6 (641221), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Одной из основных задач в техническом и организационном плане являлась разработка системы управления корабля. Она должна была обеспечить управление как всеми орбитальными режимами, так и автоматическими алгоритмами спуска в атмосфере и посадку на аэродром, что требовало объединения опыта космической и авиационной отраслей. По всем задачам управления требовалось обеспечить рациональное распределение функций между автоматическим и ручным управлением и управлением из ЦУП. При этом в соответствии с тактико-техническими требованиями к кораблю "Буран" и традицией отработки изделий, начиная с беспилотных кораблей, все режимы должны были выполняться автоматически.

Системный подход к построению бортового комплекса позволил создать надежные средства управления. В НПО "Энергия" были с самого начала проведены мероприятия по организации этой работы - в комплексе 3 с этой целью был образован отдел 039 (начальник отдела В.П.Хорунов) и введена должность заместителя руководителя комплекса 3 по этому направлению (О.И.Бабков).

Летом 1976 года на предприятие НПО АП (Н.А.Пилюгин) сотрудниками направления, возглавляемого заместителем генерального конструктора Б.Е.Чертоком, было выдано техническое задание на единый бортовой комплекс (БКУ) управления ОК "Буран" и РН "Энергия". БКУ включал функционально в себя все системы, обеспечивающие управление полетом, такие, как: система управления движением и навигации, система управления бортовыми системами, система контроля и диагностики, бортовой радиотехнический комплекс, система бортовых телеизмерений, система распределения электроэнергии и коммутации, система отображения информации и органов ручного управления.

В 1978 году система управления РН "Энергия" была передана в НПО ЭП (В.Г.Сергеев), Украина. Произошло также уточнение распределения работ и ответственности по БКУ между тремя головными организациями: НПО "Энергия", НПО "Молния" и НПО АП. Работы в НПО "Энергия" оказались столь объемными, что пришлось организовать в 1978 году новый, 030 отдел (начальник отдела А.А.Щукин), а затем в 1980 году комплекс 15 (руководитель комплекса О.И.Бабков), После передачи в 1981 году работ по ОК "Буран" в службу главного конструктора Ю.П.Семенова комплекс 15 был также реорганизован и сосредоточился только на работах по орбитальному кораблю, координируя также работу целого ряда подразделений предприятия. В 1984 году была введена должность заместителя генерального конструктора для решения вопросов со смежными организациями и руководящими инстанциями (О.И.Бабков), На следующем этапе (примерно с 1980 года) определились значительные трудности с созданием математического обеспечения бортового вычислительного комплекса. Требовалось разработать большой объем математического обеспечения (300 тысяч машинных команд), разместить его в ограниченном по ресурсам БВК и обеспечить высокую степень отработанности и надежности. Силами одного НПО АП решить эту задачу не представлялось возможным. Поэтому в августе 1983 года по инициативе НПО "Энергия" вышло специальное решение Правительства по вопросу создания математического обеспечения ОК "Буран". В нем был определен состав предприятий-разработчиков МО и оговорены мероприятия по усилению этих работ. НПО АП определено головным предприятием. Была проделана большая работа по определению структуры МО, разработке систем отладки и языков высокого уровня, методик отработки, системы документирования и выдачи заключений по всем этапам отработок и испытаний. Впервые на космических объектах была создана четкая иерархическая структура управления программой работы изделия, начиная с общего плана полета и до управления отдельными системами, что позволило структурировать программные единицы и распределить работу по многим исполнителям. Разработка математического обеспечения подразделениями НПО "Энергия" проводилась по разделам: программа работы бортовых систем, общий план полета, прием командно-программной информации на борту, полетное задание, программное обеспечение Центра управления полетом, диагностика бортовых систем и логика их работы, система автоматизации отработки программного обеспечения, документирование приемно-сдаточных испытаний и выдача заключений. Особое значение при создании математического обеспечения ОК "Буран" придавалось его отработке. При отсутствии в отечественной и мировой практике достоверных критериев надежности только большое количество статистических данных по отработке позволяли сделать заключение о высокой степени работоспособности МО. Отработка МО проходила поэтапно: автономная отработка отдельных программ на универсальных вычислительных машинах на всех предприятиях; совместная отработка программ каждого предприятия; комплексная отработка на стендах НПО АП, где формировались в целом загрузки памяти БВК для типовых полетных операций и отрабатывались как с моделированием движения корабля, так и в испытательной модификации для проведения испытаний на ОК-КС НПО "Энергия"; отработка на комплексном моделирующем стенде НПО "Энергия"; испытания на ОК-КС совместно с реальной аппаратурой с выдачей заключения для отправки на технический комплекс; испытания на летном изделии.

По ходу этих испытаний и проводимых параллельно работ по отработке систем и режимов (например, уточнение аэродинамических характеристик, отработки объединенной двигательной установки, систем планера и т.п.) в математическом обеспечении проводились изменения и цикл отработки повторялся на новой версии МО.

Летная версия МО первого летного корабля оказалась 21-й по счету. Но в полет орбитальный корабль отправился с версией МО 21а, в которой были учтены все замечания по клапанам ОДУ. Работа бортового комплекса управления в этом полете подтвердила правильность примененных подходов к решению задач, распределенных по множеству организаций-исполнителей и сынтегрированных в едином МО БВК. В итоге разработки бортового комплекса управления "Буран" в НПО "Энергия" и его кооперации был создан мощный задел технических решений организационных и методических подходов к управлению этим этапом работ, не нашедший, к сожалению, воплощение в последующей программе полетов. При разработке средств и технологии управления полетом ОК "Буран" потребовалось, практически впервые в практике такой работы, объединение разработки и испытаний бортового и наземного комплексов управления ОК в рамках единой автоматизированной системы управления полетом. В БКУ орбитального корабля использовался многомашинный вычислительный комплекс и радиотехнический комплекс, совмещающий обмен основными видами информации с Землей в едином цифровом потоке, дублированный автономными средствами для раздельной передачи наиболее ответственных данных (радиосвязь с экипажем и телеметрия). В состав НКУ входил ЦУП в Калининграде, сеть станций слежения, система связи и передачи данных между станциями слежения и ЦУП и спутниковая система контроля и управления с передачей информации по тракту "ОК- спутник-ретранслятор -наземный пункт ретрансляции - ЦУП".

В качестве наземных станций слежения к управлению полетом при первом пуске ОК привлекались шесть наземных станций, расположенных в Евпатории, Москве, Джусалы, Улан-Удэ, Уссурийске и Петропавловске-Камчатском. Для контроля полета ОК на участке выведения и на посадочном витке привлекались два корабля слежения в Тихом океане ("Космонавт Георгий Добровольский" и "Маршал Неделин") и два корабля слежения в Атлантическом океане ("Космонавт Владислав Волков" и "Космонавт Павел Беляев"). Система связи и передачи данных включала в себя сеть наземных и спутниковых каналов с использованием геостационарных спутников-ретрансляторов(СР) "Радуга", "Горизонт" и высокоэллиптического СР "Молния". При этом трасса передачи телеметрических данных в ЦУП о выдаче тормозного импульса для схода ОК с орбиты, с учетом использования последовательно двух СР, составляла более 120 тыс. км. В спутниковой системе контроля и управления при первом полете использовался один СР "Альтаир", установленный на геостационарной орбите над Атлантическим океаном. Это позволило расширить зону связи ОК с ЦУП до 45 минут на каждом полетном витке. Для размещения средств и персонала управления полетом ОК в ЦУП г. Калининграда был построен и оборудован новый корпус с главным залом управления и помещениями групп поддержки, а также существенно модернизирован и дооснащен информационно-вычислительный комплекс. Общее быстродействие центрального ядра ИВК ЦУП, базирующегося на ЭВМ четвертого поколения "Эльбрус", составляло около 100х10¹¹ операций в секунду, оперативная память около 50 Мбайт, внешняя память около 2,5 Гбайт. Объем вновь разрабатываемого математического обеспечения управления полетом составил около 2х10⁶ машинных команд и, совместно с техническими средствами ИВК, позволял:

Разработка требований к вычислительным средствам ЦУП, технические задания и исходные данные для разработки МО управления полетом создавались коллективами комплексов 19, 1 и 15 (руководители комплексов В.И.Староверов, Г.Н.Дегтяренко и В.П.Хорунов), комплексирование вычислительных средств и разработка МО управления полетом выполнялись коллективом ЦУП ЦНИИМАШ во главе с В.И.Лобачевым, Б.И.Музычуком, В.Н.Почукаевым, а комплексная отработка средств и МО ЦУП осуществлялись совместно. Координацию работ по подготовке технических средств, МО управления полетом осуществлял В.Г.Кравец, назначенный руководителем полета первого ОК. Продолжительность заключительного этапа создания и отработки МО управления полетом составила около двух лет.

Впервые в отечественной практике космических полетов был отработан и использован прямой обмен командно-программной информацией между вычислительными средствами ЦУП и ОК в реальном масштабе времени без предварительной записи командной информации на станциях слежения.

Для первого полета ОК была предусмотрена выдача на борт около 200 команд управления, из которых 16 требовались в штатном полете, а остальные предназначались для парирования возможных нештатных ситуаций.

Для контроля и управления полетом на участке спуска ОК привлекались радиотехническая система навигации, посадки и управления воздушным движением "Вымпел", средства приема телеметрической и телевизионной информации посадочного района и объединенный командно-диспетчерский пункт основного посадочного аэродрома. Вся телеметрическая и траекторная информация ОК на участке спуска передавалась в реальном масштабе времени в ЦУП. На ОКДП размещалась региональная группа управления, готовая в случае необходимости по команде из ЦУП взять на себя контрольные и управляющие функции посадкой ОК. Особое внимание при подготовке первого полета ОК уделялось экспериментальной отработке АСУП, включающей:

Общее руководство отработкой систем ОК на летающих лабораториях осуществлял заместитель начальника ЛИИ А.А.Манучаров.

Тренировка персонала управления полетом в ЦУП и объединенном командно-диспетчерском пункте (ОКДП) осуществлялась в несколько этапов. Тренировки начались почти за год до проведения пуска ОК. Всего было проведено в ходе подготовки к полету более 30 тренировок. Особенностью тренировок было привлечение средств и математического обеспечения ЦУП к поддержке испытаний орбитального корабля на технической позиции и посадочном комплексе. Высокая надежность созданных средств автоматизированной системы управления полетом, их дополетная автономная отработка и комплексные испытания, большой объем выполненных тренировок персонала управления полетом позволили в первом двухвитковом беспилотном полете ОК уверенно отработать всем средствам НКУ и посадочного комплекса и заложить основу подготовки к управлению при пилотируемых полетах. За 3 ч 26 мин первого полета ОК было проведено четыре штатных сеанса связи с выдачей на борт 10 запланированных массивов командно-программной информации для управления режимами работы радиотехнического комплекса. Выдача управляющих воздействий на участке спуска по вводу метеоданных и смене направления захода на посадку не понадобилась, так как оказалось возможным использовать данные полетного задания, введенные в БВК ОК до старта. Обмен командно-программной информацией из-за неверно введенной доплеровской поправки в средства наземных станций слежения велся в режиме "без квотирования". Телеметрическая и траекторная информация была принята, обработана и отображена на рабочих местах персонала управления полетом в ЦУП и ОКДП в полном запланированном объеме. При создании орбитального корабля "Буран" кроме научно-технических проблем стояла задача создания работоспособной кооперации исполнителей. Задача осложнилась тем, что к уже сложившейся космической кооперации, привыкшей работать по определенным законам и стандартам, добавилась многочисленная кооперация авиационной промышленности. Все это требовало совершенствования схемы организации работ и их контроля. Еще в начале разработки МКС был принят системный подход к построению всего комплекта технической документации, внедрены общесоюзные требования ЕСКД и Положение РК-75, определяющее специальные требования к разработке, отработке и подготовке ракетных комплексов. В 1984 году была введена система курирования специалистами НПО "Энергия" всех без исключения элементов орбитального корабля, включая расчетно-исследовательские работы, что повысило уровень технической координации работ, улучшило поступление информации о ходе разработок и контроль за ними, способствовало оперативному принятию технических решений. В НПО "Энергия" была усовершенствована система построения проектно-логической документации (Ю.М.Фрумкин, Ю.М.Лабутин), которая на трех уровнях (программа полета, типовые полетные операции, программа работы бортовых систем) определяла требования по функционированию корабля при подготовке пуска, в полете и после посадки, включая нештатные ситуации, и содержала исходные данные для всех, кто разрабатывал системы корабля, его бортовое и наземное математическое обеспечение. Требования к конструкции, комплектации и компоновке корабля устанавливала система общепроектных документов (Б.И.Сотников, А.А.Калашьян). Была также налажена система контроля основных проектных параметров корабля (В.Г.Алиев). Важным направлением в деятельности НПО "Энергия" была разработка комплексных сквозных графиков работ, которые согласовывались со всеми необходимыми предприятиями и ведомствами и представлялись на утверждение руководству вышестоящих инстанций. Работы по графикам и их контролю организовывались и проводились в основном службой главного конструктора. Эти и другие мероприятия позволили службе главного конструктора полностью сосредоточить в своих руках контроль за ходом реализации проекта.

Характеристики

Список файлов реферата