Hôm nay, ngày 15 tháng 11, đánh dấu kỷ niệm 22 năm chuyến bay đầu tiên và duy nhất của tàu vũ trụ vận tải có thể tái sử dụng "Buran" của chúng tôi. Và cũng là chuyến bay thứ hai và cũng là chuyến bay cuối cùng của phương tiện phóng siêu trường siêu trọng Energia.
Những độc giả thường xuyên biết rằng sự kiện này không thể làm tôi chú ý, vì tôi đã tham gia công việc về "Buran", làm việc tại phòng thiết kế thử nghiệm Moscow "Mars". Dù không ở mức "chém gió" nhiều nhất. Có một bữa tiệc trong khách sạn "Ukraine", nơi chúng tôi tổ chức sự kiện này, thực sự tuyệt vời đối với chúng tôi. Và đã có kế hoạch cho chuyến bay tiếp theo, cũng không người lái, nhưng lâu hơn, và có nhiều công việc trong kế hoạch này.
Và sau đó là một sự u ám vô tận, và sau đó, vào năm 1993, chương trình đã bị đóng lại …
Tôi vẫn chưa viết về bản thân tàu Buran, mặc dù chương về nó là phần tiếp theo trong loạt bài còn dang dở của tôi về lịch sử các dự án về tàu có thể tái sử dụng có người lái. Tuy nhiên, ông đã viết về lịch sử hình thành nó, và cả về tên lửa Energia. Và bây giờ tôi sẽ không viết về "Buran" như vậy, bởi vì nó không phải là một bài đăng trên blog, mà là một bài báo thực sự, hoặc có thể nhiều hơn một. Nhưng tôi sẽ cố gắng thể hiện lĩnh vực trách nhiệm của bộ phận chúng tôi.
Chúng tôi đã làm những gì đã cung cấp cho Liên Xô, có lẽ là ưu tiên rõ ràng duy nhất cho tất cả mọi người so với tàu con thoi của Mỹ. Chúng tôi, bộ phận của chúng tôi, đã làm cho thuật toán và phần mềm phức tạp để hạ cánh tự động "Buran". Theo tôi biết, người Mỹ có một chế độ như vậy, nhưng chưa bao giờ được sử dụng. Các tàu con thoi của họ luôn được hạ cánh bởi các phi công.
Bây giờ, theo tôi hiểu, nhiệm vụ hạ cánh mà không có sự tham gia của phi hành đoàn đã được giải quyết - sau cùng, các máy bay không người lái, bao gồm cả những chiếc lớn, đang hạ cánh. Nhưng theo tôi, máy bay chở khách vẫn không hạ cánh “tự động”. Và sau đó, tôi biết chắc chắn rằng những sân bay được trang bị tốt có thể đưa những chiếc máy bay được trang bị tốt lên độ cao 15 mét. Tiếp theo là thủy thủ đoàn. Nhiệm vụ trở nên trầm trọng hơn do chất lượng khí động học của "Buran" trên cận âm chỉ bằng một nửa chất lượng của máy bay chở khách lúc bấy giờ - 4, 5 so với 8-10. Tức là con tàu đã "gần sắt gấp đôi" một chiếc máy bay chở khách bị cuốn trôi bình thường. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên khi bạn so sánh hình dạng của chúng.
Việc hạ cánh tự động của một tàu buôn 100 tấn là một điều rất khó khăn. Chúng tôi không thực hiện bất kỳ phần cứng nào, chỉ làm phần mềm cho chế độ hạ cánh - từ thời điểm đạt (trong khi xuống) độ cao 4 km cho đến khi dừng lại trên đường băng. Tôi sẽ cố gắng cho bạn biết thật ngắn gọn thuật toán này đã được tạo ra như thế nào.
Đầu tiên, nhà lý thuyết viết thuật toán bằng một ngôn ngữ cấp cao và kiểm tra nó với các trường hợp thử nghiệm. Thuật toán này, được viết bởi một người, "chịu trách nhiệm" cho một hoạt động tương đối nhỏ. Sau đó, nó được kết hợp thành một hệ thống con, và nó được kéo đến giá đỡ mô hình hóa. Đứng "xung quanh" thuật toán đang làm việc, có các mô hình - mô hình về động lực của bộ máy, mô hình của các cơ quan điều hành, hệ thống cảm biến, v.v … Chúng cũng được viết bằng ngôn ngữ cấp cao. Do đó, hệ thống con thuật toán được thử nghiệm trong "chuyến bay toán học".
Sau đó, các hệ thống con được tập hợp lại với nhau và kiểm tra lại. Và sau đó các thuật toán được "dịch" từ ngôn ngữ cấp cao sang ngôn ngữ của phương tiện trên tàu (BCVM). Để kiểm tra chúng, đã ở trong trạng thái ngưng trệ của chương trình tích hợp, có một giá đỡ mô hình khác, bao gồm một máy tính tích hợp. Và xung quanh cô ấy cũng giống như vậy - các mô hình toán học. Tất nhiên, chúng được sửa đổi so với các mô hình trong một băng ghế toán học thuần túy. Mô hình "quay" trong một máy tính lớn có mục đích chung. Đừng quên, đây là những năm 1980, máy tính cá nhân mới bắt đầu và được cung cấp năng lượng rất thấp. Đó là thời điểm trên máy tính lớn, chúng tôi có một cặp hai chiếc EC-1061. Và để liên lạc giữa một phương tiện trên bộ với một mô hình toán học trong một máy tính phổ thông, cần có thiết bị đặc biệt; nó cũng cần thiết như một phần của giá đỡ cho các nhiệm vụ khác nhau.
Chúng tôi gọi đây là giá đỡ bán tự nhiên - xét cho cùng, trong đó, bên cạnh tất cả toán học, còn có một máy tính thực sự trên bo mạch. Nó thực hiện chế độ hoạt động của các chương trình trên bo mạch, rất gần với chế độ thời gian thực. Phải mất nhiều thời gian để giải thích, nhưng đối với máy tính trên bo mạch thì không thể phân biệt được đâu là thời gian thực "thật".
Một ngày nào đó, tôi sẽ tập trung lại và viết cách thức hoạt động của chế độ mô hình bán tự nhiên - cho trường hợp này và các trường hợp khác. Trong khi chờ đợi, tôi chỉ muốn giải thích thành phần của bộ phận của chúng tôi - nhóm đã làm tất cả những điều này. Nó có một bộ phận phức tạp xử lý các hệ thống cảm biến và điều hành liên quan đến các chương trình của chúng tôi. Có một bộ phận thuật toán - những người này thực sự đã viết các thuật toán trên máy và giải chúng trên một băng ghế toán học. Bộ phận của chúng tôi đã tham gia vào việc a) dịch các chương trình sang ngôn ngữ máy tính trên bo mạch, b) tạo ra thiết bị đặc biệt cho giá đỡ bán tự nhiên (ở đây tôi đã làm việc) và c) các chương trình cho thiết bị này.
Bộ phận của chúng tôi thậm chí còn có các nhà thiết kế của riêng chúng tôi để làm tài liệu cho việc sản xuất các khối của chúng tôi. Và cũng có một bộ phận phụ trách vận hành cặp EC-1061 nói trên.
Sản phẩm đầu ra của bộ phận, và do đó của toàn bộ bộ phận thiết kế trong khuôn khổ chủ đề "cơn bão", là một chương trình về băng từ (những năm 1980!), Đã được thực hiện để nghiên cứu thêm.
Hơn nữa - đây là lập trường của nhà phát triển doanh nghiệp của hệ thống điều khiển. Rốt cuộc, rõ ràng hệ thống điều khiển của một chiếc máy bay không chỉ là một máy tính trên máy bay. Hệ thống này được thực hiện bởi một doanh nghiệp lớn hơn chúng tôi rất nhiều. Họ là những người phát triển và là "chủ sở hữu" của chiếc máy tính trên tàu, họ đã nhồi vào nó một loạt các chương trình thực hiện toàn bộ các nhiệm vụ để điều khiển con tàu từ chuẩn bị trước khi hạ thủy đến khi tắt hệ thống sau khi hạ cánh. Và đối với chúng tôi, thuật toán hạ cánh của chúng tôi, trong máy tính trên bo mạch đó, chỉ một phần thời gian máy tính được phân bổ, song song (chính xác hơn, tôi sẽ nói là bán song song) các hệ thống phần mềm khác hoạt động. Xét cho cùng, nếu chúng ta tính toán quỹ đạo hạ cánh, điều này không có nghĩa là chúng ta không còn cần phải ổn định bộ máy, bật và tắt tất cả các loại thiết bị, duy trì điều kiện nhiệt, tạo ra máy đo từ xa, vân vân và vân vân…
Tuy nhiên, hãy quay lại làm việc với chế độ hạ cánh. Sau khi luyện tập trong một máy tính dự phòng tiêu chuẩn trên bo mạch như một phần của toàn bộ bộ chương trình, bộ này được chuyển đến chỗ đứng của nhà phát triển doanh nghiệp của tàu vũ trụ Buran. Và có một giá đỡ, được gọi là giá đỡ kích thước đầy đủ, trong đó có toàn bộ con tàu. Khi các chương trình đang chạy, anh ấy vẫy tay gọi điện, vo ve ổ đĩa và tất cả những thứ đó. Và các tín hiệu đến từ các máy đo gia tốc và con quay hồi chuyển thực.
Sau đó, tôi đã thấy đủ tất cả những điều này trên máy gia tốc Breeze-M, nhưng hiện tại vai trò của tôi khá khiêm tốn. Tôi đã không đi ra ngoài văn phòng thiết kế của mình …
Vì vậy, chúng tôi đã vượt qua gian hàng kích thước đầy đủ. Bạn có nghĩ rằng đó là tất cả? Không.
Tiếp theo là phòng thí nghiệm bay. Đây là Tu-154, có hệ thống điều khiển được cấu hình để máy bay phản ứng với các hành động điều khiển do máy tính trên máy bay tạo ra, như thể nó không phải là Tu-154 mà là Buran. Tất nhiên, có thể nhanh chóng "trở lại" chế độ bình thường. "Buransky" chỉ được bật trong thời gian thử nghiệm.
Đỉnh cao của các cuộc thử nghiệm là 24 chuyến bay của Buran, được thực hiện đặc biệt cho giai đoạn này. Nó được gọi là BTS-002, có 4 động cơ từ cùng một chiếc Tu-154 và có thể tự cất cánh từ đường băng. Anh ấy đã ngồi xuống trong quá trình thử nghiệm, tất nhiên, với các động cơ đã tắt, - xét cho cùng, "ở trạng thái" tàu vũ trụ đang ở chế độ lập kế hoạch, không có động cơ khí quyển nào trên đó.
Sự phức tạp của công việc này, hay nói đúng hơn là sự phức tạp về thuật toán-phần mềm của chúng tôi, có thể được minh họa bằng những điều sau đây. Trong một trong những chuyến bay BTS-002. bay "trên chương trình" cho đến khi bộ hạ cánh chính chạm vào dải. Sau đó phi công điều khiển và hạ thanh chống mũi xuống. Sau đó, chương trình được bật lại và giữ cho thiết bị dừng hoàn toàn.
Nhân tiện, điều này khá dễ hiểu. Trong khi thiết bị ở trong không khí, nó không có hạn chế về việc quay quanh cả ba trục. Và nó, như dự đoán, quay xung quanh tâm khối lượng. Ở đây anh ta đã chạm vào dải với bánh xe của các thanh chống chính. Chuyện gì đang xảy ra vậy? Xoay cuộn bây giờ là không thể ở tất cả. Chuyển động quay không còn quanh khối tâm nữa mà quay quanh trục đi qua các điểm tiếp xúc của các bánh xe, và nó vẫn tự do. Và chuyển động quay dọc theo hành trình bây giờ theo một cách phức tạp được xác định bởi tỷ số giữa mômen lái từ bánh lái và lực ma sát của các bánh xe trên dải.
Ở đây là một chế độ khó khăn như vậy, hoàn toàn khác biệt với cả đường bay và đường chạy dọc dải "tại ba điểm". Bởi vì khi bánh trước cũng rơi trên làn đường, thì - như trong một trò đùa: không ai quay ở đâu cả …
… Tôi sẽ nói thêm rằng các vấn đề, có thể hiểu được và không thể hiểu được, từ tất cả các giai đoạn thử nghiệm đã được đưa ra cho chúng tôi, phân tích, loại bỏ và một lần nữa đi dọc theo toàn bộ tuyến đường, từ giá trị toán học đến trạm BTS ở Zhukovsky.
Tốt. Mọi người đều biết rằng cuộc hạ cánh là hoàn hảo: sai thời gian 1 giây - sau chuyến bay ba giờ! - Độ lệch so với trục của dải 1, 5 m, trong phạm vi - vài chục mét. Các chàng trai của chúng tôi, những người ở KDP - đây là một tòa nhà dịch vụ gần dải đất - nói rằng cảm xúc - không thể diễn tả bằng lời. Tuy nhiên, họ biết đó là gì, có bao nhiêu thứ hoạt động ngay tại đó, hàng triệu sự kiện liên quan đã xảy ra trong mối quan hệ phù hợp để cuộc đổ bộ này diễn ra.
Và tôi cũng sẽ nói: "Buran" đã biến mất, nhưng trải nghiệm vẫn chưa biến mất. Công việc này đã phát triển một đội ngũ tuyệt vời gồm các chuyên gia hạng nhất, hầu hết là trẻ. Phí tổn từ nó đã giúp đội không rơi xuống đất trong những năm khó khăn, và điều này khiến nó có thể tạo ra một hệ thống điều khiển cho tầng trên "Breeze-M" vào thời điểm đó. Nó không còn là một hệ thống phần mềm nữa, đã có máy tính trên bo mạch của riêng chúng tôi và các khối điều khiển tất cả các máy móc trên bo mạch - động cơ, squibs, các hệ thống liên quan của các nhà phát triển khác, v.v. Và chúng tôi đã thực hiện phức hợp cơ bản để kiểm tra và khởi động trước phần trên sân khấu.
Tất nhiên, "Breeze" được KB làm cho tất cả mọi người. Nhưng một vai trò rất quan trọng, chủ yếu trong việc tạo ra tổ hợp phần mềm, được đóng bởi người dân Buran - những người đã xây dựng và hoàn thiện trong quá trình sử thi Buran, công nghệ thực hiện rất nhiều công việc với sự tham gia của hàng trăm các chuyên gia từ hàng chục hồ sơ khác nhau. Và bây giờ phòng thiết kế, nơi đã chứng minh được giá trị của mình, có rất nhiều việc …
