Совершим еще один короткий экскурс в инженерное дело, взглянув на электромеханическую систему с другой стороны, с точки зрения управления. Обычно система состоит из управляющей части (в простейшем случае — это электрический выключатель) и исполнительного механизма (чаще всего — это электродвигатель). Как правило, значительно более сложные системы состоят из исполнительного механизма и управляющего электронного прибора. Кстати, летающую электронику у нас, следуя американцам, стали называть авионикой. Чем сложнее движение, чем больше число степеней подвижности, тем сложнее механизм. Чем больше требований к точности движения (в пространстве и во времени) предъявляется к механизму, тем сложнее управление, авионика системы. Примером универсального механизма с очень точным управлением, созданного природой, является человеческая рука. Ее техническим, инженерным аналогом является робот, в наше время знакомый практически каждому. Самая тонкая и, я бы сказал, изощренная робототехника — авионика, электромеханика и электроника в космосе.
Другой причиной, почему стала развиваться робототехника, была необходимость работать во враждебных и опасных человеку условиях. Недаром самый мощный толчок развитию робототехники в Советском Союзе (и в других странах) дали программы ядерных исследований и разработок. После войны, когда стали создавать атомную бомбу и работать с радиоактивными материалами, появились первые дистанционные манипуляторы.
Космос, особенно открытый космос, враждебен человеку. Это стало ясно с самого начала. К середине 60–х годов по инициативе С. Королёва, который всячески стремился расширить освоение космоса, мы стали заниматься космической робототехникой.
Чтобы создавать робототехнику, необходимы высококвалифицированные инженеры различных специальностей. С этой целью в атомной промышленности создали специализированные организации, способные разрабатывать роботы. Именно в этой отрасли, которая называлась «Средмашем», и создавали военную и гражданскую атомную технику. Там мы нашли квалифицированную робототехническую организацию, находившуюся в Ленинграде. Приверженность ленинградского промышленного региона к робототехнике сохранилась в нашей стране надолго.
К 1966 году, уже после смерти Королёва, у нас в Подлипках появилась действующая инженерная модель универсального двурукого робота, изготовленного нашими ленинградскими коллегами. Человек–оператор, находясь внутри КА, мог управлять роботом, помещенным в открытый космос. Модель оснастили необходимыми вспомогательными средствами, включая телевидение. Проживи наш Король еще несколько лет, и я уверен, эта далеко продвинутая в то время система увидела бы космический свет. После его смерти «железо» еще долго пылилось в нашей лаборатории, пока его не отдали на кафедру робототехники в МВТУ им. Баумана.
Созданная в начале 60–х годов, эта сильная кафедра, на которой работали известные ученые: академик Е. П. Попов, профессора Н. А. Лакота, B. C. Кулешов и другие, — стала одним из ведущих научно–исследовательских центров робототехники в стране. Наряду с учебными делами кафедра занималась собственными разработками. С этой целью при кафедре организовали лабораторию, а позднее — научно–учебный центр. Таким путем в те годы стремились максимально использовать высококвалифицированные кадры вузов для развития высоких технологий в стране. Таким же путем в 60–е годы действовали американцы, хорошим примером являлся Массачусетский технологический институт, лаборатории которого активно участвовали в самых тонких разработках по системе управления для программы «Аполлон». К сожалению, позже это вузовское направление в обеих странах развивалось не так успешно.
Интересы ведущих профессоров и, как следствие, научные и опытно–конструкторские разработки кафедры робототехники МВТУ концентрировались на новых областях техники — космической, атомной, подводной, эти направления лучше поддерживались и финансировались промышленными министерствами. В целом на разработки высшей школы затрачивались огромные средства. Так, например, численность подмосковного центра МВТУ (НИИ ТМ) превышала 1000 человек — это уже масштаб крупного предприятия. Самые способные студенты оставались после окончания в вузах — на кафедрах и в лабораториях. Там создавались потенциально очень сильные коллективы, однако конечная эффективность их работы оставалась низкой. Причин этому было несколько. Уровень теории, квалификация специалистов были высокими, но, как правило, проекты кончались лишь опытными разработками, к тому же их возможности сильно ограничивала недостаточная производственная база.
В то же время промышленная робототехника в стране в целом находилась на низком уровне. Слабость промышленных предприятий, прежде всего их производственной части, недостаточно развитая элементная база, плохие экономические стимулы сильно тормозили развитие промышленной робототехники. Роботы требовались больше всего в массовом производстве, однако там их количество и качество оставались на низком уровне. В конце концов это привело к настоящему застою и упадку. Общий низкий уровень робототехники не мог не сказаться на космической робототехнике. В частности, вузы недостаточно снабжали кадрами даже предприятия привилегированной ракетно–космической отрасли. Более того, поработав некоторое время у нас и приобретя опыт, специалисты снова возвращались в вузы: их манила более свободная жизнь, возможность быстро защитить диссертацию и т. п.
Мы испытали эти недостатки сполна, когда в конце 70–х, то есть 10 лет спустя после первых разработок, снова вернулись к практической робототехнике. Рассказывая о «Буране», я уже касался этой темы, следует остановиться на этом более подробно.
Ленинградский ЦНИИ РТК (робототехники и технической кибернетики), под руководством профессора Е. П. Юревича, во многом был похож на НИИ ТМ при МВТУ. ЦНИИ РТК, который, в отличие от МВТУ, входившего в общесоюзное министерство, подчинялся Минвузу РСФСР, создали при Ленинградском политехническом институте, а Юревич заведовал там кафедрой робототехники. Он был человеком с размахом, я бы сказал, с долей авантюризма, способным попасть к самому влиятельному члену Политбюро и получить его поддержку. Похоже, они нуждались друг в друге. В 80–е годы, в период застоя, ЦНИИ РТК стал головной организацией по робототехнике в масштабах всего соцлагеря. Это не помогло ни социалистической робототехнике, ни лагерю в целом.
На Выборгской стороне в Ленинграде, недалеко от метро «Площадь мужества» построили новое здание ЦНИИ РТК. Его достроенная уже в период перестройки высотная 30–метровая башня, в которой поместили стенд для испытаний бурановского манипулятора, возвышается памятником своему времени над этим районом нового Питера. В 90–е годы на башне разместили антенны коммерческого телевидения.
В ЦНИИ РТК было неплохое опытное производство, куда в свое время потянулись квалифицированные рабочие из старых предприятий Ленинграда, получившие квартиры в новостройках этого района. Несмотря на помощь руководства всей ракетно–космической отрасли, изготовить бурановский манипулятор своими силами оказалось невозможно. Опытному производству помогали МОМовские предприятия в Ленинграде, мобилизованные Ленинградским обкомом КПСС, а на заключительном этапе летное оборудование изготавливали на заводах нашего НПО «Энергия» и московских предприятиях отрасли. В конце концов, почти все было готово ко второму полету «Бурана». Летный комплект манипулятора доставили и установили в большом МИКе на Байконуре. В ЦНИИ РТК, в Ленинграде, в высотной башне отладили трехстепенной испытательный стенд, имитировавший невесомость. На этом и других стендах в Ленинграде и у нас, в Подлипках, провели все запланированные испытания. Ленинградский ВНИИтрансмаш отработал и поставил (также с помощью МОМовских предприятий) систему крепления и развертывания манипулятора. К началу 1991 года общими усилиями завершили квалификацию большой сложной системы для космического полета. Все пошло прахом, и я не могу не написать об этом еще раз.