Всем привет! Этой мой первый пост, так что не судите строго. Все мои косяки, если кто найдет - пишите.
Итак, я начинаю цикл статей и рассказов о системе управления Транспортным Пилотируемым Кораблем (далее, чтобы экономить место, я буду все сокращать, что можно в данном случае - ТПК) Союз различных модификаций (а их было ой ой ой сколько).
И первая тема для обсуждения: Пульты ТПК Союз-ТМА, т.е. я расскажу про все пульты, которые имеются на корабле, зачем они нужны и как с ними работать. По мере возможности я расскажу про все космические корабли в будущем (как российские, так и иностранные), а также буду выкладывать редкие программы, которые раньше никогда не были в открытом доступе (можете не бояться ГосТайну никто не нарушает, все согласовано).
Я уверен на 100% что вы все знаете про Союз, но даже не представляете как же это все таки работает по факту, как и что нажимают космонавты, как они «водят» Союз и выполняют наисложнейшие задачи поставленные перед ними. Конечно это все было бы невозможным не будь у этих ребят группы поддержки на Земле (Королев, ЦУП ),в лице Главной Оперативной Группы Управления (далее ГОГУ) которая видит в 100 раз больше чем сами космонавты (на землю с Союза передается телеметрическая информация с 52.478 датчиков, систем, реле и т.д…
Приступим. Я не буду делать предыстории о том как разрабатывались средства отображения информации для кораблей Союз (хоть это и очень интересные рассказы людей которые это все разрабатывали (Спасибо вам Т.Ю.А. !) но это больше история…отдельно как-нибудь напишу), а сделаю сразу рассказ про СОИ ТПК Союз-ТМА-М.
Самое главное в СОИ это сама система отображения информации, то, что представляется оператору (командиру, бортинженеру). В данном случае эта система называется «Нептун-МЭ» (изделие ПСА-2-МЭ 11Ф732), разработанная СОКБ КТ (ныне НИИАО) под руководством Юрия Александровича Тяпченко (можете в гугле забить у него оооочень много статей о том как разрабатывались СОИ всех поколений) . При его непосредственном участии в рамках ЛИИ, СОКБ ЛИИ, НИИАО созданы системы отображения информации для кораблей «Восток-2», «Восход», 3КВ №6, «Зонд», «Н1-Л3», «Выход», «Союз-7К», «Союз-А8», «Союз-Т», «Союз-ТМ», станций «Алмаз», «Салют», «МИР», ВКС «Буран». Короче инженер крутой и очень много сделал. Если у меня возникает вопрос при моделировании того или иного изделия и я что то не понимаю, то я могу спокойно ему позвонить и спросить.
Система СОИ: «НЕПТУН-МЭ»
Итак, мы имеем изделие (систему) Нептун-МЭ с которой космонавты взаимодействуют 70-85% своего времени в полете. Еще ее называют ПСА (Пульт Спускаемого Аппарата). Состоит эта система из двух независимых, но общающихся между собой ИнПУ (Интегрированный Пульт Управления) которые являются самостоятельными компьютерами. И так же самого пульта с различными датчиками преобразователями и т.д..
Давайте же разберемся с назначением этого пульта. За что он отвечает? Что он может? И тому подобное.
Пульт Космонавтов Спускаемого Аппарата (ПК СА) «Нептун-МЭ» предназначен для выполнения следующих задач:
• выдача команд управления системами ТК;
• контроль исполнения команд управления системами, выдаваемых как с ПК СА, так и по другим каналам (КРЛ, АПВУ, КВУ);
• контроль состояния систем ТК по транспарантам(ТСЭ);
• обмен информацией с ЦВМ;
• определение текущего времени, измерение отдельных отрезков времени, оповещение о наступлении заданного момента времени;
• определение текущего местоположения ТК относительно поверхности Земли, а также предполагаемого места посадки СА;
• контроль расхода топлива КДУ и параметров системы электропитания (СЭП);
• прием полного телевизионного сигнала (ПТС) от телевизионной системы (ТВС) и отображение содержащейся в ПТС информации на экранах ИнПУ;
• индикация аналоговых параметров систем ТК.
Я буду делать отдельные статьи, если вам будет интересна та или иная система я по мере возможности буду рассказывать про нее более подробно (вплоть до истории ее появления), в этом же посте я дам общую информацию о том, как же происходит управление ТК Союз.
Хочу сказать пару слов о технической составляющей пульта (эти данные публикуются впервые). Пульт работает от напряжения 23-34В постоянного тока, мощность при номинальном напряжении составляет около 100 Вт при штатном режиме работы. В нем установлены 3 процессора типа i386. Полетный ресурс около года составляет, а гарантийный – 10 лет. Пульт может быть использован 3 раза. Весит это чудо 46 Кг.
Но скажу вам по секрету, пульт может летать и большее количество раз. Ему просто меняют прошивку (с помощью специальной программы) и отправляют заново в космос. Дело в том что для каждого полета соя прошивка и они все отличаются.
Давайте копнем боле глубже и разберемся с составом пульта. На его лицевой панели расположены следующие органы управления/отображения:
1 - пульт бортинженера ИнПУ1;
2 - пульт командира ИнПУ2;
3 - табло сигнальные (ТС);
4 - табло центрального огня (ЦО);
5 - тумблер и клавиши выдачи особо важных команд (ОВК);
6 - клавиши выдачи служебных команд;
7 - предохранители со светодиодами контроля состояния;
8 - вольтметр;
9 - ручные автоматы защиты сети «ВЕНТИЛЯТОРЫ СКАФАНДРОВ»;
10 - переключатель датчиков «БДУС1-1 – БДУС1-3»;
11 - регулятор яркости рабочего освещения СА «РАБОЧЕЕ ОСВЕЩЕНИЕ»;
12 - регуляторы уровня звука и клавиша «ПЕРЕДАЧА» со светодиодом контроля включения и отключения рабочего места БИ «СВЯЗЬ-1», рабочего места КК «СВЯЗЬ-2», рабочего места КИ «СВЯЗЬ-3»;
13 - выносные блоки управления маркером (БУМ).
Не так уж и много органов управления (по сравнению с самолетами к примеру). Если мы разделим пульт на 3 условные зоны (левую, центральную и правую) то можем увидеть 3 зоны ответственности (грубо сказано):
левая – Борт инженер №1 (БИ1),
центральная – Командир Корабля(КК)
правая – Борт Инженер №2 (БИ2)
Давайте левую и правые зоны мы пока опустим (т.к. по этой теме имеется около 57 учебников по несколько томов…все не расскажешь, но как я уже сказал если кому то что-то будет интересно, то пишите я буду делать статьи про эти приборы/системы).
Далее мы будем работать и вести рассказ сугубо о центральной зоне, а если быть точнее то о ИнПУ – Интегрированному Пульту Управления.
ИнПУ предназначен для контроля и управления бортовыми системами.
В состав каждого ИнПУ входят:
1- вычислитель;
1- матричный экран;
2- регулятор яркости экрана;
3- сигнализатор работы ИнПУ в дежурном режиме;
4- клавиши включения и отключения питания ИнПУ «ПИТАНИЕ ВКЛ/ОТКЛ»;
5- клавиши прямого выбора форматов для прямого перехода на формат управления («УПР»), на формат контроля параметров бортовых систем («ИП»), на первый формат («1 ФОРМАТ») и клавиша «ТЕСТ» для записи формата «ЖУРНАЛ»;
6- клавиши «-1» и «+1» для последовательного просмотра ранее выбранных форматов (при этом формат «1 ФОРМАТ» не учитывается) и для ввода знаковой информации;
7- клавиши «ВКЛ» и «ОТКЛ» под общей надписью «КОМАНДА» для выдачи команд и выбора форматов;
8- клавиши со стрелками под общей надписью «КУРСОР» для управления курсором;
9- цифровые клавиши «1, 2, … , 0» под общей надписью «КОД» для ввода цифровых значений, выбора форматов и выдачи команд;
10- клавиши «ИСП» и «СБР» под общей надписью «КОД» для работы с ПРВИ и ПВЦИ.
11 - Центральный Огонь (ЦО)
Итак, мы дошли до самой интересной части. До работы с ИнПУ. Вся информация выводится на экран ИнПУ (800х600) в виде так называемых форматов отображения. Вот очень интересная вещь получается, сколько лет я этим занимаюсь но ни разу…ни в одном учебном пособии…ни в одной бортовой документации я не видел пояснения…логического толкования слову формат отображения, поэтому скажу как я это вижу.
Формат отображения – окно на котором отображаются данные об определенной динамической операции/системе/режиме. Т.е. есть формат ССВП к примеру (Система Стыковки и Внутреннего Перехода) так вот, на этом формате отображаются различные команды с разных систем которые так или иначе имеют отношение к стыковке (стыковочному агрегату точнее), транспаранты на которые выводится информация с датчиковой аппаратуры системы стыковки и т.д. Думаю с форматами разобрались. Перейдем к основному экрану.
Перед вами 1-й формат ИнПУ версии 1.11.0 который практически не менялся с самого его создания (я потом приведу сравнение самой первой версии программы и той что была на МС-10). Данный формат загружается при первом включении пульта.
Немного о его структуре и распределении информации на нем.
Формат делится на зоны, которые показаны на рисунке. Размеры и расположение зон являются постоянными для всех форматов. В состав зон входят:
• верхняя – зона приоритетной информации (ЗПИ);
• центральная – зона кадровой информации (ЗКИ);
• нижняя – зона меню (ЗМ).
ЗПИ предназначена для выдачи экипажу постоянной информации и состоит из:
1 – панель «наименование формата»;
2 – панель «топливо»;
3 – панель «время»;
4 – панель «секундомер»;
5 – панель «текстовые сообщения» или центральное сигнальное табло (ЦСТ);
6 – панель «картографическая информация»;
7 – панель «вход-выход из тени»;
8 – панель «давление в СА»;
9 – панель «вход-выход из зоны радио-видимости»;
10 – панель «СЭП».
ЗКИ предназначена для отображения основной информации, обеспечивающей деятельность экипажа (то есть самого формата который мы загружаем). Вид этой зоны определяется форматами отображения, которые выбираются в соответствии с выполняемыми режимами. В ЗКИ изображаются:
• активные управляющие элементы (виртуальные кнопки, активные окна выбора, шкальные индикаторы и цифровые сигнализаторы);
• пассивные элементы (графические образы).
На рисунках 5-3 и 5-4, в качестве примера, показано изображение первого формата.
В ЗМ располагаются виртуальные кнопки, которые используются для выбора режимов работы ИнПУ, выбора форматов отображения и работы с ПРВИ.
Пару слов о том, как работать с форматами. А точнее о логике работы с ними. Работа с форматами построена на основе использования клавиш управления на ИнПУ и виртуальных объектов на экране, таких как:
• кнопка;
• командно-сигнальное поле (КСП);
• линейка КСП;
• пульт ручного ввода информации (ПРВИ);
• индикатор пространственного положения (ИПП) - это формат такой о нем расскажу отдельно, когда буду рассказывать про все форматы и для чего они нужны;
• индикатор навигационный космический (ИНК)- так же является форматом;
• прибор ввода цифровой информации (ПВЦИ);
• линейка сигнализаторов и отдельные сигнализаторы;
• центральное сигнальное табло;
• электронные шкалы и цифровые индикаторы параметров;
• окна для отображения телевизионной информации от ТВ-камер, аппаратуры «СИМВОЛ» и от системы управления спуском (СУС) (если мы на ТМА летим то да – для СУС была отдельная система формирования изображения сейчас такого нет ее формирует сам Нептун).
Если на виртуальной кнопке 1-го формат слева от надписи расположена стрелка вниз, то это значит, что под этой кнопкой скрыт еще один уровень.
Важнейшим элементом управления является подвижный курсор (маркер), всегда находящийся на формате. Для управления курсором может использоваться клавиатура управления на ИнПУ и клавиатура управления на блоке управления маркером (БУМ).
При работе с клавиатурой управления курсором ИнПУ нажатие любой из клавиш со стрелками приводит к перемещению курсора в ближайшее по порядку положение курсора на экране в ту или иную сторону, которое имеет смысл и предусмотрено программой. Выдача управляющих воздействий сводится к наложению курсора на виртуальную кнопку или активное окно и нажатию клавиши «КОМАНДА ВКЛ».
Работа с форматами начинается после включения ИнПУ и загрузки программного обеспечения (ПрО) (20-25 секунд). Работа с форматами проводится на основе информации, представляемой на форматах в ЗКИ, и заключается в контроле состояния объектов управления и в решении задач управления – ввода данных и выдачи команд.
Про работу форматов я расскажу в следующем посте.
Так же хочу выложить для вас программную модель ИнПУ для Союз-ТМА.
https://drive.google.com/open?id=1a2UkBH3YAYXX1EXDyM1gqCweyx...
Работать с ней очень легко. Перемещение курсора происходит клавишами со стрелками, а выдача команды клавишей Ввод.