Dnes, 15. listopadu, si připomínáme 22. výročí prvního a jediného letu naší opakovaně použitelné dopravní kosmické lodi „Buran“. A také druhý a poslední let super těžké nosné rakety Energia.
Pravidelní čtenáři vědí, že tato událost nemůže projít mou pozorností, protože jsem se podílel na práci na „Buranu“, práci v moskevské experimentální návrhářské kanceláři „Mars“. I když ne nanejvýš „ostří“. V hotelu „Ukrajina“, kde jsme oslavili tuto událost, proběhl banket, pro nás opravdu skvělý. A byly plány na další let, také bez posádky, ale mnohem delší, a na těchto plánech se pracovalo.
A pak tu bylo temné bezčasí a pak, v roce 1993, byl program uzavřen …
Ještě jsem nepsal o samotném Buranu, i když kapitola o něm je další v mé nedokončené sérii o historii projektů pilotovaných opakovaně použitelných lodí. Psal však o historii jejího vzniku a také o raketě Energia. A teď nebudu psát o „Buranovi“jako takovém, protože by to neměl být příspěvek na blog, ale skutečný článek, nebo možná více než jeden. Pokusím se ale ukázat oblast odpovědnosti našeho oddělení.
Udělali jsme to, co SSSR poskytlo, pravděpodobně jedinou jasnou prioritu pro všechny před americkým raketoplánem. My, naše oddělení, jsme vytvořili algoritmický a softwarový komplex pro automatické přistání „Buran“. Pokud vím, Američané mají takový režim, ale nikdy nebyli použity. Jejich raketoplány vždy přistávaly piloty.
Nyní, jak tomu rozumím, byl úkol přistání bez účasti posádky vyřešen - vždyť přistávají drony, včetně velkých. Ale podle mého názoru osobní dopravní letadla stále nepřistávají „automaticky“. A pak, vím jistě, dobře vybavená letiště by mohla dostat dobře vybavená letadla do výšky 15 metrů. Další je posádka. Úkol zhoršila skutečnost, že aerodynamická kvalita „Burana“na podzvuku byla asi poloviční než u tehdejších osobních letadel - 4, 5 oproti 8–10. To znamená, že loď byla „dvakrát blíž k železu“než normální smetené osobní letadlo. Což není překvapivé, když porovnáte jejich tvar.
Automatické přistání 100tunové velryby je velmi obtížná věc. Neudělali jsme žádný hardware, pouze software pro režim přistání - od okamžiku dosažení (během sestupu) výšky 4 km až po zastavení na dráze. Pokusím se vám velmi stručně říci, jak byl tento algoritmus vytvořen.
Nejprve teoretik napíše algoritmus ve vysokém jazyce a otestuje jej proti testovacím případům. Tento algoritmus, který je napsán jednou osobou, je „zodpovědný“za jednu relativně malou operaci. Poté se zkombinuje do subsystému a přetáhne se do modelovacího stojanu. Ve stánku „kolem“pracovního, palubního algoritmu jsou modely-model dynamiky aparátu, modely výkonných orgánů, senzorové systémy atd. Jsou také psány jazykem na vysoké úrovni. Algoritmický subsystém je tedy testován v „matematickém letu“.
Poté se subsystémy spojí a znovu zkontrolují. A pak jsou algoritmy „přeloženy“z jazyka na vysoké úrovni do jazyka palubního vozidla (BCVM). Chcete -li je zkontrolovat, již v hypostáze palubního programu, existuje další modelovací stojan, který obsahuje palubní počítač. A kolem ní je to samé - matematické modely. Oproti modelům v čistě matematické lavici jsou samozřejmě upraveny. Model se „točí“v sálovém počítači pro obecné účely. Nezapomeňte, byla to osmdesátá léta, osobní počítače teprve začínaly a měly velmi nízkou spotřebu. Byl to sálový čas, měli jsme dvojici dvou EC-1061. A pro komunikaci palubního vozidla s matematickým modelem v univerzálním počítači je zapotřebí speciální vybavení, které je také součástí stojanu pro různé úkoly.
Tento stojan jsme nazývali polopřirozený-koneckonců v něm kromě veškeré matematiky existoval skutečný palubní počítač. Implementoval režim provozu palubních programů, velmi blízký režimu v reálném čase. Vysvětlení trvá dlouho, ale pro palubní počítač to bylo k nerozeznání od „reálného“reálného času.
Jednou se dám dohromady a napíšu, jak funguje režim polopřirozeného modelování - pro tento a další případy. Mezitím chci jen vysvětlit složení našeho oddělení - týmu, který to všechno dělal. Mělo to komplexní oddělení, které se zabývalo senzory a výkonnými systémy zapojenými do našich programů. Existovalo oddělení algoritmů - tito ve skutečnosti psali palubní algoritmy a zpracovávali je na matematické lavici. Naše oddělení se zabývalo a) překladem programů do jazyka palubního počítače, b) tvorbou speciálního vybavení pro polopřirozený stojan (zde jsem pracoval) a c) programy pro toto zařízení.
Naše oddělení mělo dokonce vlastní projektanty, kteří vytvářeli dokumentaci pro výrobu našich bloků. A nechybělo ani oddělení, které mělo na starosti provoz zmíněné dvojice EC-1061.
Výstupním produktem oddělení, potažmo celé konstrukční kanceláře v rámci tématu „bouře“, byl program na magnetické pásce (osmdesátá léta!), Který byl dále rozpracován.
Dále - toto je stánek podnikového vývojáře řídicího systému. Koneckonců je jasné, že řídicí systém letadla není jen palubní počítač. Tento systém vytvořil mnohem větší podnik než my. Byli to vývojáři a „majitelé“palubního počítače, nacpali do něj nejrůznější programy, které plní celou řadu úkolů pro ovládání lodi od přípravy před startem až po odstavení systémů po přistání. A pro nás náš přistávací algoritmus, v tom palubním počítači, byla přidělena jen část počítačového času, paralelně (přesněji řečeno, řekl bych, kvazi-paralelně) fungovaly jiné softwarové systémy. Když totiž vypočítáme trajektorii přistání, neznamená to, že už nepotřebujeme stabilizovat aparát, zapínat a vypínat všechny druhy zařízení, udržovat tepelné podmínky, generovat telemetrii a tak dále, a tak dále a tak dále…
Vraťme se však k vypracování režimu přistání. Poté, co byla tato sada zpracována ve standardním redundantním palubním počítači jako součást celé sady programů, byla transportována do stánku podnikového vývojáře kosmické lodi Buran. A tam byl stojan, nazývaný stojan v plné velikosti, do kterého byla zapojena celá loď. Když běžely programy, mával výtahy, hučel disky a všechny ty věci. A signály pocházely ze skutečných akcelerometrů a gyroskopů.
Pak jsem toho všeho viděl dost na urychlovači Breeze-M, ale prozatím byla moje role celkem skromná. Necestoval jsem mimo svůj projektový úřad …
Minuli jsme tedy stánek v plné velikosti. Myslíš, že to je všechno? Ne.
Další byla létající laboratoř. Jedná se o Tu-154, jehož řídicí systém je nakonfigurován tak, že letoun reaguje na řídicí akce generované palubním počítačem, jako by to nebyl Tu-154, ale Buran. Samozřejmě je možné se rychle „vrátit“do normálního režimu. „Buransky“byl zapnut pouze po dobu experimentu.
Vyvrcholením testů bylo 24 letů Buranu vyrobených speciálně pro tuto etapu. Říkalo se mu BTS-002, měl 4 motory ze stejného Tu-154 a mohl vzlétnout ze samotné dráhy. Do procesu testování si samozřejmě sedl s vypnutými motory - koneckonců „ve stavu“kosmická loď sedí v režimu plánování, nejsou na ní žádné atmosférické motory.
Složitost této práce, nebo spíše náš softwarově-algoritmický komplex, lze ilustrovat na následujícím obrázku. V jednom z letů BTS-002. létal „na programu“, dokud se hlavní podvozek nedotkl pásu. Poté pilot převzal kontrolu a spustil nosní vzpěru. Poté se program znovu zapnul a nechal zařízení zcela zastavit.
Mimochodem, je to docela pochopitelné. Zatímco je přístroj ve vzduchu, nemá žádné omezení otáčení kolem všech tří os. A to se podle očekávání točí kolem těžiště. Zde se dotkl pásu koly hlavních vzpěr. Co se děje? Rotace rolí je nyní vůbec nemožná. Rotace rozteče již není kolem těžiště, ale kolem osy procházející body dotyku kol a je stále volná. A rotace po trati je nyní složitým způsobem určena poměrem točivého momentu řízení z kormidla a třecí síly kol na pás.
Zde je tak obtížný režim, tak radikálně odlišný od obou letů a běh po pásu „ve třech bodech“. Protože když na jízdní pruh spadne i přední kolo, pak - jako ze žertu: nikdo se nikde netočí …
… Dodám, že problémy, srozumitelné i nesrozumitelné, ze všech fází testování nám byly přineseny, analyzovány, odstraněny a opět proběhly po celé linii, od matematického stanoviště po BTS v Žukovském.
Studna. Každý ví, že přistání bylo bezchybné: časová chyba 1 sekunda - po tříhodinovém letu! - odchylka od osy pásu 1, 5 m, v dosahu - několik desítek metrů. Naši kluci, ti, kteří byli v KDP - to je servisní budova poblíž pásu - řekli, že pocity byly - slovy nelze vyjádřit. Přesto věděli, co to je, kolik věcí tam fungovalo, jaké miliony vzájemně souvisejících událostí se staly ve správném vztahu, aby se toto přistání uskutečnilo.
A také řeknu: „Buran“je pryč, ale zkušenost nezmizela. Z této práce vyrostl skvělý tým prvotřídních specialistů, většinou mladých. Náboj z něj byl takový, že se tým v těžkých letech nerozpadl na zem, a to umožnilo právě v té době vytvořit řídicí systém pro horní stupeň „Breeze-M“. Už to nebyl softwarový systém, už tu byl náš vlastní palubní počítač a bloky, které ovládaly všechny palubní stroje - motory, prcky, související systémy jiných vývojářů atd. A udělali jsme pozemní komplex pro kontrolu a předspuštění horního etapa.
„Breeze“samozřejmě vyrobila KB pro všechny. Ale velmi důležitou roli, především při vytváření softwarového komplexu, hráli lidé z Buranu - lidé, kteří v průběhu Buranova eposu vybudovali a zdokonalili samotnou technologii dělat spoustu práce za účasti stovek specialisté z desítek různých profilů. A teď má designová kancelář, která se osvědčila, spoustu práce …
