Dnes, 15. novembra, si pripomíname 22. výročie prvého a jediného letu našej opakovane použiteľnej dopravnej kozmickej lode „Buran“. A tiež druhý a posledný let superťažkej nosnej rakety Energia.
Pravidelní čitatelia vedia, že táto udalosť nemôže prejsť mojou pozornosťou, pretože som sa zúčastnil práce na „Burane“, práci v moskovskej experimentálnej projekčnej kancelárii „Mars“. Aj keď nie nanajvýš „na ostro“. V hoteli „Ukrajina“, kde sme oslavovali túto udalosť, sa konala hostina, pre nás skutočne skvelá. A boli plány na ďalší let, tiež bez posádky, ale oveľa dlhšie, a na týchto plánoch sa pracovalo.
A potom nasledovalo temné nadčasovosť a potom, v roku 1993, bol program ukončený …
O samotnom Burane som ešte nepísal, aj keď kapitola o ňom je ďalšou v mojej nedokončenej sérii o histórii projektov opakovane použiteľných lodí s posádkou. Písal však o histórii jeho vzniku a tiež o rakete Energia. A teraz nebudem písať o „Buranovi“ako takom, pretože by to nemal byť príspevok na blog, ale skutočný článok, alebo možno viac ako jeden. Ale pokúsim sa ukázať oblasť zodpovednosti nášho oddelenia.
Urobili sme to, čo ZSSR poskytlo, pravdepodobne jedinú jasnú prioritu pre všetkých pred americkým raketoplánom. My, naše oddelenie, sme urobili algoritmický a softvérový komplex pre automatické pristátie „Buran“. Pokiaľ viem, Američania majú taký režim, ale nikdy neboli využívaní. Ich raketoplány vždy pristáli piloti.
Teraz, ako to chápem, je úloha pristátia bez účasti posádky vyriešená - napokon pristávajú drony, vrátane veľkých. Podľa môjho názoru však osobné dopravné lietadlá stále nepristávajú „automaticky“. A potom, som si istý, že dobre vybavené letiská by mohli dostať dobre vybavené lietadlá do výšky 15 metrov. Ďalej je posádka. Úlohu zhoršila skutočnosť, že aerodynamická kvalita „Burana“v podzvuku bola asi polovica kvality vtedajšieho osobného lietadla - 4, 5 oproti 8 - 10. To znamená, že loď bola „dvakrát bližšie k železu“ako bežné zametané osobné lietadlo. Čo nie je prekvapujúce, keď porovnáte ich tvar.
Automatické pristátie 100-tonovej veľryby je veľmi ťažká vec. Nerobili sme žiadny hardvér, iba softvér pre režim pristátia - od okamihu dosiahnutia (počas zostupu) výšky 4 km až po zastavenie na dráhe. Pokúsim sa vám veľmi stručne povedať, ako bol tento algoritmus vytvorený.
Najprv teoretik napíše algoritmus v jazyku na vysokej úrovni a otestuje ho proti testovacím prípadom. Tento algoritmus, ktorý je napísaný jednou osobou, „zodpovedá“za jednu relatívne malú operáciu. Potom sa skombinuje do subsystému a presunie sa do modelovacieho stojana. V stojane „okolo“pracovného palubného algoritmu sú modely-model dynamiky aparátu, modely výkonných orgánov, senzorické systémy atď. Sú tiež napísané v jazyku na vysokej úrovni. Algoritmický subsystém sa teda testuje „matematickým letom“.
Potom sa subsystémy dajú dohromady a znova sa skontrolujú. A potom sú algoritmy „preložené“z jazyka na vysokej úrovni do jazyka palubného vozidla (BCVM). Na ich kontrolu, už v hypostáze palubného programu, slúži ďalší modelovací stojan, ktorý obsahuje palubný počítač. A okolo nej je to isté - matematické modely. V porovnaní s modelmi v čisto matematickej lavici sú samozrejme upravené. Model sa „točí“v sálovom počítači na všeobecné účely. Nezabudnite, že to boli osemdesiate roky minulého storočia, osobné počítače len začínali a mali veľmi nízky výkon. Bol to hlavný čas, mali sme dvojicu dvoch EC-1061. A na komunikáciu palubného vozidla s matematickým modelom v univerzálnom počítači je potrebné špeciálne vybavenie; je tiež potrebné ako súčasť stojana na rôzne úlohy.
Tento stojan sme nazvali poloprirodzený-koniec koncov, v ňom bol okrem všetkej matematiky aj skutočný palubný počítač. Implementoval režim prevádzky palubných programov, veľmi podobný režimu v reálnom čase. Vysvetlenie trvá dlho, ale pre palubný počítač bol na nerozoznanie od „skutočného“reálneho času.
Jedného dňa sa dám dohromady a napíšem, ako funguje režim poloprirodzeného modelovania - pre tento a ďalšie prípady. Medzitým chcem len vysvetliť zloženie nášho oddelenia - tímu, ktorý toto všetko robil. Malo to komplexné oddelenie, ktoré sa zaoberalo senzorickými a výkonnými systémami zapojenými do našich programov. Existovalo algoritmické oddelenie - tieto v skutočnosti písalo palubné algoritmy a vypracovalo ich na matematickej lavici. Naše oddelenie sa zaoberalo a) prekladom programov do jazyka palubného počítača, b) tvorbou špeciálneho vybavenia pre poloprirodzený stojan (tu som pracoval) a c) programov pre toto zariadenie.
Naše oddelenie malo dokonca vlastných projektantov, ktorí vyhotovili dokumentáciu k výrobe našich blokov. A existovalo aj oddelenie, ktoré malo na starosti prevádzku spomínanej dvojice EC-1061.
Výstupným produktom oddelenia, a teda aj celej dizajnérskej kancelárie v rámci témy „búrka“, bol program na magnetickej páske (80. roky minulého storočia!), Ktorý bol ďalej rozpracovaný.
Ďalej - toto je stánok podnikového vývojára riadiaceho systému. Koniec koncov je zrejmé, že riadiaci systém lietadla nie je len palubný počítač. Tento systém vytvoril oveľa väčší podnik ako my. Boli vývojármi a „majiteľmi“palubného počítača, napchali ho rôznymi programami, ktoré vykonávajú celý rad úloh na ovládanie lode od prípravy pred štartom až po odstavenie systémov po pristátí. A pre nás náš pristávací algoritmus, v tom palubnom počítači, bola pridelená iba časť počítačového času, paralelne (presnejšie povedané, povedal by som, kvázi paralelný) fungovali iné softvérové systémy. Koniec koncov, ak vypočítame trajektóriu pristátia, neznamená to, že už nepotrebujeme stabilizovať prístroj, zapínať a vypínať všetky druhy zariadení, udržiavať tepelné podmienky, generovať telemetriu a tak ďalej a tak ďalej a tak ďalej…
Vráťme sa však k vypracovaniu režimu pristátia. Po vypracovaní v štandardnom nadbytočnom palubnom počítači ako súčasti celej sady programov bola táto sada prevezená do stánku podnikového vývojára vesmírnej lode Buran. A tam bol stojan, nazývaný stojan v plnej veľkosti, v ktorom bola zapojená celá loď. Keď programy bežali, mával výťahmi, hučal disky a všetky tie veci. A signály pochádzali zo skutočných akcelerometrov a gyroskopov.
Potom som toho všetkého na akcelerátore Breeze-M videl dosť, ale zatiaľ bola moja rola celkom skromná. Necestoval som mimo svoju kanceláriu dizajnu …
Minuli sme teda stánok v plnej veľkosti. Myslíš, že to je všetko? Nie
Ďalej bolo lietajúce laboratórium. Ide o Tu-154, ktorého riadiaci systém je nakonfigurovaný tak, aby lietadlo reagovalo na riadiace akcie generované palubným počítačom, akoby to nebol Tu-154, ale Buran. Samozrejme je možné rýchlo sa „vrátiť“do normálneho režimu. „Buransky“bol zapnutý iba na dobu experimentu.
Vyvrcholením testov bolo 24 letov Burana, vyrobených špeciálne pre túto etapu. Hovorilo sa mu BTS-002, malo 4 motory z rovnakého Tu-154 a mohlo štartovať zo samotnej dráhy. Do procesu testovania si sadol, samozrejme, s vypnutými motormi, - koniec koncov, „v stave“vesmírna loď sedí v plánovacom režime, nie sú na nej žiadne atmosférické motory.
Zložitosť tejto práce, alebo skôr náš softvérovo-algoritmický komplex, možno ilustrovať na nasledujúcom obrázku. Na jednom z letov BTS-002. lietal „na programe“, kým sa hlavný podvozok nedotkol pásu. Potom pilot prevzal kontrolu a spustil nosnú vzperu. Potom sa program znova zapol a nechal zariadenie úplne zastaviť.
Mimochodom, je to celkom pochopiteľné. Kým je prístroj vo vzduchu, nemá žiadne obmedzenia na otáčanie okolo všetkých troch osí. A to sa podľa očakávania točí okolo ťažiska. Tu sa dotkol pásu kolesami hlavných vzpier. Čo sa deje? Rotácia v rolke je teraz úplne nemožná. Rotácia rozstupu už nie je okolo ťažiska, ale okolo osi prechádzajúcej bodmi dotyku kolies a je stále voľná. A rotácia v priebehu kurzu je teraz komplexným spôsobom určená pomerom krútiaceho momentu riadenia z kormidla a trecej sily kolies na pás.
Tu je taký náročný režim, tak radikálne odlišný od letu aj behu po páse „v troch bodoch“. Pretože keď aj predné koleso spadne na jazdný pruh, potom - ako zo žartu: nikto sa nikde netočí …
… Dodám, že problémy, pochopiteľné a nepochopiteľné, zo všetkých fáz testovania nám boli privezené, analyzované, odstránené a opäť prešli celou čiarou, od matematického stojana po BTS v Žukovskom.
No dobre. Každý vie, že pristátie bolo bezchybné: časová chyba 1 sekunda - po trojhodinovom lete! - odchýlka od osi pásu 1, 5 m, v dosahu - niekoľko desiatok metrov. Naši chlapci, tí, ktorí boli v KDP - toto je budova služieb blízko pásu - povedali, že pocity boli - slovami sa nedá vyjadriť. Napriek tomu vedeli, čo to je, koľko vecí tam fungovalo, aké milióny vzájomne súvisiacich udalostí sa stali v správnom vzťahu, aby sa toto pristátie mohlo uskutočniť.
A tiež poviem: „Buran“je preč, ale zážitok nezmizol. Z tejto práce vyrástol úžasný tím prvotriednych špecialistov, väčšinou mladých. Náboj z neho bol taký, že sa tím v ťažkých rokoch nerozpadol na zem, a to umožnilo práve v tej dobe vytvoriť riadiaci systém pre horný stupeň „Breeze-M“. Už to nebol softvérový systém, už tu bol náš vlastný palubný počítač a bloky, ktoré ovládali všetky palubné stroje - motory, žrde, súvisiace systémy iných vývojárov atď. A urobili sme pozemný komplex na kontrolu a spustenie horného systému. etapa.
„Breeze“samozrejme vyrobila KB pre každého. Ale veľmi dôležitú úlohu, predovšetkým pri vytváraní softvérového komplexu, zohrali ľudia z Buranu - ľudia, ktorí v priebehu buranského eposu vybudovali a zdokonalili samotnú technológiu vykonávania veľa práce za účasti stoviek ľudí. špecialisti z desiatok rôznych profilov. A teraz má dizajnérska kancelária, ktorá sa osvedčila, veľa práce …
