วันนี้ 15 พฤศจิกายน เป็นวันครบรอบ 22 ปีของการบินครั้งแรกและครั้งเดียวของยานอวกาศขนส่งที่นำกลับมาใช้ใหม่ของเรา "Buran" และเที่ยวบินที่สองและครั้งสุดท้ายของยานยิงที่บรรทุกหนักมากของ Energia
ผู้อ่านทั่วไปรู้ว่าเหตุการณ์นี้ไม่สามารถผ่านความสนใจของฉันได้เนื่องจากฉันมีส่วนร่วมในงาน "Buran" ซึ่งทำงานในสำนักออกแบบทดลองของมอสโก "Mars" แม้จะไม่ได้ "ล้ำหน้า" ที่สุด มีงานเลี้ยงในโรงแรม "ยูเครน" ซึ่งเราเฉลิมฉลองงานนี้ ยอดเยี่ยมมากสำหรับเรา และมีแผนสำหรับเที่ยวบินถัดไป ทั้งแบบไร้คนขับด้วย แต่นานกว่านั้นมาก และแผนเหล่านี้ก็มีการดำเนินการ
แล้วก็เกิดความไร้กาลเวลาที่มืดมน และจากนั้นในปี 1993 โปรแกรมก็ถูกปิดลง …
ฉันยังไม่ได้เขียนเกี่ยวกับ Buran แม้ว่าบทเกี่ยวกับเรื่องนี้จะเป็นบทต่อไปในซีรีส์ที่ยังไม่เสร็จของฉันเกี่ยวกับประวัติของโครงการต่างๆ ของเรือที่นำกลับมาใช้ใหม่ได้ อย่างไรก็ตาม เขาเขียนเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของการสร้างและเกี่ยวกับจรวด Energia และตอนนี้ฉันจะไม่เขียนเกี่ยวกับ "Buran" เช่นนี้เพราะมันไม่ควรเป็นบล็อกโพสต์ แต่เป็นบทความจริงหรืออาจมากกว่าหนึ่งบทความ แต่ฉันจะพยายามแสดงความรับผิดชอบของแผนกของเรา
เราทำในสิ่งที่ให้สหภาพโซเวียต ซึ่งอาจเป็นความสำคัญที่ชัดเจนเพียงอย่างเดียวสำหรับทุกคนเหนือกระสวยของอเมริกา เราซึ่งเป็นแผนกของเราได้สร้างอัลกอริธึมและซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนสำหรับการลงจอดอัตโนมัติ "Buran" เท่าที่ฉันรู้ คนอเมริกันมีระบอบการปกครองแบบนี้ แต่ไม่เคยมีใครใช้ รถรับส่งของพวกเขาถูกนักบินลงจอดเสมอ
ตามที่ฉันเข้าใจ ตอนนี้ภารกิจการลงจอดโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของลูกเรือได้รับการแก้ไขแล้ว - หลังจากทั้งหมดโดรนรวมถึงโดรนขนาดใหญ่กำลังลงจอด แต่ในความเห็นของฉัน สายการบินโดยสารยังไม่ลงจอด "โดยอัตโนมัติ" แล้วฉันรู้แน่นอนว่าสนามบินที่มีอุปกรณ์ครบครันสามารถนำเครื่องบินโดยสารที่มีอุปกรณ์ครบครันขึ้นไปสูงได้ถึง 15 เมตร ต่อไปเป็นลูกเรือ งานนี้รุนแรงขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าคุณภาพอากาศพลศาสตร์ของ "Buran" ในระดับเปรี้ยงปร้างนั้นมีคุณภาพประมาณครึ่งหนึ่งของเครื่องบินโดยสารในขณะนั้น - 4, 5 กับ 8-10 กล่าวคือ เรือลำนั้น "ใกล้กับเหล็กเป็นสองเท่า" ของเครื่องบินโดยสารแบบกวาดทั่วไป ซึ่งไม่น่าแปลกใจเมื่อเปรียบเทียบรูปร่างของพวกเขา
การลงจอดอัตโนมัติของสิ่งที่ใหญ่โต 100 ตันเป็นสิ่งที่ยากมาก เราไม่ได้ทำฮาร์ดแวร์ใด ๆ เลย เฉพาะซอฟต์แวร์สำหรับโหมดลงจอด - ตั้งแต่วินาทีที่ไปถึง (ระหว่างทางลง) ที่ระดับความสูง 4 กม. ไปจนถึงการหยุดบนรันเวย์ ฉันจะพยายามบอกคุณสั้น ๆ ว่าอัลกอริทึมนี้ถูกสร้างขึ้นมาอย่างไร
ประการแรก นักทฤษฎีเขียนอัลกอริทึมในภาษาระดับสูงและทดสอบกับกรณีทดสอบ อัลกอริธึมนี้ซึ่งเขียนขึ้นโดยบุคคลคนเดียว "รับผิดชอบ" สำหรับการดำเนินการที่ค่อนข้างเล็กเพียงครั้งเดียว จากนั้นจะรวมเข้ากับระบบย่อย และลากไปยังแท่นวางแบบจำลอง ในจุดยืน "รอบ" อัลกอริธึมที่ทำงานบนกระดานมีแบบจำลอง - แบบจำลองของพลวัตของอุปกรณ์แบบจำลองของอวัยวะผู้บริหารระบบเซ็นเซอร์ ฯลฯ พวกเขายังเขียนด้วยภาษาระดับสูง ดังนั้นระบบย่อยอัลกอริธึมจึงได้รับการทดสอบใน "การบินทางคณิตศาสตร์"
จากนั้นระบบย่อยจะถูกรวบรวมและตรวจสอบอีกครั้ง จากนั้นอัลกอริธึมจะถูก "แปล" จากภาษาระดับสูงเป็นภาษาของยานพาหนะออนบอร์ด (BCVM) ในการตรวจสอบแล้วในภาวะ hypostasis ของโปรแกรมออนบอร์ดนั้นมีขาตั้งแบบจำลองอื่นซึ่งรวมถึงคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด และรอบตัวเธอก็เหมือนกัน - แบบจำลองทางคณิตศาสตร์แน่นอนว่ามีการปรับเปลี่ยนเมื่อเทียบกับแบบจำลองในม้านั่งทางคณิตศาสตร์ล้วนๆ โมเดล "หมุน" ในเมนเฟรมเอนกประสงค์ อย่าลืมว่านี่เป็นช่วงทศวรรษ 1980 คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเพิ่งเริ่มต้นและใช้พลังงานต่ำมาก เป็นเวลาของเมนเฟรม เรามี EC-1061 สองตัว และสำหรับการสื่อสารของยานพาหนะออนบอร์ดที่มีแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในคอมพิวเตอร์สากลนั้น จำเป็นต้องมีอุปกรณ์พิเศษ และจำเป็นต้องใช้เป็นส่วนหนึ่งของขาตั้งสำหรับงานต่างๆ
เราเรียกจุดยืนนี้ว่ากึ่งธรรมชาติ - ในนั้น นอกจากคณิตศาสตร์ทั้งหมดแล้ว ยังมีคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดจริงด้วย มันใช้โหมดการทำงานของโปรแกรมออนบอร์ดซึ่งใกล้เคียงกับโหมดเรียลไทม์มาก ใช้เวลานานในการอธิบาย แต่สำหรับคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด มันแยกไม่ออกจากเรียลไทม์ "ของจริง"
สักวันฉันจะมารวมตัวกันและเขียนว่าโหมดการสร้างแบบจำลองกึ่งธรรมชาติทำงานอย่างไร - สำหรับกรณีนี้และกรณีอื่นๆ ในระหว่างนี้ ฉันแค่อยากจะอธิบายองค์ประกอบของแผนกของเรา - ทีมที่ทำทั้งหมดนี้ มีแผนกที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับเซ็นเซอร์และระบบผู้บริหารที่เกี่ยวข้องกับโปรแกรมของเรา มีแผนกอัลกอริธึม - พวกนี้เขียนอัลกอริธึมออนบอร์ดและทำงานบนม้านั่งทางคณิตศาสตร์ แผนกของเรามีส่วนร่วมใน a) การแปลโปรแกรมเป็นภาษาคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด b) การสร้างอุปกรณ์พิเศษสำหรับขาตั้งกึ่งธรรมชาติ (ฉันทำงานที่นี่) และ c) โปรแกรมสำหรับอุปกรณ์นี้
แผนกของเรายังมีนักออกแบบของเราเองเพื่อจัดทำเอกสารสำหรับการผลิตบล็อคของเรา และยังมีแผนกที่รับผิดชอบการใช้งานคู่ EC-1061 ดังกล่าวอีกด้วย
ผลงานของแผนกและด้วยเหตุนี้ของสำนักออกแบบทั้งหมดภายใต้กรอบของธีม "พายุ" จึงเป็นโปรแกรมบนเทปแม่เหล็ก (ทศวรรษ 1980!) ซึ่งถูกนำไปดำเนินการต่อไป
นอกจากนี้ นี่คือจุดยืนของผู้พัฒนาระบบควบคุมระดับองค์กร เป็นที่ชัดเจนว่าระบบควบคุมของเครื่องบินไม่ได้เป็นเพียงคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดเท่านั้น ระบบนี้สร้างขึ้นโดยองค์กรที่ใหญ่กว่าเรามาก พวกเขาเป็นนักพัฒนาและ "เจ้าของ" ของคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด พวกเขาอัดแน่นไปด้วยโปรแกรมต่างๆ ที่ทำหน้าที่ควบคุมเรือตั้งแต่การเตรียมการก่อนการเปิดตัวไปจนถึงการปิดระบบหลังการลงจอด และสำหรับเรา อัลกอริธึมเชื่อมโยงไปถึง ในคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดนั้น จัดสรรเวลาเพียงส่วนหนึ่งของคอมพิวเตอร์ ในแบบคู่ขนาน (ถ้าจะพูดให้ถูกก็คือ กึ่งขนาน) ระบบซอฟต์แวร์อื่นๆ ก็ทำงานได้ อย่างไรก็ตาม หากเราคำนวณวิถีการลงจอด ไม่ได้หมายความว่าเราไม่จำเป็นต้องทำให้อุปกรณ์มีเสถียรภาพอีกต่อไป เปิดและปิดอุปกรณ์ทุกประเภท รักษาสภาพความร้อน สร้างการวัดระยะทางและอื่นๆ เป็นต้น…
อย่างไรก็ตาม กลับไปที่โหมดลงจอด หลังจากทำงานในคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดสำรองแบบมาตรฐานซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดโปรแกรมทั้งหมด ชุดนี้ถูกส่งไปยังขาตั้งของผู้พัฒนายานอวกาศ Buran และมีแท่นยืนหนึ่งเรียกว่าแท่นยืนขนาดเต็ม ซึ่งเกี่ยวข้องกับเรือทั้งลำ เมื่อโปรแกรมกำลังทำงาน เขาโบกมือให้เอเลวอน ฮัมเสียงขับ และอะไรอีกหลายอย่าง และสัญญาณก็มาจากมาตรความเร่งและไจโรสโคปของจริง
จากนั้นฉันก็เห็นสิ่งนี้มากพอในเครื่องเร่งความเร็ว Breeze-M แต่สำหรับตอนนี้บทบาทของฉันค่อนข้างเจียมเนื้อเจียมตัว ฉันไม่ได้เดินทางออกนอกสำนักงานออกแบบของฉัน …
ดังนั้นเราจึงผ่านบูธขนาดเต็ม คุณคิดว่านั่นคือทั้งหมดที่? เลขที่.
ถัดมาเป็นห้องปฏิบัติการบิน นี่คือ Tu-154 ซึ่งมีการกำหนดค่าระบบควบคุมเพื่อให้เครื่องบินตอบสนองต่อการควบคุมที่สร้างโดยคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด ราวกับว่าไม่ใช่ Tu-154 แต่เป็น Buran แน่นอนว่าสามารถ "กลับ" สู่โหมดปกติได้อย่างรวดเร็ว "Buransky" ถูกเปิดไว้เฉพาะในช่วงเวลาของการทดสอบเท่านั้น
จุดสุดยอดของการทดสอบคือ 24 เที่ยวบินของ Buran ทำขึ้นโดยเฉพาะสำหรับขั้นตอนนี้ มันถูกเรียกว่า BTS-002 มีเครื่องยนต์ 4 เครื่องจาก Tu-154 เดียวกันและสามารถออกจากรันเวย์ได้ เขานั่งลงในขั้นตอนการทดสอบโดยที่เครื่องยนต์ดับ - หลังจากทั้งหมด "ในสถานะ" ยานอวกาศอยู่ในโหมดการวางแผนไม่มีเครื่องยนต์ในบรรยากาศ
ความซับซ้อนของงานนี้ หรือมากกว่านั้น software-algorithmic complex ของเราสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้ ในเที่ยวบิน BTS-002 แห่งใดแห่งหนึ่ง บิน "ในโปรแกรม" จนกระทั่งล้อหลักแตะแถบ จากนั้นนักบินก็เข้าควบคุมและลดสตรัทจมูกลง จากนั้นโปรแกรมก็เปิดขึ้นมาอีกครั้งและทำให้อุปกรณ์หยุดนิ่ง
อย่างไรก็ตาม เรื่องนี้ค่อนข้างเข้าใจได้ ในขณะที่อุปกรณ์อยู่ในอากาศ จะไม่มีข้อจำกัดในการหมุนรอบทั้งสามแกน และหมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลตามที่คาดไว้ ที่นี่เขาแตะแถบด้วยล้อของเสาหลัก เกิดอะไรขึ้น? การหมุนม้วนตอนนี้เป็นไปไม่ได้เลย การหมุนพิทช์ไม่ได้อยู่รอบจุดศูนย์กลางมวลอีกต่อไป แต่รอบแกนผ่านจุดสัมผัสของล้อ และยังคงว่างอยู่ และตอนนี้การหมุนไปตามเส้นทางมีความซับซ้อนโดยพิจารณาจากอัตราส่วนของแรงบิดในการบังคับเลี้ยวจากหางเสือและแรงเสียดทานของล้อบนแถบยาง
นี่เป็นระบอบการปกครองที่ยากลำบากซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากทั้งสองเที่ยวบินและวิ่งไปตามแถบ "ที่จุดสามจุด" เพราะเมื่อล้อหน้าตกเลนแล้ว - อย่างตลก: ไม่มีใครหมุนได้ทุกที่ …
… ฉันจะเสริมว่าปัญหาที่เข้าใจได้และเข้าใจยากจากการทดสอบทุกขั้นตอนถูกนำมาให้เราวิเคราะห์ กำจัด และอีกครั้งตลอดแนวจากจุดทางคณิตศาสตร์ถึง BTS ใน Zhukovsky
ดี. ทุกคนรู้ว่าการลงจอดนั้นไร้ที่ติ: เวลาผิดพลาด 1 วินาที - หลังจากเที่ยวบินสามชั่วโมง! - ส่วนเบี่ยงเบนจากแกนของแถบ 1, 5 ม. ในช่วง - หลายสิบเมตร คนของเราที่อยู่ใน KDP - นี่คืออาคารบริการใกล้แถบ - บอกว่าความรู้สึกเป็น - ไม่สามารถแสดงคำพูดได้ ถึงกระนั้น พวกเขารู้ว่ามันคืออะไร มีกี่สิ่งทำงานที่นั่น มีเหตุการณ์ที่เกี่ยวข้องกันหลายล้านรายการเกิดขึ้นในความสัมพันธ์ที่ถูกต้องสำหรับการลงจอดนี้
และฉันจะพูดด้วยว่า: "Buran" หายไป แต่ประสบการณ์ไม่ได้หายไป งานนี้ได้ขยายทีมผู้เชี่ยวชาญชั้นยอดที่ยอดเยี่ยม ซึ่งส่วนใหญ่อายุยังน้อย ค่าใช้จ่ายจากมันทำให้ทีมไม่ล้มลงกับพื้นในปีที่ยากลำบากและทำให้ในเวลานั้นสามารถสร้างระบบควบคุมสำหรับขั้นตอนบน "Breeze-M" มันไม่ใช่ระบบซอฟต์แวร์อีกต่อไป มีคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดของเราอยู่แล้ว และบล็อกที่ควบคุมเครื่องจักรออนบอร์ดทั้งหมด - เครื่องยนต์ สควิบ ระบบที่เกี่ยวข้องของนักพัฒนารายอื่น ฯลฯ และเราได้สร้างระบบกราวด์คอมเพล็กซ์เพื่อตรวจสอบและเปิดตัวส่วนบนล่วงหน้า เวที.
แน่นอน "Breeze" สร้างโดย KB สำหรับทุกคน แต่บทบาทที่สำคัญมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสร้างซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนนั้นเล่นโดยชาว Buran - ผู้คนที่สร้างและสมบูรณ์แบบในมหากาพย์ Buran เทคโนโลยีในการทำงานมากมายโดยมีส่วนร่วมหลายร้อยคน ผู้เชี่ยวชาญจากหลากหลายโปรไฟล์ และตอนนี้สำนักออกแบบซึ่งพิสูจน์แล้วว่าคุ้มค่ามีงานมากมาย …
