Aujourd'hui, 15 novembre, marque le 22e anniversaire du premier et unique vol de notre vaisseau spatial de transport réutilisable « Bourane ». Et aussi le deuxième et dernier vol du lanceur super-lourd Energia.
Les lecteurs réguliers savent que cet événement ne peut pas passer par mon attention, puisque j'ai participé aux travaux sur "Bourane", travaillant dans le bureau de conception expérimentale de Moscou "Mars". Bien que pas tout au plus "à la pointe de la technologie". Il y a eu un banquet à l'hôtel "Ukraine", où nous avons célébré cet événement, vraiment génial pour nous. Et il y avait des plans pour le prochain vol, également sans pilote, mais beaucoup plus long, et il y avait du travail sur ces plans.
Et puis il y a eu une intemporalité trouble, et puis, en 1993, le programme a été fermé…
Je n'ai pas encore écrit sur le Bourane lui-même, bien que le chapitre à ce sujet soit le prochain de ma série inachevée sur l'histoire des projets de navires réutilisables habités. Cependant, il a écrit sur l'histoire de sa création, ainsi que sur la fusée Energia. Et maintenant, je n'écrirai pas sur « Bourane » en tant que tel, car ce ne devrait pas être un article de blog, mais un vrai article, ou peut-être plus d'un. Mais je vais essayer de montrer le domaine de responsabilité de notre département.
Nous avons fait ce que prévoyait l'URSS, probablement la seule priorité claire pour tout le monde par rapport à la navette américaine. Nous, notre département, avons réalisé le complexe algorithmique et logiciel de l'atterrissage automatique "Bourane". Autant que je sache, les Américains ont un tel régime, mais n'ont jamais été utilisés. Leurs navettes étaient toujours débarquées par des pilotes.
Maintenant, si je comprends bien, la tâche d'atterrir sans la participation de l'équipage a été résolue - après tout, les drones, y compris les gros, atterrissent. Mais, à mon avis, les avions de ligne n'atterrissent toujours pas « automatiquement ». Et puis, j'en suis sûr, des aérodromes bien équipés pourraient amener des avions de ligne bien équipés à une hauteur de 15 mètres. Vient ensuite l'équipage. La tâche a été aggravée par le fait que la qualité aérodynamique de "Bourane" sur subsonique était environ la moitié de la qualité de l'avion de passagers de l'époque - 4, 5 contre 8-10. C'est-à-dire que le navire était "deux fois plus près du fer" qu'un avion de passagers balayé normal. Ce qui n'est pas surprenant quand on compare leur forme.
L'atterrissage automatique d'un whopper de 100 tonnes est une chose très difficile. Nous n'avons fait aucun matériel, seulement le logiciel pour le mode d'atterrissage - du moment d'atteindre (pendant la descente) une altitude de 4 km jusqu'à l'arrêt sur la piste. Je vais essayer de vous expliquer très brièvement comment cet algorithme a été réalisé.
Tout d'abord, le théoricien écrit l'algorithme dans un langage de haut niveau et le teste par rapport à des cas de test. Cet algorithme, qui est écrit par une seule personne, est "responsable" d'une opération relativement petite. Ensuite, il est combiné en un sous-système et il est traîné jusqu'au support de modélisation. Dans le stand "autour" de l'algorithme embarqué de travail, il y a des modèles - un modèle de la dynamique de l'appareil, des modèles d'organes exécutifs, des systèmes de capteurs, etc. Ils sont également écrits dans un langage de haut niveau. Ainsi, le sous-système algorithmique est testé dans le "vol mathématique".
Ensuite, les sous-systèmes sont assemblés et vérifiés à nouveau. Et puis les algorithmes sont « traduits » d'un langage de haut niveau vers le langage du véhicule embarqué (BCVM). Pour les vérifier, déjà dans l'hypostase du programme embarqué, il existe un autre stand de modélisation, qui comprend un ordinateur de bord. Et autour d'elle, c'est la même chose - des modèles mathématiques. Ils sont bien entendu modifiés par rapport aux modèles d'un banc purement mathématique. Le modèle « tourne » dans un ordinateur central à usage général. N'oubliez pas, c'était dans les années 1980, les ordinateurs personnels commençaient à peine et étaient de très faible puissance. C'était l'heure du mainframe, nous avions une paire de deux EC-1061. Et pour la communication d'un véhicule embarqué avec un modèle mathématique dans un ordinateur universel, un équipement spécial est nécessaire; il est également nécessaire dans le cadre d'un support pour diverses tâches.
Nous avons appelé ce stand semi-naturel - après tout, en plus de toutes les mathématiques, il y avait un véritable ordinateur de bord. Il implémentait le mode de fonctionnement des programmes embarqués, très proche du mode temps réel. C'est long à expliquer, mais pour l'ordinateur de bord c'était indiscernable du "vrai" temps réel.
Un jour, je me rassemblerai et j'écrirai comment fonctionne le mode de modélisation semi-naturel - pour ce cas et d'autres. En attendant, je veux juste expliquer la composition de notre département - l'équipe qui a fait tout ça. Il avait un département complexe qui s'occupait des capteurs et des systèmes exécutifs impliqués dans nos programmes. Il y avait un département algorithmique - ceux-ci écrivaient en fait des algorithmes embarqués et les élaboraient sur un banc mathématique. Notre département était engagé dans a) la traduction de programmes dans le langage informatique de bord, b) la création d'équipements spéciaux pour un stand semi-naturel (ici j'ai travaillé) et c) des programmes pour cet équipement.
Notre département avait même nos propres concepteurs pour faire la documentation pour la fabrication de nos blocs. Et il y avait aussi un département qui était en charge de l'exploitation de la paire EC-1061 susmentionnée.
Le produit de sortie du département, et donc de l'ensemble du bureau d'études dans le cadre du thème "tempête", était un programme sur bande magnétique (années 1980 !), qui a été poussé à approfondir.
De plus - c'est le stand de l'entreprise-développeur du système de contrôle. Après tout, il est clair que le système de contrôle d'un avion n'est pas seulement un ordinateur de bord. Ce système a été fabriqué par une entreprise beaucoup plus grande que nous. Ils étaient les développeurs et les "propriétaires" de l'ordinateur de bord, ils l'ont bourré d'une variété de programmes qui effectuent toute la gamme des tâches de contrôle du navire, de la préparation avant le lancement à l'arrêt des systèmes après l'atterrissage. Et pour nous, notre algorithme d'atterrissage, dans cet ordinateur de bord, seule une partie du temps informatique était allouée, en parallèle (plus précisément, je dirais, quasi-parallèle) d'autres systèmes logiciels fonctionnaient. Après tout, si nous calculons la trajectoire d'atterrissage, cela ne signifie pas que nous n'avons plus besoin de stabiliser l'appareil, d'allumer et d'éteindre toutes sortes d'équipements, de maintenir des conditions thermiques, de générer de la télémétrie et ainsi de suite…
Cependant, revenons à travailler sur le mode d'atterrissage. Après avoir travaillé dans un ordinateur de bord redondant standard dans le cadre de l'ensemble des programmes, cet ensemble a été transporté sur le stand de l'entreprise-développeur du vaisseau spatial Bourane. Et il y avait un stand, appelé stand pleine grandeur, dans lequel un navire entier était impliqué. Lorsque les programmes étaient en cours d'exécution, il agitait des élevons, fredonnait des commandes et tout ça. Et les signaux provenaient de vrais accéléromètres et gyroscopes.
Ensuite, j'ai vu assez de tout cela sur l'accélérateur Breeze-M, mais pour l'instant mon rôle était assez modeste. Je n'ai pas voyagé en dehors de mon bureau d'études…
Donc, nous avons dépassé le stand pleine grandeur. Pensez-vous que c'est tout? Non.
Vient ensuite le laboratoire volant. Il s'agit du Tu-154, dont le système de contrôle est configuré pour que l'avion réagisse aux actions de contrôle générées par l'ordinateur de bord, comme s'il ne s'agissait pas d'un Tu-154, mais d'un Bourane. Bien entendu, il est possible de rapidement "retourner" en mode normal. "Buransky" n'a été allumé que pendant la durée de l'expérience.
Le point culminant des essais ont été 24 vols du Bourane, réalisés spécialement pour cette étape. Il s'appelait BTS-002, avait 4 moteurs du même Tu-154 et pouvait décoller de la piste elle-même. Il s'est assis en train de tester, bien sûr, avec les moteurs éteints, - après tout, "dans l'état" où le vaisseau spatial est en mode planification, il n'y a pas de moteurs atmosphériques dessus.
La complexité de ce travail, ou plutôt de notre complexe logiciel-algorithme, peut être illustrée par ce qui suit. Dans l'un des vols BTS-002. a volé "sur le programme" jusqu'à ce que le train d'atterrissage principal touche la piste. Ensuite, le pilote a pris les commandes et a abaissé la jambe de nez. Ensuite, le programme s'est rallumé et a maintenu l'appareil à l'arrêt complet.
D'ailleurs, c'est assez compréhensible. Tant que l'appareil est en l'air, il n'a aucune restriction de rotation autour des trois axes. Et il tourne, comme prévu, autour du centre de masse. Ici, il a touché la bande avec les roues des jambes de force principales. Ce qui se passe? La rotation des rouleaux est désormais impossible du tout. La rotation du pas ne se fait plus autour du centre de masse, mais autour de l'axe passant par les points de contact des roues, et elle est toujours libre. Et la rotation le long du parcours est désormais déterminée de manière complexe par le rapport du couple de braquage du gouvernail et de la force de frottement des roues sur la piste.
Voilà un régime si difficile, si radicalement différent à la fois du vol et de la course le long de la bande « en trois points ». Parce que lorsque la roue avant tombe également sur la voie, alors - comme dans une blague: personne ne tourne nulle part …
… J'ajouterai que les problèmes, compréhensibles et incompréhensibles, de toutes les étapes des tests nous ont été présentés, analysés, éliminés et ont encore parcouru toute la ligne, du stand mathématique au BTS de Joukovski.
Bien. Tout le monde sait que l'atterrissage s'est déroulé sans faute: une erreur de temps de 1 seconde - après un vol de trois heures ! - écart par rapport à l'axe de la bande 1, 5 m, en portée - quelques dizaines de mètres. Nos gars, ceux qui étaient dans le KDP - c'est un bâtiment de service près du Strip - ont dit que les sentiments étaient - les mots ne peuvent pas être exprimés. Pourtant, ils savaient ce que c'était, combien de choses fonctionnaient là-bas, quels millions d'événements interdépendants se sont produits dans la bonne relation pour que cet atterrissage ait lieu.
Et je dirai aussi: " Bourane " est parti, mais l'expérience n'a pas disparu. Ce travail a fait grandir une splendide équipe de spécialistes de premier ordre, pour la plupart des jeunes. La charge en était telle que l'équipe ne s'est pas effondrée au sol au cours des années difficiles, ce qui a permis à ce moment-là de créer un système de contrôle pour l'étage supérieur "Breeze-M". Ce n'était plus un système logiciel, il y avait déjà notre propre ordinateur de bord et les blocs qui contrôlaient toutes les machines embarquées - moteurs, pétards, systèmes connexes d'autres développeurs, etc. Et nous avons fait le complexe au sol pour vérifier et pré-lancer la partie supérieure organiser.
Bien sûr, "Breeze" a été créé par KB pour tout le monde. Mais un rôle très important, principalement dans la création du complexe logiciel, a été joué par les habitants de Bourane - des gens qui ont construit et perfectionné au cours de l'épopée de Bourane la technologie même de faire beaucoup de travail avec la participation de centaines de spécialistes de dizaines de profils différents. Et maintenant le bureau d'études, qui a fait ses preuves, a du pain sur la planche…
