Danas, 15. novembra, navršava se 22 godine od prvog i jedinog leta našeg transportnog svemirskog broda za višekratnu upotrebu "Buran". Ujedno i drugi i posljednji let superteške lansirne letjelice Energia.
Redovni čitaoci znaju da ovaj događaj ne može proći pored moje pažnje, jer sam učestvovao u radu na "Buranu", radeći u moskovskom birou za eksperimentalno projektovanje "Mars". Iako nije "najnovije". Bio je banket u hotelu "Ukrajina", gdje smo proslavili ovaj događaj, za nas zaista sjajan. Bilo je i planova za sljedeći let, takođe bez posade, ali mnogo duže, i bilo je posla na tim planovima.
I onda je došlo do mračne bezvremenosti, a onda je 1993. program zatvoren …
Još nisam pisao o samom Buranu, iako je poglavlje o njemu sljedeće u mojoj nedovršenoj seriji o povijesti projekata brodova za višekratnu upotrebu s ljudskom posadom. Međutim, pisao je o istoriji njenog stvaranja, kao i o raketi Energia. I sada neću pisati o "Buranu" kao takvom, jer to ne bi trebao biti post na blogu, već pravi članak, ili možda više od jednog. Ali pokušat ću pokazati područje odgovornosti našeg odjela.
Učinili smo ono što je omogućilo SSSR -u, vjerovatno jedini jasan prioritet za sve pred američkim šatlom. Mi, naše odjeljenje, napravili smo algoritamski i softverski kompleks za automatsko slijetanje "Buran". Koliko ja znam, Amerikanci imaju takav režim, ali nikada nisu korišteni. Njihove šatlove su uvijek slijetali piloti.
Koliko sam shvatio, zadatak slijetanja bez sudjelovanja posade je riješen - uostalom slijeću bespilotne letjelice, uključujući i velike. Ali, po mom mišljenju, putnički avioni i dalje ne slijeću „automatski“. A onda, sigurno znam, dobro opremljeni aerodromi mogli bi dovesti dobro opremljene avione na visinu od 15 metara. Sledeća je posada. Zadatak je pogoršan činjenicom da je aerodinamički kvalitet "Burana" na podzvučnom bio otprilike upola manji od kvaliteta tadašnjih putničkih aviona - 4, 5 naspram 8-10. Odnosno, brod je bio "dva puta bliže gvožđu" od običnog putničkog aviona. Što ne čudi kad usporedite njihov oblik.
Automatsko slijetanje 100-tonske tovarne letjelice vrlo je teška stvar. Nismo radili nikakav hardver, samo softver za način slijetanja - od trenutka dostizanja (tokom spuštanja) visine od 4 km do zaustavljanja na pisti. Pokušat ću vam ukratko reći kako je ovaj algoritam napravljen.
Prvo, teoretičar piše algoritam na jeziku visokog nivoa i testira ga u odnosu na testne slučajeve. Ovaj algoritam, koji je napisala jedna osoba, "odgovoran" je za jednu relativno malu operaciju. Zatim se kombinira u podsistem i vuče do postolja za modeliranje. U štandu "oko" radnog, ugrađenog algoritma nalaze se modeli-model dinamike aparata, modeli izvršnih organa, senzorski sistemi itd. Takođe su napisani jezikom na visokom nivou. Tako se algoritamski podsistem testira u "matematičkom letu".
Zatim se podsustavi sastavljaju i ponovo provjeravaju. Zatim se algoritmi "prevode" sa jezika na visokom nivou u jezik vozila u vozilu (BCVM). Za njihovu provjeru, već u hipostazi ugrađenog programa, postoji još jedno postolje za modeliranje, koje uključuje i ugrađeni računar. A oko nje je ista stvar - matematički modeli. Oni su, naravno, izmijenjeni u odnosu na modele u čisto matematičkoj klupi. Model se "vrti" u glavnom računaru opće namjene. Ne zaboravite, to su bile osamdesete godine, personalni računari su tek počinjali i imali su malu potrošnju energije. To je bilo vrijeme glavnog računara, imali smo par dva EC-1061. A za komunikaciju vozila s matematičkim modelom u univerzalnom računaru potrebna je posebna oprema; ona je također potrebna kao dio stalka za različite zadatke.
Ovo postolje nazvali smo poluprirodnim-uostalom, u njemu je, pored sve matematike, postojao i pravi putni računar. Implementirao je način rada ugrađenih programa, vrlo blizu načinu rada u stvarnom vremenu. Potrebno je mnogo vremena za objašnjenje, ali za ugrađeni računar nije se moglo razlikovati od "stvarnog" stvarnog vremena.
Jednog dana ću se okupiti i napisati kako funkcionira način rada poluprirodnog modeliranja - za ovaj i druge slučajeve. U međuvremenu, samo želim objasniti sastav našeg odjela - tima koji je sve ovo radio. Imao je složeno odjeljenje koje se bavilo senzorskim i izvršnim sistemima uključenim u naše programe. Postojalo je odjeljenje za algoritme - oni su zapravo napisali ugrađene algoritme i razradili ih na matematičkoj klupi. Naše odjeljenje se bavilo a) prevođenjem programa na jezik računara u vozilu, b) stvaranjem posebne opreme za poluprirodno postolje (ovdje sam radio) i c) programima za ovu opremu.
Naš odjel je čak imao vlastite dizajnere za izradu dokumentacije za proizvodnju naših blokova. Postojao je i odjel koji je bio zadužen za upravljanje gore spojenim parom EC-1061.
Izlazni proizvod odjela, a time i cijelog dizajnerskog biroa u okviru teme "oluje", bio je program na magnetskoj traci (1980 -ih!), Koji je uzet za daljnju razradu.
Dalje - ovo je stav preduzeća -programera kontrolnog sistema. Uostalom, jasno je da sistem upravljanja avionom nije samo putni računar. Ovaj sistem je napravilo mnogo veće preduzeće od nas. Oni su bili programeri i "vlasnici" ugrađenog računara, napunili su ga raznim programima koji izvršavaju cijeli niz zadataka za kontrolu broda od priprema prije lansiranja do gašenja sistema nakon slijetanja. Za nas je naš algoritam slijetanja, u tom ugrađenom računaru, bio dodijeljen samo dio računarskog vremena, paralelno (tačnije, rekao bih, kvazi-paralelni) su radili i drugi softverski sistemi. Uostalom, ako izračunamo putanju slijetanja, to ne znači da više ne moramo stabilizirati aparat, uključivati i isključivati sve vrste opreme, održavati toplinske uvjete, generirati telemetriju i tako dalje, itd…
No, vratimo se na razradu načina slijetanja. Nakon što je radio u standardnom redundantnom računaru kao dio cjelokupnog skupa programa, ovaj skup je transportiran na štand preduzeća-programera svemirske letjelice Buran. Postojao je i štand, zvan stalak u punoj veličini, u koji je bio uključen cijeli brod. Dok su se programi pokretali, mahao je elevonima, pjevušio pogone i sve te stvari. A signali su dolazili sa pravih akcelerometra i žiroskopa.
Tada sam vidio sve ovo dovoljno na akceleratoru Breeze-M, ali za sada je moja uloga bila prilično skromna. Nisam putovao izvan svog dizajnerskog biroa …
Tako smo prošli štand u punoj veličini. Mislite li da je to sve? Ne.
Sledeća je bila leteća laboratorija. Ovo je Tu-154, čiji je sistem upravljanja konfiguriran tako da zrakoplov reagira na kontrolne radnje koje generira putni računar, kao da nije u pitanju Tu-154, već Buran. Naravno, moguće je brzo "vratiti se" u normalan način rada. "Buranski" je uključen samo za vrijeme trajanja eksperimenta.
Vrhunac testova bila su 24 leta Burana, napravljena posebno za ovu fazu. Zvao se BTS-002, imao je 4 motora iz istog Tu-154 i mogao je poletjeti sa same piste. Sjeo je u procesu testiranja, naravno, s isključenim motorima, - uostalom, "u stanju" svemirska letjelica sjedi u načinu planiranja, na njoj nema atmosferskih motora.
Složenost ovog rada, ili bolje rečeno, našeg softversko-algoritamskog kompleksa, može se ilustrirati sljedećim. Na jednom od letova BTS-002. letelo "na programu" sve dok glavni stajni trap nije dodirnuo traku. Tada je pilot preuzeo kontrolu i spustio nosač nosa. Zatim se program ponovo uključio i držao uređaj do kraja.
Usput, ovo je prilično razumljivo. Dok je aparat u zraku, nema ograničenja u rotaciji oko sve tri osi. Okreće se, očekivano, oko središta mase. Ovdje je dodirnuo traku sa kotačima glavnih podupirača. Šta se dešava? Rotacija valjaka sada je uopće nemoguća. Rotacija koraka više nije oko središta mase, već oko osi koja prolazi kroz dodirne točke kotača, i još uvijek je slobodna. Rotacija duž kursa sada je na složen način određena omjerom zakretnog momenta upravljača s kormila i sile trenja kotača na traci.
Ovdje je tako težak režim, tako radikalno različit od oba leta i trčanja duž trake "na tri točke". Jer kad i prednji kotač padne na traku, tada se - kao u šali: niko nigdje ne vrti …
… Dodaću da su nam problemi, razumljivi i nerazumljivi, iz svih faza testiranja dovedeni, analizirani, eliminisani i ponovo prošli čitavom linijom, od matematičkog štanda do BTS -a u Žukovskom.
Pa dobro. Svi znaju da je slijetanje bilo besprijekorno: vremenska greška od 1 sekunde - nakon tročasovnog leta! - odstupanje od osi trake 1,5 m, u rasponu - nekoliko desetina metara. Naši momci, oni koji su bili u KDP -u - ovo je uslužna zgrada u blizini trake - rekli su da su osjećaji - riječi se ne mogu izraziti. Ipak, znali su o čemu se radi, koliko je stvari tamo uspjelo, koji su se milioni međusobno povezanih događaja dogodili u pravoj vezi da bi se ovo slijetanje dogodilo.
Reći ću i: "Buran" je nestao, ali iskustvo nije nestalo. Ovaj posao razvio je sjajan tim vrhunskih stručnjaka, uglavnom mladih. Naboj iz njega bio je takav da se tim u teškim godinama nije raspao, a to je upravo u to vrijeme omogućilo stvaranje sistema upravljanja za gornju fazu "Breeze-M". To više nije bio softverski sistem, već je postojao naš vlastiti kompjuter i blokovi koji su upravljali svim ugrađenim mašinama - motorima, škrinjama, srodnim sistemima drugih programera itd. I uradili smo kompleks na zemlji za provjeru i predpokretanje gornjeg dijela pozornica.
Naravno, "Breeze" je napravio KB za sve. Ali vrlo važnu ulogu, prvenstveno u stvaranju softverskog kompleksa, imali su ljudi iz Burana - ljudi koji su tokom buranske epopeje izgradili i usavršili samu tehnologiju obavljanja mnogo posla uz učešće stotina stručnjaci sa desetina različitih profila. A sada dizajnerski biro, koji se pokazao vrijednim, ima puno posla …
