Avui, 15 de novembre, es compleixen 22 anys del primer i únic vol de la nostra sonda de transport reutilitzable "Buran". I també el segon i últim vol del vehicle de llançament súper pesat Energia.
Els lectors habituals saben que aquest esdeveniment no pot passar per la meva atenció, ja que vaig participar en el treball sobre "Buran", treballant a l'oficina de disseny experimental de Moscou "Mars". Encara que no com a molt "avantguardista". Hi va haver un banquet a l'hotel "Ucraïna", on vam celebrar aquest esdeveniment, realment fantàstic per a nosaltres. I hi havia plans per al pròxim vol, també sense tripulació, però molt més llarg, i es va treballar en aquests plans.
I va haver-hi una intemporalitat tèrbola i, el 1993, es va tancar el programa …
Encara no he escrit sobre el propi Buran, tot i que el capítol sobre ell és el següent de la meva sèrie inacabada sobre la història dels projectes de vaixells reutilitzables tripulats. Tot i això, va escriure sobre la història de la seva creació i també sobre el coet Energia. I ara no escriuré sobre "Buran" com a tal, perquè no hauria de ser una publicació al bloc, sinó un article real, o potser més d'un. Però intentaré mostrar l'àrea de responsabilitat del nostre departament.
Vam fer el que proporcionava l’URSS, probablement l’única prioritat clara per a tothom sobre la llançadora americana. Nosaltres, el nostre departament, vam fer el complex algorítmic i de programari per a l'aterratge automàtic "Buran". Pel que sé, els nord-americans tenen aquest règim, però mai no s’han utilitzat. Les seves llançadores eren sempre aterrades per pilots.
Ara, segons tinc entès, la tasca d’aterrar sense la participació de la tripulació s’ha resolt; al cap i a la fi, els drons, inclosos els grans, estan aterrant. Però, al meu entendre, els avions de passatgers encara no aterren "automàticament". I després, sé amb seguretat, que els camps d’aviació ben equipats podrien portar avions ben equipats a una alçada de 15 metres. El següent és la tripulació. La tasca es va agreujar amb el fet que la qualitat aerodinàmica de "Buran" en subsònic era aproximadament la meitat de la qualitat de l'avió de passatgers: 4, 5 contra 8-10. És a dir, el vaixell estava "el doble de prop del ferro" que un avió de passatgers normal. Cosa que no és d’estranyar si es compara la seva forma.
L’aterratge automàtic d’un whopper de 100 tones és una cosa molt difícil. No vam fer cap maquinari, només el programari per al mode d’aterratge: des del moment d’arribar (durant el descens) a una altitud de 4 km fins a parar a la pista. Intentaré explicar-vos breument com es va fer aquest algorisme.
En primer lloc, el teòric escriu l'algorisme en un llenguatge d'alt nivell i el prova contra casos de prova. Aquest algorisme, que és escrit per una persona, és "responsable" d'una operació relativament petita. Després es combina en un subsistema i s’arrossega fins al suport de modelatge. Al stand "al voltant" de l'algorisme de treball integrat, hi ha models: un model de la dinàmica de l'aparell, models d'òrgans executius, sistemes de sensors, etc. També s'escriuen en un llenguatge d'alt nivell. Per tant, el subsistema algorítmic es prova en el "vol matemàtic".
A continuació, els subsistemes es combinen i es tornen a comprovar. I després els algoritmes es "tradueixen" d'un llenguatge d'alt nivell a l'idioma del vehicle de bord (BCVM). Per comprovar-los, ja a la hipòstasi del programa incorporat, hi ha un altre suport de modelatge, que inclou un ordinador de bord. I al seu voltant hi ha el mateix: models matemàtics. Per descomptat, es modifiquen en comparació amb els models en un banc purament matemàtic. El model "gira" en un mainframe d'ús general. No ho oblideu, eren els anys vuitanta, els ordinadors personals tot just començaven i tenien poca potència. Era l’època del mainframe, teníem un parell de dos EC-1061. I per a la comunicació d’un vehicle a bord amb un model matemàtic en un ordinador universal, cal un equipament especial, que també es necessita com a part d’un estand per a diverses tasques.
Vam anomenar aquest stand semi-natural: al cap i a la fi, a més de totes les matemàtiques, hi havia un ordinador de bord real. Va implementar el mode de funcionament dels programes integrats, molt a prop del mode en temps real. Triga molt de temps a explicar-se, però per a l'ordinador de bord no es distingia del temps real "real".
Algun dia em reuniré i escriuré com funciona el mode de modelatge semi-natural, per a aquest i altres casos. Mentrestant, només vull explicar la composició del nostre departament: l’equip que ha fet tot això. Tenia un departament complex que s’ocupava dels sistemes de sensors i executius implicats en els nostres programes. Hi havia un departament algorítmic, que realment escrivia algoritmes integrats i els treballava en un banc matemàtic. El nostre departament es dedicava a) a la traducció de programes al llenguatge informàtic de bord, b) a la creació d’equips especials per a un estand semi-natural (aquí vaig treballar) i c) programes per a aquest equip.
Fins i tot el nostre departament tenia els nostres propis dissenyadors per elaborar documentació per a la fabricació dels nostres blocs. I també hi havia un departament que s’encarregava d’operar l’esmentat parell EC-1061.
El producte de sortida del departament i, per tant, de tota l’oficina de disseny en el marc del tema de la "tempesta", era un programa sobre cinta magnètica (anys 80!), Que es va aprofundir.
A més, aquest és el punt de vista de l'empresa desenvolupadora del sistema de control. Al cap i a la fi, és evident que el sistema de control d’una aeronau no només és un ordinador de bord. Aquest sistema el va fer una empresa molt més gran que nosaltres. Eren els desenvolupadors i els "propietaris" de l'ordinador de bord, el van omplir amb una gran varietat de programes que realitzen tota la gamma de tasques per controlar el vaixell, des de la preparació prèvia al llançament fins a l'apagat dels sistemes després de l'aterratge. I per a nosaltres, el nostre algoritme d’aterratge, en aquell ordinador de bord, només s’assignava una part del temps de l’ordinador, en paral·lel (amb més precisió, diria, quasi paral·lel) que funcionaven altres sistemes de programari. Al cap i a la fi, si calculem la trajectòria d’aterratge, això no vol dir que ja no calgui estabilitzar l’aparell, encendre i apagar tot tipus d’equips, mantenir les condicions tèrmiques, generar telemetria, etc., etc., etc…
Tot i així, tornem a treballar el mode d’aterratge. Després de treballar en un ordinador de bord redundant estàndard com a part de tot el conjunt de programes, aquest conjunt va ser transportat a l'estand de l'empresa desenvolupadora de la sonda espacial Buran. I hi havia un estand, anomenat estand de mida completa, en el qual participava tot un vaixell. Quan els programes s’executaven, agitava elevons, cantonava unitats i tot això. I els senyals provenien d’acceleròmetres i giroscopis reals.
Després vaig veure prou de tot això a l’accelerador Breeze-M, però ara per ara el meu paper era bastant modest. No vaig viatjar fora de la meva oficina de disseny …
Per tant, vam passar per l’estand de mida completa. Creus que això és tot? No.
El següent va ser el laboratori de vol. Es tracta del Tu-154, el sistema de control del qual està configurat perquè l’avió reaccioni a les accions de control generades per l’ordinador de bord, com si no fos un Tu-154, sinó un Buran. Per descomptat, és possible "tornar" ràpidament al mode normal. "Buransky" només es va activar durant la durada de l'experiment.
La culminació de les proves van ser 24 vols del Buran, fets especialment per a aquesta etapa. Es deia BTS-002, tenia 4 motors del mateix Tu-154 i podia enlairar-se de la mateixa pista. Es va asseure en el procés de proves, és clar, amb els motors apagats; al cap i a la fi, "en l'estat" de la nau espacial en mode de planificació, no hi ha motors atmosfèrics.
La complexitat d’aquest treball, o millor dit, el nostre complex software-algorítmic, es pot il·lustrar amb el següent. En un dels vols BTS-002. va volar "al programa" fins que el tren d'aterratge principal va tocar la franja. Llavors el pilot va prendre el control i va baixar el puntal del nas. A continuació, el programa es va tornar a engegar i va mantenir el dispositiu completament aturat.
Per cert, això és força comprensible. Mentre l’aparell està a l’aire, no té restriccions de rotació al voltant dels tres eixos. I gira, com era d’esperar, al voltant del centre de masses. Aquí va tocar la tira amb les rodes dels puntals principals. Que està passant? La rotació del rotlle ara és impossible. La rotació del pas ja no es troba al voltant del centre de massa, sinó al voltant de l'eix que passa pels punts de contacte de les rodes, i encara és lliure. I la rotació al llarg del recorregut és ara complexa, determinada per la relació del parell de direcció del timó i la força de fricció de les rodes a la banda.
Aquí hi ha un règim tan difícil, tan radicalment diferent al vol i al llarg de la franja "en tres punts". Perquè quan la roda davantera també cau al carril, llavors - com en una broma: ningú no gira enlloc …
… Afegiré que els problemes, comprensibles i incomprensibles, de totes les etapes de les proves, ens van ser portats, analitzats, eliminats i van anar de nou al llarg de tota la línia, des de l'estand matemàtic fins al BTS de Zhukovsky.
Bé. Tothom sap que l’aterratge va ser impecable: un error de temps d’1 segon, després d’un vol de tres hores. - Desviació de l'eix de la franja d'1, 5 m, en el rang - algunes desenes de metres. Els nostres nois, els que eren al KDP (es tracta d’un edifici de serveis a prop de la franja), van dir que els sentiments eren: no es poden expressar paraules. Tot i això, sabien què era, quantes coses funcionaven allà mateix, quins milions d’esdeveniments relacionats van passar en la relació adequada perquè es produís aquest desembarcament.
I també diré: "Buran" ha desaparegut, però l'experiència no ha desaparegut. Aquesta feina ha fet créixer un esplèndid equip d’especialistes de primera classe, la majoria joves. La càrrega va ser tal que l'equip no va caure a terra en anys difícils, i això va fer possible just en aquell moment crear un sistema de control per a l'etapa superior "Breeze-M". Ja no era un sistema de programari, ja hi havia el nostre propi ordinador de bord i els blocs que controlaven tota la maquinària de bord: motors, esquibs, sistemes relacionats d'altres desenvolupadors, etc. escenari.
Per descomptat, KB ha creat "Breeze" per a tothom. Però la gent de Buran va tenir un paper molt important, principalment en la creació del complex de programari, gent que va construir i perfeccionar en el transcurs de l’èpica buranesa la tecnologia de fer molta feina amb la participació de centenars de especialistes de desenes de perfils diferents. I ara l’oficina de disseny, que ha demostrat el seu valor, té molta feina …
