Системы отображения информации долговременной орбитальной

 пилотируемой станции "Салют"

Тяпченко Ю.А. (НИИ авиационного оборудования, г. Жуковский, Туполева,18

 т/ф 556-2350, e-mail typhenko@progtech.ru, tiapchenco@niiao.com)

 

В статье на фоне фрагментов истории создания космических станций представлены разработанные СОКБ ЛИИ г. Жуковский для ДОС "Салют" РКК «Энергия»: система отображения информации "Сириус-17К" центрального поста базового блока, пульты управления заправкой компонентами топлива двигательной установки станции, пульт обеспечения выхода космонавтов (ПОВ) и пульт автономного сближения ПАС-1.

 

На околоземную орбиту было выведено семь пилотируемых долговременных орбитальных станций (ДОС) под названием "Салют" (см. табл. 1) , из которых станции «Салют» № 1, 4, 6, 7 – это ДОС - 7К, созданные РКК «Энергия» г. Королев  Московской области (заводские наименования станций: изделие 17К №121, 122, 123, 124). Станции  "Салют"  № 2, 3, 5 - это орбитальные пилотируемые станции (ОПС) комплекса "Алмаз",  созданные Центральным конструкторским бюро машиностроения (ЦКБМ, с 1983г. - НПО машиностроения г. Реутов Московской области.

 

Все отечественные ДОС были созданы на базе комплекса "Алмаз"[1], о драматизме работ по которому стало широко известно в начале 90-х годов прошлого века[2],[3],[4]. Этот драматизм можно представить, например, на основе нижеследующей хронологии.

 

1964 г. Начало работ в ЦКБМ (г. Реутов, Московская область) по созданию пилотируемого ракетно-космического комплекса "Алмаз" в интересах обороны страны. Комплекс состоял из орбитальной пилотируемой станции (ОПС), транспортного корабля снабжения (ТКС) и входящего в его состав многоразового возвращаемого аппарата (ВА) для трех космонавтов.

 

1967.07.21. Постановление ЦК КПСС и СМ СССР о создании малой орбитальной исследовательской станции. [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.637] 

 

1969.01.15. Состыкованные пилотируемые корабли «Союз-4» и «Союз-5» представлены, как первая экспериментальная орбитальная станция.   [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.638] 

 

1969 год. «….группа специалистов ЦКБЭМ (К.Д. Бушуев, С.О. Охапкин, Б.Е. Черток, С.С. Крюков, К.П. Феоктистов, Б.В. Раушенбах) обратилась к секретарю ЦК КПСС Д.Ф. Устинову с предложением в короткие сроки создать орбитальную станцию научного и народнохозяйственного назначения с использованием имеющегося задела: элементов конструкции  орбитального блока станции "Алмаз" и служебных систем уже отработанного корабля «Союз». [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.264]

 

Обсуждение вопроса о создании орбитальной станции у секретаря ЦК КПСС Д.Ф. Устинова проходило без участия В.П. Мишина - первого после смерти С.П. Королева руководителя ЦКБЭМ. [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.264]

К.П. Феоктистов в своей книге[5] пишет: «..в начале декабря 1969т года, когда Мишин был где-то на юге в отпуске, а Челомей то ли отдыхал, то ли лечился, я позвонил Устинову и напросился на прием. Он предложил заехать вечером, часам к пяти…….Устинов усвоил основную идею: и станция будет быстро построена, и … получит по мозгам»……..Примерно 25 декабря мы опять собрались у Устинова, но уже с участием Мишина.»

 

В декабре 1969 года С.О. Охапкин, К. Д. Бушуев, Б.Е. Черток предложили возглавить работы по созданию орбитальной станции Ю.П. Семенову в качестве ведущего конструктора [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.264]  .

 

Конец 1969 года. Начало работ по созданию станции "Салют" в РКК "Энергия".

 

«К 31 декабря 1969 года буквально в течение нескольких дней были подготовлены «Основные положения по орбитальной станции, которая  в технической документации получила название ДОС (долговременная орбитальная станция), а комплекс – ДОС – 7К» «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.266].

 

 1970.16/20 января приказом №8 В.П. Мишина - начальника ЦКБЭМ (РКК «Энергия») - ведущим конструктором по комплексу ДОС-7К назначается Ю.П. Семенов с освобождением его от должности ведущего конструктора по объекту 11Ф91 (пилотируемый КА "Зонд" для облета Луны). Этим приказом существенно повышается статус ведущего  конструктора. Он подчиняется непосредственно главному конструктору. [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.265]

 

Февраль 1970 года. В РКК "Энергия" выпущен проект по ДОС. «Проект был согласован с руководителем филиала ЦКБМ (Фили г. Москва) В.Н. Бугайским, который в дальнейшем на протяжении всех лет работы в ЦКБМ (Ф) был его последовательным сторонником, активно противодействовал нападкам на эти работы со стороны генерального конструктора ЦКБМ В.Н. Челомея.» «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.266].

 

Для такой позиции руководство и коллектив ЦКБМ(Ф) имело веские основания. Дело в том, что, пользуясь подержкой Н.С. Хрущева, В.Н.Челомей сумел переподчинить это предприятие (ОКБ-23) себе.

 

 Коллективом ОКБ-23 под руководством В.М. Мясищева были созданы стратегические бомбардировщики М-4, 3М. Эти самолеты имели самые высокие летные характеристики и обладали рядом преимуществ по сравнению с зарубежными аналогами.

 

Придя к руководству, В.Н. Челомей, несмотря на просьбу  командования  ВВС, не предоставил возможность В.М. Мясищеву завершить работу по созданию сверхзвукового стратегического бомбардировщика М-50, который по своим характеристикам опережал не менее, чем на 20 лет лучшие зарубежные самолеты.

 

В.Н. Мясищева освободили от руководства ОКБ-23. Сначала он руководил кафедрой в МАИ, затем был назначен директором ЦАГИ, а в 1967 - генеральным конструктором «Экспериментального машиностроительного завода» в г. Жуковском.

 

На ЭМЗ на базе знаменитого самолета 3М был создан самолет-носитель ВМ-Т «Атлант» для решения задач по программе «Энергия-Буран».

 

На этом же заводе были созданы кабина ВКС "Буран", высотные самолеты «Стратосфера» и «Геофизика». В 1990 году на самолете «Стратосфера» было установлено 20 мировых рекордов по скорости, скороподъемности и высоте полета[6].

 

1970.02.09. Постановление ЦК КПСС и СМ СССР о разработке долговременной орбитальной станции ДОС-7К [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр. 267, 638]

 

Март 1970 года. Группа специалистов ЦКБЭМ (РКК "Энергия") впервые встретилась со специалистами ЦКБМ (Ф) и завода имени М.В. Хруничева.

 

Март 1970 года. «… ведущий конструктор Ю.П. Семенов впервые встретился с генеральным конструктором В.Н. Челомеем на основной территории ЦКБМ в г. Реутове. Во время этой встречи после длительного разговора и выслушивания упреков в адрес ЦКБЭМ по поводу «перехвата» темы Ю.П. Семенову, опираясь на Постановление ЦК КПСС и СМ СССР, удалось добиться передачи четырех корпусов станции "Алмаз" для работ по станции ДОС. Разговор шел долго и был непростым, но, в конце концов, после разговора В.Н. Челомея с министром С.А. Афанасьевым, вопрос был решен положительно. Эти четыре корпуса были доработаны и использованы для летной станции "Салют" и экспериментальных макетов для проверки принятых технических решений.» [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.267]

 

Таким образом, с В.Н Челомеем поступили, как говорят сегодня, еще круче, чем им это было сделано с В.М. Мясищевым.

Таковы были нравы, такова была система.

 

«Для отработки технических решений по станции был создан ряд экспериментальных установок и макетов…..» [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.269]

 

«Для оснащения станции требовалось научное оборудование, которое могло быть создано в приемлемые сроки….» [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.269]

 

1969-1970 г.г. изготовление станции 17К (заводской № 121). Завод имени М.В. Хруничева обеспечивал изготовление корпуса станции, узлов и агрегатов, трубопроводов, кабелей и сборку станции. ЗЭМ нес ответственность за изготовление комплектующих по согласованному перечню (интерьеры, арматуру, приборы, элементы системы жизнеобеспечения и др.), а также за электроиспытания станции в КИС ЗЭМ РКК «Энергия».

 

Декабрь 1970 года. На заводе им. М.В. Хруничева был собран орбитальный блок станции и передан в ЦКБЭМ для проведения испытаний.

 

Март 1971. Блок отправлен на техническую позицию.

 

Испытания были проведены за 40 дней. «Многое делалось впервые. Некоторые проблемы решались подручными средствами». [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.269]

 

«От начала разработки проекта до запуска станции на орбиту прошло меньше 16 месяцев. Еще никогда космические аппараты такой сложности не создавались в такие сроки. Разумеется, при разработке конструкции и систем станции использовался громадный опыт участников работ и технический задел по уже отработанной технике. Но существенным фактором, позволившим это сделать, были энтузиазм, царивший в коллективах, умелая организация работ, поддержка темы в вышестоящих организациях (ЦК КПСС, Министерства общего машиностроения), соответствующая технология ведения документации, разработки, изготовления и испытаний». [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.269]

 

«Работы велись круглосуточно, практически без выходных дней» [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.268]

 

«…Главный конструктор и руководитель ЦКБЭМ В.П. Мишин…находился в оппозиции к работам по орбитальной станции, а генеральный конструктор ЦКБМ В.Н. Челомей был откровенным противником этих работ. Остановить работы по станции при поддержке ЦК КПСС эти руководители не могли» [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.268]

 

 1971.04.19. Первая орбитальная станция ДОС №1, получившая название "Салют",  была выведена на орбиту ракетой-носителем УР-500К «Протон», генеральным конструктором которой был В.Н. Челомей, а разрабатывалась и изготавливалась ЦКБМ (Ф). Все следующие станции также выводились РН «Протон».

 

1972.07.27. Главным конструктором по изделию ДОС-7К назначен Ю.П. Семенов. [РКК «Энергия» имени С.П. Королева. 1996 г., стр.639].

 

В дальнейшем эта станция была создана еще в двух модификациях, которые представлены на рис.1 . 

Особенности систем отображения информации космической

станции Салют и комплекса Алмаз

Тяпченко Ю.А. (Специализированное ОКБ космической техники

НИИ авиационного оборудования, г. Жуковский, Туполева,18

 т/ф 556-2350, e-mail  tia@pt.comcor.ru  или alfa2m@orc.ru )

 

В докладе представлены, состав систем отображения информации и внешние виды пультов центральных постов базового блока и транспортного корабля космического комплекса Алмаз, внешний вид пультов базового блока станций Салют разработки РКК "Энергия".

 

Введение

Пилотируемый ракетно-космический комплекс Алмаз был создан Центральным конструкторским бюро машиностроения (ЦКБМ, с 1983г. - НПО машиностроения г. Реутов, генеральный конструктор В.Н. Челомей).

 

Комплекс «Алмаз» стал основой всех отечественных долговременных орбитальных станций (ДОС)- «Салют», «Мир»[7].

Одним из активных участников работ по созданию технических средств  для космических пилотируемых станций этой программы был коллектив специализированного ОКБ Летно-исследовательского института (СОКБ ЛИИ, главный конструктор С.Г. Даревский до 1973 г.С.Г. Даревский).

 

Постановлениями правительства и ЦК КПСС На на СОКБ ЛИИ   в соответствии с постановлениями правительства и ЦК КПСС возлагалась ответственность за создание систем отображения информации (СОИ) для всех составных частей комплексов а ДОС-7К и "Алмаз", а такжеи комплексных тренажеров ТДК- 7К, ТДК-7КТ для подготовки космонавтов транспортных кораблей «Союз»  и комплексных тренажеров по программе "Алмаз": ТДК-Ф71 - тренажер орбитальной станции, ТДК-Ф77 - тренажер транспортного корабля снабжения, ТДК-Ф74 - тренажер возвращаемого аппарата.для подготовки космонавтов.

 Дополнительно специалисты СОКБ ЛИИ, получившие значительный опыт работы в области систем отображения информации пилотируемых космических аппаратов (ПКА) и тренажеростроения при совместных работах с НПО «Энергия», выполнили большой объем работ по обоснованию интерьера станции, и приняли неформальное участие  в обосновании принципов построения системы управления бортовымого комплексома[8].

В  режиме становления СОКБ ЛИИ, как самостоятельного предприятия, и в условиях конфликтной ситуации между головными  заказчиками, оно (СОКБ ЛИИ) обеспечило разработку, отработку, изготовление, и поставку и ввод в эксплуатацию СОИ всех составных частей комплекса «Алмаз и тренажеров ТДК-Ф71, ТДК-Ф72, ТДК-Ф73 для подготовки космонавтов в ЦПК им. Ю.А. Гагарина.

Ни до этого, ни после СОКБ не выполняло большего объема работ, чем в тот период, поэтому закрытие данного направления (официально в 1982 г.) весьма отрицательно сказалось на психологическом климате небольшого по тем временам его молодого коллектива. Для него это была третья, наиболее тяжелая по последствиям ситуация.  В предшествующие годы были прекращены работы по кораблю 3КВ №6 с искусственной тяжестью и лунной программе Н1-Л3[9]. По каждой из этих тем работы велись практически круглые сутки. По каждой из этих тем были созданы и введены в эксплуатацию как системы отображения информации, так и комплексные тренажеры. Кроме этого, работая в Минавиапроме в условиях критического отношения к космическому направлению, коллектив во главе с С.Г. Даревским вынужден был непрерывно доказывать свою способность решать сложные задачи пилотируемой космонавтики[10].

Практически Работы по созданию СОИ для ДОС-17К были поручены СОКБ ЛИИ практически на заключительной фазе работ посоздания СОИ и тренажеров для комплексуа Алмаз"Алмаз".

 

Получив задание на работу по ДОС-17К, СОКБ ЛИИ, как и многие другие предприятия, оказалось в положении «Буриданова осла»: какой теме отдать предпочтение? Это решение необходимо было принимать на фоне работ по пилотируемым космическим программам "Зонд", "Н1-Л3", "Союз", «Союз – Апполон» и др.

 Новые постановления и соответственно приказы по отраслям и предприятиям  выходили, а старые не отменялись. Ведущие специалисты, конструкторы, технологи, рабочие, испытатели СОКБ ЛИИ уже многие годы работали практически без отпусков и едва ли не круглосуточно.

 

Следует отметить, что контакты с НПО «Энергия» в первый период совместной работы были плодотворными и профессионально интересными. В обеспечение их заказов в 60-годах прошлого века СОКБ совместно с кооперацией НИИ и ОКБ (см. таблицу 2) были созданы системы и средства отображения и управления, аналогов которым в мире не было.

 

К этому следует отнести:

·        переход от штурвального ручного управления движением летательного аппарата, принятом в авиации и на кораблях "Меркурий" США, к компактным кистевым (СОИ ПКА "Восток") и пальчиковым (СОИ ПКА "Союз-7К") ручкам управления движением,

 

·        переход от развернутых командно-информационных полей (СОИ ПКА "Восток" – СОИ первого поколения), к командно-сигнальным пультам с матричным избиранием объектов управления и развернутой формой представления сигнальной информации (КСП СОИ ПКА 3КВ№ 6 – СОИ второго поколения) и затем к пультам со свернутыми командным и информационным полями (КСУ СОИ ПКА "Союз-7К" – СОИ третьего поколения),

 

·        организация человеко-машинного интерфейса на основе методов программного управления режимами и системами ПКА (приборы ИВК СОИ ПКА "Восток", ИКП СОИ ПКА "Союз-7К", БКП - блоки контроля программ СОИ ПКА "Зонд" и "Н1-Л3"),

 

·        внедрение комбинированных электронных информационных систем на основе видеоконтрольных устройств  телевизионного типа,

 

·        создание средств отображения на основе электролюминесценции,

 

·        создание приборов отображения аналоговой информации на основе газоразрядных индикаторов (пульты СОИ ПКА "Зонд" и "Н1-Л3"),

 

·        отработка в рамках проекта тяжелого межпланетного корабля принципов построения и создание опытных образцов подсистем аварийно-предупредительной звуковой и речевой информации с использованием цветомузыки,

 

·        отработка принципов построения цифровых информационно-измерительных систем и создание опытного образца дисплея на основе плазменного матричного индикатора,

 

·        создание унифицированного ряда  многошкальных и двухкоординатных приборов со световым отсчетом,

 

·        создание  кооперации вузов, НИИ АН СССР и различных отраслей по эргономическому обеспечению эргатических систем и многое другое.

 

Однако во второй половине 1960-х годов в РКК "Энергия" начала проводиться в отношении СОИ более самостоятельная техническая политика, которая нашла свое отражение при создании корабля «Союз-Т» и в полной мере в последующем при создании станции "МИР".

 

Одним из видных специалистов и ученых РКК "Энергия", впоследствии ставшим академиком, было принято решение отказаться от услуг СОКБ ЛИИ в части аппаратного обеспечения ручного контура управления и начале производства пальчиковых ручек  управления на подчиненном РКК "Энергия" заводе ЗЭМ – изготовителе космических кораблей.

До этого времени производство ручек управления было отлажено на специализированном предприятии Минавиапрома в г. Ленинград. Каких-либо претензий к уровню техники, поставляемой этим предприятием, никогда не было.

 

Кроме этого, СОКБ ЛИИ при научной поддержке института физиологии им. Павлова АН СССР были разработаны ручки нового типа, которые по своей новизне не имели аналогов в мире в течение последующих 10-15 лет.

 

Это решение, а также не дальновидная в этой части политика ряда НИИ и руководства Минавиапрома и СОКБ ЛИИ привела к тому, что в настоящее время в этой области Россия отстает от мирового уровня на тот же срок, на который тогда опережала.

 

Ручки управления и так называемые джойстики для компьютерных игр пришли на рынок из авиации и космонавтики и стали одними из доходных продуктов для многих западных предприятий.

 

Другим примером изменения отношений РКК "Энергия" к кооперации является их отказ от услуг СОКБ ЛИИ в части обеспечения пилотируемой космонавтики дисплейной аппаратурой, над созданием которой работы велись совместно с рядом институтов страны уже несколько лет. Изменение ориентации в этой части произошло по инициативе тех же, кто решил проблему по ручкам управления.

 

В целом в проектах РКК "Энергия" в части СОИ  в рамках программ "Зонд", Н1-Л3 и «Союз-Т» произошел возврат  к технологиям второго поколения.

 

Вместе с этим наличие большого опыта и задела по средствам и методам отображения информации позволило занять коллективу СОКБ достойное место в программе "Алмаз". Многие специалисты СОКБ ЛИИ по программе "Алмаз" работали с большим энтузиазмом особенно на фазе проектирования.

 

В СОИ ОПС, ТКС и ВА комплекса "Алмаз" нашли применение практически все новации СОКБ в том числе дисплейные системы нового поколения. В  создании бортовых систем комплекса «Алмаз» участвовали в основном предприятия близкого коллективу СОКБ авиационного профиля, а филиал ЦКБМ, как было отмечено выше – это одно из передовых авиационных предприятий, коллектив которого отличался новационным подходом к решению многих проблем в том числе в области  систем контроля бортовых систем и систем управления движением. Это были подходы, ориентированные на создание автоматизированных систем управления с учетом человеческого фактора.

СОКБ ЛИИ были поручены работы по созданию СОИ для долговременной орбитальной станции ДОС-17К (НПО «Энергия» г. Калининград Московской области, Генеральный конструктор В.П. Мишин), получившей в последующем название «Салют». Для этой станции СОКБ модифицировало систему отображения «Сириус-7К» корабля Союз-7К, и в небывало сжатые сроки (в течение года) создало принципиально новую СОИ для системы ручного управления и контроля заправкой компонентами топлива объединенной двигательной установки станции

 – СОИ Мирзам-17К[11]., не имевшейеющей аналогов в космонавтике и авиации, для системы ручного управления и контроля заправкой компонентами топлива объединенной двигательной установки станции – СОИ Мирзам-17К[12].

 Таким образом, в СССР  в условиях глобального дефицита на продукты питания и товары народного потребления, нищеты во многих районах России, катастрофической нехватки жилья, детских садов, на фоне широкомасштабных работ по пилотируемым космическим программам недостаточного уровня финансирования промышленности, работавшей на потребительский рынок, низкого жизненного уровня населения многих регионов страны, на фоне очередей за продуктами и товарами первой необходимости были развернуты работы созданыпо созданию двуха орбитальных комплексова под общим открытым названием наименованием «Салют».

 

Космическое соревнование шло не только между США и СССР, но и внутри страны. В это соревнование были втянуты предприятия, партийные, советские, профсоюзные и комсомольские органы. Внутреннее Такое соревнованиесоревнование  в такой форме, в какой оно проходило в этот период, не только не радовало, но скорее раздражало своей бессмысленностью,  политической направленностью, ориентированностью на амбиции определенных руководителей высшего эшелона власти.

 

Космонавтика превратилась в политическое ШОУ. За это ШОУ давались награды и премии, присваивались различного рода звания и без защиты присуждались ученые степени. Но непосредственных исполнителей это ШОУ изматывало и опустошало.

 

Пресса нередко раздувала малозначащие события отечественной пилотируемой космонавтики и умалчивала о достижениях мировой и отечественной непилотируемой.

 

В это же время работы в области авиационной техники всячески тормозились. Все это оказывало влияние на атмосферу в коллективах предприятий, которые работали по обоим – авиационному и космическому - направлениям.

В этих, как впрочем, и во многих других коллективах, было широко распространено циничное выражение: «G работает на ТАСС, а H - в унитаз». Те, кто пытался каким-либо образом изменить ситуацию, независимо от занимаемых постов быстро оказывались на обочине космических программ.

 

Все работы велись под контролем партийных органов, которые отрабатывали решения ЦК КПСС, не задумываясь о последствиях.

 

Там, где главные конструкторы не в состоянии были вдохновлять свои коллективы на обеспечение работ в кратчайшие сроки, а средств на стимулирование было недостаточно, за дело брались парткомы, органы советской власти, комитеты ВЛКСМ, профкомы, решения которых оказывали влияние на очередность  получения квартиры, путевки в детский сад,  автомашины, садового или огородного участков, путевки в дома отдыха или санатории, получение дефицитных книг, естественно на всякого рода награды и многое другое.

 

Несмотря на сложность обстановки, описанной выше и усугубленной неожиданным выходом на первый план работ по ДОС-17К, коллектив СОКБ ЛИИ обеспечил создание СОИ как для станции   РКК "Энергия", так и для комплекса "Алмаз".

 

Этому способствовала установка на построение станции на основе заделов, накопленных по другим программам. В соответствии с этой установкой было принято решение об адаптации системы отображения "Сириус-7К"  корабля "Союз-7К" к задачам управления бортовых систем станции ДОС-7К.

 

В последующем для станций "Салют" № 6 и 7 дополнительно к СОИ «Сириус» была создана уникальная на тот период времени СОИ "Мирзам-17К" – СОИ ручного управления и контроля заправкой компонентами топлива объединенной двигательной установки станции. На основе других заделов были созданы пульт обеспечения выхода ПОВ-1 и пульт ПАС-1 для системы автономного сближения.

 

Ниже даны краткая характеристика станции "Салют" (ДОС-17К) и обеспечивающих их СОИ разработки СОКБ. Анализ СОИ комплекса  "Алмаз" дан в другой статье автора.

 

В таблице 1 приведены даты выведения станций на орбиту, время полета, транспортные корабли доставки экипажей. В этой же таблице дана для справки дата полета пилотируемой станции «Скайлэб» США, которая собственно явилась в России поводом для принятия решения об ускоренном строительстве новой станции и соответственно для дискредитации одних и возвышения других. Проект США по созданию станции не получил в то время дальнейшего развития.

  

Как было представлено выше на рис.1, станция непрерывно развивалась в направлении длительности существования, увеличения собственных энергетических ресурсов и увеличения количества портов причаливания транспортных кораблей, т.е. как средство обеспечения научно-производственной деятельности экипажа. Насколько эффективно это средство использовалось – дело специального исследования и в данной работе не рассматривается.

 

смущало многих участников работ по пилотируемой космонавтике.

 На орбиту было выведено 7  станций Салют, из которых станции «Салют»  № 2, 3, 5 - это орбитальныеая пилотируемыеая станция (ОПС) комплекса Алмаз (ЦКБМ). Станции «Салют» № 1, 4, 6, 7 – ДОС 17К (ЦКБЭМ - НПО «Энергия») (см. табл. 1).

 Транспортные корабли снабжения (ТКС) и многократно возвращаемый спускаемый аппарат (ВА) комплекса Алмаз прошли испытания в беспилотном варианте. Один из ВА в беспилотном варианте участвовал в летных испытаниях трижды. Пилотируемых пусков  транспортного корабля снабжения с ВА не было. Несмотря на положительные результаты беспилотных полетов работы по пилотируемым ТКС комплекса Алмаз были приостановлены, и доставка экипажей на станции Салют и ОПС Алмаз обеспечивалась на первом этапе кораблями Союз-7К, а затем модернизированными кораблями Союз-Т. Для этих кораблей СОКБ обеспечивало поставкупоставляло СОИ «Сириус-7К» и соответственно новую СОИ «Нептун».

В настоящем докладе представляются состав и особенности СОИ пилотируемого космического комплекса Алмаз, о драматизме создания которого описано в работе[13]  Г.А. Ефремова и др.,  и СОИ станции Салют РКК "Энергия".

 

Состав и особенности СОИ комплекса Алмаз 

Ракетно-космический пилотируемый комплекс Алмаз состоит из орбитальной пилотируемой станции (ОПС, изделие 11Ф71), транспортного корабля снабжения (ТКС, изделие 11Ф72), который состоит из функционально-грузового блока (ФГБ, изделие 11Ф77)  и возвращаемого аппарата (ВА, изделие 11Ф74).

 В комплекс Алмаз входят (см.рис.1) СОИ «Марс», «Юпитер», «Икар», бортовая информационно-поисковая система (БИПС) и дисплейный комплекс (ДИСК-1).

В состав каждой СОИ входят пульт центрального поста и специализированные периферийные пульты, датчики, светильники и ручки управления движением ОПС и ТКС. По классификации, представленной в работе[14], СОИ комплекса Алмаз относится к третьему и четвертым поколениям. Ниже представляются наиболее интересные для истории и анализа пульты.

На рис. 2 показана фотография главного пульта СОИ Марс ОПС Алмаз.

В состав пульта входят:

¨подсистема аварийно-предупредительной световой и звуковой сигнализации – система обеспечения экипажа верхнего уровня, в состав которой входят сигнальные табло на основе электролюминесценции, прибор звуковой сигнализации (ПЗС), центральный сигнальный огонь (ЦО), приборы логической обработки входных сигналов и управления средствами сигнализации, служебные органы (кнопочные переключатели) управления подсистемой,

¨подсистема отображения главных параметров систем ОПС и станции в целом, в которую входят трехшкальные приборы со световым отсчетом, индикаторы положения станции в пространстве и относительно земли, индикатор расхода топлива, средства сигнализации состояния или режимов работы основных систем,

¨ 

¨многофункциональная подсистема контроля и управления, в состав которой входят средства обмена информацией с бортовым цифровым комплексмом и средства группового контроля параметров (видеоконтрольное устройство - ВКУ телевизионного типа, система Стрелка преобразования аналоговых параметров в видеосигнал для отображения на ВКУ со шкальным устройством, блок вызова параметров на ВКУ, трехшкальный газоразрядный прибор группового контроля аналоговых параметров),

¨ 

 

 

Рис.2 Пульт управления центрального поста орбитальной пилотируемой станции комплекса Алмаз

 

¨ подсистема ручного управления бортовыми системами ОПС, в состав которой входят командно-сигнальные пульты с матричным способом избирания объектов управления и развернутой формой представления информации о состоянии и режимах работы агрегатов – пульт типа КСПмтр-мнк,

¨ пульт системы поддержки операторов при выполнении специальных задач – пульт бортовой информационно-поисковой системы (БИПС см. ниже),

¨подсистема оперативного контроля и управления – средства прямой подачи команд, регуляторы параметров и др.

Дополнительно для управления бортовыми системами на ОПС используются заимствованные из СОИ корабля Союз командно-сигнальные устройства (КСУ) с матричным способом избирания и контроля объектов управления – пульты типа КСПмтр-мтр.

 

 Внешние виды главного пульта ТКС  показаны на рис.3,4,5,6.

Как и на главном  пульте ОПС, основными средствами СОИ ТКС являются подсистема световой и звуковой сигнализации, командно-сигнальные пульты типа КСПмтр-мнк, электронная система отображения информации с использованием ВКУ телевизионного типа и др. На этом пульте оригинально решена проблема размещения ручек управления движением ТКС. Штатно ручки управления задвинуты внутрь пульта. В рабочем положении они легко выдвигаются. Для исключения тремора руки последняя опирается на специальные упоры, размещенные на откинутой крышке ручки.

 

 

 

Как и на главном  пульте ОПС, основными средствами СОИ ТКС являются подсистема световой и звуковой сигнализации, командно-сигнальные пульты типа КСПмтр-мнк, электронная система отображения информации с использованием ВКУ телевизионного типа и др. На этом пульте оригинально решена проблема размещения ручек управления движением ТКС. Штатно ручки управления задвинуты внутрь пульта. В рабочем положении они легко выдвигаются. Для исключения тремора руки последняя опирается на специальные упоры, размещенные на откинутой крышке ручки.

На рис.7 показаны пульты и приборный состав СОИ Икар возвращаемого аппарата комплекса Алмаз. Принцип построения этих пультов аналогичен принципам, представленным выше.

 Ручки управления, датчики, светильники, навигационный индикатор, видеоконтрольное устройство (ВКУ) телевизионного (ТВ) типа, модули электролюминесцентные (ЭЛИ) сигнальных полей, сигнальные табло (ТС), приборы со световым отсчетом, газоразрядные индикаторы (ГРИ) и ряд других средств отображения информации СОИ комплекса Алмаз заимствованы из СОИ кораблей комплекса Н1-Л3. Это, с одной стороны, позволило существенно уменьшить расходы по теме, и с другой – подтвердило эффективность принятой в космонавтике организации работ по СОИ.

В целом при создании СОИ для комплекса  «Алмаз» дальнейшее развитие получили принципы интеграции СОИ, принятые в СОИ кораблей Союз, Зонд  и наземном экспериментальном корабле НЭК.

 Для этого комплекса впервые были созданы или обоснованы:

¨электронно-оптическая бортовая информационно-поисковая система - БИПС, как средство поддержки операторов при реализации специфических задач управления. Состав и структурная схема БИПС показаны на рис.8 (СОКБ ЛИИ и ЦКБ «Геофизика»),

¨распределенная по базовому блоку система звуковой сигнализации,

¨дисплейный комплекс (СОКБ ЛИИ), как основное средство взаимодействия космонавтов с вычислительным комплексом ОПС. В качестве многофункционального средства отображения использовалось ВКУ из состава ТВ системы (ВНИИ телевидения г. Ленинград),

¨мнемосхемы на основе электролюминесценции (НИИАА г. Москва),

¨оригинальная конструкция центрального пульта управления ТКС (СОКБ) с встроенными в пульт и выдвигающимися при необходимости  ручками управления движением (ОКБТиЗА г. Ленинград). Компоновка средств рабочего места выполнена по-самолетному: средства визуального контакта космонавтов (илюминаторы) размещены над приборной доской (пультом космонавтов) по продольной оси ТКС,

¨ принципы построения систем аналогового допускового контроля (АДСК),

¨задача синтеза СОИ больших систем.

Основываясь на авиационных традициях, в этом комплексе существенно повышалась роль космонавтов и  соответственно роль СОИ, как средства обеспечения деятельности космонавтов при управлении объектом.

Многие технические решения, принятые при создании СОИ комплекса Алмаз, защищены авторскими свидетельствами.

Важной особенностью работ по теме являлось широкое привлечение ученых институтов АН СССР и военных академий к оценке эффективности принятых решений и разработке на этой основе руководств по проектированию эргатических систем, эргономических требований ко всем элементам космической техники и др. При этом были получены важные для практики результаты оценки загрузки космонавтов на борту станции. Эта работа проводилась Академией им. Можайского совместно с ЦКБЭМ г.Реутов и СОКБ ЛИИ. По ее результатам был сделан вывод о многократной перегрузке космонавтов при управлении системами и станцией с использованием комплекса СОИ Марс. Таким образом, ставилось под сомнение заключение о допуске к эксплуатации этой СОИ, которое выдало СОКБ ЛИИ по результатам наземных автономных испытаний. Учитывая противоречивость полученных результатов автономных заводских испытаний и эргономических исследований, возникла необходимость уточнения целей и задач наземных автономных и комплексных испытаний СОИ и соответственно их экспериментальной проверке .

На первом этапе развития пилотируемой космонавтики этому процессу – работам непосредственно по созданию СОИ  предшествовали многосторонние исследования принципов построения систем управления бортовыми комплексами, средств отображения информации и органов управления. В последующем результаты НИР были подтверждены летными испытаниями. Поэтому к началу работ по комплексу Алмаз имелись научнообоснованныенаучно-обоснованные и экспериментально подтвержденные требования к СОИ ПКА. Эти результаты учитывались СОКБ ЛИИ при разработке и утверждении ТЗ на новые СОИ Марс, Юпитер и Икар. При таком подходе задачи автономных и комплексных испытаний сводились к задачам экспериментального подтверждения показателей, заданных в ТЗ.

Основываясь на опыте, полученном специалистами СОКБ ЛИИ при совместной работе с РКК "Энергия", научному обоснованию принципов построения СОИ комплекса Алмаз на этапе технических предложений обоснованно было уделено меньше внимания. Эта уверенность привела к тому, что выводы НИР о не соответствии СОИ Марс возможностям человека оказались неожиданными для всех участников программы. Автором данной работы было высказано предположение, что применение теории информации, основанной в данном случае на гипотезе о равновероятном наступлении событий, отображаемых средствами СОИ,  в этом проекте неправомерно. Для оценки данной гипотезы под руководством автора была создана специальная система регистрации на комплексном тренажере в РГНИИЦПК им. Ю.А. Гагарина. Обработка полученных результатов во время комплексных тренировок экипажей показала, что большая часть сигналов присутствует на сигнальных табло практически постоянно, и поэтому эта часть неинформативна. Другие сигналы появляются редко и поэтому с точки зрения теории информации также являются малоинформативными. Эти выводы подтвердили правильность выданного заключения о допуске СОИ к эксплуатации, основанном на опыте предыдущих работ.

Из этого примера следует важный вывод о необходимости своевременного выпуска нормативной документации по соответствующим направлениям. Это будет способствовать существенному уменьшению затрат на создание новой техники. Именно такого подхода придерживаются в США в том числе в космонавтике и авиации.  

 Соответствующая попытка была предпринята в СССР. Так, по результатам особенностей АСУ ОПС Алмаз, а также исследований, проведенных СОКБ ЛИИ, заводом «Звезда» г. Томилино, ГНИИКиАМ, ИМБП, ЦКБМ г. Реутов, ряда военных академий, институтов АН СССР и вузов страны, были разработаны руководства по эргономическому обеспечению космической техники (РЭО КТ) и др. В дальнейшем эти работы необоснованно прекращены.

 

Состав и особенности СОИ станции Салют (ДОС-17К)

ННа рис.2 приведен  состав СОИ ДОС-17К и СОИ транспортных кораблей «Союз» и «Союз-Т», разработки СОКБ ЛИИ долговременной орбитальной станции ДОС Салют и транспортных кораблей Союз-7К и Союз-Тс помощью которых обеспечивалась доставка экипажей на станцию и их возвращение на землю..

 

Кроме ууказанных СОИ, на ДОС Салют имеются использовались пульты, созданные РКК "Энергия" и другими предприятиями.дис Но плейная аппаратура Символ, ряд щитков управления и  пультов научной аппаратуры разработки РКК "Энергия".основной СОИ центрального поста станции "Салют" является система "Сириус-17К" .

 

На рис.3 показан центральный пост станции.

 

В создании СОИ для ДОС принимали участие коллективы, основные из которых представлены в  таблице 2.

В пульте ПОВ-1 использовались приборы СКБЧМ (бортовые часы космические (БЧК), с  электромеханическим подзаводом) и прибор двухшкальный со световым отсчетом СКБ при заводе «Вибратор».

 

СОИ "Сириус-17К".

Фотографии этой системы и ручки управления движением станции представлены на рис.4 и рис.5 соответственно.  По конструкции и составу СОИ ДОС "Салют" – полный аналог СОИ На ДОС Салют основной системой отображения информации  является СОИ Сириус-17К, принципы построения которой заимствованы от СОИ корабля Союз-7К"Союз-7К".

 

Следует отметить, что такая конструкция приборной доски и ее состав не отвечают требованиям станции. Это видно не только по овальному, ничем не оправданному вырезу в доске, но и по наличию в ней ряда избыточных индикаторов (ИКП и БЦИ). Вместе с тем на рабочем месте космонавтов на центральном посту станции размещен ряд дополнительных приборов и пультов, функции которых могли быть реализованы, например, с помощью электронной измерительной системы типа «Стрелка», которая входит  в состав СОИ «Сириус» и устройств типа КСУ.

 

Командно-сигнальные устройства (КСУ) идентичны по конструкции КСУ корабля "Союз-7К", но их схемы адаптированы под требования сопряжения с комплексом управления бортовыми системами станции.

 

КСУ это электромеханический прототип электронных дисплеев. Это один из наиболее эффективных по своим технико-эксплуатационным и стоимостным показателям пультов управления, созданных в рамках пилотируемой космонавтики.

 

Датчики и светильники, входящие в СОИ "Сириус-17К", полностью заимствованы с других систем.

 

 Ручка управления РУП-2А по конструкции соответствует ручке корабля "Союз-7К", но отличается характеристикой «угол отклонения - ток».

 

Пульт ПАС-1 системы автономного сближения

Для автономной системы сближения, которую создало ОКБ технической кибернетики г. Ленинград, СОКБ ЛИИ изготавливало и поставляло пульт ПАС-1, фотография которого показана на рис. 6, В этом пульте применены двухкоординатные приборы, которые впервые были созданы для пульта сближения и стыковки системы "Орион" в рамках  программы "Н1-Л3".

На одном из двухкоординатных приборов со световым отсчетом этого пульта обеспечивается отображение углового положения продольной оси транспортного корабля относительно линии центр масс транспортного корабля – стыковочный  узел станции, а на другом - расстояние и скорость сближения относительно заданной линии параметров при оптимальном режиме сближения и стыковки.

 

 

 

Пульт обеспечения выхода космонавтов

На фото рис.7 вверху справа показан пульт обеспечения выхода ПОВ-1.

 

В этом пульте впервые использовались приборы со световым отсчетом и существенно модифицированные электромеханические часы.

 

Большое внимание было уделено проблеме обеспечения работы космонавтов в вакууме в скафандре  с наддутыми перчатками. В частности были созданы специальные рычаги для галетных переключателей, введены перегородки между кнопочными переключателями, изменены ручки регуляторов громкости. , фотография которой показана на рис.10.

 

СОИ "Мирзам-17К"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Специально дДля ДОС Салют"Салют" №№ 6 и 7   была создана СОИ «Мирзам-17К» – система контроля и управления заправкой компонентами топлива объединенной двигательной установки (ОДУ) станции, показанная на рис.118., рис.9. На рис. 10 показан пульт контроля системы «Радуга». Управление пневмоклапанами этой системы обеспечивается с пульта ПОДУ-2.

Каждому клапану присваивался цифровой код, который при управлении набирался с помощью кнопок на пульте управления ПОДУ-2.

 

На рис. 11 показан автономный пульт управления матричного типа ПСНТ-1-17К..

 

В СОИ «Мирзам» впервые в практике летательных аппаратов отображение информации обеспечивалось с помощью мнемосхем, а управление - с помощью пульта избирательного типа, пространственно удаленного от средств отображения. Впервые в рамках этой СОИ были созданы и эффективно применены светодиоды, которые в дальнейшем нашли широкое применение в СОИ различного назначения.

 

Как и в СОИ ОПС Алмаз в СОИ Мирзам использовались приборы со световым отсчетом, электролюминесцентные сигнализаторы и табло, органы управления, способы защиты особоважных команд и многое другое, заимствованное из более ранних проектов.

Доставка экипажей на ОПС Алмаз и ДОС Салют на первом этапе обеспечивалась кораблями Союз-7К, в которых использовалась СОИ Сириус-7К. На втором этапе в качестве транспортного корабля использовался модернизированный корабль Союз-Т, для которого была создана новая СОИ «Нептун». Эта система с несущественными изменениями использовалась на всех последующих кораблях Союз-Т и Союз-ТМ.

 

В СОИ «Мирзам» впервые в практике летательных аппаратов отображение информации обеспечивалосьвыполнено с использованием мнемосхем, а управление - с помощью пульта избирательного типа, пространственно удаленного от средств отображения.

 

Впервые в рамках этой СОИ были созданы и эффективно использованы светодиоды, которые в дальнейшем нашли широкое применение в СОИ различного назначения.

 

Как и в СОИ ОПС Алмаз вВ этой СОИ Мирзам использовались приборы со световым отсчетом, электролюминесцентные сигнализаторы и табло, органы управления, способы защиты особоважных команд и многое другое, заимствованное из более ранних проектов.

 

Доставка экипажей на ОПС Алмаз и ДОС "Салют"  на первом этапе обеспечивалась кораблями "Союз-7К", в которых использовалась СОИ "Сириус-7К" .

 

На втором этапе в качестве транспортного корабля использовался модернизированный корабль «Союз-Т», для которого была создана новая СОИ «Нептун». Эта система практически без изменений использовалась   последующих отечественных и международных программ.

Заключение

0.Создание распределенной иерархической СОИ для орбитальной пилотируемой станции Алмаз, транспортного корабля снабжения и возвращаемого аппарата – это новый этап в развитии эргатических систем бортового управления сложными системами.

0. В рамках программы Алмаз

¨впервые были созданы информационно-поисковая система и дисплейный комплекс, как основные средства взаимодействия человека и ЭВМ на борту летательного аппарата, распределенная система звуковой сигнализации, интегрированный электролюминесцентный индикатор контроля работы системы ориентации,

¨по-новому, условно говоря, по-самолетному, было организовано центральное рабочее место космонавтов  ТКС,

¨проведены летные испытания многих приборов (газоразрядные индикаторы, приборы со световым отсчетом, средства световой и звуковой сигнализации и органы управления, система обработки аналоговых сигналов и др.), впервые созданных в рамках программы Н1-Л3.

3. В рамках программы ДОС-17К впервые в мировой практике была создана бортовая СОИ с использованием развернутых мнемосхем с светодиодами и избирательным способом подачи команд управления. Впервые органы избирания были пространственно удалены от средств сигнализации, что позволило более рационально компоновать рабочее место космонавтов.

4. В рамках программы Алмаз был проведен большой комплекс эргономических исследований, результаты которых широко использовались при разработке рекомендаций по эргономическому обеспечению космической техники.

5. Опыт работ по близким программам показал на необходимость опережающих исследований и разработки требований к человеко-машинному интерфейсу и их унификацию. Ущерб от несвоевременного эргономического обеспечения может в несколько раз превышать затраты на проведение обеспечивающих НИР. Несмотря на очевидность этого факта работы по стандартизации в этой области в России практически прекращены и продолжают интенсифицироваться за рубежом применительно к авиации и космонавтике особенно в связи с работами по программе создания международной космической станции.

 

Дополнение  Работы по созданию СОИ для станцийи Салют"Салют"  и ОПС выполнены в СОКБ ЛИИ под руководством С.Г. Даревского совместно с предприятиями, основные из которых указаны в таблице. (Заместители С.Т. Марченко и Э.Д. Кулагин). Смежные предприятия в части СОИ: НИИ автоматической аппаратуры, ВНИИ радиоэлектроники НПО «Фазотрон», СКБ часовых механизмов г. Москва, Ульяновское КБ приборостроения, заводы «Вибратор» и «Пирометр», ОКБ топливно-измерительной аппаратуры г. Санкт-Петербург, и др. Ведущие исполнители в СОКБ ЛИИ: Лавров Д.Н. – нач. проектной лаборатории и ведущий по СОИ комплекса Алмаз (заместитель.,  Ю.А. Тяпченко Ю.А. о), Конарев В.П., Зубченко В.П., Лебедев А.Г., Бондарев Е.И., Ощепков Н.А., Авраменко Ф.Ф., Подолян В.А.,. Мещеряков И.П, Брагина Г.Н, Павленко Л..Я., Мещеряков И.П., Прокофьев В.А., Зубченко В.П., Лебедев А.Г., Бондарев Е.И.,Почетов А.Д., Калиниченко  А.Я., Брагин Б.Ф., Пахомов С.А., Масловский Ю.Е., Кислов В.П., Почетов А.Д., Симоненкова Л.П., Андриянов Р.К., Симановский Л.П., Тюленев Г.Ф, Ощепков Н.А., Подолян В.А., Шитов В.М., Максимова В.Н., Лепехин В.П.,  Голенко Д.Г., Лемешко В.Н.   и многие другие.