БЦВМ «Аргон-16»

БЦВМ «Аргон-16»

В 1969 году в системе управления движением (СУД) нового пилотируемого транспортного корабля 11Ф732, идеология которой разрабатывалась в отделе В.П.Легостаева (сектор Е.Н.Токаря), было решено использовать БЦВМ.

По просьбе В.П.Легостаева и его сотрудников Евгения Токаря, Игоря Шмыглевского и Владимира Бранца в нашей лаборатории провели предварительный анализ возможности использования БЦВМ «Салют-2М» в СУД 11Ф732 с реализацией задач, основанных на бескарданной инерциальной системе.

Так как БЦВМ СУД должна была работать в динамическом контуре управления, характеристики БЦВМ «Салют-2М», в основном производительность и структура (дублирование с холодным резервом), не обеспечивали всех требований, предъявляемых к БЦВМ для системы управления движением. Другой подходящей машины в НИИМП еще не было, хотя и завершалась разработка БЦВМ «Салют-3», первоначально по нашему ТЗ, но к этому времени уже переориентированная на другого заказчика.

Пришлось снова, по прошествии почти четырех лет, обратиться в Научный институт электронных машин (НИЭМ) ГКРЭ, с ведущими специалистами и руководством которого у нас установились хорошие отношения еще с 1963 года после выхода уже ранее упоминавшегося «Решения № 214 Комиссии ВСНХ СССР по военно-промышленным вопросам по координации работ по созданию бортовых электронных вычислительных машин для ракет, ИСЗ, самолетов и кораблей». За прошедшие несколько лет в отечественной электронной промышленности в части микроэлектронной элементной базы произошли существенные подвижки, что позволило предприятиям других ведомств приступить к созданию ряда БЦВМ, в том числе для ракетной и космической техники.

Весной 1969 года я встретился с начальником управления НИЭМ A.Ф.Кондрашевым и договорился о проработке возможности создания БЦВМ для нового пилотируемого транспортного корабля для работы в системе управления.

К этому времени в НИЭМ уже была завершена разработка, изготовлены и прошли испытания первые образцы упоминавшейся ранее микроэлектронной БЦВМ «Аргон-11 С» для системы автоматического управления корабля Л1.

БЦВМ «Аргон-11 С», хотя и уступала «Салюту-1» по вычислительным возможностям, но имела существенно более высокую производительность и трехканальную структуру, обеспечивающую высокую надежность в процессе решения динамических задач. Однако для задач нового транспортного корабля возможностей БЦВМ «Аргон-11 С» было явно недостаточно.

Как оказалось, кроме «Аргон-11 С» в НИЭМ к этому времени уже были разработаны и другие БЦВМ: «Аргон-12С» (на базе БЦВМ «Аргон-11» ранее разработанной для СУ новой баллистической ракеты разработки предприятия Н.А.Пилюгина) и «Аргон-16А» для применения на возвращаемом пилотируемом аппарате и орбитальной пилотируемой станции, создаваемых на предприятии B.Н.Челомея для решения военно-прикладных задач по техническим требованиям Министерства обороны СССР.

Надо сказать, что в то время из-за высокой закрытости работ, с одной стороны, и уже ранее начавшегося противоборства двух руководителей ведущих КБ страны C.П.Королева и В.Н.Челомея, с другой, за получение приоритета в важнейших направлениях в космосе, мы не располагали достоверными данными по разработкам БЦВМ для КБ В.Н.Челомея. Хотя сами, как ранее упоминалось, на все просьбы представителей этого предприятия всегда откликались. Естественно, для НИЭМ такой параллелизм оказался очень выгодным в финансовом отношении.

Так как наша лаборатория была загружена работами по текущим БЦВМ «Салют» и связанными с ними вопросами, а также испытаниями корабля Л1, мы договорились с Б.В.Раушенбахом и В.П.Легостаевым, что начиная с разработки ТЗ дальнейшие работы с НИЭМ по новой БЦВМ будут вести отделы В.П.Легостаева и Е.А Баттткина (отдел приборов системы управления движением). В 1969 году в этих отделах, в основном усилиями Б.М.Соколова и И.П.Шмыглевского, было разработано ТЗ на БЦВМ, которая получила название «Аргон-16». Так родилось и стало развиваться у нас на предприятии направление новых БЦВМ «Аргон» разработки НИЭМ ГКРЭ.

По времени разработки и испытаниям БЦВМ для КБ В.Н.Челомея существенно опережали БЦВМ для КА 11Ф732. С апреля 1973 года по август 1977 года в космосе побывали уже три орбитальные станции (ОПС) Челомея, в том числе и в пилотируемом варианте, а первый пилотируемый транспортный корабль 11Ф732 с названием «Союз-Т2» стартовал только 5 июня 1980 года.

Надо сказать, что совместно с БЦВМ «Аргон-16» на изделии 11Ф732 в контуре управления спуском был задействован цифровой прибор «Струна-2» (2СН) разработки НИИМП, являвшийся модификацией уже ранее упоминавшегося прибора 1СН, созданного по инициативе и под руководством Ю. П.Прокудина.

В конце 1969 года на нашем предприятии были разработаны «Основные положения по пилотируемой долговременной орбитальной станции», а уже в 9 февраля 1970 года вышло Постановление ЦК КПСС и СМ СССР о разработке долговременной орбитальной станции ДОС-7К. Предполагалось, что основным составом аппаратуры станции будет оставшийся задел от лунной программы, возможно, с минимальными доработками. Существенным моментом этой программы было то, что разработчиком системы управления движением станции (центром масс и вокруг центра масс) становилось наше предприятие.

Было принято решение об установке на орбитальную станцию системы автономной навигации на базе БЦВМ «Салют-1».

Надо отметить, что меры по обеспечению надежности БЦВМ «Салют-1» и расчетные показатели надежности не отвечали требованиям по показателям надежности для работы на орбитальной станции. Понимая это, мы все-таки пошли на установку этой БЦВМ на борт. После печального завершения лунной программы все наработки надо было использовать — этого требовали и новые задачи, и стремление коллективов увидеть реальное приложение затраченных труда и средств.

Естественно, конкретные задачи автономной навигации на орбитальной станции, летающей около Земли, уже совсем другие, и по сложности, и по важности, чем для лунных проектов. Но времени на разработку задач, программирование и отладку системы отводилось опять очень и очень мало — примерно один год.

Однако с учетом уже полученного опыта, несмотря на сжатость сроков, реализация задач не пугала. Принципиальным стало то, что в части постановки задач автономной навигации на орбитальной станции и их математической формулировке сменилась команда.

Вместо проверенных в лунных делах коллективов ИПМ АН СССР и ЦНИИМАШ Б.В.Раушенбах, как ответственный за задачи управления и навигации, по согласованию с Б.Е.Чертоком, решил сосредоточить эту работу в ЦКБЭМ, в отделе В.П.Легостаева, в коллективе Э.В.Гаушуса, который как куратор алгоритмов, задач автономной навигации и методики их решения уже участвовал в работах по системам автономной навигации кораблей Л1 и ЛЗ.

Очень нелегко было в такой короткий срок решить все вопросы, связанные с установкой на борт БЦВМ «Салют-1», переработкой алгоритмов, программированием, прошивками (и многочисленными перепрошивками) программ.

Фактически последнее время перед отправкой станции на космодром бригада прошивщиков программ ПЗУ из НИИМП жила в ЦКБЭМ. По результатам отработки и проверки программ на технологической БЦВМ надо было срочно готовить прошивки для штатного комплекта в НИИМП. Конечно, такие темпы работы и многочисленные перепрошивки программ не способствовали повышению надежности БЦВМ, поэтому директор НИИМП Г.Я.Гуськов этим работам обеспечил высший приоритет.

Установку штатного комплекта БЦВМ «Салют-1» проводили уже на технической позиции.

Так как в систему ориентации и коррекции и в другие системы станции БЦВМ не входили, «Салют-1» была единственной БЦВМ на этой станции.

С начала 1971 года на созданном в отделе стенде для тренировки экипажей еще по программе автономной навигации Л1 были начаты тренировки экипажей кораблей «Союз», которым предстояло работать на орбитальной станции. Подготовку на первом этапе прошли бортинженеры основного и дублирующего экипажей корабля «Союз-10»: А.С.Елисеев, Н.Н.Рукавишников (инженер-испытатель), В.Н.Кубасов и позже бортинженер, и инженер-испытатель следующего корабля «Союз-11» В.Н.Волков и В.И.Пацаев.

С особым чувством тренировался в работе на БЦВМ «Салют-1»

Н.Н.Рукавишников. Ведь в этом коллективе он участвовал в создании ПВУ первых космических кораблей для полета на Марс и Венеру, создании БЦВМ «Кобра», «Вычислитель», ПРВУ для системы автономной навигации Л1. Казалось, совсем недавно я по его просьбе ходил к Б.Е.Чертоку просить принять от него заявление в отряд космонавтов. Тогда Борис Евсеевич предложил, чтобы Николай написал заявление на имя С.П.Королева, и сам отдал ему заявление. Из этого коллектива его проводили в отряд космонавтов, а теперь ему предстояло испытать если и не совсем свою технику, но технику, созданную на базе той, в которую он вложил много физических сил, своего интеллекта, труда и фантазии.

Орбитальная станция, названная «Салют», была выведена на околоземную орбиту ракетой «Протон» 19 апреля 1971 года.

23 апреля 1971 года осуществлен запуск корабля «Союз-10» с экипажем в составе В.А.Шаталова, А.С.Елисеева, Н.Н.Рукаиишникова, которым предстояло первыми осваивать работу на станции. Однако после стыковки со станцией переход космонавтов в станцию не состоялся из-за неисправности стыковочного механизма. Так сорвались мечты Н.Н.Рукавишникова — поработать на станции и с БЦВМ «Салют-1».

6 июня 1971 года экипаж корабля «Союз-11» в составе Г.Т.Добровольского, В.Н.Волкова и В.И.Пацаева состыковался со станцией и космонавты приступили к выполнению запланированной программы работ.

Система автономной навигации на БЦВМ «Салют-1» прошла тестовые испытания, выявив некоторые замечания в работе, но все-таки выдавала экипажу текущую баллистическую информацию и прогноз баллистических данных на несколько витков вперед. За 23 дня работы космонавтов на орбите БЦВМ «Салют-1» и вся система автономной навигации получили в целом положительную оценку экипажа.

Трагическая гибель экипажа «Союза-11» при спуске остановила дальнейшие работы со станцией «Салют», и она была затоплена после полугодового нахождения на орбите.

Старт следующей орбитальной станции, аналогичной первой, на которой опять стояла система автономной навигации с БЦВМ «Салют-1», был произведен 29 июля 1972 года.

Однако из-за аварии ракеты «Протон» станция на орбиту не вышла.

В 1971 году в ЦКБЭМ были начаты работы по модернизации орбитальных станций с главной целью — сделать их действительно долговременными, с возможностью восполнения расходуемых ресурсов и соответственно длительной работой экипажей. В это же время для улучшения координации работ по тематике орбитальных станций в ЦКБЭМ были проведены существенные организационные и структурные изменения. В том числе, по предложению Б.В.Раушенбаха, моя лаборатория была переведена в отдел В.П.Легостаева и из нее была выделена самостоятельная лаборатория программирования под руководством К.К.Чернышева.

Решено было принципиально модернизировать и систему автономной навигации, сделав для нее основой БЦВМ «Салют-2М».

Кроме собственно БЦВМ, в систему вошли и другие ранее перечисленные элементы, разработанные по программе ЛЗ: пульт космонавта «Свет», внешнее запоминающее устройство на магнитной ленте, прибор выдачи информации «Эридан», пульт управления аппаратурой системы автономной навигации. На «Эридан» планировалась выдача не только текстовых сообщений, но и указаний экипажу в процессе решения основных задач.

Для обеспечения экипажа полной баллистической информацией, причем с возможно максимальной автоматизацией съема и обработки данных на борту, в состав системы были введены орбитальный радиовысотомер (ОРВ) с антенной и волноводным трактом разработки Московского НИИ-885 и датчики захода/восхода Солнца разработки Загорского ГОМЗ. Причем сопровождение работ по ОРВ, начиная от ТЗ и кончая решением вопросов прокладки волноводов по станции, пришлось вести мне и сотрудникам моей лаборатории, поскольку главный наш радист Б.В .Никитин отказался от этих работ из-за отсутствия людей и перегрузки другой работой.

Основные задачи автономной навигации на новой орбитальной станции формулировались таким образом:

— автоматический периодический расчет прогноза баллистической информации на 16 витков с выводом данных членам экипажа и сброса по телеметрии в Центр управления полетом;

— автоматическое измерение высоты над подстилающей поверхностью Земли с привязкой ко времени, накопление измерений и автоматический сброс на Землю;

— расчет параметров орбиты с использованием данных радиовысотомера и датчиков захода/восхода Солнца;

— автоматизированное измерение текущих высот орбиты с ручной привязкой ко времени измерений и автоматический сброс на Землю.

С целью автономного документального представления баллистических данных экипажу по результатам расчета задач автономной навигации БЦВМ «Салют-2М» была состыкована с бортовым печатающим устройством АБ-85М, введенным в состав системы космической радиосвязи для регистрации передаваемых на борт радиограмм.

У печатающего устройства стало два режима работы: один — прием радиограмм с Земли, другой — прием данных от БЦВМ.

Для расширения возможностей системы по внешним связям, а также для увеличения объемов памяти (ОЗУ и ПЗУ) в состав бортового цифрового вычислительного комплекса (так теперь стало называться объединение цифровых приборов) пришлось ввести срочно разработанное НИИМП по нашему ТЗ устройство связи, названное 2СТ-УС, и блок расширения памяти 2СТ-П.

БЦВК совместно с измерительными приборами и кабельными связями образовали систему автономной навигации «Дельта-3». Тройка в названии означала принадлежность системы к третьей орбитальной станции.

БЦВК на базе БЦВМ «Салют-2М» и система автономной навигации «Дельта-3» были для нашего предприятия первыми, можно сказать, большими цифровыми человеко-машинными системами, размещаемыми на пилотируемом космическом аппарате. Размерность системы требовала и нового системного подхода к созданию, отработке, испытаниям и эксплуатации. Основными положениями этого подхода, которые необходимо было реализовать, были:

— комплексная наземная экспериментальная отработка аппаратно-программных средств БЦВК совместно с измерительной аппаратурой или их имитаторами;

— создание управляющей программы БЦВМ, обеспечивающей увязку функционирования аппаратуры, программных средств и космонавта в реальном масштабе времени;

— обеспечение живучести системы, в том числе за счет использования возможностей космонавта;

— создание и отработка алгоритмов и программ задач автономной навигации с учетом перехода на новую БЦВМ и расширенную базу измерительной аппаратуры.

Естественно, основой системы была цифровая аппаратура, разработанная в НИИМП опять же для программы освоения Луны по проекту ЛЗ.

В этом плане приходилось, как и случае с «Салют-1», мириться с тем, что надежность этой аппаратуры была рассчитана под сравнительно краткосрочную программу ЛЗ. Однако и здесь при принятии решения об установке этой аппаратуры на новые орбитальные станции довлели те же факторы, о которых говорилось выше.

В апреле 1971 года совместно с НИИМП была разработана и утверждена Программа работ по изготовлению, доработкам и поставке в ЦКБЭМ приборов для двух орбитальных станций.

От ЦКБЭМ программа была утверждена заместителем главного конструктора Б.Е.Чертоком и согласована с ведущим конструктором Ю.П.Семеновым.

От НИИМП программу утвердил руководитель предприятия Г.Я.Гуськов; от ЦКБЭМ программу подписали Б.В.Раушенбах, В.П.Легостаев, я и представители отдела кооперирования; от НИИМП — М.Ф.Поликанов, В.Н.Филатов, А.С.Новожилов, руководители завода «Компонент» В.М.Крикун, А.А.Киселев.

В соответствии с этой программой НИИМП за 9 месяцев (к декабрю 1971 года) должен был разработать и изготовить три комплекта устройства связи 2СТ-УС, три комплекта блоков дополнительной памяти 2СТ-П, 8 комплектов БЦВМ 2СТ-1М, 6 комплектов пультов «Свет». Кроме этого, НИИМП в мае 1971 года должен был поставить два комплекта КИА БЦВМ 2СТ-1М с двумя комплектами технологических ПЗУ-Т. Этой же программой была предусмотрена работа по созданию операционных и испытательных программ, а также разработка технологической оснастки оперативной прошивки ПЗУ «Салют-2М» в ЦКБЭМ.

По сегодняшним меркам, это был невероятный объем изготовления и поставок аппаратуры в такие сроки. В этот период НИИМП и его опытный завод «Компонент» более чем на 80% работали на наше предприятие.

Такова была генеральная линия директора НИИМП Г.Я.Гуськова — ориентация на космическое цифровое приборостроение для головного предприятия космической отрасли, каковым и считалось ЦКБЭМ.

Поставка в ЦКБЭМ комплекта БЦВК совместно с КПА БЦВМ 2СТ-1М и ПК «Свет» для ДОС № 3 после комплексной стыковки в НИИМП была выполнена в мае 1972 года. Таблицы прошивок ПЗУ 2СТ-1М и 2СТ-П были выданы на завод «Компонент» 30 сентября 1972 года, и в начале ноября мы получили штатный комплект БЦВК с военной приемкой. Через месяц был поставлен запасной комплект БЦВК.

Для комплексной отработки БЦВК и системы «Дельта-3» в нашей лаборатории с марта 1971 года стал создаваться отладочный технологический стенд, основой которого был технологический комплект БЦВК с «Салют-2М» и состыкованная с БЦВМ универсальная ЭВМ М-222.

В состав стенда входил имитатор ОРВ, а также имитатор командной радиолинии, для чего приспособили ПРВУ, оставшийся от комплектации кораблей Л1.

Основной объем работ по созданию стенда выпал на долю сотрудников лаборатории Юрия Стишева, Радия Казаринова, Геннадия Митрофанова, Галины Родионовой, Тамары Авраменко, Надежды Ивановой, Виктора Унчикова, Евгения Буршинова, Ирины Ратановой, Леонида Бабинина, а также сотрудников ВЦ предприятия Юрия Бубелова, Игоря Кирова во главе с начальником ВЦ Владимиром Степановым.

Наряду с отработкой аппаратных средств БЦВК и системы «Дельта-3» принципиальный прорыв был сделан в программном обеспечении системы.

Впервые усилиями коллективов К.К.Чернышева и В.А.Шарова была создана операционная система БЦВМ «Салют-2М» — управляющая программа, обеспечивающая программную увязку всех аппаратных и программных составляющих элементов системы в реальном масштабе времени. На технологической БЦВМ, на стенде, операционная система была отработана, прошита в ПЗУ и далее обеспечивала отработку всей системы.

За короткий срок предстояло также выполнить большой объем работ по модернизации алгоритмов и программ автономной навигации, а практически, учитывая переход на новую БЦВМ и принципиальное расширение измерительной аппаратуры, разработать заново.

Эту работу целиком взял на себя сектор Эрнста Г аушуса. Высокий профессиональный уровень и самоотверженная работа начальника и сотрудников этого сектора Юрия Зыбина, Юрия Тумашева, Игоря Борисова, Олега Иванова, Владимира Рыбалка, Владимира Семенко, Валерия Рудакова обеспечили разработку основных задач автономной навигации к началу пуска ДОС № 3.

Надо сказать, я сознавал, что степень отработки сложнейших задач автономной навигации и программного обеспечения БЦВМ «Салют-2М» к моменту пуска станции в целом были недостаточны, хотя и принимались все возможные меры участвующими в работе коллективами. Сказалось все: ограниченность времени, сложность и новизна задач, недостаточная отработанность технологии подготовки и испытания системы, несовершенство стендовой базы и просто усталость людей, не успевших отдохнуть от «лунной гонки».

Несмотря на это, обеспечению надежности и живучести надо было уделять большое внимание. Ведь дело касалось пилотируемого космического аппарата длительного существования, и необходимы были решения, обеспечивающие возможность выполнения системой основных функций даже при наличии отказов в ее отдельных составляющих, пусть с потерей качества.

Уже при разработке БЦВМ «Салют-2М» для корабля Л3 мы отказались от трехканальности БЦВМ как способа резервирования для обеспечения надежности при относительно малом времени работы системы. Как уже упоминалось выше, для обеспечения аппаратной надежности «Салюта-2М» было применено перекрестное («холодное») дублирование отдельных блоков с переключением по командам с пульта космонавтов и «горячее» дублирование ОЗУ и ПЗУ. Такой же принцип перекрестного управляемого «холодного» дублирования блоков был применен и в пульте космонавта «Свет». Для защиты от одиночных сбоев использовалась временная избыточность. Для повышения живучести системы была также реализована старая идея — механизм, который был в нашей лаборатории придуман еще для БЦВМ «Вычислитель».

Суть его заключалась в том, что расширение объема исполняемых программ и даже коррекция программ, прошитых в ПЗУ БЦВМ (при таком темпе работы ошибки в программах, конечно, были), выполнялись с учетом передачи массивов программ по радиолинии с записью их в ВЗУ и последующим исполнением через ОЗУ. Временные характеристики реализации задач автономной навигации позволяли использовать этот механизм.

С целью эффективного включения экипажа в обеспечение живучести системы был разработан комплексный тест БЦВК и системы «Дельта-3» с выводом результатов его прохождения на пульт одновременно с выдачей экипажу текстовых рекомендаций по парированию возникших неисправностей или отказов на прибор «Эридан».

В марте на стенде «Дельты» прошли тренировки по практической работе с системой автономной навигации членов отобранных экипажей: Олега Макарова, Алексея Губарева, Григория Гречко, Петра Климука, Виталия Севастьянова.

11 мая 1973 года орбитальная станция второго поколения (ДОС № 3) была успешно выведена на орбиту. Однако, к величайшему огорчению всех создателей станции, в результате отказа в системе управления движением с одновременно наложившимся методическим просчетом в управлении, станция вскоре прекратила свое существование.

В связи с этим стали форсироваться работы по следующей орбитальной станции ДОС № 4. Естественно, всем разработчикам бортовых систем предстояло провести дополнительный анализ и реализовать мероприятия по повышению их надежности и живучести. Это было сделано и по БЦВК и по системе «Дельта», которая теперь изменила индекс на «Дельта-4».

В июле 1973 года совместно с НИИМП было выпущено очередное решение о доработках и поставках приборов комплекса 2СТ для ДОС № 4, утвержденное Б.Е.Чертоком, Ю.П.Семеновым, Г.Я.Гуськовым, согласованное с А.А.Киселевым (директор завода «Компонент») и А.П.Педаном (заместитель директора ЗЭМ, который лично принимал активное участие в решении острых вопросов с поставками этих приборов).

По этому решению предусматривалось с июля по октябрь 1973 года (за 6 месяцев!) доработать, прошить программы (в 2СТ-1М и 2СТ-П) и поставить в ЦКБЭМ 12 бортовых приборов, в том числе четыре БЦВМ, четыре пульта «Свет» и два комплекта КПА (для БЦВМ и «Света»), Конечно, и стоила эта аппаратура немалых денег. Для информации и сопоставления с ценами 2008 года приведу стоимость поставочных комплектов аппаратуры БЦВК 2СТ в 1974 году для ДОС № 4:

— БЦВМ «Салют-2М» с военной приемкой — 148 тыс. руб.;

— пульт «Свет» с военной приемкой — 120 тыс. руб.;

— блок дополнительной памяти 2СТ-П с ОТК — 116 тыс. руб.;

— устройство связи 2СТ-УС с ОТК — 20 тыс. руб.

Итого, один комплект БЦВК для системы «Дельта-4» стоил 404 тысячи тогдашних рублей.

Для сопоставления этих цен с ценами 2008 года можно сравнить среднюю зарплату в ЦКБЭМ в 1974 году, которая составляла около 170 руб., со средней зарплатой в РКК «Энергия» в 2008 году — примерно 18 тыс. руб.

Думаю, что сравнение это правомочно, потому что и уровень накладных расходов, и доля зарплаты в общей стоимости для нашего предприятия мало изменились за тридцать с лишним лет.

С учетом этого в ценах 2008 года один комплект БЦВК стоил бы более 42 млн руб.

Для «Дельты-4» готовилось четыре комплекта: один штатный, один ЗИП и два для стенда. К этому еще следует добавить стоимость наземных комплектов КИА. Стоимость комплекта КИА БЦВМ и «Света» составляла около 100 тыс. руб.

Исходя из этого сравнения, можно сказать, что на космос (на технику!) денег не жалели и давали почти по потребности.

В июне 1973 года с НИИМП был согласован также перечень замечаний, полученных по результатам испытаний БЦВК в составе ДОС № 3, их следовало устранить в поставочном комплекте БЦВК для новой станции. Другие доработки касались отладочного стенда, бортовой документации и методики работы экипажа с системой.

Решения по поставкам приборов для «Дельты-4» были также согласованы с руководителями предприятий НИИ-885 в части ОРВ и ВЗУ и с КМЗ в части прибора «Эридан».

Вопросам модернизации и усовершенствования отладочного стенда системы было уделено особое внимание. В июле 1973 года объединенными усилиями сотрудников сектора Э.В.Гаушуса, моей лаборатории и К.К.Чернышева был выпущен технический проект цифрового вычислительного стенда (ЦВС) системы «Дельта». Основными задачами ЦВС были:

— отработка системы «Дельта»;

— отработка методики работы с системой «Дельта» при ЛКИ;

— обеспечение тренировок космонавтов.

Расширен был и состав ЦВС. Помимо технологического комплекта БЦВК в ЦВС был введен имитатор «Орбита» в составе: БЦВМ «Салют-2М», пульт «Свет», бортовой хронизатор «Спектр» (тоже разработки НИИМП), усовершенствованный имитатор ДРС (доработанный пульт ручного ввода данных системы дальней радиосвязи орбитального корабля ЛЗ). Задачами имитатора «Орбита» были:

— обеспечение режимов работы системы и синхронизация БЦВМ ЦВС;

— ввод в БЦВМ и вывод на регистрацию и отображение элементов орбиты;

— имитация обмена данными БЦВМ с ДРС и выдача всего набора команд на борт;

— имитация измерений восходов/заходов датчиками Солнца,

— расчет высот для заданных орбит, пересчет их в коды ОРВ и имитация обмена данными БЦВК с ОРВ.

Для автоматической обработки на ЦВС кодовой и сигнальной телеметрической информации технологические средства БЦВК, входящие в стенд, состыковали с малой ЭВМ М-6000, имевшейся на ВЦ предприятия. Большие трудности при подготовке системы имелись в отработке программного обеспечения. Отработка программ в основном осуществлялась с помощью моделирующей программы на ЭВМ М-222, но время на этой ЭВМ было лимитировано. Для отработки ПО и системы нам отводилось на ЭВМ около 6 часов в неделю!

Ситуация улучшилась после подключения в июле 1974 года к М-222 на стенде технологического блока памяти (ПЗУ-Т) — оперативной памяти — имитатора ПЗУ 2СТ-1М, дополнительно изготовленного и поставленного из НИИМП.

По результатам испытаний на стенде оперативно проводились дополнительные доработки бортовых приборов БЦВК. Наиболее существенные доработки были сделаны в пульте «Свет» и в 2СТ-УС, то есть в приборах, через которые шел обмен данными с измерительными приборами системы и осуществлялась выдача команд на смежные системы.

К сожалению, в БЦВК 2СТ имелся фактор, который не способствовал повышению надежности системы. Фактором этим были довольно многочисленные перепрошивки постоянных запоминающих устройств в 2СТ-1М и в 2СТ-П, после которых происходили повторные пересдачи приборов, естественно, с выработкой ресурсов. Технических средств надежного хранения программ с электрической перезаписью тогда не было и с этим необходимо было мириться.

При подготовке БЦВМ для систем «Дельта» мы убедились, что для отработки столь сложных задач нужны более эффективные наземные средства отладки программ, сводящие к минимуму число перепрошивок ПЗУ.

Собственно, именно эта проблема еще в 1972 году стала для меня и моих сотрудников инициирующим моментом в поиске новых технологий отработки программного обеспечения, которая уже тогда оформилась в идею создания бортового вычислительного комплекса программно совместимого с семейством наземных ЭВМ Единой серии (ЕС ЭВМ), которые в различных модификациях становились в СССР стандартом во всех отраслях промышленности и военной техники.

Идея, изложенная в 1971 году и нашедшая отражение в технических предложениях, была обсуждена со специалистами НИИМП, поддержана Г.Я.Гуськовым и стала активно развиваться в виде создания нового бортового унифицированного информационно-вычислительного комплекса (УИВК) под названием «Салют-4». На этом комплексе далее планировалось создание системы автономной навигации, систем управления движением и всего комплекса управления системами орбитальных станций.

О том, как развивались дела в ЦКБЭМ (НПО «Энергия») и в НПО «ЭЛАС» по «Салюту-4», расскажу позже, а сейчас вернусь к «Дельте-4».

По системе «Дельта-4» была разработана новая полетная документация. Теперь это был типографским способом изданный бортовой журнал системы «Дельта» общим объемом 85 листов, включающий общие положения по управлению системой, порядок включения и выключения аппаратуры и переключения резерва, задание режимов и инструкция по их проведению, бланки элементов орбиты.

В октябре 1973 года в НИИМП была закончена прошивка штатного комплекта БЦВК, в ноябре комплект прошел комплексную проверку на стенде лаборатории в ЦКБЭМ и был отправлен на сборку станции, которая проводилась на заводе им. М .В. Хруничева.

7 февраля 1974 года начались проверочные включения системы «Дельта-4» в составе орбитальной станции на КИС ЦКБЭМ.

Кроме сотрудников моей лаборатории и лабораторий Э.Гаушуса и К.Чернышева, активное участие в испытании этой системы принимали сотрудники испытательных подразделений КБ и КИС Николай Зеленщиков, Михаил Купцов, Сергей Агафонов, Михаил Турчин, Александр Соколов.

В испытаниях с самого начала участвовала также бригада специалистов НИИМП: Владимир Мелыпиян, Александр Иванов, Борис Виноградов, Вячеслав Никитин.

Надо сказать, что при проверочных включениях и при комплексных испытаниях серьезных замечаний по приборам БЦВК и измерительным приборам на КИС ЦКБЭМ (с мая 1974 года после прихода В.П.Глушко ЦКБЭМ стало называться НПО «Энергия») не было. Некоторые трудности возникли при проверке взаимодействия БЦВК с радиовысотомером и с печатающим устройством «Строка».

Замечания в основном объяснялись недостаточной помехоустойчиво-стью линий связи при обмене данными БЦВК с внешними абонентами, в том числе с радиовысотомером, а также при выдаче команд из БЦВК на приборы. По этой причине пришлось в систему ввести несколько фильтров и искрогасящих блоков. Однако эксплуатационная документация была откорректирована существенно.

С августа 1974 года на стенде системы опять начались тренировки экипажей практически в том же составе, что и при подготовке на предыдущую станцию.

К системе «Дельта-4», в отличие от предыдущей, которая рассматривалась многими как экспериментальная экзотика, интерес существенно возрос и в связи с тем, что на следующей станции, которая уже проектировалась, предполагалось систему «Дельта» ввести в состав штатных служебных систем.

С июля по декабрь 1974 года проходили испытания станции на космодроме. Испытания системы «Дельта-4» в составе станции начались с 4 сентября после прибытия на космодром расчета под моим руководством в составе В.Шарова, И.Борисова, В.Волошина, В.Глазнева, Т.Авраменко, В.Лунина (ОРВ), В.Мелыпияна, А.Николаева, В.Нацаренуса (БЦВК), А.Пузыревой (датчики затмения Солнца).

На проверочных испытаниях были замечания по сбоям измерений ОРВ, которые в конечном счете закрыли изменением порядка работы с ОРВ и увеличением длительности телеметрической протяжки.

Ведущий конструктор на испытании станции Виктор Томасович Иннелаур, которому в процессе разбора замечаний по ОРВ пришлось в беседах с «дельтовцами» разбираться в том, что система представляет собой изнутри, был приятно удивлен «умной «Дельтой», которая даже умеет автоматически проводить измерения над океаном.

14 сентября В.Т.Иннелаур передал мне содержание разговора по ВЧ с Ю.П.Семеновым, который потребовал от него «особого контроля над “Дельтой” и не давать им что-либо менять».

К сожалению, пришлось пережить неприятности с ВЗУ, когда 17 сентября зафиксировали замечание по его неправильной работе. По результатам проведенных мною с В.Волошиным нескольких частных программ 20 сентября было принято решение о его снятии с борта и отправке в Москву для анализа причины отказа и ремонта.

24 сентября самолетом доставили запасной прибор ВЗУ и одного из разработчиков ВЗУ А.Венцулевича — представителя НИИ-885.

25-го вечером ВЗУ установили на борт, 26-го провели испытания системы с новым ВЗУ и обнаружили, что один сигнальный телеметрический параметр не функционирует. Проведенной частной программой (ЧП) подтвердили короткое замыкание в цепи. После обсуждения приняли решение опять снимать прибор и заменять другим, правда, непонятно каким, потому что короткое замыкание произошло в единственном запасном приборе.

Выход был один — отправлять в Москву и ремонтировать этот запасной прибор.

1 октября оба ВЗУ самолетом были отправлены в Москву, а 4 октября, после устранения производственного дефекта, прибор уже вернулся на космодром, 5-го установлен на борт и вечером проверен по частной программе в системе.

БЦВМ «Салют-2М», другие приборы комплекса 2СТ, измерительные приборы и прибор «Эридан» успешно прошли испытания.

Вот таким темпом шли работы с системой «Дельта-4» на космодроме.

По результатам комплексных испытаний система была допущена к летным испытаниям уже без замечаний.

Выведение орбитальной станции «Салют-4» было осуществлено 26 декабря 1974 года. С 12 января по 9 февраля 1975 года на станции работал экипаж космического корабля «Союз-17» в составе А.А.Губарева и Г.М.Гречко. Второй экипаж космического корабля «Союз-18» в составе П.И.Климука и В.И.Севастьянова работал на станции с 25 мая по 26 июля.

Система «Дельта-4», выполняя автоматические навигационные измерения и расчет параметров орбиты, обеспечивала экипажи этих двух экспедиций ежесуточной баллистической информацией, использовавшейся при выполнении многочисленных научных и прикладных экспериментов.

Роль системы «Дельта» на станции и оценку ее работы вскоре после возвращения на Землю экипажа «Союза-18» дал в интервью корреспонденту газеты «Известия» Генеральный конструктор НПО «Энергия», дважды Герой Социалистического Труда академик В.П.Глушко.

На вопрос корреспондента: «Чем характеризуется техническое совершенство орбитальных станций?» В.П.Глушко, в частности, ответил:

Прослеживается тенденция разгрузить линии радиосвязи с экипажем, облегчить работу наземного командно-измерительного комплекса за счет приобретения станциями большой автономности, способности решать силами экипажа многие задачи, которые пока выполняются на Земле. Например, на «Салюте-4» в течение всего полета безотказно действовала система автономной навигации, включающая комплекс датчиков и бортовую вычислительную машину. С ее помощью А.Губарев, Г.Гречко, П.Климук и В.Севастьянов получали баллистические данные — например, время входа и выхода из тени Земли, начала и окончания сеансов связи, параметры орбиты.

До сих пор эти задачи решались на Земле мощными вычислительными центрами и во время сеансов радиосвязи передавались на борт. В будущем, конечно, все навигационное обеспечение полета будет входить в обязанности экипажа. Это выгодно и при работе на околоземных орбитах, и просто жизненно необходимо в дальних полетах, таких как, например, к Марсу.

Дополнительно на этапе ЛКИ нами ставились задачи:

— проверки в реальных условиях функционирования отдельных приборов и системы в целом, а также устойчивости канала ввода данных в БЦВМ по КРЛ и сброс кодовой телеметрии;

— достаточности и достоверности штатного тестового контроля приборов и системы;

— оценки степени удобства работы космонавтов со средствами отображения информации (дискретная и цифровая индикация пульта «Свет», текстовая информация на экране прибора «Эридан») и бумажным регистратором данных системы «Строка»;

— проверки надежности длительного хранения информации в ВЗУ и ОЗУ.

Общее время функционирования системы «Дельта-4» на станции составило 380 часов, в том числе максимальное время непрерывной работы 70 часов.

Отказов приборов БЦВК и измерительных средств за все время работы системы «Дельта-4» на станции не было, но экипажем и по кодовой телеметрии на Земле были зафиксированы сбои в работе системы, проявлявшиеся в искажении информации, хранящейся в оперативной памяти БЦВМ. Эти сбои приводили к неправильному выполнению программ и случайным уходам БЦВМ на динамический останов примерно в 5% от общего времени работы.

По результатам проведенного анализа, на 651-657 витках работы был выполнен специальный тест системы «Дельта-4», заданный уставками по радиолинии и достоверно подтвердивший причину сбоев. Заключалась она, во-первых, во внешних паразитных влияниях по информационным цепям и цепям единого электропитания приборов системы, возникающих при включении и выключении некоторой аппаратуры смежных систем (оказалось, что испытания системы «Дельта-4» и этих смежных систем на КИСе и ТК никогда не пересекались по времени); во-вторых, в недостаточной устойчивости аппаратуры БЦВК к импульсным помехам и недостаточности принятых мер защиты от помех при разработке системы. 3 февраля 1977 года станция прекратила свое существование на орбите.

По полученным результатам ЛКИ станции «Салют-4» и проведенному анализу функционирования аппаратуры системы «Дельта-4» был разработан целый комплекс мероприятий по системе «Дельта», планируемой к установке на следующую станцию, Эти мероприятия включали дополнительные требования к приборам БЦВК по помехоустойчивости, по проведению специальных испытаний в НИИМП и в НПО «Энергия» и введению дополнительных средств в систему для защиты от помех.

Функционирование вычислительного комплекса на базе БЦВМ «Салют-2М» на станции «Салют-4» показало для того времени хорошую надежность разработанной в НИИМП микроэлектронной базы, подтвердив в основном концепцию резервирования сложной бортовой цифровой аппаратуры длительного существования.

Это был первый положительный отечественный опыт продолжительной работы БЦВК в космических условиях, который показал, что на бортовую вычислительную технику разработки НИИМП можно возлагать ответственные жизненно важные задачи управления бортовой аппаратурой, ориентации и стабилизации космических аппаратов длительного существования.

Успешная работа всей станции в пилотируемом и беспилотном режимах стала выдающимся достижением отечественной и мировой космонавтики.

Еще до запуска станции «Салют-4» в НПО «Энергия» велись проектные работы по долговременным станциям следующего поколения.

По БЦВК и системе «Дельта» для новой станции основное содержание проектных работ заключалось в следующем.

1. Распространение и расширение функций БЦВК с БЦВМ «Салют-2М» на динамический контур управления станцией, включая систему ориентации и стабилизации и систему сближения с транспортными кораблями.

2. Коррекция и отработка бортового программного обеспечения с учетом добавления новых функций, набор статистических данных и расширение тестовых программ.

3. Дальнейшее совершенствование и модернизация отладочного стенда с доведением его до состояния, обеспечивающего не только автоматизированную отладку технических и программных средств системы и отработку документации, но и эффективное сопровождение на нем системы в процессе функционирования станции в полете, включая предварительную проверку закладываемого на борт ПО и анализ нештатных ситуаций с БЦВК и системой.

4. Разработка уточненной методики по вводу в БЦВК полетного задания, незначительная коррекция технической и эксплуатационной документации.

5. Обеспечение большого объема работ по БЦВК и другим приборам в смежных предприятиях и их поставка в установленные сроки.

6. Проведение дополнительных мероприятий по повышению помехоустойчивости приборов.

В результате система «Дельта-5» для новой станции имела следующие отличия от предыдущей системы:

— для повышения точности определения элементов орбиты (до 1 км) по предложению Э.Гаушуса в состав системы был введен доплеровский измеритель радиальной скорости (ДИРС) с антенной;

— для повышения надежности функционирования в систему введены три универсальных помехоподавляющих фильтра (УПФ), емкостной фильтр и контрольный таймер, обеспечивающий прием от БЦВМ периодических импульсов и выдачу на телеметрию аварийного сигнала при их пропадании.

Введены новые режимы:

— автономного управления радиосистемами («Радиосеанс»);

— навигационных измерений и определение элементов орбиты по результатам совместной обработки данных измерений от приборов ДИРС, ОРВ, датчиков Солнца;

— автоматического расчета и вывода на печатающее устройство «Строка» уставок на аварийный спуск транспортного корабля (уставки по принятой в управлении форме 14);

— автономного управления маневрами ориентации с выдачей от БЦВМ «Салют-2М» управляющих команд на прибор «Каскад» системы ориентации и управления движением (СОУД);

— формирования и отображения в реальном масштабе времени целеуказаний экипажу по выполнению динамических операций и суточной программы, включающей в том числе проведение научных и прикладных экспериментов;

— фиксации и вывода на печать моментов московского времени, привязанных к определенным событиям.

Электрические связи системы «Дельта-5» с прибором «Каскад», обеспечивающим автономную ориентацию и стабилизацию станции, были реализованы через прибор 2СТ-УС.

Предложение по использованию БЦВМ «Салют-2М» непосредственно в процессе ориентации и стабилизации не поддержали Б.В.Раушенбах и К А Баттткин (начальник отдела разработчиков приборов СОУДа и «Каскад»), Задействование БЦВМ «Салют-2М» и других приборов БЦВК в решении задачи сближения и стыковки транспортного корабля со станцией остались на бумаге, хотя были проработаны довольно глубоко.

В результате модернизации отладочный стенд превратился в цифровой динамический стенд (ЦДС) «Орбита», который вошел в состав экспериментальных установок по орбитальной станции. Причем ЦДС был дополнен имитаторами приборов СУБК, ДИРС, СОУД, цифровой моделью движения центра масс изделия, аналого-цифровой моделью движения изделия относительно центра масс.

На стенде в таком полном составе система «Дельта-5» прошла довольно тщательную отработку, что впоследствии положительно сказалось на ее функционировании в полете.

К сожалению, в процессе заводского цикла испытаний были зафиксированы единичные отказы в ПУ «Свет», приборах 2СТ-П и 2СТ-УС, которые потребовали их оперативного ремонта на заводе и использования ЗИПа. Для того, чтобы спокойно обеспечить замену приборов вычислительного комплекса при возможных отказах, в процессе наземной подготовки, в октябре 1976 года документально, выпуском извещения на технический проект по СОУД и «Дельте», была узаконена процедура замены (в случае необходимости) аппаратуры 2СТ-1М, 2СТ-П, 2СТ-УС, ПВИ «Эридан» после завершения заводского этапа испытаний до отправки станции на ТК.

В рамках наземной отработки системы «Дельта-5» была выполнена специальная программа измерения и оценки влияния помех в составе изделия со штатной кабельной сетью, потому что, как показала работа на станции «Салют-4», именно общая помеховая обстановка на изделии существенно влияет на работу БЦВМ и других цифровых приборов. Программа была реализована на этапе проверочных включений с замером и осциллографи-рованием помех в цепях питания БЦВМ, пульта «Свет», 2СТ-УС. Были зафиксированы сбои в информационных цепях передачи данных между ОРВ и ПУ «Свет», что было устранено введением специальных приборов.

В июле 1977 года по результатам испытания системы «Дельта-5» в КИСе было выдано заключение, утвержденное заместителем генерального конструктора Б.Е.Чертоком, о допуске системы «Дельта-5» к ЛКИ при положительных результатах испытаний на ТК.

Однако на ТК при проведении проверочных включений произошел отказ БЦВМ «Салют-2М». Для выявления причины отказа и ремонта 8 августа 1977 года БЦВМ была снята с изделия и самолетом отправлена в Москву. Ее сопровождал я, как главный куратор и руководитель испытательного расчета. В Москве меня встретили на аэродроме, и мы отправились на Солнечногорский завод НИИМП. Надо отметить, что и.о.директора этого завода В.В.Марков обеспечил срочную и круглосуточную работу по ремонту БЦВМ.

С 9 по 12 августа БЦВМ была отремонтирована заменой блоков (ПЗУ, МОЗУ и переключателя резерва), взятых из запасной БЦВМ, прошла ПСИ с положительным результатом и была принята представителем Заказчика с отметкой «Годен для ПКК».

Отказ носил единичный характер и не распространялся на партию, включая установленные блоки из другой БЦВМ.

За подписью директора завода В.В.Маркова и представителя Заказчика М.Д.Белугина было выдано «Заключение о дальнейшем использовании БЦВМ «Салют-2М» на изделии.

Уже днем 13 августа мы вернулись на Байконур.

После установки БЦВМ на изделие с 13 по 19 августа были повторно проведены проверочные включения системы «Дельта-5» и комплексные испытания со смежной аппаратурой, которые прошли без замечаний, и система «Дельта-5» с БЦВМ «Салют-2М» была допущена к летным испытаниям в составе станции.

Выведение на орбиту новой орбитальной станции состоялось 29 сентября 1977 года.

На этой станции, названной «Салют-6», система «Дельта-5» успешно функционировала сначала в автоматическом режиме, а после прилета на станцию на корабле «Союз-26» первой экспедиции в составе космонавтов Г.М.Гречко и Ю.В.Романенко обеспечивала выполнение всех возложенных на нее задач от начала работы первой основной экспедиции с 10 декабря 1977 года по 16 января 1978 года до момента, когда произошел отказ в системе, зафиксированный по данным телеметрии.

Причем отказ этот произошел в тот день, когда станцию покинула экспедиция посещения корабля «Союз-27» с космонавтами О.Макаровым и В.Джанибековым, которые находились на ней с 11 января.