Реферати українською » История техники » Перші бортові ЕОМ ракетно-космічних комплексів та його творці


Реферат Перші бортові ЕОМ ракетно-космічних комплексів та його творці

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Передмова

А роботи з створенню автоматизованих систем для ракет і ракетних комплексів сьогодні в Інституті кібернетики АН України почалися в середині 1960-х років. До інституту звернулися співробітники лабораторії вимірів, цеху випробувань ракетних двигунів Дніпропетровського південного машинобудівного заводу (ПМЗ) Міністерства загального машинобудування СРСР із проханням допомогти автоматизувати процес знімання і методи обробки даних під час випробування ракетних двигунів. Випробування проводилися на спеціальному стенді. Ракетний двигун міцно закріплювався на потужному фундаменті. Після пуску численні датчики, встановлені на двигуні, подавали сигнали на багато десятків стрілкових вимірювальних приладів, котрі посідають цілу стіну до лабораторій. Щоб зафіксувати показання вироблялося фотографування цієї стіни через певні інтервали часу. Потім співробітники лабораторії по фотознімкам визначали показання приладів та визначали величини сигналів, вступників з датчиків під час випробувань. Наступна обробка результатів вимірів - ще кілька тижнів роботи.

Відділ Б.Н.Малиновского Інституту кібернетики, якому було доручено цю роботу, протягом року розробив і склав в експлуатацію автоматизовану систему випробувань голівки ракети на термоустойчивость на одній із організацій космічного центру на підмосковних Подлипках. І тому було використано розроблена у відповідному відділі і що виходить у Києві Заводі обчислювальних і більше управляючих машин ЕОМ "Дніпро", має пристрій зв'язки Польщі з об'єктом. Воно дозволяло автоматично опитувати і вводити в чужу машину показання датчиків, а ЕОМ здійснювала обробку результатів вимірів, що б термоустойчивость испытуемой голівки ракети.

Перед початком роботи довелося ознайомитися з випробувальним стендом. То справді був невисокий не дуже великий по діаметру залізобетонний бункер, куди поміщалася голівка ракети. Потужні вентилятори створювали у ньому щільний потік повітря, що імітував входження голівки в земну атмосферу. Бункер мав оглядове вікно, крізь який можна було цікаво спостерігати розпечену до червоності голівку ракети. Видовище, і особливо ревіння повітряного потоку, залишали моє найбільше враження.

Завдання автоматизації вимірів на цей випадок виявилася досить простий, оскільки датчики були однотипними, їх небагато було, а алгоритм обробки підготували самі випробувачі.

У новій завданню (на ПМЗ) все було виявляється значно складнішим. Дуже багато датчиків з різними сигналами не вдома - пневматичними, електричними, частотними та інші. Алгоритм обробки із двох галузей: експрес аналіз стану і остаточна обробка. Та й саме випробувальний стенд був значно вражаючим. Він містився у величезному залізобетонний будинку без вікон, що нагадує формою гігантський перекинутий склянку. Коли на стенді, вміщеному всередині запускався двигун, могутній гул був добре чути попри товщину стін.

Два року відділ Б.Н.Малиновского (В.М.Египко, В.Б.Реутов, Н.С.Сташкова та інших.) і працівники вимірювальної лабораторії заводу розробляли і отлаживали систему автоматизації вимірів і методи обробки даних піддослідних ракетних двигунів і оцінюється він результаті розширення зрештою запрацювала. Для заводу це мало велике значення - істотно прискорювався і спрощувався процес перевірки двигунів.

На початку 1970-х років почалася нову роботу. Відділ разом із СКБ Інституту кібернетики розгорнув досліджень зі створення системи, имитирующей космос з метою створення стенда для перевірки космічного корабля "Буран" та інших космічних об'єктів. Цього разу система виявилася ще більше складної - крім вимірів треба було здійснювати управління штучним "сонцем", становищем випробуваного об'єкта на стенді та інші пристроями, які імітують умови, що у космосі. Як завжди робота почалося з ознайомлення з "об'єктом автоматизації". Стенд містився у залізобетонний корпусі заввишки приблизно 10 поверхів біля підприємства, що у підмосковному лісі. Усередині корпусу перекриттів був, були лише подоби балконів, куди ставилося устаткування, необхідне імітації космосу, і проведення випробувань. Створення системи, яка перебуває цього разу із багатьох ЕОМ, зажадало кілька років напруженої праці СКБ Інституту кібернетики АН України, якому було передано цю роботу (вона закінчувалася під керівництвом к.т.н. А.А.Тимашова).

Перше що вражало під час знайомства з підприємствами, які випускають ракетну техніку - це їхнє виробнича міць. Точнісінько таку ж враження і з першого відвіданні ПМЗ. Про історію створення та розвитку ПМЗ розказано у книзі "Дніпровський ракетно-космічний центр" (автори В.Паппо-Корыстин, В.Платонов, В.Пащенко. Вид. ПО "Південний машинобудівний завод". КБ "Південне" імені М.Янгеля, 1994).

Виявляється, завод спочатку створювався як автомобільний - для випуску вантажівок. Будівництво почалося невдовзі після звільнення Дніпропетровська від німецько-фашистських загарбників. Армія не закінчилася, автомобільний гігант народжувався у неймовірно важких умовах. Через п'ять років вона вже випустив досвідчену партію потужних вантажівок марки ДАЗ, засвідчили прекрасні експлуатаційні якості.

Розпочата "холодна війна" круто змінила долю заводу - його перепрофілювали на випуск ракет. Всього за рік (!) виготовлені заводом перші серійні ракети відправили випробування на полігон Капустін Яр. За цими деякими словами стоїть безпрецедентно величезний і напружена праця колективу заводу та її керівників. Але у такий спосіб працювали у перші десятиліття після Великої Великої Вітчизняної війни і тоді створювалися стиль і започаткував традицію роботи величезного колективу, дозволяли йому стати творцем чотирьох поколінь ракетних комплексів, які стали основою могутності колишнього Радянського Союзу, забезпечили стратегічний паритет зі США можуть.

Ракетний комплекс З-36М2 (15А18М, у закордонній класифікації СС-18 "Сатана"), що становить головну міць Ракетних військ стратегічного призначення колишнього Радянського Союзу, за своїми характеристиками яка має аналогів на практиці світового бойового ракетобудування, поставив останню крапку історії "холодної громадянської війни", підштовхнув різні сторони до підписання договору про обмеження стратегічних озброєнь.

Разом з ПМЗ працювали створення ракетних комплексів багато інших підприємств України: Харківське Науково-виробниче об'єднання "Хартрон", виробниче об'єднання "Київський радіозавод" і харківські підприємства "Моноліт", "Комунар", "Электроаппаратура". У "Хартроні" розроблялися системи управління ракетними комплексами, включаючи бортові ЕОМ, на заводах здійснювався їх би серійний випуск. Ці організації, починаючи з кінця 60-х р., сутнісно були єдиним виробничим комплексом. Вони чітко, з максимальною відповідальністю взаємодіяли між собою, що також визначило високих темпів робіт.

У перших ракетних комплексах використовувалися кошти аналогової обчислювальної техніки, потім найпростіші цифрові счетно-решающие устрою. Проте створення досконаліших ракетних коштів зажадало досить потужних бортових ЕОМ.

Обчислювальна техніка для ракет і космічних систем

Однією із трьох організацій СРСР (і єдиної України) створювали системи самонаведення ракет і космічних апаратів, включаючи бортові ЕОМ, був і залишається Харківське науково-виробниче об'єднання "Хартрон" (раннє "Електроприлад"), створене 1959 року.

Близько 40 років є провідним розробником системам управління, бортових і наземних обчислювальних комплексів, складного електронних приладів щодо різноманітних типів ракет і космічних апаратів. За роки створено системи управління міжконтинентальні балістичні ракет СС-7, СС-8, СС-9, СС-15, СС-18, СС-19, найпотужнішою світі ракети носія "Енергія", ракети носія "Циклон", орбітальних модулів "Квант", "Квант-2", "Кристал", "Природа", "Спектр", 152 супутників серії "Космос" та інших. об'єктів.

Перші системи управління будувалися з аналоговими приладами систем стабілізації і электро-механическими, і з 1964 р. електронними счётно-решающими приладами.

На етапі створення і наступного випуску електронних счетно-решающих приладів у Научно-производственном об'єднанні "Хартрон" було організовано сучасне і потужне виробництво модулів, багатошарових друкованих плат, запам'ятовувальних пристроїв на ферритовых осердях, вирішені складні науково-технічних проблем забезпечення помехозащищенности, високої надійності, стабільності параметрів бортовий обчислювальної техніки протягом 10-річного (і більше) терміну експлуатації. Виросла ціла плеяда талановитих науковців й інженерів (В.П.Леонов, Г.С.Бестань, Д.Н.Мерзляков, Д.М.Смурный та інших.). Першим керівником створеного 1962 р. комплексу для розробки бортовий апаратури був А.Н.Шестопал. З 1966 р. по 1992 р. це підрозділ очолював А.И.Кривоносов.

Генеральним директором і Головний конструктор системам управління для ракетних комплексів в науково-виробничому об'єднанні "Хартрон" з 1960 по 1986 рік було Володимире Григоровичу Сергєєв.

Своїми спогадами роботи виконаних НВО "Хартрон" ділиться головний конструктор бортових обчислювальних комплексів "Хартрону" лауреат Ленінської й підрозділи Державної премії України доктора технічних наук Анатолію Івановичу Кривоносов.

"На середину 1960-х років зрозуміли, що принцип побудови системам управління з урахуванням аналогових і дискретних счётно-решающих пристроїв немає перспективи. Подальше удосконалення системи керування міжконтинентальними балістичні ракети вимагало різкого збільшення обсягів інформації, оброблюваної на борту ракети у реальному масштабі часу. Треба було також принципово змінити ідеологію регламентних перевірок систем ракети, яка базувалася на використанні складної, шляхом і незручною в експлуатації пересувної випробувальною апаратури, размещаемой в кузовах кількох автомобілів.

Революційним кроком цьому етапі стало використання у системах управління ракет бортових електронних обчислювальних машин, які забезпечують функціонування ракетного комплексу при наземних перевірках й за умов польоту ракети. У цьому різко спрощувалася наземна апаратура, її було в "оголовках" ракетних шахт, відмовившись від автопоїздів. Можливість рішення складніших алгоритмів дозволяла істотно підвищити точність стрільби.

У теоретичному комплексі, очолюваному доктором технічних наук, лауреатом Ленінської премії Я.Е.Айзенбергом, було створено підрозділ (Б.М.Конорев) з визначення вимог до архітектури і обчислювальним характеристикам бортових ЕОМ та розробки програмного забезпечення. Знадобилося створити як нову методологію розробки всіх алгоритмів і програм польоту наземних випробувань, а й створювати нову технологію проектування технічних засобів, включаючи що моделюють стенди, систему автоматизованого виробництва програм тощо.

Спочатку створення системам управління з бортовими ЕОМ в "Хартроні" йшло в двох напрямах:

- застосування бортовий ЕОМ, розробленої головним підприємством по обчислювальної техніки Міністерства радіопромисловості СРСР - Науково дослідницьким центром обчислювальної техніки,

- використання бортовий ЕОМ власної розробки.

В одному з нарад вищого керівництва "Хартрону" у квітні 1967 року Генеральний директор та здоров'я Головний конструктор Володимире Григоровичу Сергєєв запропонував обговорити і вирішити питання концентрації сил одному з цих напрямів. Усі керівники головних підрозділів: Я.Е.Айзенберг, А.И.Кривоносов, Б.М.Конорев, А.С.Гончар та інших. висловилися використання бортовий ЕОМ власної розробки, що у "потрібну" машину було неможливо вносити ці зміни в програмне забезпечення, що різко уповільнило б створення нових системам управління. Одноголосно своє рішення початок швидко виконуватися. Вже 1968 року випробувала перший експериментальний зразок бортовий ЕОМ на гібридних модулях. Через 6 місяців з'явилася її трёхканальная модифікація на монолітних інтегральних схемах. У 1971 року, вперше у СРСР, було зроблено запуск нової ракети 15А14 з управління, що включає бортову ЕОМ.

Вдало обраний й успішно реалізований комплекс обчислювальних характеристик (розрядність 16, обсяг ОЗУ 512-1024 слів, обсяг ПЗУ 16 До слів, швидкодія 100 тис. опер/сек.), надёжная елементна база забезпечив і цієї бортовий ЕОМ унікальний тривалість життя - близько 25 років, а її кілька модернізований варіант експлуатується на бойовому чергуванні й у час.

Задля малих габаритно-массовых характеристик ЕОМ вперше у галузі існували створено гібридні мікроскладення схем управління оперативним запам'ятовуючим пристроєм, плоскі микромодули согласующих пристроїв з гальванічної розв'язкою, багатошарові друковані плати, виготовлені методом відкритих контактних майданчиків та інших.

У 1979 року було ухвалені озброєння ракети 15А18 і 15А35 з уніфікованим бортовим обчислювальним комплексом. Для системам управління цих "супервиробів", вперше у СРСР було розроблена нова технологія відпрацювання програмно-математичного забезпечення, куди входять так званий "електронний пуск", у якому на спеціальному комплексі, що включає ЕОМ БЭСМ-6 і виготовлені блоки системи управління ракетою моделювався політ ракети і реакція системи управління на вплив основних збурюючих факторів. Ця технологія забезпечила також ефективний й має повний контроль полётных завдань. Колектив розробників "електронного пуску" (Я.Е.Айзенберг, Б.М.Конорев, С.С.Корума, И.В.Вельбицкий та інших.) удостоївся Державної премії УРСР.

У наступні роки було створено ще чотири покоління бортових ЕОМ мають одні з найкращих у колишньому у Радянському Союзі обчислювальні і експлуатаційні характеристики і ефективну технологію розробки програмного забезпечення, не поступається за обсягом зарубіжних аналогів.

Однією з "родзинок" була оригінальна система динамічної корекції програм (Б.М.Конорев, В.П.Каменев, А.В.Бек, Ю.М.Златкин, А.И.Бондарев). Саме він забезпечила можливість (за наявності ПЗУ з жорсткої "прошивкой" програм з допомогою "кісок", вставляемых в П-образные ферритовые сердечники) оперативного внесення до них змін - у програмне забезпечення всіх етапах робіт від передстартових випробувань до роботи з орбіті.

Досвід експлуатації перших бортових ЕОМ показав нагальну потребу вдосконалення структурних методів підвищення надёжности. Учёными і інженерами підприємства (А.И.Кривоносов, В.И.Спиридонов, Ю.Г.Нестеренко, И.И.Корниенко, В.В.Шеин, А.В.Сычёв, Н.Ф.Меховской та інших.) розробили теоретичні основи синтезу высоконадёжных обчислювальних структур з многоярусным мажоритированием і адаптацією. Вони стали основою наступних поколінь бортових ЕОМ.

У 1984-1988 рр. була створена та відпрацьовано систему самонаведення унікальної супермощной ракети СС18, відомої за зарубіжної класифікації як "Сатана". У цьому розробці були успішно впроваджені всі кращі технічні рішення, напрацьовані попередніх замовленнях, і навіть низку принципово нових ідей:

- забезпечення працездатності після впливу ядерного вибуху польоті;

- високоточну індивідуальне розведення бойових блоків;

- "прямий" метод наведення який вимагає раніше підготовленого полётного завдання;

- забезпечення дистанційного нацеливания тощо.

Рішення всіх цих завдань забезпечувалося новим потужним бортовим обчислювальним комплексом з допомогою напівпровідникових "пережигаемых" постійних і електронних оперативних запам'ятовувальних пристроїв.

Основна елементна база розроблялася і виготовлялася в Мінськом виробничому об'єднанні "Інтеграл" і забезпечувала необхідний рівень радіаційною стійкістю. Крім стандартних блоків у складі бортового комплексу входив, вперше реалізований у СРСР, блок спеціалізованого запоминающего устрою на ферритовых осердях з внутрішнім діаметром 0,4 мм, з якого прошивались 3 дроти тонше за людську волосину. Для однієї з видів бойових блоків було розроблено й вперше у у Радянському Союзі минуло лётные випробування запам'ятовуючий пристрій на циліндричних магнітних доменах.

Однією з найскладніших завдань було визнано створення бортового многомашинного обчислювального комплексу для ракети-носія "Енергія", вирішального складні завдання стабілізації, виведення (з урахуванням позаштатних ситуацій управління численними руховими установками), аварійного

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація