«Герман Носкин Первые БЦВМ космического применения и кое-что из постоянной памяти ...»
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.
БЦВК «Салют-2М» для ДОС. Система «Дельта»
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 Л3: 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 АБ85М, 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 Л3.
В этом плане приходилось, как и случае с «Салют-1», мириться с тем, что надежность этой аппаратуры была рассчитана под сравнительно краткосрочную программу Л3. 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 Гаушуса. 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 «Дельта4».
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 Л3). 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 Мельшиян, 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.Мельшияна, 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, a 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 Е.А.Башкин (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.
Работы в определении места отказа и его локализации велись параллельно, как на борту станции, так и на Земле. На борту — космонавтом Г.Гречко, который, прервав работы по выгрузке доставленных ранее «Прогрессом» грузов, начал выполнение очень хлопотной работы, заключающейся в последовательной отстыковке и подстыковке электросоединителей в системе и проверке ее функционирования после каждой такой операции.
На Земле, на стенде «Орбита», имеющем полноразмерный комплект системы «Дельта», я, Е.Буршинов, Т.Авраменко и другие совместно с представителями НПО «ЭЛАС» В.Мельшияном и Б.Виноградовым проводили эксперименты, вводя неисправности в различные доступные узлы БЦВК для воспроизведения состояния, аналогичного тому, что было зафиксировано на борту. Э.Гаушус и Ю.Стишёв из ЦУПа координировали работу бортовых и наземных диагностических групп.
Таким объединением усилий место отказа было локализовано. Оказалось, что отказал ПЗУ-В в блоке 2СТ-П.
До отказа система наработала более 1700 часов. Если учесть, что по ТЗ на БЦВМ «Салют-2» ее надежность оценивалась средним временем наработки до отказа Тср=2500 час и такие же значения Тср закладывались в 2СТ-П, ПУ «Свет» и 2СТ-УС, то можно сказать, что система даже переработала положенное ей до первого отказа время. Все-таки БЦВМ «Салют-2» и другие цифровые приборы, как уже ранее отмечалось, проектировались под задачи лунной программы, где время работы было как минимум на порядок меньше, чем для орбитальных станций этого поколения. Это не оправдание, а объективная реальность того времени.
Специальным решением генерального конструктора В.П.Глушко была определена доставка на станцию грузовым кораблем блока 2СТ-П на замену отказавшему и проведение на борту ремонтных работ экипажем. А пока, до замены блока 2СТ-П, система выполняла свои функции только частично.
В конце января 1978 года на Солнечногорском заводе НПО" «ЭЛАС» блок 2СТ-П для компоновки в грузовой транспортный корабль был подготовлен, однако доставка его на первоначально запланированном корабле не состоялась, и только в июле он был доставлен на станцию, где уже работала вторая экспедиция с космонавтами В.В.Коваленком и А.С.Иванченковым. Блок был подключен космонавтами к системе, прошел тестовую проверку, после чего система «Дельта-5» была допущена к эксплуатации в полном объеме.
В сентябре 1978 года в системе опять произошел отказ. На этой раз образовалось короткое замыкание в одном из люминесцентных индикаторов (ЭЛИ) ПУ «Свет», в результате чего пульт пришлось отключить.
ЭЛИ изготавливались по нашему ТЗ Киевским заводом «Реле и автоматика» и были тогда единственными цифровыми бортовыми индикаторами. Завод производил их с приемкой ОТК (другой приемки завод тогда обеспечить не мог) и поставлял нам, а мы отправляли в НИИМП. Конечно, надежность ЭЛИ (Тср=700 час) как элемента была недостаточной для системы в целом и ПУ «Свет» в бортовых условиях ремонту не подлежал.
Учитывая важность выполняемых функций системой «Дельта-5», было принято решение о доставке на борт станции грузовым кораблем другого ПУ «Свет». Доставка ПУ была произведена кораблем 30 мая 1979 года, и после его установки система стала опять работать в полном объеме.
Система проработала до конца функционирования станции в пилотируемом режиме, который завершился 26 мая 1981 года с окончанием работы пятой основной экспедиции на корабле «Союз Т-4» с космонавтами В.В.Коваленком и В.П.Савиных.
Все это время велись работы по подготовке следующей станции ДОС № 5-2, которая в основном являлась повторением станции «Салют-6», а также работы по подготовке модернизированного варианта системы «Дельта» с использованием БЦВМ «Салют-4».
Несмотря на имевшие место отказы аппаратуры БЦВК на летающей станции и уже морально устаревшую микроэлектронную базу БЦВМ «Салют-2М» и других цифровых приборов, было принято решение систему «Дельта» в основном старом аппаратном составе ввести на следующей станции в состав штатных, постоянно действующих систем.
Решение это базировалось на том, что система на предыдущих космических станциях, особенно на «Салюте-6», показала свою эффективность, в том числе возможность существенного снижения загрузки экипажа, увеличение продолжительности работы станции за счет снижения загрузки приборов командной радиолинии, имеющих ограниченный ресурс, разгрузки каналов радиосвязи с экипажем и наземных КИК. Штатная работа системы «Дельта» позволила бы увеличить маневренные возможности станции, расширить проведение астрофизических экспериментов.
Правда, как уже выше упоминалось, к этому времени были выпущены проектные материалы, в которых система управления движением и навигации (с расширенными функциями «Дельты») на долговременной станции нового поколения базировалась и на новом информационно-вычислительном комплексе «Салют-4», эскизный проект на который, по финансовому договору НПО «Энергия» с НПО «ЭЛАС», был выпущен еще в 1974 году. Однако в силу закрытия в НПО «Энергия» работ по БЦВМ «Салют-4» пришлось на следующей станции останавливаться на устаревшей уже БЦВМ «Салют-2М» и других приборах комплекса 2СТ.
И, тем не менее, функции системы «Дельта» на новой станции расширялись, и вводились новые режимы, например:
— раздельного управления различной аппаратуры бортового радиокомплекса;
— совместно с аппаратурой СОУД и «Каскад» поддержания ориентации станции выбранной осью на соответствующие направления;
— выполнения программных разворотов для ориентации станции в инерциальном пространстве, сканирования участков небесной сферы выбранной осью для проведения научных экспериментов;
— вращения станции вокруг выбранной оси с необходимой угловой скоростью;
— управления комплексом научной аппаратуры с одновременной ориентацией станции на выбранный участок небесной сферы;
— автоматизированной обработки данных, снимаемых с бортовой медицинской аппаратуры «Аэлита-01» и «Вега-3», и проведения кардиологического анализа экипажа;
— автоматизированной обработки, учета и хранения данных о расходуемых материалах и заменяемом оборудовании на станции.
Для выполнения увеличенного круга задач был несколько расширен и изменен состав системы. В частности, для обеспечения командного управления в состав системы был введен матричный коммутатор команд, а для повышения точности определения моментов захода/восхода Солнца были применены новые датчики Солнца с увеличением их числа до 6, ОРВ заменен на модернизированный.
Приборы БЦВК для системы «Дельта» в НПО «ЭЛАС» прошли, с учетом имеющихся замечаний по работе на станции «Салют-6», расширенный объем испытаний, а после поставки в НПО «Энергия» — испытания в составе системы «Дельта» на стенде, включая проверку программного обеспечения, электрических связей и логики управления в основных режимах.
Далее система «Дельта» в составе изделия прошла два этапа заводских испытаний: первый этап с технологическими приборами на КИСе НПО «Энергия», второй этап — со штатными приборами. В начале июня 1980 года, с учетом результатов работы на предыдущих пяти орбитальных станциях, система была допущена к дальнейшим испытаниям на ТК и к натурным испытаниям в пределах своего ресурса, как штатная постоянно действующая система изделия. Замечание по ресурсу было введено в Заключение на допуск системы, в связи с тем что гарантийного ресурса эксплуатации установленных приборов 2СТ уже не хватало для планировавшегося трехлетнего срока работы станции.
Начальник ПЗ Л.И.Енуков своим письмом в адрес заместителя генерального конструктора, главного конструктора станции Ю.П. Семенова поставил вопрос о необходимости изготовления дополнительно не менее четырех комплектов приборов 2СТ-1М, 2СТ-П и ВЗУ для обеспечения трехлетней эксплуатации станции путем замены указанных приборов в процессе полета. Как видим, доставка на борт станции ЗИПа и проведение космонавтами ремонтных работ стало нормальным явлением обеспечения длительного ресурса эксплуатации приборов.
Ю.П.Семенов поручил К.П.Феоктистову — руководителю проектного отделения и В.П.Легостаеву — руководителю отделения управления решить вопрос с ЗИП приборов БЦВК 2СТ. В конечном счете было решено, с одной стороны, несколько ограничить время включенного состояния приборов системы «Дельта», с другой — заказать изготовление дополнительных комплектов, о чем за подписью Ю.П.Семенова были отправлены просьбы в НПО «ЭЛАС» Г.Я.Гуськову (по комплексу 2СТ) и в НПО «Радиоприбор» Л.И.Гусеву (по ВЗУ ЭА-006 и ДИРС). Конечно, это требовало значительного финансирования, но на это шли.
Серьезных замечаний и отказов приборов БЦВК и других приборов системы «Дельта» на последующих этапах испытаний не было.
19 апреля 1982 года станция «Салют-7» была успешно выведена на орбиту. С этого времени и по 25 июня 1986 года на станции работали четыре основные экспедиции и пять экспедиций посещения.
При подготовке очередной основной экспедиции выпускались заключения по всем системам станции об их допуске к работе. В заключениях на систему «Дельта» приводился анализ состояния с остаточным ресурсом по всем приборам и рекомендации по обеспечению ресурса.
Были в процессе работы системы и замечания. Так, во время работы первой экспедиции 17 ноября 1982 года были зафиксированы сбои в работе ВЗУ — неправильная выборка адреса зоны при чтении. Анализ показал, что в приборе произошел отказ, в связи с чем требовалась его замена. На борт был доставлен новый прибор, причем вместе с ним была доставлена кабельная вставка, которая позволяла до замены дефектного прибора подключить второй ВЗУ и переписать на него с первого довольно большой объем данных.
Таким приемом фактически был реализован способ «горячего» резервирования ВЗУ. К сожалению, за время функционирования системы «Дельта» на станции «Салют-7», особенно при работе первой основной экспедиции, было много замечаний, связанных с неправильными действиями космонавтов и ошибками в эксплуатационной документации, что было следствием как недостаточной подготовки экипажей, так и недостаточной отработанностью летной документации в части парирования различных нештатных ситуаций.
С завершением работы станции «Салют-7» закончился 15-летний период практического использования космических БЦВМ «Салют-2М», других уникальных и пионерских приборов, бортового программного обеспечения и созданных на их базе различных модификаций систем автономной навигации «Дельта».
На этих работах выросли руководители, специалисты и целые коллективы. Для нас это было время перманентных прорывов в новую область космической техники — создание сложных бортовых систем на основе БЦВМ.
Это были годы активной, интересной и тяжелой работы, результатом которой, кроме созданных систем, приборов, программного обеспечения, алгоритмов и методик решения новых задач, был бесценный опыт практического воплощения новых идей и творческих замыслов.
Это было время формирования и проверки на деле созданной кооперации смежных предприятий, также самоотверженно и преданно отдававших все силы для реализации новых задач в космической науке и технике.
Для формирования цельного представления об истоках создания и применения БЦВМ в космической технике коснусь некоторых аспектов разработки других БЦВМ из ряда «Салют».
БЦВМ «Салют-3»
Как уже ранее упоминалось, после определения НИЭМ ГКРЭ головным предприятием по созданию бортовых электронных вы числительных машин для ракет, самолетов, ИСЗ и т.п. нами был подготовлен и выдан в НИЭМ в сентябре 1964 года утвержденный Б.Е.Чертоком проект ТЗ на разработку бортовой ЦВМ системы централизованного контроля и управления (ЦКОиУ) пилотируемого космического корабля длительного существования.
Работы по космическим аппаратам для освоения Луны тогда еще не были развернуты, поэтому эта БЦВМ нами рассматривалась не только для возможного применения в проекте «Союз», но и как перспективная, для будущих космических проектов, в появление которых мы очень верили.
В основу требований к этой БЦВМ были положены улучшенные характеристики (увеличение объема запоминающих устройств, сокращение массы, уменьшение электрической мощности, расширение внешних связей) уже разработанной нами БЦВМ «Вычислитель».
К сожалению, по мнению С.А.Крутовских, БЦВМ с приведенными в проекте ТЗ характеристиками не могла быть разработана и изготовлена в ближайшие два года из-за отсутствия необходимой микроэлектронной базы, создание которой было возложено на предприятия ГКЭТ.
Естественно, начав успешно работать по созданию БЦВМ в НИИМП («Салют-1» и далее «Салют-2», другие цифровые приборы на базе разработанной в этом институте уникальной тонкопленочной элементной базы «2С»), мы обратились к НИИМП и по части создания нашей перспективной БЦВМ, понимая, что развертывание работ по лунной программе потребует более мощных вычислительных средств, чем «Салют2».
Расширить работы по перспективной БЦВМ мы смогли, выделив группу сотрудников в моей лаборатории, освободившихся от работ по ПВУ КА 4MB после передачи в 1964 году этих кораблей в КБ им. С.А.Лавочкина.
Проект ТЗ на эту БЦВМ мы выдали летом 1966 года в НИИМП, где разрабатываемая по нему БЦВМ получила индекс «Салют-3».
С этого времени я, К.Чернышев, В.Шаров, Р.Казаринов, Г.Казаринов, М.Власюк, П.Масенко, А.Гелюх совместно с ведущими сотрудниками НИИМП А.Новожиловым, В.Мельшияном, В.Темником, А.Шпилевой проводили интенсивную проработку и уточнение аппаратных и математических характеристик этой БЦВМ.
Много времени было уделено выбору системы команд БЦВМ. Хотя в основу была положена уже проверенная система команд БЦВМ «Вычислитель», тем не менее, для новой перспективной машины ее хотелось оптимизировать.
Время унифицированных систем команд тогда еще не пришло, и для новой БЦВМ задача выбора, вернее составления системы команд была одной из основных.
Учитывая то, что для БЦВМ, работающей в системе централизованного контроля и логического управления, вопросы массового сбора и преобразования данных от различных систем космического корабля являются одними из главных, мы в лаборатории развернули работы по созданию подсистем сбора и преобразования данных, ориентированных на работу с БЦВМ «Салют-2» и «Салют-3».
ТЗ на разработку бортовых систем адресного сбора и преобразования данных, подготовленные П.Масенко, Н.Рукавишниковым и Г.Казариновым, были выданы в Запорожский филиал института автоматики Украины (ЗФИА) и во Всесоюзный научно-исследовательский институт приборостроения в Ленинграде (ВНИИП).
Разрабатываемые пульт космонавта, внешнее запоминающее устройство на магнитной ленте также ориентировались на работу с перспективной БЦВМ.
Ранее я упоминал, что в ОКБ-1 с 1958 года велись работы по созданию программно-временных устройств для различных КА. Для спутников военного назначения «Зенит» в лаборатории И.А.Сосновика были разработаны цифровые ПВУ «Ритм». Разработка и испытания первого типа КА «Зенит» были завершены успешным выведением на орбиту в апреле 1962 года спутника разведчика обзорного наблюдения «Зенит-2». Серийное производство спутников «Зенит-2» было поручено заводу «Прогресс» (г.Куйбышев), а конструкторское сопровождение изготовления — куйбышевскому филиалу № 3 ОКБ-1, коллектив которого уже принимал участие в изготовлении и испытании этого КА.
На базе спутника «Зенит-2» наше предприятие совместно с филиалом № 3 разработали спутник «Зенит-4», на котором практически в неизменном виде использовалось ПВУ «Ритм».
В 1964 году С.П.Королев передал в филиал № 3 все работы по созданию космических аппаратов дистанционного зондирования Земли военного назначения. В 1965 году спутник «Зенит-4» был принят на вооружение с ПВУ «Ритм».
Весной 1966 года в филиале № 3 наряду с проработкой новой серии КА «Зенит» началась разработка пилотируемого космического аппарата 7К-ВИ, для которых стала рассматриваться возможность использования БЦВМ в системе управления. Еще не имея опыта разработки БЦВМ, сотрудники филиала обратились за помощью к нам. Их представителям во главе с А.Меркуловым, командированным к нам на длительное время, было показано все, что мы к тому времени имели, а также передан ряд материалов, в том числе и ТЗ на БЦВМ «Салют-3». На основе нашего ТЗ в филиале № 3 разработали свое ТЗ на БЦВМ и выдали его на npoработку также в НИИМП.
В августе 1966 года заместитель главного конструктора филиала № 3 А.М.Солдатенков обратился к заместителю начальника комплекса ЦКБЭМ Б.В.Раушенбаху и в копии к главному инженеру НИИМП Б.Ф.Высоцкому со следующим письмом:
«В соответствии с предварительной договоренностью направляю Вам ТЗ на разработку и изготовление бортовой вычислительной системы навигационного комплекса корабля (11Ф732).
В связи со сжатыми сроками проектирования и изготовления 7К-ВИ и идентичностью принципов построения и назначения бортовых вычислителей, разрабатываемых применительно к комплексу Н1-Л3 и 7КВИ, НИИМП просит рассмотреть вопрос о возможности разработки единых требований к бортовым вычислителям указанных комплексов в части структуры и принципов связи с внешними устройствами в сроки до 10.09. с.г.
Нам кажется целесообразным проведение 3-стороннего обсуждения указанных требований в Вашей организации. Прошу сообщить срок.
Приложение ТЗ на 15 листах.»
Б.В.Раушенбах 25 августа 1966 года направил письмо В.П.Легостаеву и мне для подготовки ответа. Ответ с подтверждением согласия на организацию 3-стороннего обсуждения требований был направлен в оба адреса.
Встреча представителей ЦКБЭМ, филиала № 3 и НИИМП состоялась у нас под председательством Б.В.Раушенбаха. На ней было решено, что основные характеристики БЦВМ для нас и для филиала будут идентичны. Подготовку окончательного варианта ТЗ мы взяли на себя. В конце ноября 1966 года главный конструктор филиала № 3 Д.И.Козлов направляет Б.Е.Чертоку следующее письмо:
«Технические требования к БЦВМ 11Ф73 полностью соответствуют требованиям к БЦВМ комплекса Л3, изложенным в ТЗ на БЦВМ Л3.
В связи с этим и в соответствии с договоренностью ОКБ-1 и НИИМП прошу выслать в наш адрес экземпляр упомянутого ТЗ для оформления подписей от филиала ОКБ-1 и снять копии.
В это же время с просьбой о срочном направлении на согласование ТЗ на БЦВМ корабля 7К-ВИ и комплекса Л3 обратился к Б.Е.Чертоку, Д.И.Козлову и И.Н.Букрееву начальник ВП МО при филиале № 3 ОКБ-1.
ТЗ на БЦВМ «Салют-3», утвержденное 3 ноября 1966 года директором Центра микроэлектроники Ф.В.Лукиным и главным конструктором ЦКБЭМ В.П.Мишиным, подписанное с нашей стороны Б.Е.Чертоком, Б.В.Раушенбахом, В.П.Легостаевым, мной, А.А.Шустовым, со стороны Центра микроэлектроники — И.Н.Букреевым и Б.Ф.Высоцким, согласованное от ОПМ МИ АН СССР с В.А.Егоровым, было размножено и направлено в филиал № 3, в ВП МО при филиале, в НИИМП.
Это же ТЗ было также направлено в НИЭМ и на предприятие В.Н.Челомея (Реутов), на котором тоже прорабатывался вариант лунного корабля, и началась разработка орбитальной пилотируемой станции (ОПС) военного назначения «Алмаз». Представители предприятия В.Н.Челомея побывали у нас и познакомились с разработками по БЦВМ.
Немного раньше, по личной просьбе Ф.Г.Староса, ТЗ с небольшими изменениями было отправлено в КБ-2 в Ленинград. На это время основные характеристики разрабатываемой БЦВМ «Салют-3» были следующими:
— одноадресная параллельного действия с фиксированной запятой;
— разрядность — 24 двоичных разряда;
— ОЗУ — 1024 24-разразрядных числа;
— ПЗУ программ и команд — до 16 384 24-разрядных чисел;
— быстродействие —150 тыс. операций/сек;
— ввод/вывод (обмен с пультом) десятичными числами, угловыми величинами, параметрами времени;
— универсальная система команд с выполнением операций, с одинарной и удвоенной точностью;
— ввод данных с аппаратуры автономной навигации, управления движением, командной радиолинии, орбитального высотомера — последовательным двоичным 13-разрядным кодом;
— выдача данных позиционным кодом и параллельным двоичным кодом;
— масса — 15 кг (в одноканальном варианте);
— электрическая мощность в рабочем режиме —150 Вт, в дежурном режиме — не более 20 Вт;
— вероятность безотказной работы за 1000 часов непрерывной работы — 0,99.
С руководством филиала № 3 и НИИМП мы договорились, что финансовый договор с НИИМП на эту БЦВМ будет в первую очередь оформлять филиал № 3.
Однако мы к «Салюту-3» так и не вернулись.
Увязнув в работах по первому этапу лунной программы, а далее по орбитальным станциям все свои усилия в части бортовых вычислительных систем мы на длительное время (до 1972 года) сосредоточили на БЦВМ «Салют-1», «Салют-2», их модернизациях и совершенствовании комплекса смежных цифровых приборов (пульт космонавта, внешнее ЗУ на магнитной ленте, блоки внешних связей и т.п.), большинство из которых создавалось по нашим ТЗ также в НИИМП.
Дальнейшая работа по разработке, использованию для разных КА и модернизациям БЦВМ «Салют-3» целиком легла сначала на филиал № 3 и далее уже на самостоятельное предприятие — ЦСКБ, а также на коллектив Харьковского производственного объединения «Монолит», на котором было налажено серийное производство БЦВМ «Салют-3», модернизированной БЦВМ «Салют-ЗМ» и БЦВМ «Салют-5».
Примерно за 25 лет на этом предприятии были изготовлены и поставлены для комплектации различных КА (в основном военного применения) сотни этих БЦВМ.
С 1968 по 1970 год продолжалась наша совместная работа с филиалом № 3 в части унификации аппаратуры систем управления движением (СУД) и систем автономной навигации (АНС) для кораблей комплекса «Союз-ВИ» (разработки филиала) и нового транспортного корабля 11Ф732 (разработки ЦКБЭМ).
По протоколу, утвержденному в октябре 1968 года Б.Е.Чертоком и Д.И.Козловым, было принято решение об унификации ряда датчиков системы управления движением и ручек управления, использования унифицированного ПВУ по ТЗ ЦКБЭМ (разрабатываемого НИИМП), согласованного с филиалом № 3.
Было также принято следующее решение:
«5. На объекте 11Ф731 устанавливается унифицированная штатная аппаратура ручной АНС, разработки ЦКБЭМ.
Предусматривается проведение экспериментальной отработки автоматической и ручной АНС с использованием БЦВМ "Салют-3".
ЦКБЭМ по ТЗ, согласованному с филиалом, разрабатывается унифицированное устройство ручного ввода уставок».
Упоминаемая в протоколе ручная АНС была системой автономной навигации, создаваемой на базе БЦВМ «Салют-2» для Л3, а устройство ручного ввода уставок — это РВУ, разрабатываемое в нашей лаборатории также для Л3.
В январе 1969 года было выпущено ТЗ на разработку унифицированной аппаратуры программно-временного управления «Спектр-2», разработанное в ЦКБЭМ в лаборатории И.А.Сосновика, утвержденное также руководителями НИИМП Г.Я.Гуськовым, филиала № 3 ЦКБЭМ Д.И.Козловым и НИИ-648 А.С.Мнацаканяном. От ЦКБЭМ ТЗ утвердил Б.Е.Черток.
В ТЗ была введена запись о том, что на изделии 11Ф73 ПВУ («Спектр2») работает с БЦВМ «Салют-3», которая как бы являлась базой для проведения совместных испытаний «Спектра-2» и «Салют-3», создаваемых на одном предприятии — НИИМП.
Информационно-вычислительный комплекс «Салют-4»
Параллельно с созданием системы автономной навигации «Дельта-5» на средствах вычислительного комплекса 2СТ с БЦВМ «Салют-2М» в нашей лаборатории с участием сотрудников НИИМП начали проводиться работы по разработке новой БЦВМ и других средств, на базе которых возможно было бы создание вычислительной системы для решения всего комплекса задач проектируемой новой станции.
Ставилась задача разработать БЦВМ и вычислительную систему не только с существенно лучшими характеристиками, но и с принципиально новым подходом к обеспечению надежности и живучести, структурно перестраиваемую, с меньшими массами и электрической мощностью на новой микроэлектронной базе высокой степени интеграции.
Летом 1971 года я выступил с предложением создания новой БЦВМ на базе вычислительных средств, программно совместимых с наземными ЭВМ Единой серии (ЕС ЭВМ), которая была отечественным аналогом американской вычислительной машины (системы) IBM-360.
Немного коснусь предпосылок, которые лежали в основе этого предложения.
В середине 50-х годов прошлого столетия в высших партийных и правительственных кругах стало созревать понимание того, что отечественная промышленность отстала от зарубежной в части создания, производства и применения быстродействующих вычислительных машин, несмотря на то что советская математическая школа, в том числе и в области вычислительной математики, занимала передовые позиции в мире. Это отставание сказывалось на военном потенциале страны. В одном из документов ЦК КПСС отмечалось, что «наличие специальной вычислительной техники приобретает не меньшее значение, чем наличие того или иного оружия и транспортирующих его ракет».
Чтобы ликвидировать это отставание, необходимо было на государственном уровне сконцентрировать огромные средства и организовать научные силы и промышленность, в том числе металлургию и химию, на решении многих проблем: получении материалов для электронной промышленности, становлении производства компонентов машин, создании новой технологической базы и серийных заводов, организации коллективов математиков и программистов, массовой подготовке кадров в техникумах и вузах и еще много и много других.
Вскоре встал вопрос о том, по какому пути развивать отечественную промышленность массового производства вычислительных машин для оборонных и народно-хозяйственных нужд страны — на основе отечественных разработок или на основе копирования лучших зарубежных разработок.
Вопрос тем более непростой, учитывая, что СССР и другие страны соцлагеря находились в условиях блокады поступления в них новых зарубежных технологий и разработок, к которым относились и разработки по вычислительным машинам.
После многих лет сомнений и шатаний и форменной борьбы сторонников и противников двух направлений верх одержало направление на копирование ЭВМ System-360 разработки американской фирмы IBM. Причем необходимо отметить, что задача копирования ставилась в условиях, когда легального доступа к оригиналу предприятия СССР не имели!
В мае 1967 года в Варшаве на совещании представителей Совета экономической взаимопомощи (СЭВ) было принято решение о необходимости создания единой системы электронно-вычислительных машин (ЕС ЭВМ). В декабре 1967 года по этому вопросу вышло Постановление ЦК КПСС и Совета министров.
Как говорится, русский человек долго запрягает, но быстро едет. Так и в этот раз — долго собирались, но когда решили — всё понеслось.
Вся наша страна стала делать ЭВМ единой серии. Разные типы ЭВМ разрабатывались и производились в Москве, Минске, Казани, Ереване и других городах. Отдельные типы ЭВМ и разные комплектующие выпускались в странах СЭВ.
Практически к 1972 году ЭВМ единой серии семи моделей: ЕС-1010 (разработка и изготовление ВНР), ЕС-1021 (ЧССР), ЕС-1020 (СССР), ЕС-1030 (СССР), ЕС-1040 (ГДР), ЕС-1050 (СССР) и ЕС-1060 (СССР) становятся, вернее сказать — должны стать основой вычислительных систем и в оборонной, и в других отраслях промышленности.
Несколько позже на базе ЕС ЭВМ стали разрабатываться и автоматизированные системы управления (АСУ) в различных отраслях народного хозяйства. Значение свойства совместимости программ в разных моделях ЕС ЭВМ было неоценимо. Прямая совместимость младших и старших моделей ЕС ЭВМ позволяла использовать без дополнительных затрат программное обеспечение, созданное для какой-то вычислительной системы или АСУ.
Усилиями руководства произошло переоснащение этими ЭВМ и нашего предприятия. Они становились основой вычислительных средств нашего Вычислительного центра, и практически все задачи моделирования и отладки бортовых программ по системе «Дельта» теперь стали проводиться на ЕС ЭВМ. Это стало одной из предпосылок идеи создания БЦВМ, программно совместимой с ЕС ЭВМ.
Проработку новой БЦВМ вели бригадным методом, можно сказать, мозговым штурмом. Кроме меня, в бригаде были наши ведущие специалисты, обкатанные на «Салютах»: К.Чернышев, В.Шаров, Ю.Стишёв, Ю.Багдасарян, В.Шутенко, Р.Казаринов. Тесно с нами работали и много помогли в освоении ЕС ЭВМ два Бориса — Бугеря и Барун из отдела А.Термосесова. Они уже неплохо разбирались в ЕС ЭВМ, одна из моделей которых планировалась к использованию в составе автоматизированной испытательной станции (АИС) перспективных космических кораблей. Участвовали в обсуждении особенностей будущей БЦВМ Э.Гаушус и его сотрудники, которым предстояло развивать задачи автономной навигации на базе этой новой машины.
В течение 1,5-2 месяцев было подготовлено предварительное ТЗ для обсуждения с ведущими сотрудниками НИИМП. К тому времени это предприятие стало уже главным разработчиком бортовой цифровой аппаратуры в микроэлектронном исполнении для космических кораблей нашей разработки.
Основные положения по проектируемой БЦВМ, воплощенные в проекте ТЗ, были доложены В.П.Легостаеву (он стал начальником отдела, куда перешла моя лаборатория) и Б.Е.Чертоку, получили одобрение и поддержку.
Следующим этапом был выход на обсуждение идеи создания такой БЦВМ с руководством НИИМП. В рабочем порядке многие вопросы создания машины уже были обсуждены с сотрудниками НИИМП А.Новожиловым, В.Филатовым, В.Клубковым, А.Литавриным, В.Мельшияном и другими, и уже они поставили в известность о наших предложениях Г.Я.Гуськова.
Надо сказать, что идея создания БЦВМ, программно совместимой с наземными ЕС ЭВМ, не у всех в НИИМП нашла поддержку. Более того, были специалисты, которые стали довольно активно выступать против.
Это были люди, которые занимались модернизацией БЦВМ «Салют-3» и созданием нового (очень дорогого) отладочного наземного комплекса для этой машины. Главным их доводом было то, что такая БЦВМ будет слишком «переразмерена» по разрядности, составу и возможностям, которые для бортовой ЦВМ и не нужны, а программная совместимость не даст большого эффект и все равно придется создавать отладочные средства. Эта то зрения была доведена и до Г.Я.Гуськова. К сожалению, противники этой БЦВМ появились и на нашем предприятии, но об этом — чуть позже.
В январе 1972 года в Зеленограде состоялась встреча Б.Е.Чертока и меня с Г.Я.Гуськовым по обсуждению ряда вопросов, связанных с установкой БЦВМ «Салют-1» на новой орбитальной станции и по разрабатываемому комплексу 2СТ (БЦВМ «Салют-2», ПУ «Свет» и др.). На этой встрече нами был поднят и предварительно обсужден вопрос о новой БЦВМ, программно совместимой с ЕС ЭВМ.
В целом мнение Геннадия Яковлевича по развертыванию работ по созданию такой ЭВМ было положительным. Договорились о совместной подготовке ТЗ и заключению финансового договора на разработку эскизного проекта.
Разработка и согласование первого варианта ТЗ были проведены уже в феврале 1972 года, и с НИИМП был заключен финансовый договор № 113а от 10.03.1972 г. на разработку эскизного проекта БЦВМ, которому дали название «Салют-4».
Непросто рождался этот проект. Во-первых, не хватало времени и человеческих сил, которые в первую очередь уходили на решение текущих вопросов; во-вторых, задача создания программно-совместимой БЦВМ при более глубоком рассмотрении и продвижении вперед обрастала все новыми и новыми проблемами. Заново надо было сделать систему обмена данными вычислителя с внешними абонентами и систему прерывания, что уже приводило к отклонению от программной совместимости с ЕС ЭВМ. Аппаратно-программным способом решали вопрос надежности и живучести бортовой системы, чего, естественно, не было в оригинальном прототипе, ну и много других вопросов. В связи с этим выпуск эскизного проекта затянулся до первого квартала 1974 года. Правда, теперь в проекте, кроме БЦВМ «Салют-4», уже были рассмотрены различные компоненты унифицированной информационно-вычислительной системы того же названия. Утвердили многотомный эскизный проект директор НИИМП Г.Я.Гуськов и заместитель генерального конструктора НПО «Энергия» Б.Е.Черток.
В мае 1974 года было выпущено ТЗ с индексом 17К на унифицированный информационно-вычислительный комплекс (УИВК) «Салют-4». Индекс 17К в ТЗ говорит о том, что этот комплекс разрабатывался для новой пилотируемой космической станции.
ТЗ это уже было нами подготовлено в отделе Е.А.Башкина, куда в апреле 1974 года с целью усиления работ по аппаратной части системы управления движением и навигации для новой станции, в том числе и с применением БЦВМ, была переведена наша лаборатория из отдела В.П.Легостаева.
В этом же отделе сосредоточили работы и по системе «Дельта». Более того, в секторе Э.Гаушуса, наряду с алгоритмами и программированием задач автономной навигации совместно с сектором А.Сверчкова — коллективом, который вел все текущие вопросы динамики ДОС и математическую сторону системы управления движением, были начаты работы по СУД новой станции на базе БЦВМ «Салют-4».
В отделе Легостаева были сосредоточены работы по математическим аспектам управления и динамике транспортного корабля 11Ф732, вопросы дальнего и ближнего сближения с кооперируемыми объектами, все теоретические вопросы бесплатформенных систем управления и алгоритмов спуска транспортных кораблей с орбиты. Одновременно в этом отделе были оставлены работы по сопровождению и программному обеспечению БЦВМ «Аргон-16», в том числе и вопросы ее возможной модернизации.
Таким решением о проведении работ по БЦВМ в разных отделах были заложены, правда, тогда не очень просматриваемые, элементы конкуренции и соперничества, с которыми мы уже сталкивались 13 лет до того на поле УМ2М и «Вычислителя». Но тогда у сторон были разные «большие начальники», а в этом случае «большой начальник» был уже один — Б.Е.Черток, чуть пониже по вертикали власти — еще один начальник, Б.В.Раушенбах. Расходились же задачи на уровне отделов.
Но оказывается, что амбиции и противостояние снизу при соответствующих качествах «больших начальников», в основном в части твердости, принципиальности и ответственности за риск в проведении определенной технической политики, могут играть и решающую роль в принятии решений, последствия которых выходят далеко за рамки, например, отделов.
В июне 1975 года разработка БЦВМ «Салют-4» практически была закончена. Более того, были определены принципы построения, структура и логика работы информационно-вычислительных комплексов на базе БЦВМ «Салют-4».
В НПО «ЭЛАС», так теперь стала называться новая организация под руководством генерального конструктора Г.Я.Гуськова, образованная на базе НИИМП, заводов «Компонент», «Микроприбор» и СЭМЗ, была разработана рабочая документация на создание всех составных частей системы. Экспериментально подтверждена работоспособность и характеристики больших интегральных схем на МОП-структурах, как основе построения ИВК «Салют-4».
ИВК «Салют-4» мог включать до 8 процессоров (активные приборы — АП), которые могли вступать в обмен данными с абонентами (пассивные приборы — ПП) через унифицированный интерфейс. Подключение ПП к интерфейсу осуществлялось через различные модули обмена (МО).
Обеспечение подключения резервных устройств ИВК осуществлялось через надежный блок управления конфигурацией (БУК). Система могла иметь несколько интерфейсов, объединенных в единую систему через модуль межинтерфейсного обмена — ММО. Число интерфейсов, подключаемых к ММО, достигало 7.
Была детально разработана и промоделирована логика взаимодействия всех устройств ИВК «Салют-4».
В БЦВМ «Салют-4» форматы команд, представление и кодировка данных полностью совпадали с форматами команд и данных ЕС ЭВМ, «Салют-4» содержала такое же количество 32-разрядных регистров общего назначения, регистры плавающей запятой и основную память, которая делилась на оперативную и постоянную, адресация данных и команд производилась до байта. Система команд БЦВМ «Салют-4» представляла подмножество набора операций ЕС ЭВМ, а команды выполнялись так же, как и команды ЕС ЭВМ. Исполнение команд ввода-вывода «Салют-4» было сделано не так, как в ЕС ЭВМ, потому что в этой части необходимо было сделать существенное упрощение и повышение быстродействия. Система прерываний БЦВМ «Салют-4» по структуре и принципам действия с небольшими отличиями повторяла систему прерываний ЕС ЭВМ с расширением возможностей в отношении числа внешних сигналов прерывания и некоторых структурных особенностях исполнения прерывания.
Для повышения надежности и живучести ИВК все его унифицированные элементы выполнялись с 3-кратной избыточностью с возможностью работы в различной конфигурации, в том числе в одноканальном варианте.
Основные характеристики ИВК «Салют-4», отраженные в выпущенном ТЗ и реализованные частично в макетном образце, были следующие.
БЦВМ
БЦВМ, совместимая по системе команд с ЕС ЭВМ.
1. Разрядность чисел — 16/32/48.
2. Разрядность команд — 16/32.
3. Система операций — подмножество операций ЕС ЭВМ, кроме десятичной арифметики и команд ввода/вывода (команд канала ЕС ЭВМ).
4. Управление выполнением операций — микропрограммное.
Выполняются операции с фиксированной и плавающей запятой.
Число команд — 128.
5. Емкость ОЗУ — 4 тыс. 32-разрядных слов (минимально).
Память электронная на МОП-транзисторах.
6. Емкость ПЗУ — 32 тыс. 32-разрядных слов. ПЗУ трансформаторного типа.
7. Быстродействие:
— сложение двух 32-разрядных чисел — 120 тыс. опер./с;
— умножение двух 32-разрядных чисел — 30 тыс. опер./с.
8. Масса процессора с ОЗУ на 4 тыс. 32-разрядных слов — 3,5 кг (один канал).
9. Мощность процессора 15 Вт (один канал), в дежурном режиме с подачей питания ОЗУ — 6 Вт.
10. Надежность: среднее время до отказа на один канал 5000 ч.
11. Наличие средств программно-аппаратного контроля работоспособности.
Обмен с датчиками и исполнительными органами
1. Через адресуемые модули обмена (МО), включающие модули;
— выдачи релейных сигналов фиксированной длительности (контактные и бесконтактные);
— выдачи релейных сигналов управляемой длительности (контактные и бесконтактные);
— выдачи импульсных сигналов (параллельный код);
— приема импульсных и релейных сигналов;
— прерывания;
— преобразования аналог-код;
— преобразования код-аналог;
— приема числоимпульсного кода;
— счета временных интервалов (таймеры);
— приема-выдачи последовательного кода;
— модуль обмена с системой отображения;
— модули обмена с ВЗУ.
2. Связь с абонентами происходит по стандартным информационным шинам длиной до 30 м (унифицированный интерфейс). Пропускная способность линии — 1 Мгц.
Организация системы
1. На один унифицированный интерфейс возможно подключение до четырех БЦВМ «Салют-4».
2. БЦВМ и абоненты, подключенные к различным интерфейсам, могут быть связаны между собой через специальный модуль межинтерфейсного обмена.
3. Обеспечение надежности системы производится изменением конфигурации. Все элементы системы (БЦВМ, интерфейс и модули обмена) троированы (каналы А, Б, В). Элементы системы автоматически либо по внешним командам могут работать в состояниях мажоритарного включения, одноканального (А, или Б, или В) с отключением двух других. Возможно перекрестное включение элементов.
Осенью 1975 года в секторе А.Сверчкова с участием секторов Г.Носкина и Э.Гаушуса была начата разработка ТЗ на комплекс управления движением и навигации (КСУДН) долговременных орбитальных станций, базирующийся на широком применении дискретной техники и БЦВМ «Салют-4» с единым каналом обмена информации.
КСУДН охватывал:
— все задачи автономной навигации, реализуемые на работающей на орбите системе «Дельта-5»;
— задачи построения и длительного поддержания трехосной ориентации в инерциальной системе координат, в том числе стабилизацию станции с точностью ±1° во время работы корректирующих двигателей;
— выполнение программных разворотов для ориентации станции в инерциальном пространстве, сканирование участков небесной сферы выбранной осью для проведения научных экспериментов;
— вращение станции вокруг выбранной оси с необходимой угловой скоростью;
— управление комплексом научной и прикладной аппаратуры с одновременной ориентацией станции на выбранный участок земной поверхности или небесной сферы;
