Перші бортові ЕОМ ракетно-космічних комплексів та їх створювачі
Мапа музею
Історія розвитку інформаційних технологій в Україні

За матеріалами книг Б.М.Малиновського
Передмова
Обчислювальна техніка для ракет та космічних систем
Характеристики бортових комп'ютерів
Перша серійна бортова ЕОМ
Про це знали не всі
Ілюстрації.   Додаткові матеріали

Обчислювальна техніка для ракет та космічних систем

Однією з трьох організацій у колишньому СРСР (і єдиною в Україні), що створювала системи керування для ракет і космічних апаратів, включаючи бортові ЕОМ, було і залишається Харківське науково-виробниче об'єднання "Хартрон" (раніше "Електроприлад"), створене в 1959 році.

Близько 40 років воно є головним розроблювачем систем керування, бортових і наземних обчислювальних комплексів, складного електронного устаткування для різних типів ракет і космічних апаратів. За ці роки створені системи керування міжконтинентальних балістичних ракет СС-7, СС-8, СС-9, СС-15, СС-18, СС-19, самої могутньої у світі ракети-носія "Енергія", ракети-носія "Циклон", орбітальних модулів "Квант", "Квант-2", "Кристал", "Природа", "Спектр", 152 супутників серії "Космос" та інших об'єктів.

Перші системи керування будувалися з аналоговими приладами систем стабілізації і електро-механічними, а з 1964 р. електронними лічильно-обчислювальними приладами.

На етапі створення і наступного випуску електронних лічильно-обчислювальних приладів у Науково-виробничому об'єднанні "Хартрон" було організовано сучасне і потужне виробництво модулів, багатошарових друкованих плат, запам'ятовуючих пристроїв на феритових осердях, вирішені складні науково-технічні проблеми забезпечення перешкодозахищеності, високої надійності, стабільності параметрів бортової обчислювальної техніки протягом 10-літнього (і більше) терміну експлуатації. Виросла ціла плеяда талановитих вчених і інженерів (В.П.Леонов, Г.С.Бестань, Д.Н.Мерзляков, Д.М.Смурний та ін.). Першим керівником створеного в 1962 р. комплексу по розробці бортової апаратури був А.Н.Шестопал. З 1966 р. по 1992 р. цей підрозділ очолював А.І.Кривоносов.

Генеральним директором і Головним конструктором систем керування для ракетних комплексів у науково-виробничому об'єднанні "Хартрон" з 1960 по 1986 рік був Володимир Григорович Сергєєв.

Своїми спогадами про роботи виконані в НВО "Хартрон" ділиться головний конструктор бортових обчислювальних комплексів "Хартрона" лауреат Ленінської і Державної премії України доктор технічних наук Анатолій Іванович Кривоносов.

"До середини 60-х років визначилися, що принцип побудови систем керування на основі аналогових і дискретних лічильно-обчислювальних пристроїв не має перспективи. Подальше удосконалення керування міжконтинентальними балістичними ракетами вимагало різкого збільшення обсягів інформації, оброблюваної на борті ракети в реальному масштабі часу. Було потрібно також принципово змінити ідеологію регламентних перевірок систем ракети, що базувалася на використанні складної, дорогої і незручної в експлуатації пересувної іспитової апаратури, розташованої в кузовах декількох автомобілів.

Революційним кроком на цьому етапі стало використання в системах керування ракет бортових електронних обчислювальних машин, що забезпечували функціонування ракетного комплексу при наземних перевірках і в умовах польоту ракети. При цьому різко спрощувалася наземна апаратура, її можна було розмістити в "оголовках" ракетних шахт, відмовившись від автопоїздів. Можливість обчислення більш складних алгоритмів дозволяла істотно підвищити точність пострілів.

У теоретичному комплексі, очолюваному доктором технічних наук, лауреатом Ленінської премії Я.Є.Айзенбергом, було створено підрозділ (Б.М.Конорєв) по визначенню вимог до архітектури й обчислювальних характеристик бортових ЕОМ та розробці програмного забезпечення. Треба було створити не тільки нову методологію розробки всіх алгоритмів і програм польоту наземних іспитів, але і створювати нову технологію проектування технічних засобів, включаючи моделюючі стенди, систему автоматизованого виробництва програм і т.ін.

Спочатку створення систем керування з бортовими ЕОМ у НВО "Хартрон" йшло двома напрямками:

- застосування бортової ЕОМ, розробленої головним підприємством з обчислювальної техніки Міністерства радіопромисловості СРСР - Науково-дослідним центром обчислювальної техніки;

- використання бортової ЕОМ власної розробки.

На одній з нарад вищого керівництва "Хартрона" у квітні 1967 року Генеральний директор і Головний конструктор Володимир Григорович Сергєєв запропонував обговорити і вирішити питання про концентрацію сил на одному з цих напрямків. Усі керівники головних підрозділів: Я.Є.Айзенберг, А.І.Кривоносов, Б.М.Конорєв, А.С.Гончар та ін. висловилися за використання бортової ЕОМ власної розробки, оскільки в "потрібну" машину було практично неможливо вносити необхідні зміни в програмне забезпечення, що різко сповільнило б розробку нових систем керування. Вже в 1968 році був випробуваний перший експериментальний зразок бортової ЕОМ на гібридних модулях. Через 6 місяців з'явилася її трьохканальна модифікація на монолітних інтегральних схемах. У 1971 році, вперше в СРСР, проведено запуск нової ракети 15А14 із системою керування, що включала бортову ЕОМ.

Вдало обраний і успішно реалізований комплекс обчислювальних характеристик (розрядність 16, обсяг ОЗП 512-1024 К слів, обсяг ПЗП 16 К слів, швидкодія 100 тис. опер/сек), надійна елементна база забезпечила бортовій ЕОМ унікальний термін життя - близько 25 років, а її трохи модернізований варіант знаходиться в експлуатації на бойовому чергуванні і зараз.

З метою забезпечення малих габаритно-масових характеристик ЕОМ вперше в галузі були створені гібридні мікрозбірки схем керування оперативним запам'ятовуючим пристроєм, плоскі мікромодулі погоджуючих пристроїв з гальванічною розв'язкою, багатошарові друковані плати, виготовлені методом відкритих контактних площадок та інше.

У 1979 році були прийняті на озброєння ракети 15А18 і 15А35 з уніфікованим бортовим обчислювальним комплексом. Для систем керування цих "супервиробів" вперше в СРСР була розроблена нова технологія відпрацювання програмно-математичного забезпечення, що включала так званий "електронний пуск", при якому на спеціальному комплексі, який включав ЕОМ БЕСМ-6 та виготовлені блоки системи керування ракетою моделювався політ ракети і реакція системи керування на вплив основних збуджуючих факторів. Ця технологія забезпечила також ефективний і повний контроль польотних завдань. Колектив розроблювачів "електронного пуску" (Я.Є.Айзенберг, Б.М.Конорєв, С.С.Корума, І.В.Вельбицький та ін.) було удостоєно Державної премії УРСР.

У наступні роки були створені ще чотири покоління бортових ЕОМ які мали одні з кращих у колишньому Радянському Союзі обчислювальні й експлуатаційні характеристики та ефективну технологію розробки програмного забезпечення, що не поступалася закордонним аналогам.

Однією з наших "ізюминок" була оригінальна система динамічної корекції програм (Б.М.Конорєв, В.П.Каменєв, А.В.Бек, Ю.М.Златкін, А.І.Бондарєв). Саме вона забезпечила можливість (при наявності ПЗП з жорсткими "прошивками" програм за допомогою "косичок", що вставляються в П-подібні феритові осердя) оперативного внесення необхідних змін у програмне забезпечення на всіх етапах робіт від передстартових іспитів до роботи на орбіті.

Досвід експлуатації перших бортових ЕОМ показав нагальну потребу удосконалення структурних методів підвищення надійності. Вченими й інженерами підприємства (А.І.Кривоносов, В.І.Спиридонов, Ю.Г.Нестеренко, І.І.Корнієнко, В.В.Шеін, А.В.Сичов, Н.Ф.Меховськой та ін.) були розроблені теоретичні основи синтезу високонадійних обчислювальних структур з багатоярусним мажоритуванням і адаптацією. Вони лягли в основу наступних поколінь бортових ЕОМ.

У 1984-1988 рр. була створена і відпрацьована система керування для унікальної суперпотужної ракети СС18, відомої по закордонній класифікації як "Сатана". У цій розробці було успішно впроваджено всі кращі технічні рішення, напрацьовані на попередніх замовленнях, а також цілий ряд принципово нових ідей:

- забезпечення працездатності після впливу ядерного вибуху в польоті;

- високоточне індивідуальне розведення бойових блоків;

- "прямий" метод наведення, який не потребує раніше підготовленого польотного завдання;

- забезпечення дистанційного націлювання і т.ін.

Рішення цих задач забезпечувалося новим могутнім бортовим обчислювальним комплексом з використанням напівпровідникових постійних, які можливо було "перепалювати" і електронних оперативних запам'ятовуючих пристроїв.

Основна елементна база розроблялася і виготовлялася в Мінському виробничому об'єднанні "Інтеграл" і забезпечувала необхідний рівень радіаційної стійкості. Крім стандартних блоків до складу бортового комплексу входив уперше реалізований у СРСР блок спеціалізованого запам'ятовуючого пристрою на феритових осердях із внутрішнім діаметром 0,4 мм, через який прошивалися три проводи тонші за людську волосину. Для одного з видів бойових блоків було розроблено і вперше в Радянському Союзі проведено льотні іспити запам'ятовуючого пристрою на циліндричних магнітних доменах.

Однією із самих складних задач було створення бортового багатомашинного обчислювального комплексу для ракети-носія "Енергія", що вирішує надскладні задачі стабілізації, виведення (з урахуванням позаштатних ситуацій керування численними рухомими установками), аварійного захисту двигунів, м'якої посадки розгінних ступенів, що спускаються ("боковушок"). Високі вимоги по надійності і безвідмовності збільшувалися у зв'язку з використанням у ракеті-носії кисневих і водневих компонентів, що зажадало реалізації в системі керування комплексу заходів для забезпечення пожежо- та вибухобезпеки.

У 1984-1988 рр. в НВО "Хартрон" одночасно виконувалося два самих об'ємних і відповідальних замовлення - розробка систем керування для СС-18 і ракети-носія "Енергія". Це вимагало від керівництва і усіх фахівців максимальної напруги сил. Роботи йшли цілодобово, без вихідних, найчастіше люди ночували на робочих місцях. Самою головною нагородою за працю були два успішних запуски ракети-носія "Енергія" (22.02.1986 р. та 15.11.1988 р.) а також успішне проведення натурних іспитів та здача на озброєння ракети СС-18.

Великий обсяг робіт був проведений по створенню бортового обчислювального комплексу для систем керування космічних апаратів. Для літаючих зі станцією "Мир" модулів "Квант", "Квант-2", "Кристал", "Природа", "Спектр" був створений комплекс із багатоярусним мажоритуванням, що зберігав працездатність при наявності 10-20 несправностей. Досвід його безвідмовної експлуатації на орбіті на протязі понад 10 років підтвердив правильність прийнятих технічних рішень.

Наприкінці 80-х років для нового покоління систем керування космічних апаратів було створено два нових бортових обчислювальних комплекси, що мали, на відміну від попередніх, істотно більш низьке енергоспоживання. Успішні запуски об'єктів, які використовували ці комплекси, показали здатність "Хартрона" і в даний час забезпечувати космічну техніку надійними бортовими ЕОМ".

За створення унікального радіаційностійкого бортового обчислювального комплексу його головному конструктору А.І.Кривоносову була присуджена Ленінська премія.


Характеристики бортових комп'ютерів, створених у "Хартроні"

НайменуванняШвидкодія, тис.оп/сек РозрядністьОЗППЗП Тип платВага, кгГабарити, мм Потужність, вт
"ЦО1М"2000 16,32272К Багатошарові друковані плати50670x415x355 280
"ЦО1"1000 16,3216К "-"49803x490x266 250
"Ц18"200 1632К "-"30770x272x240 250
"Ц18М"400 1612К10К "-"26770x272x240
"ЗА02"500 16,3232К "-"33500x398x338 178
"Л01"500 16,3232К "-"22767x266x238 102
"У01"500 16,3232К "-"25767x266x238 81
"15Л579"200 1632К "-"21
"15Н 1838-02"500 16,3232К "-"65852x638x258 81
"СЦЕМ"400 1628К "-"6378x203x145 25
"405201"200 8ІK "-"20461x311x370 95
"4А80"2000 16,32272К "-"50 300
"4А160"2000 16,32272К "-"25 150


Додаткові матеріали по темі

Комп'ютери для ракет та ракетних комплексів  ›››
Володимиру Григоровичу Сергєєву 90 років  ›››
"Сподвижники освоєння космосу" до 50-річчя ДКБ "Південне"  ›››

Iлюстрацiї по темi

Володимир Григорович Сергєєв
Анатолій Іванович Кривоносов
Яків Єйнович Айзенберг С.О.Афанасьєв, С.Н.Конюхов, С.І.Ус
Ракета-носій "Енергія" Ракета-носій "Зеніт"
Перша серійна бортова ЕОМ