«Наука и Техника» [журнал для перспективной молодежи], 2008 № 01 (20) - Журнал «Наука и Техника» (НиТ)

Вместо аналоговых усилителей и электромеханических ПТРов стали применяться функционально законченные модули на полупроводниковых элементах и запоминающие устройства на ферритовых сердечниках.

Два акселерометра со своими интеграторами показывали, насколько ракета отклонилась в полете в бок и по высоте. Третий акселерометр давал информацию о скорости ракеты и пройденном ею пути. Информация поступала в счетно-решающие приборы (СРП). В них перед пуском на Земле закладывалась расчетная информация о скорости и расстоянии, которые БР должна иметь в определенные моменты времени. СРП сравнивали замеренную и расчетную информации, переводили измерения в координаты траектории и выдавали «сигнал ошибки», который через исполнительные органы подправлял траекторию ракеты, приближая ее к расчетной (программной).

Применение в системах управления счетно-решающих приборов вызвало необходимость развития производства многослойных печатных плат, модульного проектирования конструкций аппаратуры, разработки и освоения технологии изготовления оперативных и долговременных запоминающих устройств.

В середине 60-х годов в течение ряда лет в Москве по Красной площади на военных парадах возили межконтинентальную баллистическую ракету 8К99. Точнее, видели всего лишь транспортно-пусковой контейнер ракеты, размещенный на ходовой части тяжелого танка. 8К99 была уникальной тем, что она хранилась и транспортировалась в контейнере, из которого она и уходила в полет при помощи гак называемого «минометного» старта. Ракету из контейнера «выталкивал» пороховой аккумулятор давления, двигатели первой ступени запускались уже за пределами контейнера. Кроме несомненных достоинств, этот тип передвижного старта позволял существенно увеличить дальность полета ракеты.

Система управления ракеты имела некоторые особенности — был применен моноблочный принцип компоновки бортовой аппаратуры (все бортовые приборы аппаратуры СУ, кроме ГСП, размещались в одном контейнере).

На вооружение ракету не приняли. Однако идеи, заложенные при ее создании, были широко использованы при разработке новых ракетных комплексов.

СУ 8К99 стала последней разработкой ОКБ-692 на старом теоретическом и технологическом фундаменте. После чего стало ясно, что принцип построения систем управления на основе аналоговых и дискретных счетно-решающих устройств не имеет перспективы. Дальнейшего совершенствования систем управления баллистических ракет потребовало увеличение объемов информации, обработка ее на борту ракеты в реальном масштабе времени. Последовало коренное изменение наземной аппаратуры.

Действительно революционным явилось использование в системах управления ракет бортовых цифровых вычислительных машин, обеспечивающих функционирование ракетного комплекса при наземных предстартовых проверках и в полете ракеты.

Современные системы управления строятся на основе бортовой ЦВМ (БЦВМ). Находясь на борту, она решает задачи управления движением (в том числе ориентации и стабилизации), автономной и инерциальной навигации, программного управления и др., она может осуществлять контроль и проверку различных систем ракетного комплекса.

Наличие бортовой цифровой вычислительной машины сделало возможным применение более совершенных законов управления, упрощение аппаратуры СУ и сокращение числа связей Земля-борт.

Когда стало ясно, что без нее не обойтись, специальными решениями правительства был утвержден план работ по созданию базовых БЦВМ и систем управления на их основе.

Разработчиком ЦВМ «Аргон-11» такого назначения был определен НИИ цифровой электронно-вычислительной техники (НИИЦЭВТ) Министерства радиотехнической промышленности.

К концу 60-х годов специалистам ОКБ-692 стало ясно, что разрабатывать бортовую цифровую вычислительную машину, наилучшим образом отвечающую конкретным требованиям, нужно собственными силами. Многие высказались за использование «своей» БЦВМ, поскольку в «чужую», да еще и предназначенную для целого ряда заказчиков машину вносить какие-либо коррекции в систему команд или что-либо другое будет сложно и чревато увеличением времени при создании систем. Проведенные исследования показали — технический уровень ОКБ-692 позволяет создать БЦВМ для систем управления ракет разработки ОКБ М. Янгеля.

В 1965 году в одной из лабораторий ОКБ-692 была начата отработка методики проектирования БЦВМ, оценки взаимных связей и взаимовлияния входящих в нее блоков.

В результате появился экспериментальный образец — одноканальная, одноадресная машина 1А100. Строилась она на модулях серии «Тропа-1».

В 1968 году началась разработка штатной БЦВМ 1А200 в трехканальном варианте со съемными блоками ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) с применением только что появившихся интегральных схем. На ее основе формировались системы управления МБР Р-36 (15А14) и УР-100Н (15А30) — в КБЭ опытно-конструкторские работы (ОКР) по этим системам имели шифр — заказ 274 и 34 соответственно.

БЦВМ 1А200

Блоки центрального процессора (ЦП) 1А200 и устройства ввода-вывода (УВВ) строились на интегральных микросхемах серии 106, блок оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) был выполнен на ферритовых накопителях «Куб-1М», ПЗУ — на П-образных ферритовых сердечниках. Для электронных ОЗУ была разработана серия гибридных микросхем частного применения типа «Пенал», изготовление которых было передано заводам.

1А200 стала отправной для создания целой серии других, а через два года впервые в СССР был произведен успешный запуск ракеты нового для КБЮ (п/я В-2289) поколения 15А14.

Появление БЦВМ в составе СУ повысило точность БР, снизило ошибки навигации путем учета собственных погрешностей ГСП, появилась возможность калибровки командных приборов без снятия ракеты с боевого дежурства, повысилась боеготовность, появилась возможность оперативного перенацеливания ракет.

В конце 1971 года БЦВМ 1А200 была заменена на 15/1579 (быстродействие — 108000 операций в секунду, емкость ОЗУ — 16 килобайт, емкость ПЗУ — 28 килобайт).

БЦВМ 15/1579 была унифицирована для СУ ракет Р-36М и УР-100Н (SS-18 и SS-19).

Удачно выбранные и реализованные ее характеристики позволили за короткое время путем минимальных изменений создать целый ряд систем управления с высокими техническими характеристиками. Комплекс мер по гарантированию надежности обеспечили этой БЦВМ уникальную длительность жизни — около 25 лет, а ее несколько модернизированный вариант находится на боевом дежурстве в российской армии и в настоящее время.

Это результат работы многих коллективов прибористов, конструкторов, технологов, программистов, испытателей, рабочих и специалистов ОКБ-692, завода «Электроприбор», Киевского радиозавода, и Харьковского завода им. Т.Г. Шевченко.

Применение ЦВМ в системе управления вызывало опасения головного предприятия за обеспечение успешного «минометного» старта ракеты, так как при сбое бортовой ЦВМ двухсоттонная ракета с неработающим двигателем могла упасть на стартовое сооружение. В целях безопасности специалистами ОКБ-692 была создана релейная система, которая дублировала команды БЦВМ. Но, к счастью, она не понадобилась.

Впервые в СССР БЦВМ в составе СУ была использована при бросковых испытаниях ракеты Р-36М в середине 1972 года.

Внедрение цифровых вычислительных машин вначале в бортовой, а затем и в стартовой аппаратуре положило начало созданию третьего поколения систем управления для образцов ракетно-космической техники.

Работы по БЦВМ дали толчок созданию интегральных микросхем (ИМС), вызвав технологический прорыв в области построения сложных цифровых систем. Новая элементная база «потянула» за собой совершенно новые технологические приемы, использование многослойных печатных плат, изготовление которых было связано с большим количеством сложных и трудоемких операций. Основные элементы БЦВМ (и других электронных приборов) стали создаваться с применением систем автоматизированного проектирования.

Новые принципы построения