Hoy, 15 de noviembre, se cumple el 22º aniversario del primer y único vuelo de nuestra nave espacial de transporte reutilizable "Buran". Y también el segundo y último vuelo del vehículo de lanzamiento superpesado Energia.
Los lectores habituales saben que este evento no puede pasar por alto mi atención, ya que participé en el trabajo sobre "Buran", trabajando en la oficina de diseño experimental de Moscú "Mars". Aunque no en lo más "vanguardista". Hubo un banquete en el hotel "Ucrania", donde celebramos este evento, realmente genial para nosotros. Y había planes para el próximo vuelo, también sin tripulación, pero mucho más largo, y había trabajo en estos planes.
Y luego hubo una atemporalidad turbia, y luego, en 1993, se cerró el programa …
Todavía no he escrito sobre el Buran en sí, aunque el capítulo sobre él es el siguiente de mi serie inconclusa sobre la historia de los proyectos de barcos tripulados reutilizables. Sin embargo, escribió sobre la historia de su creación y también sobre el cohete Energia. Y ahora no escribiré sobre "Buran" como tal, porque no debería ser una publicación de blog, sino un artículo real, o quizás más de uno. Pero intentaré mostrar el área de responsabilidad de nuestro departamento.
Hicimos lo que proporcionó la URSS, probablemente la única prioridad clara para todos sobre el transbordador estadounidense. Nosotros, nuestro departamento, realizamos el complejo algorítmico y de software para el aterrizaje automático "Buran". Hasta donde yo sé, los estadounidenses tienen ese régimen, pero nunca han sido utilizados. Sus lanzaderas siempre fueron aterrizadas por pilotos.
Ahora, según tengo entendido, la tarea de aterrizar sin la participación de la tripulación se ha resuelto; después de todo, los drones, incluidos los grandes, están aterrizando. Pero, en mi opinión, los aviones de pasajeros todavía no aterrizan "automáticamente". Y luego, estoy seguro, los aeródromos bien equipados podrían llevar aviones de pasajeros bien equipados a una altura de 15 metros. Lo siguiente es la tripulación. La tarea se vio agravada por el hecho de que la calidad aerodinámica de "Buran" en subsónico era aproximadamente la mitad de la calidad del entonces avión de pasajeros: 4, 5 frente a 8-10. Es decir, el barco estaba "dos veces más cerca del hierro" que un avión de pasajeros de barrido normal. Lo cual no es de extrañar cuando comparas su forma.
El aterrizaje automático de una furgoneta de 100 toneladas es algo muy difícil. No hicimos ningún hardware, solo el software para el modo de aterrizaje, desde el momento de alcanzar (durante el descenso) una altitud de 4 km hasta detenernos en la pista. Intentaré contarte muy brevemente cómo se hizo este algoritmo.
Primero, el teórico escribe el algoritmo en un lenguaje de alto nivel y lo prueba con casos de prueba. Este algoritmo, escrito por una persona, es "responsable" de una operación relativamente pequeña. Luego se combina en un subsistema y se arrastra al soporte de modelado. En el stand "alrededor" del algoritmo de trabajo a bordo, hay modelos: un modelo de la dinámica del aparato, modelos de órganos ejecutivos, sistemas de sensores, etc. También están escritos en un lenguaje de alto nivel. Así, el subsistema algorítmico se prueba en el "vuelo matemático".
Luego, los subsistemas se ensamblan y se revisan nuevamente. Y luego los algoritmos se "traducen" de un lenguaje de alto nivel al lenguaje del vehículo a bordo (BCVM). Para comprobarlos, ya en la hipóstasis del programa de a bordo, hay otro soporte de modelado, que incluye un ordenador de a bordo. Y a su alrededor es lo mismo: modelos matemáticos. Por supuesto, se modifican en comparación con los modelos en un banco puramente matemático. El modelo "gira" en un mainframe de propósito general. No lo olvides, eran los años 80, las computadoras personales recién comenzaban y tenían muy poca potencia. Era el momento del mainframe, teníamos un par de dos EC-1061. Y para la comunicación de un vehículo a bordo con un modelo matemático en una computadora universal, se necesita un equipo especial; también se necesita como parte de un soporte para diversas tareas.
A este soporte lo llamamos seminatural; después de todo, en él, además de todas las matemáticas, había una verdadera computadora de a bordo. Implementó el modo de operación de los programas a bordo, muy cercano al modo de tiempo real. Se necesita mucho tiempo para explicarlo, pero para la computadora de a bordo era indistinguible del tiempo real "real".
Algún día me reuniré y escribiré cómo funciona el modo de modelado seminatural, para este y otros casos. Mientras tanto, solo quiero explicar la composición de nuestro departamento, el equipo que hizo todo esto. Tenía un departamento complejo que se ocupaba de los sistemas de sensores y ejecutivos involucrados en nuestros programas. Había un departamento algorítmico: estos en realidad escribían algoritmos integrados y los elaboraban en un banco matemático. Nuestro departamento se dedicó a a) traducción de programas al lenguaje informático de a bordo, b) creación de equipos especiales para un stand seminatural (aquí trabajé) yc) programas para estos equipos.
Nuestro departamento incluso contaba con diseñadores propios para realizar la documentación para la fabricación de nuestros bloques. Y también había un departamento que se encargaba de operar el mencionado par EC-1061.
El producto de salida del departamento, y por lo tanto de toda la oficina de diseño en el marco del tema de la "tormenta", fue un programa en cinta magnética (¡década de 1980!), Que se llevó a trabajar más allá.
Además, este es el stand del desarrollador empresarial del sistema de control. Después de todo, está claro que el sistema de control de una aeronave no es solo una computadora de a bordo. Este sistema fue creado por una empresa mucho más grande que nosotros. Ellos fueron los desarrolladores y "propietarios" de la computadora de a bordo, la llenaron con una variedad de programas que realizan toda la gama de tareas para controlar la nave, desde la preparación previa al lanzamiento hasta el apagado de los sistemas después del aterrizaje. Y para nosotros, nuestro algoritmo de aterrizaje, en esa computadora de a bordo, solo se asignó una parte del tiempo de la computadora, en paralelo (más precisamente, diría, casi paralelo) otros sistemas de software funcionaron. Al fin y al cabo, si calculamos la trayectoria de aterrizaje, esto no significa que ya no necesitemos estabilizar el aparato, encender y apagar todo tipo de equipos, mantener las condiciones térmicas, generar telemetría, etc., etc…
Sin embargo, volvamos a trabajar en el modo de aterrizaje. Después de trabajar en una computadora de a bordo redundante estándar como parte de todo el conjunto de programas, este conjunto fue transportado al stand de la empresa desarrolladora de la nave espacial Buran. Y había un stand, llamado stand de tamaño completo, en el que estaba involucrado todo un barco. Cuando los programas se estaban ejecutando, agitaba elevadores, tarareaba discos y todo eso. Y las señales provenían de acelerómetros y giroscopios reales.
Luego vi suficiente de todo esto en el acelerador Breeze-M, pero por ahora mi papel era bastante modesto. No viajé fuera de mi oficina de diseño …
Entonces, pasamos por la cabina de tamaño completo. ¿Crees que eso es todo? No.
El siguiente fue el laboratorio volador. Se trata del Tu-154, cuyo sistema de control está configurado para que la aeronave reaccione a las acciones de control generadas por la computadora de a bordo, como si no fuera un Tu-154, sino un Buran. Por supuesto, es posible "volver" rápidamente al modo normal. "Buransky" se encendió sólo durante la duración del experimento.
La culminación de las pruebas fueron 24 vuelos del Buran, realizados especialmente para esta etapa. Se llamaba BTS-002, tenía 4 motores del mismo Tu-154 y podía despegar desde la propia pista. Se sentó en el proceso de prueba, por supuesto, con los motores apagados, después de todo, "en el estado" en que la nave espacial se encuentra en el modo de planificación, no hay motores atmosféricos.
La complejidad de este trabajo, o más bien, nuestro complejo algorítmico-software, se puede ilustrar con lo siguiente. En uno de los vuelos BTS-002. voló "en el programa" hasta que el tren de aterrizaje principal tocó la pista. Luego, el piloto tomó el control y bajó el puntal del morro. Luego, el programa se volvió a encender y mantuvo el dispositivo en una parada completa.
Por cierto, esto es bastante comprensible. Mientras el aparato está en el aire, no tiene restricciones de rotación alrededor de los tres ejes. Y gira, como era de esperar, alrededor del centro de masa. Aquí tocó la tira con las ruedas de los puntales principales. ¿Qué esta pasando? La rotación de rollos ahora es imposible en absoluto. La rotación del paso ya no es alrededor del centro de masa, sino alrededor del eje que pasa por los puntos de contacto de las ruedas, y sigue siendo libre. Y la rotación a lo largo del curso ahora está determinada de manera compleja por la relación entre el par de dirección del timón y la fuerza de fricción de las ruedas en la banda.
Aquí hay un régimen tan difícil, tan radicalmente diferente tanto de huir como de correr a lo largo de la franja "en tres puntos". Porque cuando la rueda delantera también cae en el carril, entonces, como en una broma: nadie está girando en ningún lado …
… Agregaré que los problemas, comprensibles e incomprensibles, de todas las etapas de las pruebas nos fueron traídos, analizados, eliminados y nuevamente recorrieron toda la línea, desde el soporte matemático hasta el BTS en Zhukovsky.
Bien. Todo el mundo sabe que el aterrizaje fue perfecto: un error de tiempo de 1 segundo, ¡después de un vuelo de tres horas! - desviación del eje de la tira 1, 5 m, en el rango - algunas decenas de metros. Nuestros muchachos, los que estaban en el KDP - este es un edificio de servicios cerca de la franja - dijeron que los sentimientos eran - las palabras no se pueden expresar. Aún así, sabían qué era, cuántas cosas funcionaron allí mismo, qué millones de eventos interrelacionados sucedieron en la relación correcta para que ocurriera este aterrizaje.
Y también diré: "Buran" se ha ido, pero la experiencia no ha desaparecido. Este trabajo ha hecho crecer un espléndido equipo de especialistas de primer nivel, en su mayoría jóvenes. La carga fue tal que el equipo no cayó al suelo en años difíciles, y esto hizo posible, justo en ese momento, crear un sistema de control para la etapa superior "Breeze-M". Ya no era un sistema de software, ya existía nuestra propia computadora a bordo y los bloques que controlaban toda la maquinaria a bordo: motores, squibs, sistemas relacionados de otros desarrolladores, etc. E hicimos el complejo de tierra para verificar y prelanzar la parte superior escenario.
Por supuesto, KB creó "Breeze" para todos. Pero la gente de Buran desempeñó un papel muy importante, principalmente en la creación del complejo de software, personas que construyeron y perfeccionaron en el transcurso de la epopeya de Buran la tecnología misma de hacer mucho trabajo con la participación de cientos de especialistas de decenas de perfiles diferentes. Y ahora la oficina de diseño, que ha demostrado su valía, tiene mucho trabajo …
