Skip to content
 

В 90-е годы мы тоже создавали новую космическую технику

Вот новость с сайта ГКНПЦ имени Хруничева, правда, не очень свежая: от 22.08.08:

«Сегодня канадский космический аппарат связи Nimiq 4 прибыл на космодром Байконур для подготовки к запуску на ракете-носителе «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М».

Новость явно не сенсационная, просто очередной вывод в космос иностранного аппарата российской ракетно-космической системой. И даже этот Nimiq – не первый из Nimiq’ов, выводимый связкой «Протон»-«Бриз-М».

Но, дорогое товарищи! Я был участником разработки и испытаний системы управления разгонного блока «Бриз-М». От включения первого, впоследствии кардинально переделанного, комплекта приборов и программ на стенде родного КБ до подготовки первых запусков на Байконуре. Я страстно желаю прямо сейчас вывесить на сайте статью о том, как это блок делался.

Разгонный блок «Бриз-М» является одним из немногих пока образцов российской космической техники, которые были разработаны и доведены до стадии серийного производства в кораблекрушительную постперестроечную эпоху. Нет смысла ещё раз говорить о том, с какими трудностями столкнулась тогда наука и поддерживающие её отрасли. Интереснее и приятнее увидеть то позитивное, что принесли с собой новые правила и обстоятельства, постепенно прояснявшиеся в запутанности непростой тогдашней жизни.

Создание разгонного блока «Бриз-М» для ракет типа «Протон» в значительной мере стало возможным – и необходимым! – благодаря некоторым из этих правил и обстоятельств.

Наибольшее число космических полётов осуществляют ракетно-космические системы, состоящей из ракеты–носителя, разгонного блока (РБ) и собственно полезной нагрузки – одного или нескольких космических аппаратов (КА). Такая схема сложилась уже давно и в обозримом будущем сохранит своё значение, обеспечивая приемлемую стоимость выведения, достаточную надёжность и хорошую возможность адаптации к новым типам полезных нагрузок.

В таком запуске ракета–носитель выполняет основную работу: доводит скорость всей системы до величины, близкой к требуемой орбитальной. Разгонный блок предназначен для некоторого доразгона и, главное, для точной постановки полезной нагрузки на заданную орбиту, часто через несколько промежуточных, переходных. Для полной ясности надо добавить, что эта заданная, финишная орбита «Бриза» – обычно ещё не та, на которой будет эксплуатироваться космический аппарат; но до неё остаётся уже немного, и КА «дотягивает» туда на собственной силовой установке. Это не недостаток разгонника, а общепринятая практика выведения орбитальных полезных нагрузок.

Основные отличия от разгонного блока от ракеты–носителя, вытекающие из специфики программы его полёта: значительно более высокая точность работы системы управления при значительно меньших энергетических ресурсах.

Примечание в стиле моего блога: никогда не говорите «ракетоноситель»! Потому что по-русски «ракетноноситель» – это то, что несёт ракету. Бациллоноситель – это переносчик бацилл. Он несёт бациллы. Ракетоносителем можно назвать транспортёр, на котором ракету доставляют до стартового стола или до пусковой шахты. А вот правильное выражение – ракета-носитель – означает, что данная ракета сделана специально для того, чтобы нести некую полезную нагрузку. Или переделана для этой цели из боевой. Причём в общеупотребимом смысле ракета-носитель – это та ракета, которая несёт именно космическую полезную нагрузку. Орбитальный аппарат или какой-нибудь межпланетный зонд. Для того и придумано это сочетание, чтобы не путать ракеты, предназначенные для космических запусков, с ракетами боевыми, исследовательскими и пр.

Итак, про РБ «Бриз-М». Перед его разработчиками стояли традиционные задачи создателей новой космической техники: повышение технической (точность выведения) и экономической (затраты на выведение единицы полезного груза) эффективности. Но развёртывание такой масштабной работы в те скудные годы только ради решения этих задач было бы крайне проблематично, если бы не появился ещё один стимул, порождённый всё теми же новыми правилами и обстоятельствами.

Дело в том, что носители «Протон» выпускаются и эксплуатируются Государственным космическим центром им. Хруничева, а единственный тип разгонного блока для них, ДМ, производился объединением «Энергия». Будучи допущенным на международный рынок космических услуг, «Протон», как известно, стал весьма востребованным товаром. Но нельзя вывести спутник на геостационарную или геопереходную орбиту без разгонного блока! И «Энергия», в полном соответствии с новыми правилами игры, стала увеличивать цену своего изделия. Вот это и стало самым естественным стимулом для разработки хруничевцами собственного разгонного блока.

А средства на это, кроме бюджетных, доставило ещё одно новое обстоятельство — относительно свободный доступ к зарубежным покупателям коммерческих пусков.

Следующим обстоятельством, благотворно сказавшимся на судьбе «Бриза–М», стало ослабление режима секретности — кстати говоря, вполне разумное, не означающее всеобщего и полного рассекречивания. Это дало возможность спроектировать разгонный блок для коммерческих пусков на основе одного из модулей давно эксплуатируемой ракеты значительно меньшей мощности. На модуль был «надвинут» дополнительный бак тороидальной формы с горючим и окислителем, что привело энергоресурсы модуля в соответствие с поставленной задачей. Интересно отметить, что бак этот сбрасывается на траектории полёта после выработки топлива, что повышает упомянутую экономическую эффективность машины. Многие элементы конструкции были оставлены теми же, другие подверглись некоторым изменениям.

Самое основное отличие нового РБ от исходного модуля, за исключением упомянутого бака, заключается в установке новой системы управления.

Основу автономных систем управления движущимися объектами составляют приборы на свободных гироскопах, а эти последние имеют фундаментальное, неустранимое свойство — накапливать ошибку с течением времени. Система управления модуля, взятого за основу, должна была работать в полёте максимум десятки минут, и она просто не успевала накопить неприемлемую ошибку даже при не самых совершенных — а значит, не самых дорогостоящих — гироприборах. Иное дело разгонный блок. Траектории выведения различных космических аппаратов предполагают управляемый полёт длительностью от 7 до 24 часов, а иногда и более. И здесь уже требования к качеству гироскопов значительно более высокие, ведь собственные энергетические ресурсы космического аппарата недостаточны для компенсации существенной ошибки выхода на орбиту; и, во всяком случае, расходование их на исправление ошибки разгонного блока автоматически ведёт к уменьшению срока активной жизни аппарата на орбите.

На РБ «Бриз-М» установлена новая гиросистема, разработанная и производимая в Санкт–Петербурге. Расчётные характеристики этой системы очень высоки, и они подтверждены практически, например, в третьем пуске «Бриза–М», который характеризуется просто блестящей точностью вывода. К сожалению, эта сложнейшая система, как и все подобные ей во всём мире, требует большого времени и больших средств на доводку, а этого-то в условиях 1990-х годов категорически не хватало. Ведь система, в сущности, ещё очень молода; по прежним понятиям, в конце 1990-х – начале 2000-х она находилась в стадии лётно–конструкторских испытаний. Как и весь «Бриз-М».

Дальше о новшествах. Начиная с 70-х годов системы управления летательных аппаратов имеют в своём составе мощные бортовые вычислители, что даёт ещё одну возможность улучшения точностных характеристик – размещение в них (вычислителях) сложных, объёмных и за счёт этого весьма совершенных алгоритмов обработки информации и формирования управляющих воздействий. Центральным прибором системы управления «Бриза-М» стал разработанный во второй половине 90-х годов специально для неё резервированный вычислительный комплекс с современным программно–математическим обеспечением.

Вообще, вся система управления создана заново. Все её тракты, имеющие отношение к управлению полётом, трёхкратно резервированы, что позволяет на разных аппаратурных срезах осуществлять оценку достоверности информации по принципу «два из трёх». При этом в ряде случаев возможно восстановление истинной информации в сбившемся канале системы или отдельного блока; в других случаях информация, признанная недостоверной, игнорируется, т.е. не используется для формирования управляющих сигналов.

На «Бризе-М» установлены также системы, каких не было на модуле-прототипе – они там были просто не нужны. Например, высокопроизводительная система телеметрических измерений, фиксирующая сотни, а может, и тысячи параметров работы бортового оборудования, записывающая их и передающая на Землю в сеансах связи, когда РБ находится в зонах радиовидимости российских измерительных пунктов. Есть возможность передачи телеметрических данных через спутник связи. Эта система также разработана в трудную переходную эпоху нашей новейшей истории.

А ещё для «Бриза–М» разработан наземный проверочно-пусковой комплекс, обеспечивающий все виды испытаний и предпусковую подготовку в автоматическом режиме. Комплекс состоит из аппаратуры подстольного помещения – почти прямо под пусковым столом ракеты – и аппаратуры выносного командного пункта, в полутора километрах от старта, где и работает стартовый расчёт. Аппаратура наземного комплекса тоже резервирована, его части соединены между собой и с разгонником, находящимся на верхушке ракеты, под головным обтекателем, каналами связи для цифровой, дискретной и аналоговой информации. Впрочем, такое построение является обычным для наземных компонентов больших ракетных систем.

И вот что очень приятно, но несколько даже неожиданно. Создано новое изделие ракетной техники, дорогое, сложное, долженствующее соответствовать огромному количеству самых разнообразных требований, разработанное и изготавливаемое на основе кооперации многих и многих предприятий. Создано в период, когда эта самая кооперация разрушена в максимальной степени, включая юридическую гибель некоторых достославных фирм; когда численность разработчиков и производственников на устоявших предприятиях сократилась в разы; когда денег не было ни на зарплату, ни на покупку того, из чего это изделие делается; когда, наконец, в обществе совсем пропало уважение к занятиям такого рода. Изделие было создано – и полетело! Полетело и успешно вывело на орбиту спутник «Горизонт» в первый же раз, когда смогло отделиться от ракеты-носителя. (Напомню, что первый экземпляр «Бриза-М» разбился вместе с «Протоном» из-за взрыва 2-й ступени носителя. Причём, как кисло шутили участники работ, телеметрия давала норму по всем системам РБ до пересечения траектории полёта с земной поверхностью).

В 1998 году, находясь на Байконуре – мы готовили самый первый пуск «Бриза», отложенный потом из-за неисправности гиросистемы, – я купил тамошний журнал «Космодром». В нём, среди прочего, рассказывалась история ввода в строй «королёвского» старта – первой стартовой позиции ракеты Р-7. Запомнился такой абзац (своими словами): «К такому-то числу всё было готово, и такого-то был произведён первый пуск ракеты. Четвёртый пуск оказался удачным» Вот так – без паузы, без объяснений, без изложения причин или промежуточных событий. То есть это было в то время в порядке вещей – и правильно, ведь первый пуск – это только самое начало лётно–конструкторских испытаний нового изделия, беспилотного, когда нельзя ничего изменить не только после отрыва от пускового стола, но и за некоторое время до него.

А разгонный блок «Бриз–М» не имел права на неудачу. В первом же пуске он вёз не массо–габаритный макет, а реальную целевую нагрузку; она стоила больших денег, и трудно сказать, как сложилась бы дальнейшая судьба нового разгонника, если бы он её «уронил».

Сколько пусков «Бриза-М» проведено на сегодняшний день, я уже не знаю: в 2005-м ушёл из КБ и «снял руку с пульса». Знаю, что 05.08.06 объявлялось о «14-м из серии успешных пусков» этого аппарата. Решительное большинство из пусков были вполне успешными, то есть отклонения координат точки выведения и параметров движения в этой точке находились в пределах оговорённых заданием допусков. Было несколько – немного – частично успешных пусков, когда допуски нарушались, но КА удавалось своими силами достичь рабочей орбиты. Про абсолютно неуспешные пуски не знаю. Разработан и эксплуатируется модернизированный вариант, «Бриз-М2», в котором, например, вес системы управления уменьшен более чем в два раза.

…Интересное нам досталось наследство. У нас хорошо получается продавать крайности: с одной стороны, нефть с алюминием, с другой — космические ракеты и истребители поколения «4+». А ведь нефть скоро – скоро! – кончится. Наверное, уже в этом веке основой энергетики и, значит, всей вообще экономики станет какой-то другой способ производства электричества. И этот способ будет базироваться на технологиях высокой сложности. Потому что, например, сделать ветроэлектростанцию довольно просто, а вот сделать её электричество даже не конкурентоспособным, а просто приемлемым по стоимости — вот это очень сложно, вот где нужна и наука, и технология. Это добавляет ценности космической отрасли: она не только продаёт свой продукт сейчас, но и является заповедником высокой технологии, одним из немногих в России.

Кстати, Московское опытно-конструкторское бюро «Марс», которое построило систему управления разгонника «Бриз–М», в числе прочего сделало и систему автоматического управления для одной из самых мощных в мире ветроэлектрических установок. Там тоже есть наземная и «бортовая», то есть находящаяся в гондоле на верхушки мачты, части. Заданием предусмотрена автономная, без какого бы то ни было вмешательства человека, работа установки в течение месяца. В начале 2000-х годов установка была поставлена в опытную эксплуатацию в Калмыкии.

Продавая нефть, хорошо бы попутно учиться делать и хорошую офисную мебель, и электроинструмент, – словом, что-то среднее между ракетами и алюминием. Пока есть люди, которые умеют решать сложные задачи.

Добавить в MemoriЗабобрить эту страницу!Добавить в news2.ru

12 комментариев

  1. Ирина:

    Интересная информация, буду читать еще.

  2. admin:

    Ирина, узнайте лучше, что такое nofollow. Это сэкономит вам много времени и сил.

  3. vitek:

    Да, необходимая статья, я еще блог почитаю в архиве.

  4. Анна:

    Владимир Евсеевич, благодарю за Ваше отступление про термины «ракета-носитель» и «ракетоноситель»! Оно мне очень помогло и стало еще одним аргументом в пользу моего мнения! Я библиограф, мы ведем базу данных аналитической росписи из журналов, в частности, расписываем журнал «Новости космонавтики». Возник спор по поводу ключевых слов к статьям журнала. Изучение вопроса в Интернете показало, что существует дикая путаница с этими понятиями, увы… :(

  5. master:

    Рад помочь. Если понадобится ещё — обращайтесь. Можно и по технике. В СМИ теперь такое бывает… типа «боевой истребитель» или «воздушный аэростат». Абсурд…

  6. bower:

    Работал в МОКБ «Марс», когда буран запускали.

    • master:

      Так мы, м.б., знакомы? В каком подразделении?

      Хотя, конечно, можем и не быть знакомы. Тогда ещё в КБ много было народу, и всё-таки буранская тема была какой-то отдельной, привнесённой, да? Да и я был ещё молодой, мелкий. Это я потом всё КБ знал…

      И всё же: в каком подразделении?

  7. ave verum:

    А кто фотографировал это изделие, если оно такое секретное?

    • master:

      Без дураков говорю: эту фотографию добывал для меня наш зам. по науке Ромуальд Иванович Бонк. Точнее, добывал на «Хруничеве» разрешение — фотография у него уже была. Но добывал не для блога, а для газеты «Спецназ России». Ибо эта статья — моё первое опубликованное сочинение, а «Спецназ России» — первое издание, меня опубликовавшее. Кстати, те, кто меня знает, могли бы это легко предположить по стилю текста.

  8. ave verum:

    Честно скажу, не читала «Спецназ России». Но знаю, что с фотографированием разных «изделий» и «объектов» иногда «случались случаи». Для журналистов, как сейчас говорят, в рамках САКСа (сибирского аэрокосмического салона, который несколько раз до 2006 г. проводился зимой в Красноярске, предлагали ознакомительный тур в г. Железногорск на НПО ПМ им. Решетнёва. Там обстоятельно рассказали о том, как делают спутники, всё показали и дали сфотографировать. Потом, когда готовили статью, решили согласовать с пресс-службой. Там тщательно прочитали и пересмотрели фото, а несколько попросили убрать и не публиковать… Я всё думаю: много ли было тогда среди нас таких честных, которые бросились что-то согласовывать?

    • master:

      Да, понимаю. Но у меня была другая ситуация. Я же работал в КБ, которое было подрядчиком у Хруничева, и я в тех работах участвовал. Это был инсайд, и я был бы не счастливым получателем эксклюзива, а гадом, слившим закрытую информацию. А зачем мне подставлять КБ и тем более — старину Бонка; я не знаю ни одного человека, кто бы его не любил.

Написать отзыв

CAPTCHA изображение
*