УДК 629.7.054"882

А.В. Соловьёв

(Филиал ФГУП «ЦЭНКИ» – «НИИ ПМ им. академика В.И. Кузнецова»)

Анализ вариантов конструктивных реализаций кремниевого подвеса для

Рассмотрены варианты конструктивных реализаций кремниевого подвеса для микромеханического вибрационного гироскопа (МВГ) с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации. Частотное разнесение первичных и вторичных колебаний кремниевого подвеса МВГ позволяет разделять полезную и квадратурную составляющие выходного сигнала по частоте, что способствует повышению точности прибора.

Введение

Вибрационные гироскопы на базе микромеханических чувствительных элементов (ЧЭ) в настоящее время получили широкое распространение. Причина востребованности таких гироскопов на рынке объясняется рядом их технических преимуществ перед традиционными роторными гироскопами:

1. 
   низкая стоимость;
2. 
   малые габариты;
3. 
   малая потребляемая мощность;
4. 
   высокая надёжность;
5. 
   высокая устойчивость к внешним возмущающим воздействиям;
6. 
   серийное производство на основе микротехнологий.

С появлением микромеханических вибрационных гироскопов (МВГ) область применения гироскопической техники значительно расширилась. Кроме традиционного использования (авиация, морской флот, космические аппараты), они нашли применение в автомобилях, управляемых снарядах, медицине и даже в игрушках.

В соответствии с последними тенденциями развития МВГ приоритетом стало получение прецизионного гироскопа для применения в точных инерциальных приборах. Одной из доминирующих причин, тормозящих создание прецизионного МВГ, является наличие квадратурной ошибки.

В работе рассмотрены варианты конструкции кремниевого ЧЭ для МВГ с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации, различающиеся как кинематикой рабочих движений, так и технологией производства. Частотное разнесение первичных и вторичных колебаний кремниевого подвеса микромеханического вибрационного гироскопа позволяет разделять полезную и квадратурную составляющие выходного сигнала по частоте, что способствует повышению точности прибора. Именно частотное разделение полезной и квадратурной составляющих выходного сигнала, реализованное в представленных вариантах конструкций, и является их преимуществом перед существующими схемами. Описан принцип действия прибора и выведены уравнения движения его подвижной части. Представлены результаты конечно-элементного анализа вариантов конструкций.

Основная часть

Принцип действия

Примерный вид конструкции МВГ с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации представлен на рис.1 .

По рис.1 видно, что данный гироскоп состоит из подвижной и неподвижной частей , соединённых торсионами .

Система координат OXYZ образована следующим образом: О – центр масс подвеса, ось Y – направлена вдоль оси торсионов, ось Z – перпендикулярна плоскости подвеса, ось Х – дополняет систему до правой.

Для описания принципа работы гироскопа воспользуемся рис. 2 .

Предположим, что возбуждение происходит вокруг оси Х . На рис. 2 показана угловая скорость поворота подвижной части гироскопа. Движение, вызванное возбуждением , является относительным движением.

Рис.1 Примерный вид конструкции МВГ	Рис.2 К принципу работы

Переносным же движением в данном случае является движение основания, обозначенное как
.

Соответственно, выходные колебания будут направлены вокруг оси Y .

Стоит отметить, что в данном случае все торсионы работают на кручение.

Рассмотрим случай, когда входная угловая скорость совпадает с осью наружных торсионов (см. рис. 3 ).

Очевидно, в возникновении ускорения Кориолиса «виновна» та составляющая суммарной скорости , которая перпендикулярна входной угловой скорости
, т.е. .

Известно, что

Значит,
. При
получим:
.

Значит, .

Видно, что в данном случае ускорение Кориолиса пропорционально частоте возбуждения.

Ускорение Кориолиса образует пару сил , которые создают момент
, направленный перпендикулярно плоскости подвижной рамки, т.е. по оси (см. рис. 4 ).

Момент от Кориолисовых сил равен:
, где:

– масса подвижной части ;

– плечо пары сил (длина рамки) .

Тогда, в проекции на ось наружных торсионов : .

Получается, что момент от действия ускорения Кориолиса – гироскопический момент – пропорционален удвоенной частоте возбуждения :
.

Именно гироскопический момент вызовет реакцию прибора на внешнюю угловую скорость – колебания вдоль оси наружных торсионов .

Таким образом, колебания вокруг оси имеют следующие параметры:

Иначе,

Следовательно, именно при совпадении оси чувствительности прибора с его выходной осью возникают вторичные колебания на частоте, вдвое большей частоты возбуждения.

Уравнения движения

Для вывода уравнений движения подвижных элементов подвеса гироскопа необходимо осуществить некоторую последовательность поворота, физически показывающую его степени свободы (см. рис. 5 ).

Рис. 5 Последовательность поворотов

В данном случае осуществим последовательно 4 ре поворота:

Получившаяся в итоге всех поворотов система координат
состоит из главных осей инерции подвеса.

Составим матрицу направляющих косинусов, определяющую переход от первоначальной системы координат
к конечной .

Значит, , где нижний индекс означает систему координат до поворота, а верхний – после.

Тогда, согласно последовательности поворотов , изображённых на рис. 5 , получим:

Откуда,
, где:

Определитель данной матрицы равен единице
, поскольку модуль вектора при перепроектировании его из одной системы координат в другую не должен изменяться.

Вектор абсолютной угловой скорости
в проекциях на оси состоит из двух составляющих: вектора переносной угловой скорости
и вектора относительной угловой скорости
, т.е.
.

Здесь,

Следовательно, проекции абсолютных угловых скоростей на главные оси инерции имеют следующий вид:
, где:

Поскольку оперировать такими большими выражениями неудобно, сделаем допущение: пусть углы
, т.е. достаточно малы, чтобы

Раскроем скобки в полученном выражении, сохраняя , но пренебрегая произведениями
:

Инерционные моменты подвеса определим с помощью динамических уравнений Эйлера , которые имеют следующий вид:

Интерес представляют только уравнения по осям
, так как по ним подвес обладает степенями свободы.

Подставляя в полученные выше уравнения значения угловых скоростей
, а также добавляя жесткостные члены
, демпфирование
, получим уравнения движения подвеса микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации :

В данной записи для удобства анализа в уравнении для оси вначале выписаны члены с удвоенной частотой (первые две строки), а затем – с одинарной. В уравнении же для оси , наоборот, сначала идут члены на частоте возбуждения (одинарной ) (первые две строки), потом – на удвоенной . Эти уравнения показывают необходимость создания конструкции ЧЭ резонансного МВГ с собственными частотами, отличающимися друг от друга вдвое, для реализации принципа частотного разделения.

Анализ уравнений движения

Первое уравнение системы соответствует реакции подвеса гироскопа на внешнюю угловую скорость, т.е. это – вторичные движения .

Второе уравнение системы соответствуют колебаниям подвеса гироскопа при его возбуждении, т.е. это – первичные движения .

Входной , или измеряемой , угловой скоростью в данном случае является скорость, совпадающая с осью вторичных движений .

Анализ системы начнём с перекрёстного влияния каналов друг на друга. Это члены с комбинацией моментов инерции
. Получается, что в выходном сигнале
, пропорциональном удвоенной частоте возбуждения
, будет содержатся составляющая возбуждающего сигнала
, пропорционального одинарной .

Кроме того, в выходном сигнале также на частоте будет присутствовать гироскопический момент , образующийся «классическим» образом при действии внешней угловой скорости . Это составляющая
. Этот же гироскопический момент содержится и в канале возбуждения –
.

Полезным сигналом в канале будет являться составляющая
. Произведение
обуславливает его удвоенную частоту .

Предположим, что каналы обладают высокой добротностью . Тогда, в уравнениях останутся только члены со «своей» частотой: – для канала ,
– для канала .

Уравнения в этом случае примут следующий вид:

Видно, что в канале присутствуют две составляющие,
которые обуславливают связь двух движений помимо наличия гироскопического момента .

Рассмотрим уравнение для канала более подробно. Как уже было отмечено, помимо полезного гироскопического момента в нём присутствуют дополнительные три составляющие: и
.

Первая составляющая
обусловлена геометрическими несовершенствами при производстве подвеса ( – неперпендикулярность осей подвеса, – несовпадение главной оси инерции и оси внутренних торсионов ). Следует отметить, что эта составляющая изменяется с двойной частотой и находится в фазе с полезным сигналом .

Для её снижения необходимо как можно сильнее уменьшать момент инерции . Чтобы добиться этого, рамку нужно делать в виде стержня вдоль оси . Тогда,

В качестве сравнения приведём формулу данной погрешности для «классической» схемы ММВГ:
. Видно, что для новой схемы влияние этой погрешности меньше.

Вторая составляющая
является добавкой к жесткости подвеса , а значит, влияет на величину собственной частоты. Выполнение рамки в виде стержня делает возможным снижение и этой погрешности.

Третья составляющая является погрешностью от произведения поперечных угловых скоростей . Её величина во многом зависит от значений внешних угловых скоростей и .

Полезный момент, определяемый соотношением , будет пропорционален не первой степени амплитуды возбуждения , а её квадрату . Поэтому целесообразно использовать данное преимущество и задавать как можно большим. Однако, большие амплитуды означают большие зазоры в емкостных датчиках, а это усложняет их применение.

Таким образом, микромеханический вибрационный гироскоп с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации позволяет значительно уменьшить влияние геометрических погрешностей конструкции подвеса при его производстве, частотно разде лить каналы возбуждения и съёма информации, а также обладает квадратичной зависимостью полезного сигнала от амплитуды возбуждения.

Конструкция МВГ и варианты его кремниевого подвеса

Конструкция МВГ представляет собой сборку (см. рис. 6), в состав которой входят следующие элементы:

1. 
   корпус;
2. 
   стеклянная (электрическая) плата;
3. 
   кремниевый ЧЭ;
4. 
   крышка.

Рис.6 Составные элементы конструкции МВГ-2 с вариантами кремниевого ЧЭ

Металлический корпус обеспечивает степень вакуума до
и предусматривает установку геттера, позволяющего сохранять заданную степень в течение длительного времени.

На стеклянной плате, варианты которой представлены на рис. 7, расположены ответные электроды для управления движением кремниевого ЧЭ МВГ и для снятия информации об этом движении. Различие в рисунках напылённых емкостных датчиков на её поверхности, материалом которых является алюминий, обусловливается типом кремниевого ЧЭ МВГ. К алюминиевым площадкам подпаиваются золотые канительки, обеспечивающие электрический контакт стекла с корпусом гироскопа.

Одним из основных элементов конструкции микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации является его кремниевый чувствительный элемент, варианты которого показаны на рис. 8.

Рассмотрим каждый подвес более подробно.

Вариант 1

На рис. 9 представлен кремниевый ЧЭ МВГ, выполненный по классической схеме.

Рис. 9 Кремниевый ЧЭ МВГ (классическая схема)

1. 
   подвес выполнен по классической схеме (схема карданова подвеса), что позволяет использовать унифицированную стеклянную плату прибора более ранней разработки;
2. 
   рельеф внутренней рамки обеспечивает увеличенный емкостной зазор с целью повышения амплитуды возбуждения колебаний (см. рис. 10);
3. 
   различные геометрические параметры наружных и внутренних торсионов связаны, во-первых, с необходимостью разнесения собственных крутильных частот подвеса по этим осям, и, во-вторых, с технологическими возможностями российских производителей (см. рис. 11).

объёмного травления (плазмохимическое травление). Данная технология выбрана по причине необходимости получения чётких границ перехода торсионов в рамки (без подтравов), которых невозможно добиться, например, жидкостным травлением в растворе KOH .

Вариант 2

На рис. 12 представлен кремниевый ЧЭ МВГ, выполненный по схеме внутреннего Карданова подвеса.

Рис. 12 Кремниевый ЧЭ МВГ (внутренний подвес)

Отметим особенности данного кремниевого подвеса, который является чувствительным элементом проектируемого прибора:

1. 
   Подвес выполнен по обращённой схеме (схема внутреннего подвеса), что позволяет максимально использовать его геометрию при возбуждении;
2. 
   Крестообразные торсионы обеспечивают требуемую крутильную жёсткость при значительно большей линейной, что значительно увеличивает собственные линейные частоты подвеса (см. рис. 13 );
3. 
   Различные геометрические параметры наружных и внутренних торсионов связаны, во-первых, с необходимостью разнесения собственных крутильных частот подвеса по этим осям, и, во-вторых, с технологическими возможностями российских производителей (см. рис. 14 ).

Рис. 13 Крестообразные торсионы кремниевого подвеса	Рис. 14 Геометрические параметры крестообразных торсионов

Кремниевый подвес производится хорошо известными и проработанными методами объёмного травления (жидкого травления раствором KOH ). Данная технология выбрана по причине необходимости получения крестообразных торсионов, которые невозможно получить, например, плазмохимическим травлением.

Вариант 3

На рис. 15, 16 представлен кремниевый ЧЭ МВГ, выполненный по схеме с одной парой упругих перемычек и его расчётная схема.

Главной особенностью данного подвеса является возможность такого подбора параметров упругих перемычек, при котором погрешности производства не будут оказывать воздействия на отношения собственных частот. Инвариантность отношения частот к погрешностям производства обеспечивается следующим соотношением геометрических параметров:
, где: – модуль сдвига (модуль упругости второго рода); – модуль Юнга (модуль упругости первого рода);
– моменты инерции кремниевого подвеса;
– геометрические параметры.

Рис. 15 Кремниевый ЧЭ МВГ (с одной парой упругих перемычек)	Рис. 16 Расчётная схема

Вариант 4

Погрешность совмещения фотошаблонов при двусторонней литографии приводит к изменению геометрии упругих торсионов кремниевого подвеса. Их сечение вместо прямоугольного становится ступенчатым (см. рис. 17). При этом наблюдается эффект возникновения тангенциального перемещения при осевом нагружении. График отношения амплитуд тангенциального перемещения к осевому в зависимости от ширины ступеньки D представлен на рис. 18. Это отношение может достигать 50…60. Поэтому данный эффект возможно использовать для создания первичных колебаний кремниевого подвеса в плоскости емкостных датчиков без использования гребенчатого привода.

Рис. 17 Ступенчатый упругий торсион	Рис. 18 График

Расчёт собственных частот подвесов

Результаты расчёта методом конечных элементов собственных частот представленных вариантов конструкции кремневых ЧЭ МВГ представлены в таблице 1 (вариант 4 не рассматривался). Их значения покрывают значительный диапазон частот, позволяющих расширить диапазон применения таких датчиков.

Таблица 1

Собственные частоты кремниевых ЧЭ МВГ

	1600 Гц	3200 Гц
	400 Гц	800 Гц
	700 Гц	1400 Гц

Влияние вибрационных воздействий

Влияние вибрационных воздействий будем оценивать на примере конструкции ЧЭ МВГ с внутренним подвесом (вариант 2).

Рассмотрим следующие уровни вибраций:


Как было получено ранее собственные частоты кремниевого подвеса МВГ равны:


Следовательно, линейные собственные частоты находятся «далеко» от частот, на которых действуют вибрации.

Построим амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) механической части микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации .

Разбиение кремниевого подвеса на конечные элементы была выполнена 20-узловым элементом типа « solid » . Кроме того, дополнительный упор был сделан на упругие торсионы – на них была задана регулярная сетка с меньшим размером элементов. Итог разбиения подвеса представлен на рис. 19, а АЧХ – на рис. 20.

Как видно по рис. 20 , диапазон
можно считать линейным. Кроме того, частоты в и
соответствуют крутильным колебаниям, а не линейным. Первая линейная частота соответствует
, что очень далеко. Тем самым действие вибраций сводится к статической задаче .

Синусоидальные вибрации

Получим теоретическую формулу для определения деформаций подвеса при действии указанных выше синусоидальных вибраций.

Известно, что линейная собственная частота определяется следующим соотношением:
.

Здесь, – собственная частота подвеса,
; – жёсткость подвеса,
; – масса подвеса,
.

Произведём некоторые математические преобразования с этой формулой: .

Здесь, – линейная податливость,
; – вес подвеса,
; – ускорение свободного падения,
; – линейная деформация,
.

Множитель у определяет уровень действующей перегрузки.

Следовательно, формула для линейной деформации при действии ускорения имеет следующий вид:
.

По-другому выведенную формулу можно записать так:
, где: – перегрузка,
.

Результаты вычислений по полученной формуле представлены в таблице 2 .

Таблица 2

Результаты вычислений «По формуле»

Произведём расчёт деформации с помощью Ansys . Это позволит наглядно проверить достоверность выведенной формулы.

Поскольку диапазон линейных частот 5000 … 6000 Гц, то расчёт будем вести статичным образом, т.е., задав ускорение формулой
, где:

– ускорение, действующее на подвес вдоль входной оси, [м / с 2 ];

– перегрузка, действующая на подвес вдоль входной оси,[б / р];

– значение линейной частоты вдоль входной оси, ;

– время, [с].

Форма ускорения, приложенного к кремниевому подвесу микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации, представлена на рис. 21.

Форма деформации при действии синусоидальной вибрации и её значение при
представлены на рис. 22 .

Численные значения деформаций, возникающих при действии ускорения представлены в таблице 3 .

Таблица 3

Результаты вычислений «Ansys»

Сравнение результатов, полученных с использованием формулы
и моделированием в Ansys 11 , представлено в таблице 4 .

Таблица 4

Сравнение результатов вычислений

Как видно, различия минимальны . Значит, формула верна .

Случайные вибрации

Для анализа действия случайных вибраций необходимо определить среднеквадратическое ускорение , которое действует на кремниевый подвес.

Воспользуемся известной формулой:
.

Здесь, – среднеквадратическое значение ускорения, [м / с 2 ];

– линейная частота вдоль входной оси, ;

– коэффициент передачи, ;

– спектральная плотность вибрации, .

Следовательно,
.

Поскольку нас интересует диапазон
, то он составляет
.

Подставим это значение в полученную ранее формулу:
.

Решая задачу статичным методом в Ansys , т.е. используя ту же модель ускорения, что и в случае синусоидальной вибрации , получим следующую деформацию:
.

Видно, что формула работает.

Однако, в данном случае не совсем корректно использовать такую же модель, поскольку случайная вибрация обладает иной природой.

В Ansys имеется специальный тип расчёта « Random Vibration » , которым и воспользуемся.

Модель ускорения , заданная таким образом, показана на рис. 23 .

Форма деформации и её численное значение изображена на рис. 24 .

В данном случае, деформация составила
для
. Это значение существенно меньше, вычисленного по приближённой формуле, что является положительным результатом.

Ударное воздействие

Ударное воздействие характеризуется амплитудой импульса и его длительностью .

Рассмотрим следующие параметры ударного воздействия:

Импульс зададим с помощью одного полупериода синусоиды с частотой
и амплитудой
. Форма импульса, созданного в Ansys , представлена на рис.25 .

Рис. 25 Ударное воздействие на прибор

Рассмотрим реакцию подвеса микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации на его собственных частотах: (см. рис. 26, 27, 28 ).

Рис. 26 Реакция на удар (400 Гц)	Рис. 27 Реакция на удар (800 Гц)	Рис. 28 Реакция на удар (5240 Гц)

Максимальное ускорение действует при частоте
и составляет
. Проверим, выдерживает ли сам кремниевый подвес такую перегрузку (см. рис. 29, 30 ).

Максимальные напряжения , как видно из рис. 29, 30 , возникают в торсионах вблизи их заделок в рамку, и равны
.

Как известно, предел прочности кремния составляет
. Следовательно, подвес выдержит данную перегрузку.

Введение амортизатора

Для уменьшения действий вибрационных и ударных воздействий целесообразно ввести в прибор амортизатор . Но, амортизировать один микромеханический гироскоп нецелесообразно. Поэтому предположим, что гироскоп находится в составе блока датчиков угловых скоростей , который амортизирован на частоте.

Амортизаторы, используемые в настоящее время в НИИ ПМ им. ак. В.И. Кузнецова в бесплатформенных инерциальных блоках , обладают частотами
. Примем, что в данном случае частота составляет
.

Модель расчёта представлена на рис. 31 , а его результат – на рис.32 .

Видно, что уровень ускорения , действующего на прибор, снижен с до
, т.е. в 8 раз . Кроме того, введение амортизатора существенно снизит и действие случайной вибрации .

Заключение

В результате проведённого математического моделирования была подтверждена работоспособность идеи прецизионного микромеханического вибрационного гироскопа с разнесёнными частотами возбуждения и съёма информации. Кроме того,

1. 
   создана математическая модель такого прибора с учётом погрешностей при его производстве;
2. 
   разработаны варианты конструкции кремниевого ЧЭ для различных технологий изготовления;
3. 
   проведено моделирование вариантов кремниевых чувствительных элементов.

Иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на .
Эта отметка установлена 20 июня 2016 года .

Научно-исследовательский институт прикладной механики имени академика В. И. Кузнецова - советское и российское предприятие, ведущее исследования в области гироскопических приборов и инерциальной навигации для ракетно-космической, авиационной, судостроительной и других видов техники .

НИИ ПМ им. академика В. И. Кузнецова
Прежние названия	НИИ-944
Год основания	1955
Директор	Фадеев А. С.
Расположение	Россия Россия , Москва ул. Авиамоторная, 55
Награды

Главный корпус НИИ ПМ в 1955-2005 годы по адресу шоссе Энтузиастов, 42.

За период своей деятельности (1955-2005 годы) институтом выполнено большое количество правительственных заказов, как в области оборонной ракетно-космической техники, так и для мирного освоения космического пространства. Были созданы комплексы гироскопических систем для обеспечения полетов первого спутника Земли, первого космонавта Ю. Гагарина и для всех последующих пилотируемых космических аппаратов, космических станций, в том числе и международных (Космос, Союз, Салют, Метеор, Молния, Мир, МКС и др.) .

История

В 1946 году для разработки гироскопических командных приборов баллистических ракет в НИИ-10 был создан отдел № 2. В 1947 году его возглавил В. И. Кузнецов , соратник С. П. Королёва , член неформального Совета главных конструкторов по ракетно-космической технике. В 1953 году отдел преобразован в специальное конструкторское бюро (СКБ НИИ-10), на базе которого в сентябре 1955 года создан Научно-исследовательский институт гироскопической стабилизации (НИИ-944 ) в составе Министерства судостроительной промышленности . Главным конструктором НИИ назначен В. И. Кузнецов .

Коллективом института разработаны гироскопические приборы для ракет Р-7 и Р-7А : гировертикант И55-1, гирогоризонт И11-1А-3, датчики регулятора скорости И12-6-3, И12-7-3. В 1957 году ракетой Р-7 осуществлён запуск первого в мире искусственного спутника Земли .

В 1960 году заступила на боевое дежурство ракета средней дальности Р-12 , которая была оборудована разработанной НИИ-944 полностью автономной инерциальной системой управления. Эти технические решения легли в основу гироприборов для межконтинентальной баллистической ракеты Р-9 .

В июле 1960 года «за создание и освоение производства высокоточных приборов» институт награждён орденом Ленина, а в июне 1961 года - орденом Трудового Красного Знамени «за успешное выполнение заданий правительства по созданию специальной техники» .

С 1965 года - Научно-исследовательский институт прикладной механики (НИИ ПМ ) в составе Министерства общего машиностроения . Предприятие длительное время (до 1991 года) являлось головным предприятием Министерства общего машиностроения СССР по исследованиям и созданию гироскопической техники для РКТ. В состав НИИ ПМ в разное время входили филиалы в городе Миассе и в городе Осташкове, ставшие впоследствии самостоятельными предприятиями отрасли. НИИ ПМ оказал влияние на развитие и становление других основных предприятий отрасли в городах Саратове, Омске, Томске, Бердске, Ленинграде .

В 1992 году институту присвоено имя его основателя, академика В. И. Кузнецова.

Филиал ФГУП «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ им. академика В.И. Кузнецова» — ведущее предприятие России по созданию высокоточных гироскопических командных приборов для ракет и космических объектов.

История:

Научно-исследовательский институт прикладной механики, ныне носящий имя академика В. И. Кузнецова, был образован в сентябре 1955 года.

Тогда на базе Специального конструкторского бюро НИИ - 10 был создан НИИ гироскопической стабилизации (позднее получивший наименование НИИ-944) Министерства судостроительной промышленности СССР, с 1994 года — НИИ прикладной механики имени академика В. И. Кузнецова Российского космического агентства (ныне — Федерального космического агентства).

С 2006 года институт входит в состав Федерального государственного унитарного предприятия «Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры».

НИИ ПМ стал первым в России предприятием, основной задачей которого являлось создание высокоточных гироскопических командных приборов для ракетно-космической техники.

В течение 50 лет НИИ ПМ имени академика В. И. Кузнецова осуществлял разработку гироскопических приборов и систем для большинства баллистических ракет, разработанных Главными конструкторами С. П. Королевым, М. К. Янгелем, В. Н. Челомеем, В. Ф. Уткиным.

Созданные предприятием комплексы командных гироскопических приборов обеспечили приоритет нашей Родины в освоении космического пространства и надежную защиту Отечества.

Для решения народнохозяйственных и научных задач за прошедшие годы создано несколько поколений различных гироскопических приборов и систем для ракет-носителей и космических аппаратов, в том числе для ряда космических аппаратов специального назначения.

Приборы НИИ ПМ обеспечили выведение на орбиту первого спутника Земли, полет Юрия Гагарина, стыковку в космосе кораблей по программе «Союз-Аполлон», облет и фотографирование обратной стороны Луны, доставку на Землю в автоматическом режиме лунного грунта, работу долговременных орбитальных станций и комплексов и многое другое. Разработанные в институте приборы обладают высокими конструктивными качествами, точностью и надежностью и имеют уникальные эксплуатационные характеристики: до 150 тысяч часов непрерывной работы и более 25 лет эксплуатации.

Сегодня гироскопические приборы НИИ ПМ обеспечивают реализацию программ отечественной космической промышленности; разработаны и внедрены гироскопические системы для нового поколения космических аппаратов. Кроме того, институт занимается разработкой приборов по конверсионным программам для техники других отраслей.

Основными конверсионными работами стали разработки гироскопических приборов для авиации и нефтяной промышленности.

Гироскопические приборы для ракетных комплексов

Начало ракетно-космической гироскопии было положено при создании первых советских ракет Р-1, созданных на базе немецкой трофейной техники — ракет Фау-2, к изучению которых были подключены известные специалисты в области гироскопической техники. Возглавил эти работы Виктор Иванович Кузнецов, занимавшийся до этого разработкой приборов для военно-морского флота. Приборы для ракет Р-1 — гирогоризонты, гировертиканты и гироинтеграторы (ГГ-1, ГВ-1, ИГ-1) — были в основном повторением немецкой конструкции и изготавливались по чертежам, скопированным с немецких чертежей.

Следующая ракета — Р-2 — была, по существу, первой в нашей стране жидкостной баллистической ракетой отечественной конструкции и отличалась от ракеты Р-1 габаритами, комплектацией и повышенными тактико-техническими характеристиками с дальностью полета 600 км. Для повышения точности Р-2 имела отделяемую головную часть. В состав комплекса командных приборов системы управления входили модифицированные гироприборы.

При следующей разработке нового изделия Р-5 потребовалось резко улучшить тактико-технические характеристики приборов, в первую очередь — повысить точность и надежность. Конструкции гиро-приборов (гировертикантов ГВ-5 и гирогоризонтов ГГ-5) были разработаны заново.

В конце 60-х—начале 70-х годов в ракетостроении сложилась конкурентная ситуация, в которую были вовлечены главные конструкторы М. К. Янгель и В. Н. Челомей. КБ «Южное» предлагало создать и развернуть новое изделие Р-36М и заменить изделия УР-100 и УР-100К. ОКБ-52 (главный конструктор В. Н. Челомей) предложило сохранить значительное количество изделий УР- 100 и УР-100К и разработать новые комплексы с изделием УР-100Н. По решению правительства были реализованы оба проекта, в разработку были запущены комплексы с изделиями Р-36М и УР-100Н. НИИ ПМ приступил к созданию более точного, чем в предыдущих изделиях, прибора — унифицированной гиростабилизированной платформы для ракет Р-36М и УР-100Н. В этой платформе были применены более точные гироблоки и гироинтеграторы на «сухом» подвесе. В результате комплекса мероприятий, предпринятых несколькими группами разработчиков, точность приборов была повышена на 55-60%. Была решена задача дистанционных периодических проверок приборов, что повысило эксплуатационные характеристики комплекса.

Следующим шагом по пути совершенствования гиростабилизированной платформы и увеличения точности стала разработка унифицированной платформы для изделий Р-36М УТТХ и УР-100НУ. В 1983 году КБ «Южное» под руководством главного конструктора Владимира Федоровича Уткина приступило к разработке ракеты по теме «Воевода» (Р-36М2). Для системы управления этого изделия институтом был разработан комплекс командных приборов.

Разработчиками было найдено много новых решений по схеме построения платформы и всего комплекса, а также по методам выставки и калибровки многочисленных параметров, влияющих на точность и обеспечение надежности работы комплекса гироприборов. По техническому уровню решаемых задач этот комплекс высокоточных командных гироскопических приборов значительно превосходит разработки отечественных приборов других фирм и не имеет аналогов среди зарубежных гироскопических приборов систем управления ракет.

Комплексы командных приборов изделий Р-36М УТТХ, УР-100НУ и Р-36М2 эксплуатируются по настоящее время. Институт осуществляет авторский надзор за их эксплуатацией.

Гироскопические приборы для ракет-носителей

Создание боевых ракетных комплексов неразрывно связано с разработкой ракет космического назначения. Менее чем через два месяца после первого успешного старта ракеты Р-7 на ракете, переделанной из боевой, в космос отправился первый искусственный спутник Земли. Процесс преобразования боевой ракеты в средство выведения космических объектов требовал как модификации существующих гироприборов, так и создания новых.

К 1960 году для системы управления РН «Восток», предназначенной для выведения на околоземную орбиту космического корабля с человеком на борту, институтом были разработаны: гирогоризонт КИ11-29, гировертикант И55-11, два датчика регулятора скорости КИ12-18, КИ12-19 (для первой и второй ступеней), гирогоризонт И11- 15, гировертикант КИ55-16, датчик регулятора скорости КИ12-20, три интегратора И22-8 (для третьей ступени).

12 апреля 1961 года в Советском Союзе выведен на орбиту вокруг Земли первый в мире космический корабль-спутник «Восток» с человеком на борту — Юрием Алексеевичем Гагариным. Модификации знаменитой ракеты Р-7, разработанной под руководством С. П. Королева, вот уже 50 лет продолжают использоваться для выведения в космос большого числа спутников и межпланетных кораблей. Это единственный тип ракет в России, который до сегодняшних дней используется в пилотируемой космонавтике. Приборы типа гирогоризонт, гировертикант, датчик регулятора скорости и гироинтегратор разработки НИИ ПМ нашли широкое применение почти во всех модификациях ракеты Р-7 («Восток», «Восход», «Молния», «Союз»).

Помимо гироприборов для различных модификаций ракеты Р-7 институт разрабатывал изделия и для сверхтяжелых носителей, таких как Н1 и «Энергия». Для системы управления ракеты Н1, разрабатывавшейся в рамках лунной программы, НИИ ПМ была создана гиростабилизированная платформа КИ10-17 с применением поплавковых гироблоков. При подготовке к пуску и в полете комплекс разработанных приборов работал нормально. Короткие сроки проектирования, сокращение программы испытаний явились роковым обстоятельством для осуществления проекта. Все четыре пуска были аварийными; лунная программа была закрыта.

В 1974 году началась разработка проекта «Энергия-Буран». На ракете-носителе «Энергия» были установлены гиростабилизированные платформы КИ21-36М и БУГ-039, которые обеспечивали управление движением на активном участке полета и точное выведение на заданную орбиту. Все испытания, подготовку к полету приборы прошли без замечаний с большим запасом по точности и надежности.

Несмотря на успешные летные испытания, это направление с 1990 года было закрыто. Для системы управления ракеты-носителя космических объектов «Рокот», созданной на базе ракеты УР-100Н и доразгонного блока, институтом был разработан комплекс командных приборов. Разработка началась в 1985 году и была значительно облегчена использованием опыта и технических решений, полученных при создании прибора КИ45-2 для крылатой ракеты «Метеорит», разработанной в 1978-1980 гг. под руководством Главного конструктора В. Н. Челомея. Это позволило завершить работу в короткие сроки и без больших технических ошибок. В окончательном варианте комплекс командных приборов состоит из командного прибора КИ45-7 и блока вторичных источников питания, разработанного НПО «Полюс». Прибор КИ45-7 представляет собой единую конструкцию (в которой размещены гиростабилизатор и все электронные устройства), предназначенную для измерения и выдачи в цифровом виде в систему управления ракеты-носителя «Рокот» параметров движения носителя (приращение линейной скорости, углы рыскания, вращения и тангажа).

Изготовление приборов КИ45-7 началось в 1987 году и с перерывами продолжается в настоящее время. Результаты эксплуатации подтвердили точность и надежную работу прибора при запусках коммерческих полезных нагрузок ракетой «Рокот». Гироскопические приборы для космических аппаратов Сфера деятельности института не ограничивалась созданием приборов для боевых ракет и ракет-носителей.

Гироскопические приборы для космических аппаратов

4 октября 1957 года с космодрома Байконур был запущен созданный в СССР первый в мире искусственный спутник Земли, который своими позывными возвестил о начале новой — космической — эры в истории человечества. В этой работе приняли активное участие подразделения НИИ-944 под руководством В. И. Кузнецова.

Для пилотируемых космических кораблей «Восток» были разработаны гироорбитант КИ00-8, блок свободных гироскопов КИ27-1 и блок курсовых приборов. Решение задачи управления полетом космического корабля было очень ответственным, поскольку при неправильном движении корабль мог перейти на невозвращаемую орбиту или, наоборот, войти в атмосферу с большими перегрузками. Поэтому в течение многих лет в институте велись работы по повышению надежности и точности гироприборов.

Разработанные коллективом НИИ гироорбитант КИ00, гироинтегратор КИ22 и блок свободных гироскопов КИ27-1 успешно применялись в различных космических кораблях («Восток», «Восход», «Союз», «Прогресс» и др.), как в пилотируемых, так и в беспилотных вариантах. Для системы ориентации и управления движением космических кораблей «Союз» и «Прогресс» и долговременных орбитальных станций, а также для системы управляемого спуска космонавтов с орбиты и систем аварийного спасения в процессе выведения космического корабля на орбиту в НИИ ПМ был разработан целый ряд надежных и высокоточных гироскопических приборов и струнных акселерометров (КИ38-1, КИ22-40, КИ27-2, КИ00-11, КИ00-18, КИ00-14Б, КИ68-1, КИ68-100), которые выполнили возложенные на них задачи. Модификации вышеназванных приборов и сегодня используются в процессе запуска и возврата на Землю космических экипажей при пилотируемых пусках.

Для управления спуском корабля с орбиты был разработан прибор КИ00-18, особенностью которого стал большой диапазон угловых поворотов (±180°) по наружной оси. Другое направление космической деятельности — создание межпланетных аппаратов. Работу в этом направлении возглавляло Научно-производственное объединение имени С. А. Лавочкина.

В 1960-х годах здесь начались работы по созданию космического аппарата, предназначенного для исследования поверхности Луны (программа Е8-5). Комплекс командных приборов для этого аппарата, разработка которого была поручена НИИ ПМ, должен был обеспечивать выдачу информации о параметрах движения аппарата на всех этапах его полета к Луне, начиная с этапа доразгона. Задачи обеспечения межпланетных экспедиций были решены с помощью приборов КИ21-19 и КИ22-40Б.

Приборы в течение нескольких лет использовались в программах Е-8 и Е8-5 и обеспечили высокую точность и надежность при доставке на Луну двух луноходов и оборудования для забора лунного грунта, а также при выведении на лунную орбиту нескольких искусственных спутников Луны.

При доставке на Землю лунного грунта использовались гироприборы КИ55-25, КИ22-41Л, КИ00-12Л. Кроме того, гироприборы разработки НИИ ПМ устанавливались на космических аппаратах, исследовавших Марс, Венеру и комету Галлея.

В начале 1970-х годов в Советском Союзе началось строительство долговременных орбитальных станций. ОКБ-1 создает серию орбитальных станций «Салют» для исследования околоземного пространства и планет в научных целях, а НПО машиностроения (главный конструктор — В. Н. Челомей) — станцию «Алмаз» и транспортный корабль снабжения к нему. Для управления станцией «Алмаз», транспортным кораблем снабжения и возвращаемым аппаратом институтом в 1971 году был разработан комплекс гироприборов в составе КИ21- 29, КИ41-1, КИ22-36А, КИ11-39, КИ00- 14Б, КИ22-46Н, БУИ-6, БЭ-026, БПИ- 066. Устанавливались приборы НИИ ПМ и на станциях «Салют».

В начале 1980-х годов НПО «Энергия» приступило к созданию большой орбитальной станции «Мир». Создание и 15-летняя эксплуатация уникального орбитального комплекса, базовый блок которого был запущен в 1986 году, стали выдающимися достижениями отечественной космонавтики. Для системы управления станции в НИИ ПМ был разработан прибор ГИВУС (гироскопический измеритель вектора угловой скорости). Было создано несколько модификаций приборов КИ34- 2А, КИ34-3, КИНД34-020, КИНД34-027.

Первый прибор, установленный на модулях орбитальной станции «Мир», безотказно и непрерывно отработал двойной ресурс (15 лет) и показал рекордную точность. Успешное применение гироскопических измерителей вектора угловой скорости на станции «Мир» позволило и в дальнейшем широко применять такие приборы. Специалисты института продолжали работать над совершенствованием схемы и конструкции прибора.

Приборы ГИВУС, изготовленные в НИИ ПМ, поставлялись по заказу ряда крупных российских предприятий ракетно-космической промышленности: РКК «Энергия» им. С. П. Королева, ГКНПЦ им. М. В. Хруничева, НПО ПМ им. М. Ф. Решетнева, НПО им. С. А. Лавочкина. Эти приборы используются на функциональном грузовом блоке (ФГБ) и на служебном российском модуле Международной космической станции. Высокая чувствительность приборов (0,01 угловой секунды) была реализована в космических аппаратах типа «Спектр», «Аракс» НПО им. С. А. Лавочкина и др., где требовалось наведение оптической аппаратуры на исследуемый объект с высокой точностью.

В дальнейшем приборы ГИВУС нашли применение при решении задачи наведения с высокой точностью антенн спутников связи на стационарных орбитах в космических аппаратах Sesat, «Экспресс», «Глонасс» (разработки НПО ПМ им. М. Ф. Решетнева), «Ямал» (РКК «Энергия»), «Монитор-Э», «Казсат» (ГКНПЦ им. М. В. Хруничева), а также при решении задач специального назначения.

Практическое использование приборов ГИВУС (с 1986 года по 2001 год — приборы КИ34 различных модификаций, а с 1999 года по настоящее время — приборы КИНД34-020, КИНД34-027 с повышенными точностными характеристиками и увеличенным сроком работы на орбите) в системах управления космических аппаратов различного назначения подтвердило полное выполнение технических требований эксплуатирующих фирм.

Одной из новейших разработок института по космической тематике является измеритель ускорения и скорости СИПС (система измерения приращения скорости), созданный по заказу «ЦСКБ-Прогресс» для ряда космических аппаратов дистанционного зондирования Земли.

В этой системе использованы в качестве чувствительных элементов струнные акселерометры оригинальной конструкции. Приборы СИПС прошли наземную отработку и показали надежную работу в составе космических аппаратов в орбитальном полете, в том числе и при эксплуатации КА «Ресурс-ДК».

– Что такое ФГУП «ЦЭНКИ»? Чем занимается это предприятие?
– Полностью аббревиатура ФГУП «ЦЭНКИ» расшифровывается как Федеральное государственное унитарное предприятие «Центр эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры». В его ведение входит вся наземная космическая инфраструктура. Ведь прежде чем отправить ракету в космос, нужно провести массу мероприятий: осуществить доставку составных частей ракеты и полезной нагрузки на космодром, провести их испытания, осуществить сборочные операции, установить на стартовый стол, осуществить заправочные операции и прочие процедуры, которые записаны в конструкторской и эксплуатационной документации. И этим всем занимается ФГУП «ЦЭНКИ». Кроме того, предприятие отвечает за функционирование космодромов - Байконур, Плесецк, Восточный.

– На чем специализируется филиал, в котором вы работаете?
– В филиале ФГУП «ЦЭНКИ» - НИИ ПМ им. академика В.И. Кузнецова занимаются разработкой командных приборов для ракетной техники. У нас разрабатывают инерциальные приборы на базе гироскопических и акселерометрических чувствительных элементов, то есть датчиков, которые позволяют установить параметры движения объекта и решать задачи его ориентации, стабилизации и навигации.

– Где используют такие датчики?
– Такие датчики весьма широко распространены. Большинство людей, сами того не зная, взаимодействуют с ними в повседневной жизни. Например, один из типов таких датчиков - акселерометр - используется в смартфонах. Он измеряет ускорение, и, когда человек переворачивает телефон, благодаря этому устройству изображение тоже поворачивается.
В более «продвинутых» телефонах стоят еще и гироскопы. Они определяют угловую скорость вращения объекта, что используется в играх, в различных режимах стабилизации и т. д.
В аэрокосмической сфере гироскопы и акселерометры используются в составе бортовых инерциальных приборов летательных аппаратов для определения их пространственного положения и управления движением.

– Чем занимаетесь именно вы?
– Я инженер-разработчик, начальник отдела по разработке микромеханических приборов и устройств. В отделе ведётся разработка миниатюрных гироскопов и акселерометров, масса которых измеряется единицами грамм. Например, сейчас в разработке высокоточные датчики для космического и военного применения, и у нас уже имеются опытные образцы, которые демонстрируют конкурентоспособные характеристики.

– Как проходит ваш рабочий день?
– Весьма увлекательно, ведь я работаю в отделе разработчиков, в инженерной среде, а инженер, как это ни странно, - одна из самых творческих специальностей. Ведь инженер создаёт то, чего раньше не было, а учёный исследует то, что уже существует. Эту фразу я запомнил и осознал с самого начала своей работы. Поэтому основную часть дня у меня занимает процесс разработки изделия: от изучения последних тенденций в отрасли и формирования идеи, математического описания и компьютерного моделирования до макетирования и проведения испытаний устройства. Новый день - новые знания.

– Как вы стали инженером?
– Вся моя семья связана с инженерной специальностью, но в авиационной отрасли. И я еще в школе понял, что мне интересна техника, поэтому, закончив физико-математический профиль в гимназии, пошел учиться в по специальности «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации» .

– Вы инженер-разработчик. Какие еще бывают инженеры?
– Существуют инженеры-разработчики, инженеры-конструкторы, инженеры-технологи и т. д., каждый из которых занимается своим делом. Такая структура очень удобна, когда прибор ставится в серию: каждый специалист отвечает за свой фронт работ. Но необходимо понимать, что настоящий инженер обладает знаниями в каждой из этих областей.

– Инженеры различных профилей имеют разное образование?
– Безусловно, но базовая подготовка у всех одинакова. Нередко к нам приходят устраиваться на работу молодые специалисты с одинаковой строчкой в дипломе, но в процессе работы они выбирают направления, которые им ближе, идут в соответствующие подразделения, и впоследствии становятся разными специалистами.

– Какое высшее образование нужно получить, чтобы стать инженером-разработчиком?
– Я бы рекомендовал поступить в технический вуз и получить те общие знания, которые необходимы для любой специальности в этой сфере. А по мере обучения, когда человек осознает, что ему действительно интересно, он сможет выбрать соответствующее направление и углубленно изучать требуемые предметы.

– На какие предметы нужно делать упор старшекласснику, который хочет стать инженером-разработчиком?
– Нужны крепкие знания в математике, физике, а также химии, поскольку сегодня инженер - это междисциплинарная специальность.

– Какие компетенции нужны инженеру-разработчику?
– Техническая грамотность, адаптивность и обучаемость. Ещё важно не бояться спрашивать, если не понимаешь чего-либо. Например, когда я учился в школе, я стеснялся задавать вопросы учителю, думал, что меня посчитают глупым, недалёким. Предпочитал прийти домой и самостоятельно во всём разобраться. Однако сейчас я уверен, что это не совсем правильно. Если есть человек, у которого можно чему-то научиться, нужно делать это максимально эффективно.

– Какой карьерный рост может быть у инженера?
– Любой. Всё зависит от человека, его амбиций, талантов и упорства. Студента, пришедшего на предприятие, принимают, к примеру, на должность техника. Позже этого работника повышают до инженера. Причем, если к тому времени студент еще не получил диплом, должность инженера может достаться ему авансом.
Инженеры, в зависимости от своих навыков и опыта работы, бывают разных категорий: первая, вторая, третья. Впоследствии можно претендовать на должность главного специалиста. Если человек имеет склонность к административной работе, после он способен стать начальником сектора, начальником отдела, начальником отделения и т. д.
Человек, который не хочет подниматься по руководящей лестнице, может сосредоточиться на научной деятельности: стать научным сотрудником, затем - ведущим научным сотрудником и, наконец, главным научным сотрудником.

– От чего может устать инженер-разработчик?
– От рутинной работы, например. Но, как мне кажется, рутинная составляющая есть в любой профессии. Однако сам я, как руководитель, стараюсь минимизировать её для своих подчиненных. Если человек устал, пускай он лучше отдохнет, выпьет кофе, подышит свежим воздухом, а потом вернется к задаче и успешно её решит.

– Сколько получает инженер-разработчик?
– Будучи студентом и работая не каждый день, я получал 9 тысяч рублей. Но, полагаю, нынешние студенты зарабатывают больше. К тому же лучшие из них могут получить премию академика В.И. Кузнецова в размере 7,5 тысяч.
Сейчас же моя зарплата находится на уровне 70 тысяч в месяц.

– Кем может стать инженер-разработчик, решивший попробовать себя в чем-то новом?
– Мне кажется, главное в инженерном образовании то, что оно дает разносторонние знания и учит человека находить требуемую ему информацию. Существует большое количество примеров, когда инженеры становились успешными предпринимателями, управляющими банковских структур и т. п. Поэтому инженер-разработчик при желании может работать во многих сферах. Некоторые мои однокурсники в итоге стали программистами, кто-то пошел работать в консалтинг.

– Существуют ли кружки, где старшеклассники могут приобрести инженерные навыки?
– Я бы рекомендовал школьникам, которые хотят стать инженерами, посещать кружки робототехники. Робототехника включает в себя программирование, в том числе и инерциальных датчиков, решение задач ориентации, навигации, а также дифференцирование, интегрирование, стабилизацию, управление техническими системами и другие дисциплины, необходимые инженерам.

– Что вы могли бы посоветовать почитать или посмотреть старшекласснику, который хочет стать инженером-разработчиком?
– Я советую почитать «Мои воспоминания» Алексея Николаевича Крылова , русского академика, инженера. Его книга - это просто кладезь знаний, написанная в весьма интересной манере. Там есть множество рассказов о том, как он учился, чем отличается русское образование от французского, на что нужно обратить внимание инженеру при работе.

Федеральное государственное унитарное предприятие НИИ ПМ, занимается созданием высокоточных гироскопических командных приборов и систем управления для ракет и космических аппаратов.

Создано 1955 на базе СКБ НИИ-10 как НИИ гироскопической стабилизации, затем - НИИ ПМ. У истоков создания Института стояли выдающиеся ученые, инженеры и деятели отечественной промышленности академики В.И. Кузнецов и А.Ю. Ишлинский.

С целью расширения фронта работ и стратегического их рассредоточения были образованы два филиала института: предприятие «Звезда», расположенное на о. Селигер, и Миасский электромеханический институт. Организационная структура института объединяла: научно-технические подразделения (отделение по разработке чувствительных элементов гироприборов, отделение по разработке гиростабилизированных платформ, отделение по разработке электронных блоков и электромеханических элементов, разработке контрольно-испытательной, аппаратуры, разработке конструкторской документации, расчетно-теоретический отдел, разработке технологической документации, испытательной базы, авторского и гарантийного надзора); общетехнические подразделения (отделы технической документации, стандартизации, научно-технической информации, патентный отдел, автоматизированных систем управления); функциональные отделы управления (плановый, отдел координации и анализа хода НИОКР, отдел материально-технического обеспечения, отделы финансовый и бухгалтерского учета, отдел кадров); опытное производство.

Первыми разработками института были гироприборы для систем управления первых отечественных ракет Р-1 и Р-2, Р-5. Гироскопия требовала применения самых высших достижений в базовых отраслях индустрии - металлургии, химии, электротехнике, электронике и во многом, благодаря ее развитию, эти отрасли в нашей стране вышли на мировой уровень. Это позволило в короткий срок обеспечить создание комплексов командных приборов для различных типов ракет и космических аппаратов как в интересах Министерства обороны, так и для решения гражданских и научных задач.

НИИ ПМ стал первым в России предприятием - создателем высокоточных гироскопических приборов для ракет и космических аппаратов. В короткий срок, 50-е и 60-е гг. прошлого столетия, под руководством В.И. Кузнецова были созданы комплексы командных гироскопических приборов и систем управления для различных типов ракет (Р-7, Р-9, Р-11, Р-12) и космических аппаратов («Восток» для запуска Ю.А. Гагарина, «Восход»). Институтом разработана первая в стране полностью инерциальная система управления межконтинентальной баллистической ракеты Р-16. В дальнейшем были разработаны комплексы командных приборов для систем управления ракет Р-36, УР-100, Р-36 (орбитальной), РТ-2П, УР-100К, Р-36М, УР-100Н, Р-36М МУТТХ, УР-100НУ, Р-36М2, что привело к достижению примерного паритета в защите обороноспособности страны. Из 17 типов ракет РВСН 13 типов ракет были оснащены приборами разработки НИИ ПМ.

Все вышеназванные ракеты были установлены на боевое дежурство и обеспечивали в течение требуемых сроков эксплуатации обороноспособность страны. Комплексы командных приборов создавались в короткие сроки, постоянно совершенствовались тактико-технические характеристики по точности, боеготовности, гарантийного срока эксплуатации, обеспечения стойкости ракет к поражающим факторам внешних воздействий. В последней разработке гиростабилизированной платформы для ракеты Р-36М2 обеспечено непрерывное дежурство, нулевая боеготовность, высокая точность. Проводимые в настоящее время работы позволили увеличить ресурс работы изделия.

В Институте создан классический ряд чувствительных элементов, определяющих облик современных гироскопических приборов различного направления. Это - вакуумные скоростные гироскопы на шарикоподшипниковом подвесе ротора, гироскопы с аэродинамическим подшипником, поплавковые и динамически настраиваемые гироскопы. Были проведены успешные работы по созданию других элементов инерциальной навигации - гироскопических, струнных и маятниковых акселерометров, маятниковых гироскопов. Во всех своих разработках НИИ ПМ обеспечивает наивысшие в России показатели по точности, надежности, ресурсу работы.

За высокие достижения в создании ракетно-космической техники ФГУП «НИИ ПМ им. академика В.И. Кузнецова» награжден орденами Ленина, Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени.

Комплексы гироприборов для систем управления создавались в условиях мощной кооперации. Головные предприятия, для которых создавались комплексы гироскопических приборов и систем – это предприятия в разное время руководимые Королевым С.П., Семеновым Ю.Н., Челомеем В.Н., Макеевым В.П., Янгелем М.К., Уткиным В.Ф., Козловым Д.И., Решетневым М.Ф., Киселевым А.И.

Эти предприятия обеспечили качественную отработку и изготовление приборов для всех видов стратегического и тактического ракетного вооружения, ракет-носителей и космических объектов.

Процессом создания новой техники руководили видные ученые и инженеры: А.А. Байков, В.И. Кузнецов, И.Н. Сапожников; их заместители - А.А. Колесников, О.Ю. Райхман, Н.В. Маркичев, З.М. Цециор, В.И. Решетников, Н.Д. Махотин, Г.С. Долгополов, М.Л. Еффа; ведущие специалисты института - Н.Н. Белоусов, А.А. Лапин, В.Л. Петелин, И.Д. Блюмин, В.А. Потапенко, Б.А. Казаков, Н.Н. Духанин, В.П. Доронин, В.Н. Бухавцев и другие.

Директора Института: Байков А.А. (1966-1987), Сарымов Ю.С. (1989-1996), Мезенцев А.П. (1996-2004), Крехтунов В.П. (с 2004 по наст. время).

Главные конструкторы: Кузнецов В.И. (1955-1991), академик, доктор технических наук, дважды Герой Социалистического труда; Сапожников И.Н. (1991-2001; с 2004 по наст. время), доктор технических наук, лауреат Ленинской премии.