Бортовой цифровой вычислительный комплекс орбитального корабля "Буран"

Система управления орбитального корабля «Буран» — уникальная компьютерная система, выполнявшая управление космическим кораблём «Буран» в автоматическом режиме, начиная с выхода на орбиту до посадки на космодроме. Была испытана при полёте в космос единственный раз в 1988 году. Это центральная система комплекса бортовых систем корабля, обеспечивающая функционирование и тесные связи с другими системами ОК, планером, орбитальной двигательной установкой, агрегатами и элементами, включающими в свой состав электроприводы, пиротехнические устройства, элементы пневмо- и гидроавтоматики, требующие дистанционного управления и контроля.

Являет собою беспримерный по сложности и объёму работы программистский и компьютерный проект в истории человечества, достигший блестящего успеха, но погибший в результате предательства власти и гибели государства.

Особое требование к повышенной надежности предъявлялось управляющей бортовой цифровой вычислительной машине (БЦВМ) «Бисер-4». По этой причине БЦВМ «Бисер-4» представляла собой четыре устройства, в виде отдельных вычислительных каналов, аппаратно синхронизируемые от пятикратно резервированного кварцевого генератора частотой 4МГц. С выходов 4 вычислительных каналов данные подавались на компаратор, на котором они непрерывно сравнивались, что позволяло выявить неисправный канал. БЦВМ «Бисер-4» при весе в 33,6 кг имела следующие характеристики:

1. Производительность, тысяч операций в секунду - 370

2. Число команд микропроцессора - 74

3. Емкость 32 разрядного ОЗУ - 131072

4. Емкость 32 разрядного ПЗУ - 16384

5. Логический код обмена информацией с абонентами: последовательный , 36 – разрядные кодограммы

6. Число линий связи подключения абонентов - 21

7. Тактовая частота обмена информацией с абонентами, МГц - 0,25

8. Энергопотребление, Вт - 270

9. Напряжение литания, В - 27

13. Температурный диапазон (градусы по Цельсию) от -10 до +50

В качестве микропроцессоров в БЦВМ были использованы отечественные большие интегральные схемы (БИС) серии 582, изготовленные на Воронежском заводе полупроводниковых приборов (ВЗПП).

Большой объем программ, значительно превышающих объем ОЗУ «Бисер-4», реализовался с помощью загрузки ОЗУ с магнитофона. С самого начала разработок БЦВМ, в стойке, в которой размещалась бортовая аппаратура «Бурана», были предусмотрены 8 мест, для размещения 8 БЦВМ типа «Бисер-4».

Разработка и отладка программного обеспечения БЦВМ «Бурана» считались одной из наиболее сложных задач. Программное обеспечение создавалось в НИИАП и в Институте прикладной математики им. М. В. Келдыша. Для разработки бортового программного обеспечения был создан специализированный язык ДРАКОН, аббревиатура которого расшифровывается как "Дружелюбный Русский Алгоритмический, Который Обеспечивает Наглядность".

Система управления орбитального корабля включала в себя БЦВК с радиальной системой связи с периферийными абонентами и комплекс командных приборов. В состав БЦВК входили две идентичные по структуре и оборудованию вычислительные системы: центральная (ЦВС) и периферийная (ПВС), каждая из которых включала в себя четыре бортовые цифровые вычислительные машины, работающие синхронно по одинаковым программам, фактически резервирующие друг друга и представляющие четыре параллельных канала, на выходе каждого из которых имелась встроенная резервированная схема сравнения, контролирующая команды, выдаваемые абонентам. В создании этой уникальной космической системы было задействовано большое количество научных и производственных коллективов.

Первый и, к сожалению, единственный беспилотный полет ОК «Буран» был запланирован непродолжительным: два витка, или 206 минут полета. В грузовом отсеке корабля в качестве полезной нагрузки размещался блок дополнительных приборов с телеметрической аппаратурой и дополнительными аккумуляторами. В соответствии с его задачами и программой были задействованы состав и режимы работы бортовых и наземных систем.

Наземный комплекс управления, мозговым центром которого является ЦУП, в первом полете ОК «Буран» задействовал шесть наземных станций слежения, четыре плавучие станции и систему связи и передачи данных, состоящую из сети наземных и спутниковых широкополосных и телефонных каналов связи.

В 6 часов 00 минут по московскому времени МРКК «Энергия-Буран» отрывается от стартового стола и почти сразу же уходит в низкую облачность. Проходит 8 минут участка выведения. В 6 ч 08 минут 03 секунды завершается работа РН, и ОК «Буран» начинает первый самостоятельный полет. Высота над поверхностью Земли составляет около 150 км, и, как это предусмотрено баллистической схемой полета, выполняется довыведение ОК на орбиту собственными средствами. Первый маневр происходит в зоне связи наземных станций слежения, второй - над Тихим океаном. Передача телеметрической информации о втором маневре проходит по трассе «ОК - плавучая станция слежения в Тихом океане - стационарный спутник связи - ретрансляционная станция «Орбита» в Петропавловске-Камчатском - высокоэллиптический спутник связи - подмосковный ретрансляционный пункт – ЦУП» протяженностью более 120000 км. Правильность заданной ориентации ОК подтверждается как принимаемой телеметрической информацией, так и «картинкой» с бортовой телекамеры, размещенной по продольной оси ОК за остеклением кабины. Четко работает командная радиолиния, исполняются передаваемые из ЦУП команды на управление телеметрической и телевизионной системами ОК.

Проходит полтора часа полета, БЦВК рассчитывает и сообщает в ЦУП параметры тормозного маневра для схода с орбиты. В 9 часов 11 минут, когда ОК находился на высоте 50 км, стали поступать доклады: «Есть прием телеметрии!», «Есть обнаружение корабля средствами посадочных локаторов!», «Системы корабля работают нормально!». В этот момент он находился в 550 км от взлетно-посадочной полосы и, хотя его скорость уменьшилась, она все же в 10 раз превышала скорость звука. До посадки оставалось чуть больше 10 минут... И в 9 часов 24 минуты 42 секунды, после выполнения орбитального полета и прохождения почти 8000 км в верхних слоях атмосферы, опережая всего на 1 секунду расчетное время, «Буран», борясь с сильным встречно-боковым ветром, мягко коснулся взлетно-посадочной полосы и после небольшого пробега в 9 часов 25 минут 24 секунды замер в ее центре.

Источник: vk.com

Комментарии: