DRAKON.SU

А.Р. Ишбулатов
студент 3 курса ЮУрГУ,
г. Челябинск, РФ
E - mail: ishb.t.78@gmail.com

Н.Д. Кузнецова
студент 3 курса ЮУрГУ,
г. Челябинск, РФ
E - mail: kuznez _ 14@mail.ru

О СИСТЕМЕ УПРАВЛЕНИЯ «БУРАНА»

Аннотация: в данной работе описаны цели и задачи системы управления орбитальным кораблем «Буран», также представлены ее состав и структура. Особое внимание
уделяется устройству бортового центрального вычислительного комплекса.

Ключевые слова: орбитальный корабль, система управления, БЦВК, бортовая аппаратура.

«Буран» – советский орбитальный корабль (ОК) многоразового использования, выполненный по схеме «бесхвостка» с низкорасположенным крылом[1]. Основными целями считались

решение военно - прикладных и научно - исследовательских задач;

выведение на орбиту, обслуживание и возврат на Землю космических объектов, модулей крупногабаритных сооружений и комплексов, а также персонала для их сборки;

возвращение на Землю истративших свой ресурс космических аппаратов и спутников; и другие грузопассажирские перевозки с Земли в космос и обратно[2].

При проектировании ОК впервые в мире ставилась задача полностью автоматической (беспилотной) посадки летательного аппарата космического назначения на Землю.

Для этого на НПО «Электроприбор» под руководством генерального конструктора В. Г. Сергеева и НПО «АП» под руководством генерального конструктора Н. А. Пилюгина была создана уникальная автономная инерциальная система управления (СУ).

Система управления ОК получает от измерительных датчиков аппаратуры диагностики и контроля информацию о 380 - ти физических параметрах, проводит анализ полученных
данных, определяя сбои и неисправности и переходя на резервные режимы работы [3].

Так же бортовая оконечная аппаратура осуществляет дешифровку, усиление и преобразование команд управления от бортового вычислительного центра или систем ручного управления до исполнительных органов.

По конструктивному устройству СУ включает в себя несколько крупных модулей, установленных на платы, которые для поддержания стабильной температуры охлаждаются
жидкостным контуром системы терморегуляции [4].

Главные модули СУ помещаются в кабине, крупных отсеках и агрегатах ОК. Вся аппаратура корабля связана многочисленными и многообразными электрокабелями с системой управления.

Система управления орбитальным кораблём решает 3 основные задачи:

1. Управление перемещением орбитального корабля в околоземном пространстве, изменение заданной программы движения относительно требуемой траектории, а также
навигационные измерения в ходе полета;

2. Подача на БКУ ОК управляющих сигналов (например, команды включения - выключения двигателя при маневре, запуск программы автоматической посадки и т.д.) и изменение режимов работы бортовых систем в соответствии с коррекцией текущих задач и программ в процессе полета;

3. Точная оценка параметров состояния всех систем корабля, в целях обнаружения и распознавания аварийных ситуаций, принятие мер по устранению идентифицированных аварийных ситуаций.

Система управления представляет собой совокупность программно - логических устройств, основой которых считается бортовой цифровой вычислительный комплекс (БЦВК);

датчиков различного рода назначения;

блоков электропитания и согласования с другими системами ОК, планером, объединенной двигательной установкой,
многочисленными агрегатами и исполнительными органами, требующими дистанционного управления и контроля;

а так же специализированных комплексов и подсистем.

БЦВК состоит из двух идентичных по структуре и оборудованию быстродействующих вычислительных комплексов (центрального – ЦВК и периферийного – ПВК) в составе четырех резервирующих друг друга бортовых цифровых вычислительных машин (БЦВМ «Бисер - 4»), представляющих собой четыре параллельных канала.

Эти каналы синхронизируются аппаратно через компаратор, представленный как пятикратно резервированный кварцевый генератор частотой 4МГц, который непрерывно сравнивает
данные с выходов вычислительных каналов.

При такой схеме резервирования могли одновременно отказать два вычислительных канала в ЦВК, а БЦВМ все равно продолжала бы работу в обычном режиме.

Такая надежность позволила рассматривать экипаж корабля
в последующих полетах, как дублирование автоматики. Объем ОЗУ «БИСЕР - 4» составлял всего 128Кб, поэтому для того, чтобы реализовать объем программ, превышающих данное значение, использовалась перезагрузка ОЗУ с магнитофона емкость 2000Кб.

БЦВК получает информацию от датчиков и бортовых систем, анализирует ее в режиме реального времени, и отправляет управляющие сигналы на бортовые системы и исполнительные
органы.

При проектировании программного обеспечения на основе понятий, терминов и форме представления алгоритмов управления и испытаний, производимых создателями ОК, были
разработаны специализированный язык реального времени ПРОЛ2, система автоматизации программирования и отладки САПО ПРОЛ2 и проблемно - ориентированный язык
ДИПОЛЬ.

Однако из - за узкой специализации языков в конечном счете от них отказались.
В связи с этим для СУ был создан язык ДРАКОН, который дал возможность писать программы не только программистам, но и инженерам, не имеющим углубленных познаний в программировании.

Разработка орбитального корабля "Буран" способствовала взаимному обмену опытом между космической и авиационной промышленностями, созданию современных радиотехнических комплексов, развитию компьютерной техники и созданию сложного математического обеспечения.

Главной особенностью создания многоразовой системы
было проектирование уникальной системы автоматизированного управления, позволяющей совершать посадку корабля в автоматическом режиме без участия экипажа.

Список использованной литературы:

1. Гудилин В.Е. Ракетно - космические системы (История. Развитие. Перспективы) /
В.Е. Гудилин, Л.И. Слабской – М., 1996 – 320 с.

2. Семенов Ю.П. Ракетно - космическая корпорация «Энергия» имени С.П. Королёва
1946–1996 / Ю.П. Семенов - Королёв: РКК «Энергия» им. С.П. Королёва, 1996.

3. Семенов Ю.П. Многоразовый орбитальный корабль «Буран» / Семенов Ю.П., Лозино - Лозинский Г.Е., Лапыгин В.Л., В.А.Тимченко –М.:Машиностроение, 1995 - 448 стр.

4. Система управления орбитальным кораблём Буран. – http: // http://www.buran.ru / htm /su3.htm

© А.Р. Ишбулатов, Н.Д. Кузнецова, 2017