В апреле 1961 года в космос полетел Гагарин. Самое непосредственное отношение к полету Гагарина имел Ленинградский политехнический институт (ЛПИ) им. М. И. Калинина (ныне С. Петербургский политехнический университет Петра Великого — СПбПУ Петра Великого ) и кафедра «Информационные и управляющие системы» (ныне Высшая школа программной инженерии), где проводились важные работы по информационному обеспечению полета Гагарина. Не менее, а может быть и более важное место в работах кафедры и созданного при ней ОКБ ЛПИ занимали проблемы обороноспособности страны. Заведовал кафедрой в то время Тарас Николаевич Соколов. Важность работ, проводимых в ЛПИ, подтверждается, в частности, текстом выступления Главнокомандующего РВСН (ракетные войска стратегического назначения) генерал-полковника И. Д. Сергеева 9 февраля 1994 г. на конференции «История строительства и развития Ракетных войск стратегического назначения»:
«В этот технический прорыв, определивший дальнейшее развитие Ракетных войск стратегического назначения, внесли неоценимый вклад конструкторские бюро, возглавляемые Владимиром Николаевичем Челомеем, Михаилом Кузьмичем Янгелем, Сергеем Павловичем Королевым, Николаем Алексеевичем Пилюгиным, Тарасом Николаевичем Соколовым.»
Профессор ЛПИ Т. Н. Соколов почетно входит в блистательный список из четырех академиков – Генеральных конструкторов межконтинентальных ракет (Челомей, Янгель, Королев) и Генерального конструктора бортовых систем управления (Пилюгин), а коллектив ОКБ ЛПИ стоит рядом с коллективами прославленных КБ и НИИ.
Роль Т. Н. Соколова в проводимых в ЛПИ работах подтверждается и следующим текстом из «Хроники основных событий истории РВСН», написанной под общей редакцией Главнокомандующего РВСН генерал-полковника И. Д. Сергеева в 1994 г.:
«СОКОЛОВ Тарас Николаевич (17.04.1911 – 15.09.1979). Главный конструктор НПО «Импульс». Доктор технических наук (1951). Профессор (1953). Герой Социалистического Труда (1970). Лауреат Ленинской премии (1959) и двух Государственных премий (1949, 1977).
Один из основных создателей систем управления. Внес значительный вклад в работы в области исследования космического пространства, запуск первого ИСЗ и первого полета человека в космос. Является родоначальником автоматизации процессов управления войсками и стратегическим оружием в РВСН. Под его руководством и с его непосредственным участием созданы и внедрены в войска высоконадежные АСУ и системы дистанционного управления оружием. Разработанные им технические решения и сегодня являются базовыми в части создания перспективных АСУ РВСН и СЯС в целом».
(Здесь: ИСЗ – искусственный спутник Земли, АСУ – автоматизированная система управления, СЯС – стратегические ядерные силы.)
Рассказать про кафедру «Информационные и управляющие системы» (ИУС) достаточно сложно. Сложно потому, что это легендарная кафедра в политехническом университете и, может быть, одна из самых знаменитых. Именно преподаватели и сотрудники кафедры начиная с середины 50-х годов теперь уже прошлого века начали разработку сенсационных методов моделирования динамики движения летательных аппаратов. Как мы бы сказали сегодня, впервые был использован принцип «косимуляции» — принцип одновременного исследования в реальном времени «живой» аппаратуры и аналоговых моделей отдельных подсистем. При этом использовались специально создаваемые для этих целей вычислительные комплексы. Тогда таких средств и, соответственно, вычислительных машин не было.
Использование новых технологий моделирования, не только аналоговых, но и цифровых, в военной промышленности и особенно в космических исследованиях решало настолько важные общегосударственные задачи, что весь цикл проводимых на кафедре работ был немедленно взят под прямой контроль правительства. Министр высшего образования СССР В. П. Елютин лично давал распоряжения об изменении графика учебного процесса студентов-старшекурсников кафедры ИУС и их освобождении от занятий на длительные сроки в связи с занятостью на заводах и в войсках по срочной разработке, налаживанию и внедрению новой техники, проектируемой на кафедре. Преподавателям кафедры присваивались ученые степени по результатам их работ без защиты диссертаций. Вручались ленинские и государственные премии и не одна или две, а «пачками» — десятки человек. Вручались ордена и медали. Возникает вопрос, а что же такое происходило? Откуда такое беспрецедентное внимание правительства к относительно малочисленной кафедре политехнического института? А ответ следующий – космос, спутники, Гагарин. И, конечно, обеспечение обороноспособности страны. Именно тогда все это начиналось. Именно на этом поприще удалось получить столь значительные результаты, что от теоретических и исследовательских прототипов создаваемых объектов до их реализации «в железе» проходили по нынешним, да и по прежним представлениям смехотворно короткие сроки – год или два, не более. Делалось все это в значительной степени руками «молодых» – студентов и вчерашних студентов кафедры. Именно тогда в СССР успешно начались разработки крылатых ракет (КБ Челомея) и были получены передовые результаты. Там тоже значительный след оставили специалисты кафедры ИУС в области моделирования. (К сожалению, впоследствии эти работы были свернуты и по крылатым ракетам мы начали уступать американцам). Если говорить более конкретно, то на кафедре разработаны несколько поколений аппаратуры для траекторных измерений, что позволяло в реальном времени отслеживать траектории летательных аппаратов. Кроме того, был выполнен комплекс важнейших работ по созданию и внедрению автоматизированной системы управления ракетными войсками стратегического назначения. Был выполнен целый ряд других проектов. Разработанные на кафедре аналоговые и цифровые моделирующие комплексы позволяли многим военным и гражданским НИИ и КБ впервые с большой точностью исследовать динамические характеристики существующих и проектируемых летательных аппаратов, что существенно понижало стоимость разработок, повышало надежность и точность основных теоретических выводов. Одновременно рос и авторитет кафедры и ее руководства, да и авторитет института в целом.
Свое теперешнее до сих пор актуальное название «Информационные и управляющие системы» кафедра получила в 1966 году. Это говорит об устоявшихся традициях и направлениях работ кафедры и о дальновидности проводимой в институте и на кафедре политики. С тех пор и по настоящее время на кафедре продолжает трудиться и постоянно пополняться коллектив специалистов, занимающихся по существу все той же проблематикой, но уже на новом уровне с учетом существующих непростых условий и ограничений. Кафедра существенно выросла в количественном отношении (более 40 человек преподавателей). А ведь начиналась она с трех человек в 1949 году – физико-механический факультет, кафедра «Автоматическое управление движением», первый заведующий – профессор Г. Н. Никольский, крупный специалист в области управления движущимися объектами, главным образом, самолетами. На кафедре помимо Г. Н. Никольского было всего два преподавателя. Именно тогда были, по существу заданы «начальные условия», определившие последующую траекторию развития кафедры. В 1952 году Г. Н. Никольский по состоянию здоровья оставляет работу на новой кафедре (он заведовал одновременно и кафедрой теоретической механики). Новым заведующим становится доктор технических наук, доцент кафедры «Автоматика и телемеханика», проректор по научной работе Ленинградского политехнического института Тарас Николаевич Соколов.
О событиях тех лет в политехническом институте красноречивее всего свидетельствуют сухие факты, приводимые ниже.
1949 г. На физико-механическом факультете ЛПИ организована кафедра «Автоматическое управление движением». Заведующим кафедрой назначен профессор Георгий Николаевич Никольский – известный специалист в области автоматического управления движением и создания безпилотных летательных аппаратов.
1952 г. Создание радиотехнического факультета (РТФ). Кафедра Г. Н. Никольского переводится на РТФ. В этом же году Г. Н. Никольский по состоянию здоровья оставляет работу на кафедре. Новым заведующим кафедрой назначается доцент кафедры автоматики и телемеханики, доктор технических наук Тарас Николаевич Соколов. Кафедра получает новое название – «Математические и счетно-решающие приборы и устройства».
1952-1954 гг. На кафедре разработана и изготовлена первая в СССР электромеханическая аналоговая вычислительная машина (АВМ) «Модель-1» с динамическим стендом с тремя степенями свободы.
1953-1955 гг. Разработана и изготовлена электронная АВМ «Модель-2».
1954 г. При кафедре организована первая проблемная лаборатория вычислительной техники.
1954-1955 гг. На АВМ «Модель-1» впервые в СССР решен ряд задач моделирования движения летательных аппаратов с реальной аппаратурой автоматического управления. Разработана и изготовлена электромеханическая АВМ «Модель-3» с динамическим стендом с пятью степенями свободы для решения задач управления морскими объектами.
1955 г. По заданию Главного конструктора ракетных войск С. П. Королева на кафедре начались исследования устойчивости движения многоступенчатых ракет.
1956 г. В конце года на кафедре начались работы по созданию автоматизированной цифровой информационной машины «Кварц», предназначенной для определения параметров траектории космических (орбитальных) объектов и передачи данных по специализированным каналам связи на наземные пункты.
1956-1957 гг. Разработана и изготовлена электромеханическая АВМ «Модель-4».
1957-1958 гг. На Ленинградском заводе имени М. И. Калинина запущена в серийное производство машина «Кварц».
1958 г., май. Впервые в СССР машины «Кварц», обслуживаемые сотрудниками и студентами старших курсов ЛПИ, успешно использованы для определения параметров траектории третьего искусственного спутника Земли.
1958-1959 гг. Изготовлены АВМ «Модель-4» для Ленинградской и Московской военно-воздушных инженерных академий.
1959 г. 22 апреля. За выполнение важного задания Правительства СССР по созданию и введению в эксплуатацию цифровой информационной машины «Кварц» звания лауреатов Ленинской премии удостоены: Т. Н. Соколов, Н. М. Французов, Б. С. Кренев, Ю. А. Девятков.
1959 г. Май. За разработку методов автоматизированной обработки телеметрической информации и их использовании в машине «Кварц» ученые степени кандидатов технических наук без защиты диссертаций получили 7 преподавателей кафедры.
1958-1960 гг. Машины «Кварц» регулярно используются для поддержки запусков искусственных спутников Земли и космических кораблей-спутников. Можно сказать, что созданием машины «Кварц» Политехнический институт внес решающий вклад в разработку системы измерения параметров траекторий летательных аппаратов. Была построена автоматизированная система траекторных измерений на основе новой тогда цифровой техники, способной работать в полевых условиях. До создания этой системы запись данных радиолокационных станций вдоль всей траектории полета осуществлялась на самописцы. Затем эти данные на самолетах физически доставлялись на командный пункт космодрома для апостериорного вычисления фактических параметров траектории. При этом было невозможно осуществлять коррекцию траектории полета в реальном времени. В результате ввода в эксплуатацию автоматизированных систем на основе машин «Кварц» удалось добиться осуществления управляемого полета с возможностью коррекции траектории в реальном времени. Особенно отличились при вводе в эксплуатацию машин «Кварц» и основанных на них информационных систем сотрудники кафедры: Б. Е. Аксенов, И. Д. Бутомо, Ф. А. Васильев, Ю. А. Котов и А. М. Яшин. В будущем – профессора и доценты кафедры ИУС. Они возглавили бригады на измерительных пунктах и полигонах страны для опытной эксплуатации разработанной техники.
1960-1961 гг. На кафедре создана автоматизированная система управления «ИЦУ», предназначенная для доведения программы полета искусственного спутника Земли от электронной вычислительной машины до борта спутника. Тем самым был создан прообраз современной вычислительной сети.
1961 г. 12 апреля. Машины «Кварц», обслуживаемые сотрудниками кафедры, успешно использованы для обеспечения полета в космос Ю. А. Гагарина.
1961 г. За обеспечение космического полета Ю. А. Гагарина большая группа сотрудников кафедры награждена орденами и медалями. В числе награжденных был и ректор ЛПИ профессор В. С. Смирнов, обеспечивший всестороннюю поддержку проводимых на кафедре работ.
1961 г. 24 апреля. Принято Постановление Совета Министров РСФСР об организации в институте (на базе кафедры Т. Н. Соколова) опытного конструкторского бюро – ОКБ ЛПИ (позже, с 1967 г. – ОКБ при ЛПИ). Создание ОКБ «назрело». Коллектив, руководимый Т. Н. Соколовым, составлял уже несколько сот человек. Две созданные в институте проблемные лаборатории не могли решить все кадровые и пр. вопросы. Необходимо было также искать новую элементную базу, отличную от использовавшихся феррит-диодных ячеек, разработанных на кафедре. И она была найдена. Возникла идея феррит-ферритовых элементов. На основе этих элементов был создан соответствующий интегральный блок с высокой для того времени степенью интеграции, оформленный в виде феррит-ферритовой платы (ФФП) с заливкой всей платы компаундом. ФФП явилась той базовой логической единицей, на основе которой ОКБ при ЛПИ более десяти лет создавало важнейшие автоматизированные системы управления.
Одним из основных авторов и разработчиков ФФП была профессор кафедры ИУС Т. К. Кракау.
1959-1962 гг. На кафедре и в ОКБ ЛПИ созданы автоматизированные цифровые информационные машины типа «Темп», являющиеся существенными модификациями машин «Кварц». Несколько типов этих машин серийно изготавливались и поставлялись в войсковые части на командно-измерительные пункты. Основное отличие от машин «Кварц» состояло в облегчении обслуживания и эксплуатации. Отныне эти функции могли выполняться штатными сотрудниками войсковых частей. Эти новые машины также были построены на феррит-диодных ячейках.
1966 г. 27 декабря. Кафедра математических и счетно-решающих приборов и устройств переименована в кафедру информационных и управляющих систем (ИУС).
1968 г. Новый прорыв – в ОКБ при ЛПИ создана автоматизированная система управления ракетными войсками стратегического назначения (АСУ РВСН) первого поколения. Решена труднейшая и важнейшая задача по обеспечению безопасности страны. По-видимому, в то время это было главным и наиболее значимым направлением работ кафедры и ОКБ при ЛПИ. Впервые в СССР была создана система автоматизированного управления важнейшим видом Вооруженных сил. Она представляла из себя бо