I dag, 15. november, er det 22 -års jubilæum for den første og eneste flyvning af vores genanvendelige transportrumfartøj "Buran". Og også den anden og sidste flyvning af Energia super-tunge affyringsvogn.
Regelmæssige læsere ved, at denne begivenhed ikke kan passere min opmærksomhed, da jeg deltog i arbejdet med "Buran", der arbejdede i Moskvas eksperimentelle designbureau "Mars". Selvom det ikke er det mest "forkant". Der var en banket på hotellet "Ukraine", hvor vi fejrede denne begivenhed, virkelig fantastisk for os. Og der var planer om den næste flyvning, også ubemandet, men meget længere, og der blev arbejdet med disse planer.
Og så var der en grumset tidløshed, og så, i 1993, blev programmet lukket …
Jeg har endnu ikke skrevet om Buran selv, selvom kapitlet om det er det næste i min ufærdige serie om historien om projekter med bemandede genanvendelige skibe. Han skrev imidlertid om historien om dens oprettelse og også om Energia -raketten. Og nu vil jeg ikke skrive om "Buran" som sådan, for det skal ikke være et blogindlæg, men en rigtig artikel, eller måske mere end en. Men jeg vil forsøge at vise ansvarsområdet for vores afdeling.
Vi gjorde, hvad der gav Sovjetunionen, sandsynligvis den eneste klare prioritet for alle over den amerikanske shuttle. Vi, vores afdeling, lavede algoritmen og softwarekomplekset til den automatiske landing "Buran". Så vidt jeg ved, har amerikanerne et sådant regime, men er aldrig blevet brugt. Deres shuttle blev altid landet af piloter.
Nu, som jeg forstår det, er opgaven med at lande uden besætningens deltagelse blevet løst - trods alt lander droner, inklusive store. Men efter min mening lander passagerflyvemaskiner stadig ikke "automatisk". Og så ved jeg med sikkerhed, at veludstyrede flyvepladser kunne bringe veludstyrede passagerfly til en højde på 15 meter. Næste er besætningen. Opgaven blev forværret af, at den aerodynamiske kvalitet af "Buran" på subsonisk var omkring halvdelen af kvaliteten af det daværende passagerfly - 4, 5 mod 8-10. Det vil sige, at skibet var "dobbelt så tæt på jernet" som et normalt fejet passagerfly. Hvilket ikke er overraskende, når man sammenligner deres form.
Automatisk landing af en 100-tons sukker er en meget vanskelig ting. Vi lavede ikke hardware, kun softwaren til landingstilstanden - fra det tidspunkt, hvor vi nåede (under nedstigning) en højde på 4 km til stop på landingsbanen. Jeg vil prøve at fortælle dig meget kort, hvordan denne algoritme blev lavet.
For det første skriver teoretikeren algoritmen på et sprog på højt niveau og tester den mod testcases. Denne algoritme, som er skrevet af en person, er "ansvarlig" for en relativt lille operation. Derefter kombineres det til et undersystem, og det trækkes til modelleringsstativet. I stativet "omkring" den arbejdende, indbyggede algoritme er der modeller-en model af apparatets dynamik, modeller af udøvende organer, sensorsystemer osv. De er også skrevet på et sprog på højt niveau. Således testes det algoritmiske undersystem i den "matematiske flyvning".
Derefter sættes delsystemerne sammen og kontrolleres igen. Og så "oversættes" algoritmerne fra et sprog på højt niveau til sproget i det indbyggede køretøj (BCVM). For at kontrollere dem, allerede i hypostasen i det indbyggede program, er der et andet modelleringsstativ, som inkluderer en indbygget computer. Og omkring hende er det samme - matematiske modeller. De er naturligvis ændret i forhold til modellerne i en rent matematisk bænk. Modellen "spinder" i en almindelig mainframe. Glem ikke, det var 1980'erne, personlige computere var lige begyndt og havde meget lav strøm. Det var mainframe-tiden, vi havde et par to EC-1061'er. Og til kommunikation af et indbygget køretøj med en matematisk model i en universel computer er der brug for særligt udstyr; det er også nødvendigt som en del af et stativ til forskellige opgaver.
Vi kaldte dette stativ for semi-naturligt-trods alt var der i det udover al matematik en rigtig kørecomputer. Det implementerede driftsmåden for de indbyggede programmer, meget tæt på realtidstilstanden. Det tager lang tid at forklare, men for kørecomputeren kunne det ikke skelnes fra den "rigtige" realtid.
En dag tager jeg mig sammen og skriver, hvordan den semi -naturlige modellering fungerer - for dette og andre tilfælde. I mellemtiden vil jeg bare forklare sammensætningen af vores afdeling - teamet, der gjorde alt dette. Det havde en kompleks afdeling, der behandlede sensor- og eksekutivsystemer, der er involveret i vores programmer. Der var en algoritmisk afdeling - disse skrev faktisk algoritmer ombord og udarbejdede dem på en matematisk bænk. Vores afdeling var engageret i a) oversættelse af programmer til computerens sprog, b) oprettelse af specialudstyr til et semi-naturligt stativ (her arbejdede jeg) og c) programmer til dette udstyr.
Vores afdeling havde endda vores egne designere til at lave dokumentation til fremstilling af vores blokke. Og der var også en afdeling, der stod for driften af det førnævnte EC-1061-par.
Afdelingens outputprodukt, og derfor af hele designbureauet inden for rammerne af temaet "storm", var et program om magnetbånd (1980'erne!), Som blev taget til at udarbejde yderligere.
Yderligere - dette er standen for virksomhedsudvikleren af kontrolsystemet. Det er trods alt klart, at et flys kontrolsystem ikke kun er en kørecomputer. Dette system blev lavet af en meget større virksomhed end os. De var udviklerne og "ejerne" af kørecomputeren, de proppede den med en række programmer, der udfører hele rækken af opgaver til styring af skibet fra forberedelse før lancering til nedlukning af systemer efter landing. Og for os, vores landingsalgoritme, i den indbyggede computer, blev kun en del af computertiden tildelt, parallelt (mere præcist, vil jeg sige, kvasi-parallel) andre softwaresystemer fungerede. Når alt kommer til alt, hvis vi beregner landingsbanen, betyder det ikke, at vi ikke længere behøver at stabilisere apparatet, tænde og slukke alt slags udstyr, opretholde termiske forhold, generere telemetri og så videre og så videre og så videre…
Lad os dog komme tilbage til at udarbejde landingstilstanden. Efter at have trænet i en standard redundant kørecomputer som en del af hele sæt programmer, blev dette sæt transporteret til standen for virksomhedsudvikleren af Buran-rumfartøjet. Og der var et stativ, kaldet et stativ i fuld størrelse, hvor et helt skib var involveret. Da programmer kørte, vinkede han elevoner, nynnede drev og alt det der. Og signalerne kom fra rigtige accelerometre og gyroskoper.
Så så jeg nok af alt dette på Breeze-M-speederen, men for nu var min rolle ganske beskeden. Jeg rejste ikke uden for mit designbureau …
Så vi passerede kabinen i fuld størrelse. Tror du, det er alt? Ingen.
Næste var det flyvende laboratorium. Dette er Tu-154, hvis kontrolsystem er konfigureret, så flyet reagerer på de kontrolhandlinger, der genereres af kørecomputeren, som om det ikke var en Tu-154, men en Buran. Selvfølgelig er det muligt hurtigt at "vende tilbage" til normal tilstand. "Buransky" blev kun tændt under eksperimentets varighed.
Kulminationen på testene var 24 flyvninger i Buran, specielt til denne fase. Den blev kaldt BTS-002, havde 4 motorer fra samme Tu-154 og kunne starte fra selve landingsbanen. Han satte sig i gang med at teste, naturligvis med motorerne slukkede, - "i staten" sidder rumfartøjet i planlægningstilstand, der er ingen atmosfæriske motorer på det.
Kompleksiteten af dette arbejde, eller rettere sagt, vores software-algoritmiske kompleks, kan illustreres af følgende. I en af BTS-002-flyvningerne. fløj "på programmet", indtil hovedlandingsstellet rørte ved strimlen. Derefter tog piloten kontrollen og sænkede næsestøtten. Derefter tændte programmet igen og holdt enheden helt i stand.
Det er i øvrigt ret forståeligt. Mens apparatet er i luften, har det ingen begrænsninger for rotation omkring alle tre akser. Og det drejer sig som forventet om massens centrum. Her rørte han ved striben med hjulene på hovedstiverne. Hvad sker der? Rulningsrotation er nu overhovedet umulig. Pitchrotationen er ikke længere omkring massens centrum, men omkring aksen, der passerer gennem berøringspunkterne på hjulene, og den er stadig fri. Og rotationen langs banen er nu på en kompleks måde bestemt af forholdet mellem styremomentet fra roret og friktionskraften af hjulene på båndet.
Her er et så svært regime, så radikalt anderledes end både flyvning og løb langs striben "på tre punkter". For når forhjulet også falder på banen, så - som i en joke: ingen snurrer nogen steder …
… Jeg vil tilføje, at problemerne, forståelige og uforståelige, fra alle testfaser blev bragt til os, analyseret, elimineret og igen gik langs hele linjen, fra den matematiske stand til BTS i Zhukovsky.
Godt. Alle ved, at landingen var fejlfri: en tidsfejl på 1 sekund - efter en tre timers flyvetur! - afvigelse fra stribens akse 1, 5 m, inden for rækkevidde - nogle titalls meter. Vores fyre, dem, der var i KDP - dette er en servicebygning nær striben - sagde, at følelserne var - ord kan ikke udtrykkes. Alligevel vidste de, hvad det var, hvor mange ting der virkede lige dér, hvilke millioner af indbyrdes forbundne hændelser, der skete i det rigtige forhold, for at denne landing kunne finde sted.
Og jeg vil også sige: "Buran" er væk, men oplevelsen er ikke forsvundet. Dette job har vokset et fremragende team af førsteklasses specialister, for det meste unge. Anklagen fra det var sådan, at holdet ikke faldt fra jorden til vanskelige år, og det gjorde det muligt på det tidspunkt at oprette et kontrolsystem til den øverste etape "Breeze-M". Det var ikke længere et softwaresystem, der var allerede vores egen indbyggede computer og de blokke, der kontrollerede alle de indbyggede maskiner - motorer, squibs, relaterede systemer fra andre udviklere osv. Og vi lavede grundkomplekset til kontrol og forstart af det øverste scene.
Selvfølgelig blev "Breeze" lavet af KB til alle. Men en meget vigtig rolle, først og fremmest i skabelsen af softwarekomplekset, blev spillet af Burans folk - folk, der byggede og perfektionerede i løbet af Buran -epikken selve teknologien til at udføre meget arbejde med deltagelse af hundredvis af specialister fra snesevis af forskellige profiler. Og nu har designbureauet, der har bevist sit værd, meget arbejde …
