امروز ، 15 نوامبر ، بیست و دومین سالگرد اولین و تنها پرواز فضاپیمای حمل و نقل مجدد ما "بوران" است. و همچنین دومین و آخرین پرواز ماشین پرتاب فوق سنگین Energia.
خوانندگان معمولی می دانند که این رویداد نمی تواند توجه من را از بین ببرد ، زیرا من در کار "بوران" شرکت کردم ، در دفتر طراحی آزمایشی مسکو "مریخ" کار می کردم. اگرچه در بیشترین "لبه برش" نیست. در هتل "اوکراین" ضیافتی برگزار شد ، جایی که ما این رویداد را جشن گرفتیم ، واقعاً برای ما عالی بود. و برنامه هایی برای پرواز بعدی وجود داشت ، همچنین بدون سرنشین ، اما بسیار طولانی تر ، و روی این برنامه ها کار شد.
و سپس یک بی زمانی تیره وجود داشت ، و سپس ، در سال 1993 ، برنامه بسته شد …
من هنوز درباره خود بوران چیزی ننوشته ام ، اگرچه فصل مربوط به آن فصل بعدی در مجموعه ناتمام من در مورد تاریخ پروژه های کشتی های قابل استفاده مجدد با سرنشین است. با این حال ، او در مورد تاریخ ایجاد آن و همچنین در مورد موشک Energia نوشت. و اکنون من در مورد "بوران" به این ترتیب نمی نویسم ، زیرا نباید یک پست وبلاگ باشد ، بلکه یک مقاله واقعی ، یا شاید بیش از یک مقاله باشد. اما من سعی می کنم حوزه مسئولیت بخش ما را نشان دهم.
ما آنچه را که اتحاد جماهیر شوروی را فراهم می کرد انجام دادیم ، احتمالاً تنها اولویت واضح برای همه نسبت به شاتل آمریکایی. ما ، بخش ما ، الگوریتمی و نرم افزاری را برای فرود خودکار "Buran" ایجاد کردیم. تا آنجا که من می دانم ، آمریکایی ها چنین رژیمی دارند ، اما هرگز مورد استفاده قرار نگرفته اند. شاتل های آنها همیشه توسط خلبانان فرود می آمد.
اکنون ، همانطور که من فهمیدم ، کار فرود بدون مشارکت خدمه حل شده است - به هر حال ، هواپیماهای بدون سرنشین ، از جمله هواپیماهای بزرگ ، در حال فرود هستند. اما ، به نظر من ، هواپیماهای مسافربری هنوز "به طور خودکار" فرود نمی آیند. و سپس ، من به یقین می دانم ، فرودگاه های مجهز می توانند هواپیماهای مسافربری مجهز را به ارتفاع 15 متری برسانند. بعد خدمه است. این کار با این واقعیت تشدید شد که کیفیت آیرودینامیکی "Buran" در زیر صوت تقریباً نیمی از کیفیت هواپیمای مسافربری آن زمان بود - 4 ، 5 در مقابل 8-10. به این معنا که کشتی "دو برابر آهن نزدیکتر" از یک هواپیمای مسافربری معمولی بود. وقتی شکل آنها را مقایسه می کنید تعجب آور نیست.
فرود خودکار یک تپه 100 تنی کار بسیار دشواری است. ما هیچ سخت افزاری انجام ندادیم ، فقط نرم افزار حالت فرود را - از لحظه رسیدن (هنگام فرود) به ارتفاع 4 کیلومتری تا توقف در باند فرود. من سعی می کنم به طور خلاصه به شما بگویم که چگونه این الگوریتم ساخته شده است.
ابتدا ، نظریه پرداز الگوریتم را با زبانی سطح بالا می نویسد و آن را در برابر موارد آزمایشی آزمایش می کند. این الگوریتم که توسط یک نفر نوشته شده است ، مسئول یک عملیات نسبتاً کوچک است. سپس به یک سیستم فرعی ترکیب شده و به پایه مدل کشیده می شود. در غرفه "دور" الگوریتم کار و روی صفحه ، مدلهایی وجود دارد-مدلی از پویایی دستگاه ، مدلهای دستگاههای اجرایی ، سیستمهای حسگر و غیره. آنها همچنین به زبانی سطح بالا نوشته شده اند. بنابراین ، زیر سیستم الگوریتمی در "پرواز ریاضی" آزمایش می شود.
سپس زیر سیستم ها کنار هم قرار می گیرند و دوباره بررسی می شوند. و سپس الگوریتم ها از یک زبان سطح بالا به زبان وسیله نقلیه (BCVM) "ترجمه" می شوند. برای بررسی آنها ، در حال حاضر در هیپوستاز برنامه روی صفحه ، یک پایه مدلینگ دیگر وجود دارد که شامل یک کامپیوتر روی صفحه است. و در اطراف او همین چیز است - مدل های ریاضی.البته آنها در مقایسه با مدلها در یک نیمکت کاملاً ریاضی اصلاح شده اند. این مدل در یک برنامه اصلی اصلی "می چرخد". فراموش نکنید ، این دهه 1980 بود ، رایانه های شخصی تازه شروع شده بودند و از قدرت بسیار کمی برخوردار بودند. زمان رایانه اصلی بود ، ما یک جفت دو EC-1061 داشتیم. و برای برقراری ارتباط وسیله نقلیه داخلی با مدل ریاضی در رایانه جهانی ، تجهیزات خاصی مورد نیاز است ؛ همچنین به عنوان بخشی از پایه برای کارهای مختلف مورد نیاز است.
ما این پایه را نیمه طبیعی نامیدیم-به هر حال ، در آن ، علاوه بر همه ریاضیات ، یک کامپیوتر واقعی روی صفحه وجود داشت. این حالت عملکرد برنامه های پردازنده را بسیار نزدیک به حالت زمان واقعی اجرا کرد. توضیح آن زمان زیادی می برد ، اما برای رایانه داخلی از زمان واقعی "واقعی" قابل تشخیص نیست.
روزی خودم را جمع خواهم کرد و خواهم نوشت که چگونه حالت مدل سازی نیمه طبیعی کار می کند - برای این و موارد دیگر. در عین حال ، من فقط می خواهم ترکیب بخش ما را توضیح دهم - تیمی که همه اینها را انجام داد. این بخش پیچیده ای داشت که با حسگرها و سیستم های اجرایی درگیر در برنامه های ما سروکار داشت. یک بخش الگوریتمی وجود داشت - اینها در واقع الگوریتم های داخلی را نوشتند و آنها را روی یک نیمکت ریاضی کار کردند. بخش ما مشغول الف) ترجمه برنامه ها به زبان رایانه داخلی ، ب) ایجاد تجهیزات ویژه برای غرفه نیمه طبیعی (در اینجا من کار کردم) و ج) برنامه های این تجهیزات.
بخش ما حتی طراحان خود را برای تهیه اسناد برای ساخت بلوک های ما داشت. و همچنین بخشی وجود داشت که وظیفه بهره برداری از جفت فوق EC-1061 را بر عهده داشت.
محصول خروجی بخش ، و بنابراین کل دفتر طراحی در چارچوب موضوع "طوفان" ، برنامه ای روی نوار مغناطیسی (1980s) بود ، که برای کار بیشتر مورد استفاده قرار گرفت.
بعلاوه - این موضع توسعه دهنده سیستم کنترل است. پس از همه ، واضح است که سیستم کنترل هواپیما فقط یک رایانه داخلی نیست. این سیستم توسط یک شرکت بسیار بزرگتر از ما ساخته شده است. آنها توسعه دهندگان و "صاحبان" رایانه داخلی بودند ، آنها آن را با برنامه های متنوعی پر کردند که طیف وسیعی از وظایف را برای کنترل کشتی از آماده سازی قبل از پرتاب تا خاموش شدن سیستم ها پس از فرود انجام می داد. و برای ما ، الگوریتم فرود ما ، در آن رایانه روی صفحه ، تنها بخشی از زمان کامپیوتر اختصاص داده شد ، به طور موازی (به طور دقیق تر ، می گویم شبه موازی) سایر سیستم های نرم افزاری کار کردند. از این گذشته ، اگر مسیر فرود را محاسبه کنیم ، این بدان معنا نیست که دیگر نیازی به تثبیت دستگاه ، روشن و خاموش کردن انواع تجهیزات ، حفظ شرایط حرارتی ، تولید تله متری و غیره و غیره و غیره نداریم…
با این حال ، اجازه دهید به تمرین حالت فرود برگردیم. پس از تمرین در یک رایانه اضافی استاندارد اضافی به عنوان بخشی از مجموعه برنامه ها ، این مجموعه به غرفه توسعه دهنده فضاپیمای Buran منتقل شد. و یک غرفه وجود داشت ، به نام غرفه بزرگ ، که در آن یک کشتی کامل درگیر بود. هنگامی که برنامه ها در حال اجرا بودند ، او با تکان دادن سواری ، رانندگی و همه این چیزها حرکت می کرد. و سیگنال ها از شتاب سنج ها و ژیروسکوپ های واقعی آمد.
سپس من همه اینها را به اندازه کافی در شتاب دهنده Breeze-M دیدم ، اما در حال حاضر نقش من کاملاً متوسط بود. من خارج از دفتر طراحی خود سفر نکردم …
بنابراین ، از غرفه فول سایز عبور کردیم. به نظر شما این تمام است؟ خیر
بعد آزمایشگاه پرواز بود. این Tu-154 است ، سیستم کنترل آن به گونه ای تنظیم شده است که هواپیما به اقدامات کنترل ایجاد شده توسط کامپیوتر روی صفحه واکنش نشان می دهد ، گویی یک Tu-154 نیست ، بلکه Buran است. البته ، می توان به سرعت "به حالت عادی بازگشت". "بورانسکی" فقط در طول مدت آزمایش روشن شد.
اوج آزمایشات 24 پرواز بوران بود که مخصوص این مرحله انجام شد. BTS-002 نام داشت ، دارای 4 موتور از همان Tu-154 بود و می توانست از خود باند بلند شود. او در مرحله آزمایش ، البته ، با خاموش شدن موتورها نشست ، - به هر حال ، "در حالت" فضاپیما در حالت برنامه ریزی قرار دارد ، هیچ موتور جوی روی آن وجود ندارد.
پیچیدگی این کار یا به عبارت بهتر ، مجموعه نرم افزاری-الگوریتمی ما را می توان با موارد زیر نشان داد. در یکی از پروازهای BTS-002. پرواز کرد "در برنامه" تا زمانی که ابزار فرود اصلی نوار را لمس کرد. سپس خلبان کنترل را در دست گرفت و تسمه بینی را پایین آورد. سپس برنامه دوباره روشن شد و دستگاه را کاملاً متوقف کرد.
به هر حال ، این کاملا قابل درک است. در حالی که دستگاه در هوا است ، هیچ محدودیتی برای چرخش در هر سه محور ندارد. و طبق انتظار ، حول مرکز جرم می چرخد. در اینجا او نوار را با چرخهای اصلی اصلی لمس کرد. چه اتفاقی می افتد؟ چرخش رول در حال حاضر به هیچ وجه غیرممکن است. چرخش گام دیگر حول مرکز جرم نیست ، بلکه حول محوری است که از نقاط تماس چرخها عبور می کند و همچنان آزاد است. و چرخش در طول مسیر به روش پیچیده ای با نسبت گشتاور فرمان از سکان و نیروی اصطکاک چرخ های روی نوار تعیین می شود.
در اینجا چنین رژیم سختی وجود دارد ، بنابراین تفاوت اساسی با پرواز و اجرای "در سه نقطه" در امتداد نوار دارد. چون وقتی چرخ جلو هم روی خط می افتد ، آن وقت - مثل یک شوخی: هیچ کس جایی نمی چرخد …
… اضافه می کنم که مشکلات قابل فهم و غیرقابل درک ، از تمام مراحل آزمایش برای ما آورده شده ، تجزیه و تحلیل ، حذف شده و مجدداً در کل خط ، از پایه ریاضی تا BTS در ژوکوفسکی پیش رفت.
خوب. همه می دانند که فرود بی عیب و نقص بود: خطای زمانی 1 ثانیه - پس از یک پرواز سه ساعته! - انحراف از محور نوار 1 ، 5 متر ، در محدوده - چند ده متر. بچه های ما ، کسانی که در حزب دمکرات کردستان بودند - این یک ساختمان خدماتی در نزدیکی نوار است - گفتند که احساسات وجود دارد - کلمات قابل بیان نیستند. با این حال ، آنها می دانستند که این چیست ، چند چیز در آنجا کار می کند ، میلیون ها رویداد مرتبط با هم در رابطه مناسب برای انجام این فرود اتفاق افتاده است.
و من همچنین خواهم گفت: "بوران" رفته است ، اما تجربه از بین نرفته است. این شغل یک تیم باشکوه از متخصصان درجه یک ، عمدتا جوان ، پرورش داده است. اتهام ناشی از آن به گونه ای بود که تیم در سالهای سخت به زمین نمی خورد و این باعث می شد درست در همان زمان ایجاد یک سیستم کنترل برای مرحله فوقانی "Breeze-M" امکان پذیر شود. این دیگر یک سیستم نرم افزاری نبود ، در حال حاضر کامپیوتر داخلی ما وجود داشت ، و بلوک هایی که تمام ماشین های پردازنده را کنترل می کردند - موتورها ، اسکیب ها ، سیستم های مربوط به سایر توسعه دهندگان و غیره. صحنه.
البته "نسیم" توسط KB برای همه ساخته شد. اما مردم بوران نقش بسیار مهمی را در درجه اول در ایجاد مجموعه نرم افزاری ایفا کردند - افرادی که در حماسه بوران تکنولوژی بسیار زیادی را با مشارکت صدها نفر انجام دادند. متخصصان از ده ها پروفایل مختلف. و اکنون دفتر طراحی ، که ارزش خود را ثابت کرده است ، کارهای زیادی دارد …
