Вычислительная техника для ракет и космических систем

Одной из трех организаций в бывшем СССР (и единственной в Украине) создававших системы управления для ракет и космических аппаратов, включая бортовые ЭВМ, было и остаётся Харьковское научно-производственное объединение "Хартрон" (раннее "Электроприбор"), созданное в 1959 году.

Около 40 лет оно является ведущим разработчиком систем управления, бортовых и наземных вычислительных комплексов, сложного электронного оборудования для различных типов ракет и космических аппаратов. За эти годы созданы системы управления межконтинентальных баллистических ракет СС-7, СС-8, СС-9, СС-15, СС-18, СС-19, самой мощной в мире ракеты носителя "Энергия", ракеты носителя "Циклон", орбитальных модулей "Квант", "Квант-2", "Кристалл", "Природа", "Спектр", 152 спутников серии "Космос" и др. объектов.

Первые системы управления строились с аналоговыми приборами систем стабилизации и электро-механическими, а с 1964 г. электронными счётно-решающими приборами.

На этапе создания и последующего выпуска электронных счетно-решающих приборов в Научно-производственном объединении "Хартрон" было организовано современное и мощное производство модулей, многослойных печатных плат, запоминающих устройств на ферритовых сердечниках, решены сложные научно-технические проблемы обеспечения помехозащищенности, высокой надежности, стабильности параметров бортовой вычислительной техники в течение 10-летнего (и более) срока эксплуатации. Выросла целая плеяда талантливых учёных и инженеров (В.П.Леонов, Г.С.Бестань, Д.Н.Мерзляков, Д.М.Смурный и др.). Первым руководителем созданного в 1962 г. комплекса по разработке бортовой аппаратуры был А.Н.Шестопал. С 1966 г. по 1992 г. это подразделение возглавлял А.И.Кривоносов.

Генеральным директором и Главным конструктором систем управления для ракетных комплексов в научно-производственном объединении "Хартрон" с 1960 по 1986 год был Владимир Григорьевич Сергеев.

Своими воспоминаниями о работах выполненных в НПО "Хартрон" делится главный конструктор бортовых вычислительных комплексов "Хартрона" лауреат Ленинской и Государственной премии Украины доктор технических наук Анатолий Иванович Кривоносов.

"К середине 60-х годов стало ясно, что принцип построения систем управления на основе аналоговых и дискретных счётно-решающих устройств не имеет перспективы. Дальнейшее совершенствование управления межконтинентальными баллистическими ракетами требовало резкого увеличения объёмов информации, обрабатываемой на борту ракеты в реальном масштабе времени. Требовалось также принципиально изменить идеологию регламентных проверок систем ракеты, которая базировалась на использовании сложной, дорогой и неудобной в эксплуатации передвижной испытательной аппаратуры, размещаемой в кузовах нескольких автомобилей.

Революционным шагом на этом этапе явилось использование в системах управления ракет бортовых электронных вычислительных машин, обеспечивающих функционирование ракетного комплекса при наземных проверках и в условиях полёта ракеты. При этом резко упрощалась наземная аппаратура, её можно было разместить в "оголовках" ракетных шахт, отказавшись от автопоездов. Возможность решения более сложных алгоритмов позволяла существенно повысить точность стрельбы.

В теоретическом комплексе, возглавляемом доктором технических наук, лауреатом Ленинской премии Я.Е.Айзенбергом, было создано подразделение (Б.М.Конорев) по определению требований к архитектуре и вычислительным характеристикам бортовых ЭВМ и разработке программного обеспечения. Потребовалось создать не только новую методологию разработки всех алгоритмов и программ полёта наземных испытаний, но и создавать новую технологию проектирования технических средств, включая моделирующие стенды, систему автоматизированного производства программ и т.д.

Вначале создание систем управления с бортовыми ЭВМ в "Хартроне" шло по двум направлениям:

- применение бортовой ЭВМ, разработанной головным предприятием по вычислительной технике Министерства радиопромышленности СССР - Научно исследовательским центром вычислительной техники,

- использование бортовой ЭВМ собственной разработки.

На одном из совещаний высшего руководства "Хартрона" в апреле 1967 года Генеральный директор и Главный конструктор Владимир Григорьевич Сергеев предложил обсудить и решить вопрос о концентрации сил на одном из этих направлений. Все руководители ведущих подразделений: Я.Е.Айзенберг, А.И.Кривоносов, Б.М.Конорев, А.С.Гончар и др. высказались за использование бортовой ЭВМ собственной разработки, поскольку в "нужную" машину было практически невозможно вносить необходимые изменения в программное обеспечение, что резко замедлило бы разработку новых систем управления. Единогласно принятое решение начало быстро исполняться. Уже в 1968 году был испытан первый экспериментальный образец бортовой ЭВМ на гибридных модулях. Через 6 месяцев появилась её трёхканальная модификация на монолитных интегральных схемах. В 1971 году, впервые в СССР, был произведен запуск новой ракеты 15А14 с системой управления, включающей бортовую ЭВМ.

Удачно выбранный и успешно реализованный комплекс вычислительных характеристик (разрядность 16, объём ОЗУ 512-1024 слов, объём ПЗУ 16 К слов, быстродействие 100 тыс. опер/сек.), надёжная элементная база обеспечил и этой бортовой ЭВМ уникальный срок жизни - около 25 лет, а её несколько модернизированный вариант находится в эксплуатации на боевом дежурстве и в настоящее время.

В целях обеспечения малых габаритно-массовых характеристик ЭВМ впервые в отрасли были созданы гибридные микросборки схем управления оперативным запоминающим устройством, плоские микромодули согласующих устройств с гальванической развязкой, многослойные печатные платы, изготовленные методом открытых контактных площадок и др.

В 1979 году были приняты на вооружение ракеты 15А18 и 15А35 с унифицированным бортовым вычислительным комплексом. Для систем управления этих "суперизделий", впервые в СССР была разработана новая технология отработки программно-математического обеспечения, включающая так называемый "электронный пуск", при котором на специальном комплексе, включающем ЭВМ БЭСМ-6 и изготовленные блоки системы управления ракетой моделировался полёт ракеты и реакция системы управления на воздействие основных возмущающих факторов. Эта технология обеспечила также эффективный и