А.Г. Иосифьян и развитие отечественной электротехники

Иосифьян Андроник Гевондович (1905–1993).

Специалист в области электротехники и электромеханики, один из создателей первых метеорологических спутников, конструктор электродвигателей для вертолетов, д.т.н., профессор, Герой Социалистического Труда, академик АН Армянской ССР   заслуженный деятель науки и техники РСФСР и Армянской ССР.  

Андроник Гевондович Иосифьян родился 21 июля 1905 г. в семье учителя в небольшом армянском селении Нагорного Карабаха. В 1917 г.  семья переехала в Туркестан.  

 В 1922 г. А.Г, Иосифьян уехал в Тбилиси и пошел добровольцем в Отдельную кавказскую армию  Красной Армии, где прослужил 2,5 года телефонистом и познакомился с основами электротехники.

В 1925 г. поступил на электромеханический факультет Бакинского политехнического института. В 1928 г. студент А.Г. Иосифьян  представил в Комитет по делам изобретений  эскиз  и идею машины «Безъякорного  преобразователя системы КИМ»¹. А.Г. Иосифьян просил  ВСНХ «отпустить  или предоставить средства для конструкции модели с целью проектирования Преобразователя для применения в нашей Социалистической промышленности»², так как получая стипендию в размере 25 рублей   не  имел   средств для создания модели преобразователя.

В 1931 г.  А.Г. Иосифьян  начал  работать  во Всесоюзном электротехническом институте, который   занимался  вопросами обеспечения Красной Армии и Военно-Морского флота новыми образцами военной электротехники. Там, совместно с инженерами Р.Г. Самхиянцем, И.Е. Черновым, И.П. Шуруповым, механиком  Н.П. Пшенко и техником И.Е. Гарецким реализовал изобретение, созданного ими дискового электромеханического пулемета. Это была электрическая винтовая пушка, созданная на основе линейного асинхронного двигателя с переменным шагом.   Один из основоположников отечественного ракетостроения  Г.Э. Лангемак, который выступил экспертом по данной заявке,   в своем  отзыве   предложил выдать  изобретателям несколько неподлежащих опубликованию, т.е. секретных, авторских свидетельств:  «Электромагнитное орудие» и «Асинхронная электрическая машина высокой частоты»³. Эти изобретения А.Г. Иосифьян  защитил  как дипломный проект и  приступил к работе в отделе, которым руководил академик К.И.  Шенфер, известный в то время специалист по электротехническим машинам. К.И. Шенфер так оценивал   деятельность А.Г. Иосифьяна  в ВЭИ за предвоенный период: «Обладая блестящими способностями, А.Г. Иосифьян мог бы написать многие тома исследований. Однако он являет собой тип ученого, который видит главную цель своей работы не только в разработке теоретических вопросов, но также и в реальном осуществлении своих научных предложений - построении на заводе изобретенных им машин и аппаратов»⁴. 

В 1932 г. совместно с М. Ременюк  молодой инженер создал проект центробежной электромеханической мелкокалиберной скорострельной   пушки, которую сопроводил рабочими чертежами для изготовления опытного образца⁵ и в этом же году подал заявку на изобретение устройства для синхронной передачи⁶.

В 1933 г. совместно с Б.Д. Садовским провел расчеты и разработал конструкцию длинной электрической пушки, которая не требовала специального источника электрической энергии, а непосредственно использовала энергию районных электрических станций путем прямого включения пушки на шины станций⁷.   

Вскоре А.Г. Иосифьян стал начальником лаборатории и познакомился с А.П. Казанцевым - будущим писателем-фантастом, который в то время тоже работал над созданием  электрической пушки.  Он пригласил А.П. Казанцева для совместной работы. А.П. Казанцев присоединился к уже сложившемуся творческому союзу А.Г. Иосифьяна с  Б.Д. Садовским, и новым коллективом была разработана  еще одна электрическая пушка, которая имела целый ряд полюсов, создающих магнитное поле, в которое вводился снаряд, имеющий форму диска из антимагнитного вещества. Для разгона тяжелого снаряда с большой скоростью требовались сильные магнитные поля и  большие токи. В качестве источника энергии для них предлагался заряженный конденсатор⁸. Для решения этой задачи требовалась мгновенная энергия громадной величины. А такую энергию можно было получить, как считал А.Г. Иосифьян, путем создания ударного генератора напряжением 10 миллионов вольт. Он запросил на это один миллион рублей. Денег, конечно, не дали, у молодой Республики Советов их не было, но неудача с «ударным генератором» не смутила А.Г. Иосифьяна, а послужила толчком к продолжению исследований по линейным двигателям. А.Г. Иосифьян и А.П. Казанцев совместно разработали способ сообщения удара бойку отбойника и в 1935 г.  получили на изобретение  секретное авторское свидетельство №2257⁹.

В 1933 г. А.Г. Иосифьян совместно с Лопыревым разработал конструкцию центробежного электромеханического пулемета и провел    испытания первого его полигонного образца¹⁰. Предложенная авторами система   давала возможность получать бесшумную стрельбу, обладала свойством плавного безударного нарастания скорости от нуля до максимума, разрешала наводку в любых плоскостях, предполагалась для стрельбы не только по живым целям, но и по защищенным (танкам, самолетам), а также позволяла автоматически управлять стрельбой на расстоянии с помощью проводной и беспроводной связи, как в вертикальной, так и горизонтальной плоскостях. В  1934 г. авторы конструкции уже провели испытание лабораторной модели и самого пулемета¹¹. Опыты, проведенные  с пулями от трехлинейной винтовки,  показали полную надежность и четкость работы модели центробежного пулемета для нормальных пуль. Однако проблеме разработки  пулемета со стороны руководящих военных органов должного внимания не уделялось.  Член ЦКК ВКП(б)   М.И. Геммерверт в письме  К.Е. Ворошилову от 28 мая 1933 г. пишет: «…мне кажется, этому делу не уделяется достаточного внимания. Опыты проводятся в сарайчике, товарищи, ведущие опыты материально не обставлены, изготовление деталей для опытных моделей находится без внимания заводов и поэтому задерживается, несмотря на то, что сейчас производимые опыты находятся в первом приближении к действительному пулемету. Я убежден, что этот пулемет имеет исключительную перспективу… Необходимо обеспечить этих товарищей и материально обставить опыты, дать хорошее помещение, а если нужно,  построить специальное помещение. Пулемет будет иметь особое применение в укрепленных точках наших границ»¹².

В 1933 г. Штаб вооружений  Красной Армии направил в Англию группу специалистов, среди которых был и  сотрудник ВЭИ - А.Г. Иосифьян, для приема купленных на золото прожекторно - уловительных установок. В закупленных установках звуколокатор и прожектор имели сельсинную, т.е. следящую электромеханическую связь. Недостаточная надежность этой связи определялась наличием щеток и контактных колец. А.Г. Иосифьян обратил внимание на этот недостаток и, возвратившись из командировки, начал активно работать над бесконтактным сельсином - синтезом электрической машины и трансформатора.   Он первым в мире нашел способ, позволяющий обходиться без контактов в электрических машинах, предложил вывести магнитный поток во внешний магнитопровод.

Работая над синхронно-следящими системами управления, А.Г. Иосифьян совместно с физиками Н.Д. Смирновым и К.С. Вульфсоном разработали, по заданию Наркомата обороны и Военно-Морского флота  теплопеленгатор. Это был прожектор, который ловил корабль в радиусе 8 км и следил за ним с помощью синхронно-следящей системы и датчиков инфракрасного излучения от горячих труб корабля. Несколько месяцев разработчики проводили испытания, систематически следили за движением кораблей в тумане Финского залива по теплопеленгаторам, установленным на фортах Кронштадта. Это был первый опыт в направлении, предшествующем радиолокации, в которой синхронно-следящие системы А.Г. Иосифьяна нашли самое широкое применение.    

В процессе отработки силовых синхронно-следящих устройств с дистанционным управлением в лаборатории А.Г. Иосифьяна была создана многоорудийная магнитная система, управляемая от блока прецизионной наводки при стрельбе. В 1940 г. в процессе испытаний она демонстрировалась И.В. Сталину.

В 1931–1935 гг. А.Г. Иосифьян занимался вопросами   комбинированной схемы синхронного управления коллекторным генератором переменного тока, разработкой схемы электроуправления на постоянном токе для самолета К-7 и ее испытаниями¹³, созданием прибора для управления артиллерийским огнем¹⁴, идея которого  заключалась в создании пространственной пирамиды-пантографа.  

 В числе сделанных им в этот период разработок значатся различные виды  электрогеликоптеров (вертолетов с электродвигателями). Воздушная артиллерийская наблюдательная боевая система «Электровертолет»  была предложена им как артиллерийская торпедно-минная наблюдательная прожекторная система, отличающаяся от известных электрогеликоптеров тем, что в качестве двигателя был взят трехфазный асинхронный двигатель с вращающим статором и ротором в разные стороны, позволяющих без механических передач и без уравновешивания сил реакции  при вращении лопастей создавать устойчиво висящую в воздухе систему¹⁵.

В документах ВЭИ по электрогеликоптеру за 1937 г.¹⁶ содержатся расчетные данные, схема и чертежи аппарата, переписка и  доклад автора на аппарат в спроектированном варианте, являвшемся лабораторной моделью на тягу в пределах 250-300 кг. Задача  такого электрогеликоптера заключалась в том, чтобы осуществить подъем человека с автоматами для управления и стабилизации на высоту 5-10 м.

Винт электрогеликоптера. ВЭИ. 1937 г. Фото. Общий вид. Филиал РГАНТД. Ф. Р-164. Оп. 4-1. Д.48. Л.35	Испытания винта электрогеликоптера. На переднем плане предположительно А.Г. Иосифьян. ВЭИ. 1937 г. Фото. Филиал РГАНТД. Ф.Р-164. Оп.4-1. Д. 48. Л. 35
Заключение КБ № 3 завода № 156 НКОП СССР на проект привязного электрогеликоптера А.Г. Иосифьяна

  В конце 30-х годов в соавторстве с П.К. Пономаренко А.Г. Иосифьян получил от Наркомата обороны авторское свидетельство № 2831 на изобретение  «Центробежный пулемет с расположением ведущего канала от центра к периферии диска»¹⁷. Изобретателями был предложен центробежный пулемет с расположением ведущего канала от центра к периферии в диске, против которого в неподвижной части образован направляющий канал криволинейной формы, а для смещения пуль  с центра предназначено электромагнитное  устройство, отличающееся тем, что с целью стрельбы из пулемета пулями различной формы при наличии только одного канала, имеющего криволинейную форму, применены съемные в каналах профили. Вместе с этим он создал теорию бесконтактного сельсина как обобщенной синхронной электрической машины, чем дал мощный толчок развитию нового класса бесконтактных электрических машин.

В 1938-1939гг. А.Г. Иосифьян, в соавторстве с Д.В. Свечарником, И.М. Садовским и В.Ф. Федоровым,   сделал ряд заявок   на изобретение  бесконтактных сельсинов и получил на них 4 авторских свидетельства¹⁸.

Бесконтактный сельсин - одно из наиважнейших изобретений А.Г. Иосифьяна в предвоенные годы. Это было изобретение мирового уровня, как телефон или телеграф. В последствии  они   были приняты для массового производства на заводах и нашли широкое применение в оборудовании для Советской Армии и Военно-Морского флота. Право на изготовление бесконтактного сельсина приобрели в том же году США, Англия, Франция, Германия и Италия. Во время Великой Отечественной войны бесконтактные сельсины применялись в системах управления артиллерийским огнем, в радиолокационных установках, авиации и т.д.). До сих пор бесконтактный сельсин - неотъемлемая часть следящего привода и системы автоматического регулирования во многих конструкциях машин.

Затем последовало изобретение амплидна (двухкаскадного электромашинного усилителя), нашедшего наряду с сельсином широкое применение в системах автоматизированного электропривода. 

 В 1939 г. А.Г. Иосифьян был назначен начальником ОКБ ВЭИ, а в 1940 г.   защитил докторскую диссертацию по теме «Теория и практика бесконтактных сельсинных схем».

В 1939 г. А.Г. Иосифьян впервые в мире создал асинхронный линейный двигатель длинною несколько десятков метров для макета «Магнитогорск» на Всемирной выставке «Мир будущего» в Нью-Йорке. В панораме было проложено более 60м железнодорожных путей. Осуществлялось бесперебойное движение моделей железнодорожных составов, некоторые из них пробегали до 130-150км в день. По  воспоминаниям А.П. Казанцева, друга и соратника А.Г. Иосифьяна, сопровождавшего выставку в США,  американцы часами простаивали у макета, наблюдая, как какая-то невидимая сила движет вагончики, останавливает их и вновь отправляет в рейс. Может быть, это изобретение было бы применено в более широком масштабе, но помешала война¹⁹.

Накануне войны А.Г. Иосифьян  разработал проект «биротативного генератора и двигателя»  для применения на 2-х моторных самолетах типа ПС-84. По оценке специалистов ЦАГИ, в котором проводилось изготовление проекта, перспективность такого проекта не подлежала сомнению, а лишь требовала проверки  применения его в авиации.  В «Докладной записке к эскизному проекту ЭМС-1» подготовленной  военным инженер - механиком ВВС РККА А. Сеньковым было записано: «Полеты электро - самолета вызовут развитие газовых турбин, которые заменят авиадвигатели и дадут удельный вес силовой  установки – турбина – генератор – эл. мотор не более 1 кд/л.с. Следует вспомнить, что авиация начала с двигателями значительно превосходящими этот удельный вес. Авиационный вес новой установки даст  новые резервы нашей авиации, т.к. будет значительно выгоднее современной силовой установки. Кто знает?»²⁰. Сам А.Г. Иосифьян  был в этом уверен: «В перспективе  развития авиации, в части создания тяжелых транспортных самолетов, электромоторный метод распределения мощности на большой поверхности, может оказаться единственным методом решения проблемы создания крупных воздушных кораблей»²¹, но война помешала его дальнейшим  исследованиям в этом направлении. Всего до начала войны  А.Г. Иосифьяну было выдано 13 авторских свидетельств на изобретения.

Сразу же после начала войны, для разработки и быстрейшего выпуска электротехнических средств для обороны столицы был образован завод №627, который в 1944 г. был преобразован в научно-исследовательский институт (НИИ-627). Днем рождения института принято считать 24 сентября 1941 г., когда Народным Комиссаром   электротехнической промышленности СССР был подписан приказ о назначении директором завода А.Г. Иосифьяна, который и заложил фундамент института как многопрофильной политехнической организации. Наркомом и Управлением отдела кадров ЦК ВКП(б)  А.Г. Иосифьяну был предоставлен бывший Московский электромоторный завод для организации производства разработок ОКБ  и реализации  оборонных изобретений²². В кратчайшие сроки, в пустых помещениях завода  он развернул производство электротехники для всех видов вооружения и партизан.

Во второй половине октября 1941 г.  решением Наркомата основное оборудование и кадры завода были переброшены в г. Горький, где был организован филиал завода для обеспечения выпуска машин ДРП.  В первых числах ноября заводу № 627 было передано пустующее помещение НИИ-20 и два полигона на ст. Мытищи и Заветы Ильича. С помощью МК ВКП (б) и РК г. Москвы с различных организаций было завезено оборудование, а в конце января 1942г. из г. Горького было переброшено все оборудование, вывезенное туда в октябре²³.  

     В приказах  и   докладных записках  А.Г. Иосифьяна по основной деятельности  завода  в партийные органы  о работе института за 1942 г.²⁴,  хранящихся в  филиале РГАНТД, отражены вопросы организации работы  прибывающих на завод рабочих колонн; электро-минной лаборатории,     изготовления рабочих чертежей на заводские изделия, содержатся сведения о выполнении заводом ежемесячных планов и др.

Новый бесконтактный сельсин, динаморучной привод, радиостанция с частотной модуляцией и подрывная машина для партизан, биротативный электродвигатель для морских торпед, сухопутная электротанкетка для борьбы с танками противника, новые образцы мин и взрывателей, система автоматической наводки противотанковых пушек, новые образцы электропиротехнической артиллерии для ближнего боя - вот неполный перечень изобретений, выполненных на заводе  № 627 только в первый год войны и примененных в действующей армии. Недаром остряки, осведомленные о том, что творилось у А.Г. Иосифьяна, говорили о существовании в Москве «завода имени Жюля Верна».

Среди изобретений военных лет особо следует упомянуть о сухопутных электротанкетках, которые изготовляли на случай прорыва немецких танков к Москве. В боях на московских улицах они не понадобились, но свою роль электротанкетки сыграли при прорыве обороны немцев на Синявинских высотах под Ленинградом, где перед тем была уложена целая дивизия в безуспешной попытке прорвать оборону. В 1942г. за работы на оборону страны А.Г. Иосифьян получил свой первый орден Ленина.

Занимаясь большой административной работой А.Г. Иосифьян не оставлял в стороне  и  научно-исследовательскую  деятельность. В 1942 г. совместно с К.Н. Тер-Мкртичьяном он проводит экспериментально-теоретический анализ причин преждевременного разрыва гранат ЛМГ-2 и устанавливает, что основная причина преждевременного разрыва гранаты при выстреле  заключалась в  сочетании   прочности хвостового соединения, характеристики пружины ударника, баллистических качеств пороха и условий заряжания. Избежать явление преждевременного разрыва гранаты  ученые предлагали    за счет повышения прочности хвостового соединения, увеличения максимальной потенциальной энергии пружины, применения не очень сильного пороха при данных условиях заряжания²⁵.

Принципиальная схема сельсина, предложенная  А.Г. Иосифьяном и Д.В. Свечарником еще до войны успешно использовалась и в дальнейшем. Так, например,  она была положена  в основу  бесконтактных сельсинов  БС-5 и БС-6, разработанных  Б.М. Коганом и П. Исаевым   в 1945 г.²⁶

В 1945 г. им был предложен «Автолет (комбинация автомобиля и гелиокоптера)»²⁷. Эта автомашина обладала свойством передвижения, как по земле, так и в воздухе.

В послевоенный период, в связи с бурным развитием ракетной техники, космонавтики, атомной энергетики, вычислительной техники, А.Г. Иосифьян смело вторгается и в эти области. Им были разработаны серии электрических машин как оборонного, так и общепромышленного применения, в том числе микродвигатели постоянного и переменного тока, электромашинные и статические преобразователи бортовых источников питания для ракет и космических аппаратов, Военно-Морского Флота, а также единые серии асинхронных электродвигателей для народного хозяйства.

Новейшие достижения электронной, вычислительной и полупроводниковой техники по мере их появления быстро внедрялись в комплексные электромеханические системы автоматического управления и регулирования, разрабатываемые во  Всесоюзном научно-исследовательском электромеханическом институте (ВНИИЭМ)²⁸.

 Оценив возможности кибернетики, А.Г. Иосифьян приступил к созданию цифровых вычислительных и управляющих машин для инженерных расчетов, научных исследований, а также для управления технологическими и производственными процессами в электропромышленности²⁹. Использование ЭВМ «М-3» при проектировании единых серий асинхронных двигателей послужило основой создания САПР для других задач. ЭВМ стали широко применяться при проектировании электрических машин. Таким образом, под руководством А.Г. Иосифьяна была создана первая в нашей стране автоматическая система управления отраслью народного хозяйства применительно к электротехнике.

С начала 60-х годов ВНИИЭМ под руководством А.Г. Иосифьяна начал разрабатывать и изготовлять электрооборудование для атомных электростанций, в том числе системы управления и аварийной защиты (СУЗ) для водо-водяных реакторов и автоматизированные информационные системы «Скала»³⁰ для реакторов типа «РБМЕ»³¹.

С момента начала работ по созданию ракет-носителей и освоению космоса А.Г. Иосифьян и руководимый им институт привлекаются к разработке электротехнического оборудования ракет.³² Первой была знаменитая ракета Р-7 конструктора С.П. Королева, с помощью которой сначала был выведен на орбиту первый спутник, а затем и первый космический корабль «Восток». Как говорил сам А.Г. Иосифьян, «за Гагарина» он получил Золотую Звезду Героя Социалистического Труда.

Когда в Советском Союзе наряду с использованием автоматических аппаратов приступили к созданию мощной ракеты-носителя Н-1 для исследования Луны с помощью пилотируемых космических кораблей, институтом А.Г. Иосифьяна была создана уникальная по своим параметрам и характеристикам турбогенераторная система электропитания ракеты переменным током. Конструкция турбины совмещалась с подшипниками генератора, который был выполнен по схеме с внешнезамкнутым потоком. А.Г. Иосифьян считал большой государственной ошибкой прекращение работ по «лунной ракете».

Приобщение ВНИИЭМ к космической тематике произошло благодаря А.Г. Иосифьяну. Его изобретательская деятельность   в широком диапазоне электротехники,  наклонности исследователя подтолкнули  А.Г. Иосифьяна к идее создания первой в мире электротехнической лаборатории в космосе. С помощью такой лаборатории  он планировал испытывать в натурных условиях космического полета основные системы космических аппаратов будущего: энергетики, терморегулирования, системы ориентации, управления и стабилизации. В спутниках серии «Космос» были спутники разного назначения, разных конструкторов, в том числе и спутники А.Г. Иосифьяна. На основании решения ВПК № 217 от 06.10.1965 г. и постановления СМ СССР № 29-7 от 16.01.1967 г. работы по созданию метеорологических спутников велись в институте ВНИИЭМ, а А.Г. Иосифьян был назначен главным конструктором³³. 25 июня 1966 г. на орбиту был выведен первый экспериментальный метеорологический спутник «Космос-122», а весной 1967 г., запуском сразу двух спутников «Космос-144» и «Космос-156», была создана оперативная метеорологическая система,   принятая в эксплуатацию, как Государственная МКС «Метеор».

 Впервые в СССР была создана метеорологическая космическая система, превосходящая по ряду параметров (комплектность получаемой метеорологической информации, большое разряжение телевизионной аппаратуры, трехосная ориентация на Землю и по курсу) американскую метеорологическую космическую систему «ESSO»³⁴.

 Материалы спутниковых наблюдений  особенно большую пользу приносили при анализе состояния погоды над районами с редкой сетью метеорологических станций. Так метеоспутник «Космос -122» первым обнаружил опасные тайфуны «Алиса» и «Кора», способствовал предупреждению кораблей, находящихся в Индийском океане, об урагане в районе острова Мадагаскар. Информация с метеоспутников «Космос -144» и «Космос – 156» использовалась при проводке через несколько океанов большого плавучего дока, а также для составления ледовых прогнозов, необходимых для успешной проводки судов Северным Морским путем. Метеоинформация, полученная  со спутников, передавалась метеоцентрам многих стран: в США, Чехословакию, Болгарию, Индию и другие страны³⁵.

За создание спутников «Метеор» А.Г. Иосифьяну была присуждена Ленинская премия

Родина высоко оценила заслуги А.Г. Иосифьяна: он был награжден 4 орденами Ленина, орденом Октябрьской Революции, двумя орденами Трудового Красного Знамени. Ему были присуждены Сталинская, Ленинская и Государственная премии, присвоено звание Героя Социалистического Труда, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР и Армянской ССР. В 1996 г. НПП ВНИИЭМ было присвоено его имя.  О заслугах А.Г. Иосифьяна с теплотой отзывались академики Б.Н. Юрьев, А.Н. Туполев, М.К. Янгель, В.С. Кулебакин, В.Ф. Миткевич, А.И. Берг, А.П. Александров, А.Ю. Ишлинский, Н.А. Пилюгин и многие другие известные ученые.