Первые БЦВМ космического применения и кое-что из постоянной памяти

Расширение работ с БЦВМ. Продолжение работ с КБ Ф.Г.Староса

Теперь несколько отвлечемся от работ по «Вычислителю» на некоторые события, имеющие отношение к бортовым ЦВМ.

16 октября 1963 года выходит «Решение № 214 Комиссии ВСНХ СССР по военно-промышленным вопросам по координации работ по созданию бортовых электронных вычислительных машин для ракет, ИСЗ, самолетов и кораблей», по которому ВПК решила возложить на ГКРЭ ответственность за разработку базовых бортовых ЭВМ для ракет, самолетов, кораблей, ИСЗ и координацию работ в этой области. Головным институтом в этой части определяется Научный институт электронных машин (НИЭМ) ГКРЭ (директор С.А.Крутовских).

Естественно, появление головного института по базовым БЦВМ не могло для нас пройти незамеченным. Мы связались с НИЭМ, и я туда был направлен на разведку. Оказалось, что определенный головным НИЭМ находился в трудном положении, потому что еще практически отсутствовала серийная микроэлектронная база для создания авиакосмических БЦВМ и систем. В связи с этим руководство института проявило большой интерес к нашим разработкам ЦВМ «Кобра-1» и «Вычислитель» на дискретной схемотехнике и вообще к нашим потребностям в БЦВМ.

В январе 1964 года к нам приехал Сергей Аркадьевич Крутовских со своими коллегами.

«Кобра-1» и «Вычислитель» произвели на них настолько хорошее впечатление, что сначала они даже думали пойти по этому же пути - сделать у себя образец БЦВМ на дискретной технике Но потом решили, что им надо все-таки с самого начала базироваться на микроэлектронной базе и «толкать» ее на предприятиях электронной промышленности.

Мы же вскоре договорились с С.А.Крутовских о подготовке выдаче в НИЭМ исходных данных для проработки возможности создания к середине 1966 года макетного образца БЦВМ по характеристикам, близким к «Вычислителю». Хотели иметь преемственность «микроэлектронной БЦВМ» с «Вычислителем» и, конечно сравнить, какой выигрыш и в чем даст реально новая отечественная техника (предлагаемые нам ранее характеристики УМ-2Б мы хорошо помнили). После проработки ИД планировалась выдача ТЗ.

Проект «ТЗ на разработку бортовой ЦВМ системы ЦКОиУ пилотируемого космического корабля длительного существования» был подготовлен, утвержден Б.Е.Чертоком и выдан 7 сентября в НИЭМ.

Директор НИЭМ С.А.Крутовских по результатам проработки ТЗ на имя Б.Е.Чертока 25 ноября направил ответ, в котором отмечал, что жесткие требования к БЦВМ по надежности (Т_ср на отказ около 10 тыс. час), массе (не более 15 кг), габаритам (объем порядка 25 л) и мощности по вторичной цепи (около 30 Вт) не могут быть реализованы, потому что в настоящее время электронная промышленность не выпускает комплектующих элементов, позволяющих реализовать эти требования. Далее предлагалось создать ТЗ на разработку аванпроекта по БЦВМ с выпуском его в III—IV кварталах 1965 года и уже после рассмотрения результатов аванпроекта решать вопрос с ТЗ на ОКР. В письме также предлагалось вопрос привлечения НИЭМ к созданию БЦВМ для космических аппаратов решить с 8 ГУ ГКРЭ.

В начале 1965 года мы с представителями НИЭМ все-таки подготовили «ПГ совместных работ по разработке и изготовлению бортовой ЦВМ для пилотируемого космического объекта» со сроком выпуска эскизного проекта в III квартале 1966 года, разработки технологических образцов во II квартале 1967 года и летных образцов в I— II кварталах 1968 года. Правда, сроки эти тогда не укладывались в те директивные, которые стояли для реализации проекта «Союз».

Поэтому, по нашему мнению, реальной БЦВМ, которую можно было бы привязывать к проектируемому кораблю, оставался «Вычислитель».

Однако работа с НИЭМ даже по этому ПГ так и не была реализована, в том числе по причине открывшейся внутренней тяжбы в ОКБ-1 по вопросу организации работ по БЦВМ. Коснусь в общих чертах и этого вопроса, так как он повлиял на процесс и сроки разработки БЦВМ для КА.

Для этого отвлечемся от работ по БЦВМ «Вычислитель» в комплексе Чертока и посмотрим, как шли дела по ЦВМ с КБ-2 Ф.Г.Староса в отделе Лаврова, подчиненного В.П.Мишину.

В конце 1963 года ОКБ-1 (отдел Лаврова) заключило финансовый договор № 4 от 30 декабря 1963 года с КБ-2 на разработку и поставку двух ЦВМ.

Одна ЦВМ УМ-2М для экспериментальной отработки задач, возлагаемых на бортовую ЦВМ, должна была быть поставлена во II квартале 1965 года. Вторая ЦВМ, как штатная БЦВМ-УМ-2С, должна была быть поставлена в феврале 1966 года.

До поставки УМ-2М сотрудники отдела С.С.Лаврова вели проработку задач, предполагаемых к реализации на БЦВМ, и занимались созданием стенда с жидкостной системой охлаждения УМ-2М. Еще одно занятие было у Лаврова и некоторых сотрудников его отдела после заключения договора с КБ-2, активно поддерживаемое B.П.Мишиным, — попытки ревизии и дискредитации перед главным конструктором C.П.Королевым работ, которые велись в комплексе Чертока по созданию собственной БЦВМ.

В начале апреля 1964 года на имя С.П.Королева (в копии Б.Е.Чертоку) направляется докладная записка за подписями В.П.Мишина, С.С. Лаврова и И.И.Перцовского «О постановке работ на предприятии в части БЦВМ». В докладной можно выделить несколько разделов.

Первый раздел содержал общие предложения о расширении Работ по применению БЦВМ на предприятии, «проведении работ по анализу и синтезу дискретных систем управления в отделах, классификации алгоритмов и других работ», «...обобщения опыта наиболее рационального применения БЦВМ на наших изделиях...» и т. п.

Второй раздел доводил до главного конструктора мнение подписантов: «... не надо на нашем предприятии разрабатывать и изготавливать БЦВМ, а отдать эту задачу специализированным организациям...», «привлечь к разработке БЦВМ, кроме КБ-2 ГКЭТ, другие организации (НИЭМ, НИИ-17, ИТМ и ВТ ГКРЭ)...»

Третий раздел содержал предложения по организации и распределению работ на предприятии. Основная мысль — весь комплекс работ, в том числе и курирование БЦВМ, должен проводить теоретический отдел (отдел Лаврова) — ведущий по применению БЦВМ. «Этот отдел должен вырабатывать ТЗ и выдавать его другим организациям, проводить лабораторную отработку БЦВМ».

Отделу А.А.Шустова предлагалась роль «разработчика схем и конструкторской проработки связей БЦВМ с другими бортовыми системами, стыковки и отладки работы БЦВМ на борту изделия, проведение цеховых и полигонных испытаний».

Резолюция Б.Е.Чертока на его экземпляре докладной записки:

Срочно! Шустову А.А.

Необходимо совершенно четко сформулировать нашу позицию по этим всем вопросам. В основном речь идет не о сохранности работ (оно очевидно), а распределении и организации.

Подготовьте такой документ к моему возвращению из командировки, но не позднее 22.04.64 г.

Б.Черток. 16.04.64 г.

Проект документа к указанному сроку был представлен, но после обсуждения решили его расширить, дополнив в том числе и материалом просветительного характера. Документ теперь включал разделы:

1. Особенности космических объектов (КО) длительного существования.

2. Принципы проектирования КО с бортовыми ЦВМ.

3. Задачи, возлагаемые на БЦВМ.

4. Система централизованного контроля и управления КО (СЦКиУ), связи со смежными системам и их трансформация при наличии БЦВМ.

5. Состояние с разработкой цифровых систем и БЦВМ в США для ракет и космических объектов.

6. Состояние с разработкой и изготовлением БЦВМ и других цифровых элементов применительно к ракетам и КО в СССР.

7. Состав бортовой системы ЦКОиУ.

8. Автоматизированный наземный испытательный комплекс и связь с бортовой системой ЦКОиУ.

9. Последовательность работ.

10. Экспериментальные работы.

11. Предложения по кооперации, в том числе по разработке БЦВМ.

12. Предложения по организации работ в ОКБ-1.

Подготовленный материал на 28 листах за подписью Чертока, Шустова, Носкина был оформлен как докладная записка на имя главного конструктора С.П.Королева и в копии, с запиской* Б.Е.Чертока, 2.07.1964 г. направлен на имя первого заместителя главного конструктора В.П.Мишина**.

* Записка Б.Е.Чертока: «Василий Павлович! Этот материал мною не подписан, т.к. я улетел раньше, чем кончили печатать последние листы, но как соавтор рукописи прошу считать, что моя подпись есть.

Черток. 29.VI.64 г.».

* * Резолюция В.П.Мишина на записке Б Е.Чертока:

«Лаврову С.С. Для ознакомления и доклада.

Срок 7.VII. В Мишин 4.VII.64.».

Первый экземпляр докладной записки Б.Е.Черток подписал по возвращении из командировки, и докладная была отправлена С.П.Королеву.

Дополнительно к докладной С.П.Королеву были приложены:

- проект «Плана-графика по разработке системы контроля, обработки информации и управления изделия по теме «Союз»;

- проект «Приказа начальника предприятия по организации работ в ОКБ-1 по проектированию и созданию систем управления изделий, разрабатываемых в ОКБ-1 с применением ЦВМ».

Начиналась докладная так:

«Применение электронной вычислительной и управляющей техники на борту космического корабля в настоящее время превращается из желания в необходимость.»

Далее еще несколько фрагментов из текста:

«...Первоначально нами предпринимались усилия построения системы управления «Союз», и в частности 7К с использованием ЦВМ, но сроки, которые имелись в нашем распоряжении, и общая отсталость нашей техники не позволили нам осуществить это намерение. Однако мы выделили сравнительно ограниченные силы и с привлечением ряда смежных организаций продолжили проектирование и исследование работ в этом направлении. Большой опыт, который получили за последние годы коллективы отделов 27, 21, 22, 10, являющиеся по существу головными все вместе по созданию системы управления космическим объектом, привели нас к выводу, что при создании космических систем нужно найти новые пути для повышения надежности и снижения веса систем управления. Этот вопрос принимает особую остроту при создании космического комплекса Л3. Проектирование системы управления корабля, совершающего посадку на Луну и возвращающегося на Землю, должно проводиться на современном уровне, несмотря на явное отставание нашей электронной техники от США.»

В разделе «Состояние работ...» было доложено фактическое состояние с разработкой БЦВМ у нас и в США. Один из фрагментов предложений по организации работ приведен ниже:

«2. С целью реализации на объектах типа «Союз» в 1965-1967 гг. бортовых систем контроля и управления, построенных с применением БЦВМ, предлагается:

а) в июле-августе совместно с ЦНИИ-30 МО, заводом № 123 провести корректировку технической документации на ЦВМ с целью передачи ее на завод № 123 для производства БЦВМ «Вычислитель»;

б) рассмотреть и принять организационно-технические мероприятия по обеспечению создания в ОКБ-1 летной системы контроля и управления, включая комплексную отладку экспериментальной системы в IV квартале 1964 года на базе отдела А.А.Шустова;

в) в связи с тем, что ряд организаций ВВС МО и ГКАТ заинтересованы в серийном изготовлении ЦВМ, разработанной ОКБ-1 совместно с ЦНИИ-30 и заводом № 123 Средне-Волжского совнархоза, целесообразно в августе 1964 года обсудить с заинтересованными организациями мероприятия и определить степень участия ОКБ-1 в серийном изготовлении этой машины.

3. Разработку бортовых вычислительных машин систем контроля и управления перспективных объектов целесообразно возложить на НИЭМ ГКРЭ, являющийся головной организацией в разработке базовых бортовых машин.

Работы с КБ-2 ГКЭТ должны быть пересмотрены.»

В докладной записке (также в проекте приказа и плане-графике) отдел Шустова предлагался как головной по разработке систем контроля, обработке информации и управления с применением БЦВМ, отвечающий также за разработку и сопровождение собственно БЦВМ и средств сопряжения со смежными системами.

Отражены были роли и зоны ответственности других отделов комплекса Чертока (отдел Раушенбаха — головной по разработке автономных систем навигации и ориентации, отдел Карпова — головной по разработке системы управления кораблей). Были также рассмотрены задачи и функции отделов других комплексов.

Отдел Лаврова, как вычислительный центр предприятия, по нашим предложениям должен был обеспечивать моделирование задач и помощь в отработке алгоритмов на универсальных ЭВМ, а также участвовать в программировании задач для бортовых и наземных ЭВМ.

Вскоре, а именно 16 июля 1964 года, С.С.Лавров только за своей подписью направляет пространную (на 37 листах) записку «Существующие и разрабатываемые БЦВМ» в три адреса: С.П.Королеву, Б.Е.Чертоку, В.П.Мишину.

Большая часть записки носила общеобразовательный характер, в том числе — сравнение аналоговой и цифровой техники и т. п. Содержательную часть ниже привожу дословно:

«В Советском Союзе недавно прошла Государственные испытания машина УМ-2, разработанная КБ-2 ГКЭТ. Характеристики машины: 13-20 тыс. опер./сек, ОЗУ — 512 чисел, ПЗУ — 4096 чисел, масса 100 кг с УВВ, Т_ср отказ = 100-200 часов, Р = 300 Вт.

Наше предприятие получит в этом году два опытных образца этой машины, второй — в полностью летном исполнении.

...более или менее активное участие БЦВМ во многих процессах управления и контроля желательно.»

Как видите, поток служебных записок и докладных в адрес С.П.Королева на тему «БЦВМ для космических аппаратов» в 1964 году достиг высокой плотности. И тем не менее, С.П.Королев не считал возможным принимать административные решения по наведению порядка в этом вопросе, потому что понимал — борьба идет на непаханом поле, идет становление новых подходов и принципиально новых технических решений в космической технике, доступной в основном молодым и инициативным энтузиастам. Учитывая общую напряженность работ коллектива ОКБ-1, хронический дефицит времени для решения стоящих не только технических, но и политических задач, рисковать он не мог и идти на волевые технические и административные решения — тоже. А потом, честно говоря, большинство отечественных руководителей еще не считало машинизацию и автоматизацию борта космического объекта архисерьезным делом. Умы их были заняты новыми ракетами, очередными пусками к важным датам и завоеванием приоритета, двигателями, огневыми испытаниями, доработками и модернизацией систем управления и подобными делами. Понимание важности этого вопроса придет через 2-2,5 года, когда сложность поставленных новых задач в ракетной и космической технике объективно приведет главных конструкторов систем к необходимости повернуться лицом к универсальным бортовым ЦВМ.

Пока же В.П.Мишин и Б.Е.Черток получили указание С.П.Королева искать пути примирения и объединения усилий в работах по бортовым ЦВМ.

Коллектив моей лаборатории, имея уже практически два макета БЦВМ, вел напряженную работу как по разработке и программированию задач совместно с кооперацией, так и по созданию других аппаратных средств цифровой системы и их стыковке с ЦВМ. В частности, с октября 1964 года проводились работы с первыми макетами адресного ВЗУ, полученного из ОКБ МЭИ, и адресной системой сбора и преобразования данных, полученной из Запорожского филиала института автоматики. Проводились климатические испытания модулей «Вычислителя», подготовили программу их испытаний на диапазон ±60°С (то, что беспокоило авиационных специалистов). Алгоритмы автономной навигации примерялись на «Вычислителе» двумя организациями: ИПМ МИ АН СССР (группа специалистов под руководством Тимура Магометовича Энеева) и НИИ-88 (группа специалистов под руководством Игоря Константиновича Бажинова).