,  кто-то из французов спросил:

  – Так вы что,  стремитесь приблизиться к нормам ARINC-419?

И мой блестящий и нахальный ответ:

– Нет! Мы считаем, что ARINC-419 в этом вопросе безна-дежно устарел, у нас своя политика связей, мы ее представляем в ваше распоряжение и просим вас довести ее до сведения корпорации ARINC,  в которую мы,  к  сожалению,  не входим.

Французы были шокированы,  но пообещали  передать наши документы в корпорацию ARINC. И в декабре 1977 года вышла в свет первая редакция нового документа ARINC-429,  в котором все наши решения были отражены. К сожалению, американцы взяли за основу не ту частоту,  на которой мы базировались, как на основную – 50 кбит/с,  а две боковые  из нашего же ГОСТа – 12,5 и 100 кбит/с.  Но это были уже мелочи. А окончательную редакцию ARINC-429 американцы выпустили только в 1979 году,  когда мы свой ГОСТ уже перевыпустили вторично,  так как ГОСТ 18977-73  честно отслужил отпущенный ему срок и полностью себя оправдал. Новый ГОСТ 18977-79 мы сделали бессрочным,  практически ничего в нем не изменив по сравнению с ГОСТом 73-го года. Так он и живет до сих пор,  и на его основе разработаны тысячи изделий,  создана массовая элементная база, и по нему изготовлена  в части связей вся аппаратура,  устанавливаемая  на все типы  самолетов и вертолетов,  и не только на них. И уже давно нет никакой возможности следить за всеми разработками, в которых реализована наша идеология связей.  Да и нужды в этом практически нет, так как все это работает, потому что в основу идеологии заложены  простые технические решения, не требующие ни отладки,  ни так называемого обслуживания.

А поскольку за все эти годы мы внедрили последовательно четыре поколения связей,  а всего их пять,  то  теперь пора уже внедрять и пятое поколение. Это поколение мы называем магистральным, потому что все виды систем, работающие на борту,  будут сопрягаться друг с другом через малое число линий связи, которые мы назвали магистральными.

Этих магистралей будет столько,  сколько имеется зарезервированных источников информации. И никаких контроллеров.

У американцев пока еще нет такой структуры,  нет и необходимых технических решений. И мы раздумываем, не передать ли нам  снова своей рукой американцам  эти  решения, потому что внедрение снова упирается все в тот же вопрос:

– Нет, объясните нам, почему  у  американцев  нет подобных решений?  Что, по вашему, американцы дураки,  а вы умнее их?

Ну, что мы можем ответить на такой вопрос?

 

12. Трансформаторами не стрелять

Как-то так получилось, что разработчики аппаратуры для авиационных ракет,  подвешиваемых  к самолетам,  остались без стандарта на электропитание. Не то чтобы такого стандарта вообще не было,  но все характеристики электропитания - его качество, отклонение от номинала и т.п. написаны так,  как будто ракета летит сама по себе.  А на самом деле,  прежде чем ракете лететь самой по себе,  она висит под самолетом,  и все ее системы питаются от самолета.  А значит, вся аппаратура в это время, то есть все время полета «туда»  питается в соответствии с качеством самолетного электропитания,  для которого ГОСТ существует.  Этот ГОСТ-19705  разработан  одним нашим  ведущим  сотрудником Александром Ивановичем С.  Но,  когда он разрабатывал свой ГОСТ,  ему строго-настрого было приказано  распространить его действие только на самолеты и вертолеты. Но ни в коем случае не на ракеты. Потому что ракеты  – это другое ведомство. И пусть их сами.

Пользуясь тем, что на них ГОСТ Александра Ивановича не распространяется,  ракетчики постарались  выговорить себе поблажки, потому что выполнить все, что в своем ГОСТе насочинял Александр Иванович, не просто.  Там и широкие отклонения от номиналов, которые, увы, на самолетах бывают, там и перерывы питания,  которые тоже бывают  и тоже, увы.

Но нигде нет прямого указания на то,  что все это воздействует на аппаратуру ракет, поскольку ракеты – это другое ведомство, хотя и висят под самолетами. На этой почве возникали  разнообразные претензии,  но они то затухали, то вновь возникали,  а храбреца,  который рассмотрел бы  все эти промежуточные вопросы, чтобы и волки были сыты, и овцы целы, не нашлось. А поэтому электропитание на самолетах развивалось само по себе, а на ракетах,  которые подвешивались к этим самолетам, само по себе.

И вот  среди нагромождения различных нерешенных вопросов всплыл один совсем маленький,  связанный с электропитанием датчиков углов поворота, так называемых  СКТ – синусно-косинусных трансформаторов,  этаких небольших электрических микромашинок. Именно тогда, когда эти СКТ стали массово появляться на самолетах, было принято решение ликвидировать на самолетах сеть 36 Вольт 400 Герц, от которой СКТ питались. Это было сделано потому, что самолетная сеть такого номинала  слишком дорого стоит и много весит. 

А поскольку микромашины обязательно принадлежат какой-нибудь аппаратуре,  то пусть эта аппаратура  и обеспечивает их питанием. Так однажды решил Александр Иванович, опираясь на зарубежный опыт.  И надо сказать, что он был прав, потому что сеть в 36 Вольт на самолете  действительно обходится дороже: надо иметь запасы мощности, строить защиты, много чего еще надо. А поэтому сеть ликвидировали.

Но когда сеть 36 Вольт  оказалась ликвидированной, то сразу же встал вопрос – как же быть?  Все,  что стояло на самолете,  постепенно привели в порядок, как-то обошлись. А ракеты как были, так и остались,  а им тоже нужно иметь питание 36 Вольт 400 Герц.  И,  следовательно, надо где-то ставить трансформатор,  преобразующий бортовое самолетное электропитание 115 Вольт в 36. А где его ставить? Самолету он не нужен. А ракете, хотя он и нужен, но что же это,  с каждой ракетой будет дополнительно улетать по трансформатору, не дорого ли?  Все-таки самолет собьют или не собьют – бабка надвое гадала.  А тут,  что ни выстрел,  то трансформатор. Жалко.

В таких ситуациях  каждый старается  отодвинуть стенку от себя подальше:  меньше ставить у себя, значит,  меньше возни. Это главное соображение, под которое каждый разработчик старается подвести научную базу. И каждый ссылается на свою нормативную документацию,  согласно которой  у ракеты  не должно быть сети 115 Вольт,  а на самолете  не должно быть сети 36 Вольт.  И все правы.  Не достает лишь одного, чтобы ракеты могли питаться от самолета, пока они еще прицеплены к нему. И черт его знает, как тут быть.

Эту могучую проблему разрешил-таки Главный конструктор ракеты.  На одном из совещаний он встал  и грозно сказал:

«Трансформаторами я не стреляю!», после чего сразу же уехал.  А поскольку военные самолет без ракет не принимали, пришлось самолетчикам, скрепя сердце, поставить трансформатор у себя. Это, конечно, грамотнее, чем наоборот.

А что касается нормативной документации,  то все осталось по-прежнему. Выход из положения, наверное, появится тогда, ко-гда на всей Земле воцарится мир, и ракеты исчезнут вместе с самолетами, доставляющими их к целям. А тогда  не надо будет ло-мать голову  над проблемой – стрелять трансформаторами или нет.

 

13. Конструкторские заботы

Не приходилось ли Вам, дорогой читатель,  этак случайно, проходя мимо,  заглянуть в закабинный отсек самолета истребителя МиГ-23? Нет? Много потеряли, ибо это о-о-чень поучительное зрелище. Чего там только нет! Как только там аппаратура не установлена!  Каких только кронштейнов, полочек и кронштейников, на которых закреплены блоки, блочки и отдельные радиодетали, там не встретишь!  Чтобы достать во-он тот блок, надо разобрать полсамолета, а потом, заменив этот блок или оставив его там же, если зря грешили на него, снова собрать весь самолет.  Не очень удобно, конечно, зато полезно. Натренированные техники делают это с закрытыми глазами.

На истребителях вообще много чудес,  особенно на микояновских.  Все-таки и суховцы, и яковлевцы лучше  понимают, что в каждом деле  нужны  узкие специалисты. Они стараются  привлечь их  для решения своих проблем. Микояновцы же – универсалы,  они все знают сами,  и поэтому интересных решений у них встретишь больше, чем у кого-либо. Вот и закабинный отсек. Его, вероятно,  создавали методом  последовательного  наслоения, путем наращивания аппаратуры друг на друга.  Что ни кронштейн, то новая конструкторская находка.

К сожалению,  длительное время  конструкторская  мысль слабо поддавалась стандартизации. Но вот появился зарубежный стандарт, а точнее руководящий материал ARINC-400, в котором  для гражданских самолетов были даны рекомендации для выполнения блоков электронной аппаратуры.  Чтобы несколько уменьшить бедлам в этом вопросе, который американцы успели развести у себя дома ничуть не хуже,  чем  русские, американцы для пассажирской авиации (военным законы остались не писаны) предложили ряд размеров для плат, устанавливаемых внутрь электронных блоков: длина платы могла теперь составлять  497, 420, 319 или 250 мм;  высота – 192  или  88 мм.  А ширина блоков, в которые входили  эти платы, могла быть разнообразной – 22,5;  57;  90;  124 и т.д. миллиметров  в зависимости  от вкуса разработчика  и его технических возможностей. Но не более 30 килограммов. Потому что иногда эти блоки на самолете  надо  менять,  а кто же добровольно  станет поднимать больше!  И  началась великая эра наведения порядка  в конструкции  электронных блоков.

Но все эти законы не распространялись на военные самолеты, о чем военные авиаторы вспомнили очень быстро.  Начались всякие рассуждения о том,  что вот, мол, у военных самолетов особые условия, а поэтому никакие стандарты нам не нужны.  Отцы-деды жили безо всяких стандартов, и ничего, обходились. А тут, спасибо, пришли нас учить.  Не надо!

Но и на гражданских самолетах не все было хорошо.  То, что оказалось много размеров блоков в горизонтальном направлении, - это было понятно. Блоки надо устанавливать на этажерке или в стеллаже,  и хотя блоки разные, это никому не мешает, ставить можно.  Но зачем нужны два размера  по высоте и четыре по глубине?! Это понять было невозможно. Но стандарт есть стандарт,  все-таки это ограничительный перечень. А ведь есть еще ТЗ – техническое задание на каждую систему.  И все эти ТЗ  по указу Министерства и по полюбовной договоренности с некоторыми самолетчиками стали проходить через нас.

 

Тут и появилась крамольная мысль: давайте-ка, ребята,  мы в каждом таком ТЗ будем указывать один конкретный размер  для вертикального габарита и один для продольного. Глядишь, постепенно порядок и наведем. А тогда можно будет делать общие этажерки  для всей  электронной аппаратуры.  А в закабинные отсеки ставить контейнеры  с аппаратурой.  Понадобится снять блок – ради Бога.  Выдергивай его прямо из стеллажа. Хорошо и удобно.

И тогда я подкараулил представителя одного из военных институтов, курирующего навигационное оборудование, Рэма Абрамовича М. Это был очень славный подполковник,  хорошо знающий  и любящий свое дело.  А РЭМом его звали потому,  что так его назвали родители в честь Радиофикации, Электрификации и Механизации всей страны, с чем он сам был полностью согласен.

– Дорогой Рэм Абрамович! – сказал я ему. – Ты же видишь, какой бедлам творится в наших конструктивах. А все потому, что мы с тобой  не одарили конструкторов своим вниманием. Давай попробуем навести порядок,  как ты на это смотришь?

– Хорошо бы, – вздохнул Рэм Абрамович. – А  как это сделать?

Я изложил ему свой коварный план. Рэм подумал и согласился. Он и сам давно помышлял о том же.

– А какие размеры оставим? – спросил он.

Мои научные соображения заключались в том, чтобы оставить один большой размер по вертикали, а малый отбросить, так как иначе блоки будут слишком длинные. По горизонтали надо оставить весь ряд, это никому не мешает. А по глубине – давай подумаем. И мы уселись за стол думать.

Развели руками на 497 мм.  Показалось, что блоки будут слишком длинны.  Нет, такой размер надо отбросить.  Свели руки на 250 мм. Нет, это тоже не годится, мал размер. Осталось два размера – 420 и 319 мм. Тут я вспомнил про миниатюризацию аппаратуры, которая только что началась,  но уже приобрела характер  политической кампании.  Но это же значит, что большой размер скоро станет велик! Значит надо оставлять 319 мм.  Свели руки  на 319 мм.  Показалось, что этот размер подходящий. На том и порешили.  И с этого момента все наши ведущие инженеры, получив такую инструкцию,  стали вводить во все ТЗ этот размер.  И дело пошло. 

Сегодня уже никто и не мыслит по другому. А несколько лет спустя корпорация ARINC  пересмотрела свои рекомендации и тоже установила у себя единые размеры и по глубине,  и по высоте, те же, что и мы. И теперь никто не верит,  что мы это сделали раньше.

А что касается военных,  то им и сегодня  закон не писан. Но их об этом никто и не спрашивает. Просто все фирмы делают свою аппаратуру одинаково и для пассажирских, и для военных самолетов. А военные делают вид, что ни о чем не догадываются.

 

14. Основная задача при доводке комплексов

Однажды меня вызвал к себе  начальник  нашего  Филиала Виталий Николаевич.

– Акимыч, – сказал он, – ты знаешь,  что в системе «Сумма» есть высотный отказ?

Я, конечно, знал. Система «Сумма» – это пилотажно-навигационный комплекс,  установленный  на одном из самолетов. Высотный отказ аппаратуры проявлялся весьма оригинально. Все проверки, произведенные на земле перед полетом, показывали,  что аппаратура  полностью исправна.  Самолет взлетал. До высоты 1500 метров все работало хорошо. Но на высоте 1500 метров что-то происходило,  и  весь  комплекс прекращал работу.  Тогда самолет снижался.  На высоте 900 метров все включалось,  и самолет садился с полностью исправным оборудованием.  Послеполетные проверки  не давали ничего.

– Уже проведено 23 полета, и все зря, – продолжал Виталий Николаевич. – Сегодня я своей властью останавливаю это безобразие.  Полетов больше не будет до тех пор, пока ты, отвечающий за бортовые вычислители в нашем институте, не найдешь, в чем дело. Даю тебе сроку две недели и 500 рублей премии для тех, кто найдет неисправность.  Бери, кого считаешь нужным,  делай,  что хочешь,  но чтобы через две недели комплекс был в порядке. Понял?

Понял, конечно,  чего уж тут не понять.  Только не понял, что мне делать.  Ему хорошо – дал команду, и все заботы.  А сам-то уже два десятка совещаний  провел на  эту тему, и все без толку. А теперь давай, решай за две недели. Что решай, как решай? Однако что-то делать надо.

Проклиная всех начальников,  разработчиков  и высотный отказ, я пригласил к себе тепловиков:

– Давайте,  приходите и записи свои приносите, небось, это ваши температуры скачут!

Тепловики явились  и  показали записи.  Нет, не скачут температуры.

– Ладно, мужики, – сказал я. – Похоже, что вы тут ни при чем. Однако сидите на своих местах и не вздумайте сбежать в командировку. Потому что вдруг это все-таки вы!

То же самое пришлось сказать и вибрационщикам, и электрикам.  Никто из них, похоже, не виноват. Но ведь кто-то же виноват! Кто? Придется сходить на самолет.

На самолете два техника - симпатичные мальчики  Гена и Коля с чем-то возились.

– Здравствуйте, молодцы! – поздоровался я. –  Как полеты?

– Нету полетов! – буркнули  Гена и Коля. – Остановились полеты.

– Что же это? – удивился я. – У вас все так хорошо шло!

– Хорошо,  да не очень, –  вздохнули техники. –  Отказ у нас в аппаратуре. Высотный.

– Ай-ай-ай! – посочувствовал  я. – А  что это за прибор  такой кругленький?

– Нешто не знаете,  это высотомер,  он входит в состав СВС – системы воздушных сигналов. Высоту показывает.

– Хороший прибор, – похвалил я. – Без него  летчику труба. Ну и что, исправен? Когда проверяли?

– Исправен, конечно. Проверяли недавно, в прошлом году в соответствии с регламентом. У него, правда, один потенциометр оборван, но это пустяки, это ни на что не влияет.

– Какой потенциометр? – насторожился я. – Не тот ли это потенциометр, сигнал от которого идет в бортовой вычислитель?

– Он самый, – подтвердили Гена и Коля. – Ну и что?

– Как что? – на этот раз мое изумление было неподдельным. – У вас высотный отказ, связанный с вычислителем,  вы об этом знаете, высотомер неисправен, а вы и в ус не дуете! У вас что, нет других высотомеров, исправных?

– Ну, как же! –  воскликнули  Гена и Коля. –  У нас все есть. Вот они лежат на полке, целых три штуки, и все исправны.

– Ага! – догадался я. – Заменить, наверное, прибор трудно, нужно много времени, нужны приспособления, вам вдвоем это сделать не по силам?

– Еще чего, – обиделись Гена и Коля. – Для нас это сущие пустяки, за 20 минут сменим, если надо.

– Надо, мальчики, надо, – заверил их я. – Давайте-ка,  я номерок прибора запишу.  Сейчас обед.  Бог с вами,  идите кушать. Но если завтра к утру  этот прибор не будет заменен на исправный,  то все 23 полета,  которые мы загубили по вашей милости, я спишу на вас. По 11,5 полетов на каждого. Я доступно объясняюсь?

– Доступно, – пожали плечами молодцы. – И нечего тут шуметь.  Давно бы сказали,  давно бы и заменили  высотомер. Экое дело!

– Хорошо, ребята, – согласился я. – Утречком поглядим. А чего это у вас вон тот кабель болтается, как бельевая веревка на ветру? У вас, наверное, нет ленты–запонки?

– Есть, – заверили ребята. – Вон в углу лежит рулон ленты и коробка с запонками стоит. Так что, кабель прибортовать, что ли?

– Сделайте одолжение, прибортуйте. Это, конечно, не  высотный отказ,  но все же, зачем ему, бедняге, болтаться?

А я пока пошел дальше.

Наутро выяснилось, что высотомер заменен и кабель прибортован. Однако надо было посмотреть и другие звенья.  И я пошел к вычислительщикам.

– Здорово, Акимыч! –  встретили меня  вычислительщики. – Что это ты повадился к нам?

– Как живете, друзья? – поинтересовался я. – У вас, говорят, все еще высотный отказ не устранен, правда?

– Правда, –  подтвердили друзья. –  Вот сидим  и думаем, заменять ли арифметическое устройство в машине или нет. С одной стороны,  вроде бы с ним все в порядке.  С  другой, помнится,  на испытаниях в барокамере что-то там барахлило. А вот исправили или нет, мы не помним.

– Замените,  замените, –  развеял я их сомнения. –  Ведь есть же у вас комплект, который не барахлил в барокамере? Чего мучиться?

– Есть, – успокоили меня вычислительщики. – Но надо сначала доказать, что это надо делать.

– Это еще зачем?

– Как зачем, а вдруг это устройство ни при чем,  а  мы будем его менять?

– А как это можно доказать?

– Полетать бы надо, –  сказали вычислительщики. – Попробовать то, се. А там посмотрим.

– Спасибо,  дорогие, – поблагодарил я. – Полетов пока не будет.  Так что  ваш научный метод отпадает.  Замените-ка свое  АУ – арифметическое устройство на другое, а там будет видно,  оно виновато или что еще.  У вас есть  к нему контрольная аппаратура?

– Есть, вот она стоит.

– Вот и хорошо.  Ставьте это АУ в барокамеру, полетаем с ним в барокамере. С понедельника приступим. А пока оборудуйтесь.

И я пошел дальше.

Вот в таких душеспасительных беседах мною было обнаружено 10 (десять) известных неисправностей.  Каждая служба про них знала,  но помалкивала,  надеясь,  что именно она тут ни при чем.  А после того, как всем службам стало ясно,  что от устранения этих неисправностей отвертеться не удастся, они занялись ими. Все десять неисправностей были устранены в два дня, в назначенный срок полеты были возобновлены, и никаких высотных отказов больше не было.  А я полез  в барокамеру, так как был старшим, и отвечать ни за кого не хотелось.

В барокамеру я захватил палочку, отломанную от веника, стоящего в углу помещения,  и расческу.  Расческа  у меня всегда была при себе,  ибо тогда было,  что  причесывать. Теперь ее у меня нет. А тогда была.

Я попросил,  чтобы меня подняли до высоты 1600 метров. Арифметическое устройство отказало.  Потом меня  опустили  до высоты 1200 метров,  то есть в среднюю точку между отказом и восстановлением. Так сделали несколько раз. Приложив  палочку к блоку,  я постукивал по ней расческой  и выстучал сначала блок,  потом плату,  а затем  и элемент, ткнул в него пальцем и ушел. Элемент сняли, а потом выяснили, что от перепада давлений в нем хлопала крышечка корпуса и чего-то там замыкала. Редчайший случай! Таким образом, виноватым оказалось АУ – арифметическое устройство вычислителя.  А остальные девять неисправностей  были  не виноваты в этом высотном отказе, в том числе и высотомер.

Но возникает вопрос, а почему самолет вообще отпускается в полет с неисправностями,  про которые соответствующие службы знают? Почему они не спешат их устранить?  Что за халатность?

Таким образом, весь мой подвиг заключался в том, что я заставил все службы  выполнить то,  что они  обязаны были сделать и без меня. В этом и заключается,  как я полагаю, одна из главных задач  доводки комплексов – чтобы  каждый тщательно выполнял свои обязанности.

В положенный срок я явился с докладом  к Виталию Николаевичу.

– Ну что? – спросил он. – Исправил положение?

– Исправил, – доложил я. – Как там насчет обещанной премии в 500 рублей?

– Ну, как же! – сказал Виталий Николаевич. – Раз обещал, – будет премия. А кто нашел неисправность, кто с тобой работал?

– Да никто, я один. – ответил я.

– Тебе не премии давать надо,  а квартальную снять  за то,  что не следишь  за своими вычислительщиками.  Да уж, Бог с тобой. Раз обещал премию, получи. Вот тебе сто рублей, хватит с тебя. Иди!

И я ушел.

 

15. Отказ и достоверность

Проблема контроля работоспособности бортового оборудования возникла одновременно с появлением самого бортового оборудования на самолетах. Это и понятно.  Кому охота отправляться в полет, не зная,  все ли у него на борту в порядке? Поэтому всегда перед полетом экипаж пробует двигатели в разных режимах и шевелит рулями.  Шевеление рулями имеет, в частности,  целью убедиться в том,  что наземный персонал не позабыл снять фиксирующие струбцины  с рулей,  а то ведь можно уйти в полет  с зажатыми рулевыми поверхностями, такие случаи тоже бывали.

Конечно,  в первую очередь экипаж смотрит на приборы, – все ли стрелки шевелятся,  и  моргает ли сигнализация, как надо. Но по этому признаку далеко не все можно проверить. Как вы, например, сидя на земле,  можете убедиться в том, что счисление скорости в полете  у вас пойдет нормально? Пока вы  находитесь на стоянке, у  вас   никакой скорости  нет  и полета тоже нет. А убедиться, тем не менее,  надо.

И тогда придумали регламенты.

Что такое регламентные работы? Это вот что. 

Один раз  за 200 или за 600 летных часов  механики снимают с борта аппаратуру, несут в соответствующую лабораторию и проверяют там работоспособность того, что они сняли,  с  помощью  КПА – контрольно-поверочной  аппаратуры.  Это и не удобно  и не хорошо. Во-первых, не малые тяжести надо таскать туда–сюда. Тем более обидно, когда вы принесли  в  лабораторию прибор,  который с таким трудом  сняли с самолета, а ваши труды оказались напрасными,  потому что прибор, паршивец, работает, как ни в чем не бывало. Спрашивается, зачем снимали?

 

Во-вторых, от того, что приборы таскают  взад и  вперед,   они лучше  не становятся,  а  прямо скажем, становятся хуже.  Недаром  один  аэродромный старшина завещал: «Не трогай технику, тогда она не подведет!».

А в-третьих,  когда вы исправное устройство вновь водворяете на свое место,  то именно в этот момент вы его  и ломаете, не обратив должного внимания на разъемы.  Где гарантия,  что после вашей проверки и стыковки прибор будет работать?  Нет такой гарантии,  а  есть  вера или вероятность  (происходит, между прочим,  от слова «вера»),  что авось пронесет. А уверенности все равно нет.

И поэтому возникла замечательная идея, что контролировать аппаратуру надо непосредственно на борту,  не снимая ее с самолета.  И это правильно, она целее будет. И началось всемирное изобретательство бортовых систем контроля.

По прошествии некоторого времени оказалось,  что  и  в нашем ведомстве, и в соседних вопросами контроля занимаются все, кому не лень. И только самой идеологией контроля не занимался никто, и это, как всегда, породило необыкновенную сумятицу в этом деле.

Каких только систем контроля ни предлагалось!  Вот выкатывают самолет из ангара, и к нему подъезжает специальный фургон, набитый контрольной аппаратурой. Фургон быстро-быстро  подключается к самолету  и за какой-нибудь час определяет,  что в бортовой аппаратуре все в порядке или, наоборот, в порядке, но не все.  Идея была всем хороша, и такой фургон  в единственном экземпляре  даже был сделан. У него было только два недостатка. Во-первых, выяснилось, что сам фургон оказался сложнее и дороже самолета,  который он проверяет, и поэтому встал вопрос,  что должна выпускать промышленность – самолеты или фургоны?  А во-вторых, простой арифметический расчет показал,  что фургонов надо много,  а времени на предполетный контроль  бортовой аппаратуры самолетов  еще больше.

Представьте себе,  что вам нужно по команде  поднять в воздух одновременно  двадцать-тридцать  истребителей  для отражения воздушного нападения.  Ну и что? Ничего особенного. Вы выкатываете сначала самолеты,  потом фургоны,  и через пару суток  у вас все готово.  А противник пока что может и подождать.  Конечно, догадаться до всего этого до того, как было принято решение делать фургоны, было невозможно.  Но после того,  как фургон был сделан,  все  это стало очевидным, и к фургонам больше не возвращались.

Тогда возникла идея БАСКов и НАСКов. БАСК – это бортовая автоматическая система контроля,  а  НАСК – наземная.

Фактически это тот же фургон,  но разделенный на две части. Одна – БАСК летает на самолете и контролирует аппаратуру прямо в полете. А вторая – НАСК находится на земле и ждет, пока самолет прилетит. А когда прилетел, то, что должен делать НАСК?  Или наоборот,  пока самолет еще никуда не улетел,  то должен ли НАСК вообще чего-то делать с самолетом или он тут ни при чем?  Это была загадка, которая полностью не отгадана  и до настоящего времени.  А  тогда меня и еще несколько ведущих пригласил к себе заместитель директора Виталий Николаевич.

– Уважаемые, –  сказал он. –  Завтра состоится  большое совещание в Министерстве по вопросам НАСКов,  чем они будут заниматься и как они должны быть устроены. От решения этого совещания  будет зависеть  судьба НАСКов в авиации. Кто из вас может сказать что-нибудь по этому поводу? Кого мне брать с собой? Иванов, что ты скажешь?

Иванов сказал, что НАСКи это очень важная вещь, потому  что как же без них?

– Петров, а что ты скажешь?

Петров подтвердил, что да, без НАСКов пропадет авиация  ни за понюшку табаку.

– А что скажет Акимыч,  а то он обычно такой разговорчивый, а тут молчит? Говори!

Я сказал, что, по-моему, НАСКи – это от лукавого,  и они вообще не нужны, так же как и фургоны. Про фургоны я тебе уже говорил,  но ты тогда меня не захотел слушать.  Ну  и что, где они? То же будет и с НАСКами.

– Ага, – сказал Виталий Николаевич. – Значит,  ты против НАСКов? Тогда вот что. Иванов и Петров, вы едете со мной. А ты,  Владимир Акимович, оставайся,  нечего тебе там делать.

И с тех пор проблема НАСКов занимает умы разработчиков и эксплуатационщиков. В связи с их появлением на свет возникла масса новых задач, – каковы должны быть контролируемые параметры,  где должны размещаться сами НАСКи и т. п.

Но главная задача, чем НАСКи вообще должны заниматься, не решена до сих пор. Потому что, если деньги общие, государственные, как это было при социализме,  то никакие НАСКи не нужны,  а вышедшую из строя аппаратуру надо отправлять на заводы-изготовители, пусть они и  ковыряются, тем более, что тогда будет налажена обратная связь,  и  заводы будут знать, где они нагрешили.  А если деньги отдельные, аэрофлотовские,  например, или частнокомпанейские,  тогда НАСКи – это инструмент,  вроде тестера,  для  определения неисправностей аппаратуры. Тогда НАСК должен стоять прямо на аэродроме,  и к нему  надо приделать завод или хотя бы мастерскую по ремонту аппаратуры,  а это опять же деньги.

А с другой стороны,  завод-изготовитель дает гарантию  на свои изделия,  а кто даст гарантию,  что после ремонта на аэродроме эти изделия вообще  будут  работать?  Положение еще более усложнилось после того,  как Аэрофлот  распался на 300 частных компаний. Тут про НАСКи стали вообще забывать, потому что ни одной компании он не оказался по карману. Но на заводы никто вышедшую из строя аппаратуру возвращать не собирается.  Просто все  помаленьку  добивают то, что им удалось утащить у государства.

А мы для себя решили,  что нам ни БАСКи,  ни НАСКи  не нужны. Не потому, что мы отдельная компания, а потому что мы  все еще по привычке  стоим на страже  государственных интересов  и ищем пути,  как сделать лучше для всех, а не только для себя. И наилучшим решением оказался встроенный контроль, который обходится без БАСКов и без НАСКов.   Сущность встроенного контроля бортовой аппаратуры заключается в том,  что она должна контролировать себя сама, практически не обращаясь за помощью ни к кому.  Я  говорю «практически», потому что все-таки не все могут контролировать себя сами, но тогда для контроля привлекаются последующие звенья,  которые анализируют получаемую информацию и делают из анализа выводы. Для обеспечения самоконтроля каждая система должна наряду  с выполнением основной задачи решать еще и контрольную, с известным ответом. Правильный получен ответ – система работоспособна, и не нужно ничего снимать с самолета.  Неправильный – значит, система отказала,  что должно немедленно сообщаться всем заинтересованным лицам, а главное  – фиксироваться, чтобы на земле после полета  это  отказавшее устройство можно было бы заменить. 

Достаточно долгое время  во всех  технических заданиях  бортовой аппаратуре предписывалось формировать сигнал отказа при выходе ее из строя. Поскольку до этого никто вообще не думал о том, что аппаратура может сама себя контролировать,  а тут на базе встроенных в аппаратуру вычислительных машин объявился прогресс, то несколько  лет это сходило, и никто по  этому поводу не возникал. Однако через некоторое время стали всплывать так называемые ложные отказы, когда аппаратура исправна, но либо она сама, либо ее сосед сообщают,  что она вышла из строя.  Ее снимают с борта, проверяют,  а она, родимая, цела.  Зря снимали.  И тут мы вспомнили одну историю.

Как нам стало известно  из достоверных  источников  – сказок дядюшки Римуса, братцы Волк и Лис договорились извести братца Кролика.  Волк пошел домой изображать покойника, а братец Лис подкараулил братца Кролика.

– Слышал ли ты новость? –  спросил братца Кролика братец Лис. – Такая беда приключилась! Ведь братец Волк умер. И мы все, добрые соседи, ходили его проведать.  И ты должен сходить.  Мало ли что у вас там было раньше между собой! Старое вспоминать – себе же настроение портить. Надо братца Волка проведать, а то, что соседи скажут?

Братец Кролик решил, что и, правда, надо, пожалуй, сходить проведать покойника. Но на всякий случай, он не стал заходить в дом Волка, а остановился в дверях.  Видит, и в самом деле братец Волк  лежит на кровати  и не шевелится. Помер, да и только. Тогда братец Кролик сказал:

– Покойник  должен быть  вежливым.  Когда его приходят проведать, а он не может даже поздороваться, то он должен поднять левую ногу и сказать «Угу»!

Братец Волк, конечно, оказался вежливым покойником. Он тотчас же поднял левую ногу  и сказал  «Угу!».  И  братец Кролик удрал, потому что знал, что не может покойник поднять левую ногу и сказать «Угу»,  даже если он очень вежливый.

Вот на этом основании все сигналы «отказ» были заменены сигналами «достоверность», то есть сигналами, подтверждающими работоспособность аппаратуры, поскольку покойник не может сообщить о том,  что он умер,  а живой  может сообщить, что он жив и здоров.  С тех пора так и пошло.  Идея оказалась правильной, и хотя вся система встроенного контроля рождалась в муках, сегодня ни у кого уже нет сомнения, что это и есть столбовая дорога развития контроля.

Из этого вытекает и еще один вывод. Один умный человек считал,  что каждый начальник  и тем более выбранное лицо должны быть сменяемы в любое время, если они плохо справляются со своими обязанностями.  Но это было только пожелание, потому что не было предусмотрено никакого реального механизма для реализации этого пожелания. Ну, какой начальник  побежит организовывать  свое отстранение?  Таких нет, а больше некому. Вот и сидят.

Нужно сделать иначе.  Нужно,  чтобы,  как и в бортовом оборудовании,  регулярно вырабатывались данные об исправности должностного лица  в виде  справки,  подтверждающей его работоспособность. Эту справку лицо должно поставлять регулярно раз в год или даже в полгода, а не в конце своего срока в пять лет  или вообще  в конце жизни.  Справка выдается теми,  кого он обязан обслуживать  по роду своей деятельности.  Депутат получает такую справку от собрания избирателей, которые его избирали,  а директор, начальник цеха или лаборатории от коллектива, которым он руководит. 

Непредъявление справки означает, что данное лицо вышло из строя, подлежит немедленному переводу в и.о. (исполняющий обязанности) с заменой в ближайшее время.  Вот теперь механизм есть,  и все эти «лица» будут бегать и организовывать свою проверку на работоспособность.

Английский физик Рэлей правильно рекомендовал шире использовать метод подобия.  В сложных комплексах хоть технических,  хоть и не технических много общего,  что  может пригодиться в жизни.



* Продолжение: Часть 4 (Главы 16-21)

В тексте сохранены авторская орфография и пунктуация.


Главная    Литература     Приключения инженера (часть 3)