Як Україна розробляла бортові комп’ютери для радянських ракет

Використання обчислювальної техніки в ракетно-космічному виробництві почалося із співпраці Київського інституту кібернетики АН УРСР з Південним машинобудівним заводом (цікаво, що співпраця полягала не в роботі навколо створення бортових комп’ютерів, а стосувалася зовсім іншого).

Усередині 1960-х років Південний машинобудівний завод (ПМЗ) звернувся до Київського інституту кібернетики з проханням допомогти автоматизувати процес зчитування і обробки даних під час випробувань ракетних двигунів на унікальному випробувальному стенді.

На той час Київський завод обчислювальної техніки та керувальних машин щойно розпочав випуск перших у Радянському Союзі керувальних машин "Дніпро", розроблених в Обчислювальному центрі АН УРСР.

Інститут кібернетики дав згоду на те, щоб допомогти ПМЗ, оскільки планував використовувати новостворену машину. Коли вчені прибули на об’єкт, то побачили високий бункер із бетону й сталі, схожий на велетенську перекинуту догори дном склянку.

Всередині, на спеціальній платформі, був надійно встановлений для випробувань щойно виготовлений ракетний двигун. На ньому були різні передавачі, що характеризували роботу двигуна. Поряд із бункером було приміщення з вимірювальними приладами, які сполучалися з передавачами на двигуні.

Коли в цьому приміщенні поставили машину "Дніпро", то замість десятків вимірювальних приладів достатньо було лише однієї машини. Після випробовування двигуна машина за лічені хвилини (а не протягом багатьох годин, як раніше) видавала (друкувала) результати експрес-аналізу якості двигуна.

Наприкінці 1960-х рр. почалася спільна праця Інституту з однією засекреченою організацією під Москвою навколо створення унікальної комп’ютеризованої системи, яка імітує космос і на якій повинен був пройти перевірку космічний корабель "Буран" та інші космічні об’єкти.

"Буран" повертається з польоту в космос, 15 листопада 1988 року. Це був перший і останній політ радянського багаторазового орбітального корабля

Цього разу перед вченими постало більш складне завдання: окрім вимірів та оброблення даних, одержаних на стенді, потрібно було здійснювати керування штучним "сонцем", розміщенням випробовуваного об’єкта на стенді та іншими "складовими космосу".

Стенд стояв у залізобетонному корпусі, висота якого сягала близько 10 поверхів; всередині нього не було перекриттів. Комп’ютери, що належали до системи для імітації космосу, стояли на чомусь подібному до балконів башти.

Розроблення системи, до якого долучилося Спеціальне конструкторське бюро Інституту кібернетики, тривало кілька років. На той час аналогічний випробувальний стенд був тільки в США.

1971 року на стенді відбулося успішне випробування створеної на ПМЗ ракети з використанням бортової електро-обчислювальної машини (ЕОМ), розробленої в НВО "Хартрон".

Успішний запуск ракети на полігоні поклав край недовірі до цифрової обчислювальної техніки. Стало зрозуміло, що настав час для серійного виробництва перших бортових ЕОМ. Для цього залучили "Київський радіозавод".

Подальша злагоджена робота ПМЗ, НВО "Хартрон" та "Київського радіозаводу" дала змогу створити ракетно-космічні комплекси, які були унікальними на теренах СРСР.

Дніпропетровський Південний машинобудівний завод спочатку був задуманий як автомобільний завод, однак "холодна війна" внесла корективи – його перепрофілювали на випуск ракет. Колектив ПМЗ створив чотири покоління ракетних комплексів.

Один із цехів "Південмашу". Видно ракету-носій "Зеніт-3SL". 27 травня 2014 року вона виконала черговий успішний запуск за програмою "Морський старт". Фото: uateka.com

Майже чверть століття (1961–1986 рр.) директором заводу був Олександр Максимович Макаров. Згодом його заступив майбутній президент України Леонід Данилович Кучма.

При заводі працювало власне конструкторське бюро "Південне" на чолі з головним конструктором М. К. Янгелем, а пізніше – В. Ф. Уткіним. Колектив КБ розробляв двигуни міжконтинентальних балістичних ракет, космічних ракет-носіїв та космічних апаратів.

Провідним розробником систем керування, бортових і наземних обчислювальних комплексів, складного електронного обладнання для різних типів ракет та космічних апаратів, створених на ПМЗ, було харківське науково-виробниче об’єднання "Хартрон" (засноване 1959 р.).

Першим керівником створеного 1962 року комплексу, призначеного для розроблення бортових комп’ютерів, був А. Н. Шестопал. З 1966 до 1992 р. цей підрозділ очолював А. І. Кривоносов.

Анатолій Іванович Кривоносов – головний конструктор бортових комп'ютерів, розроблених НВО "Хартрон". Вони встановлювались на ракетах та ракетних комплексах стратегічного призначення в колишньому СРСР

Генеральним директором і головним конструктором систем керування для ракетних комплексів у науково-виробничому об’єднанні "Хартрон" з 1960 до 1986 року був Володимир Григорович Сергеєв.

На "Хартроні" вперше в СРСР розробили нову технологію налагодження програмно-математичних засобів, включно з т.зв. "електронним пуском" - за допомогою якого на спеціальному комплексі, де були задіяні ЕОМ "БЭСМ-6" і блоки системи керування ракетою, моделювали політ ракети та реакцію системи керування на основні збурливі чинники. Ця технологія також уможливила ефективний і повний контроль політних завдань.

Щоб удосконалити керування міжконтинентальними балістичними ракетами, потрібно було значно збільшити обсяги інформації, що оброблялася на борту ракети в режимі реального часу.

Сергєєв Володимир Григорович - керівник Харківського науково-виробничого об'єднання "Хартрон" і Головний конструктор систем керування ракетними комплексами з 1960 по 1986 рік. 80-ті роки XX-го століття

Для цього був сформований підрозділ, який визначав вимоги щодо архітектури та обчислювальних характеристик бортових ЕОМ і розроблення програмних засобів. Довелося виробити нову технологію проектування технічних засобів, таких як моделювальні  стенди, система автоматизованого виробництва програм, тощо.

У 1968 році на "Хартроні" випробували перший експериментальний зразок бортової ЕОМ на гібридних модулях. За шість місяців з’явилася її трьохканальна модифікація на монолітних інтегральних схемах.

У 1971 році, вперше в СРСР, запущено нову ракету 15А14, система керування якої була оснащена новою бортовою ЕОМ. Її характеристики: розрядність 16, обсяг оперативної пам’яті 512-1024 слів, обсяг постійної пам’яті 16К слів, швидкодія 100 тис. опер./сек., мікроелектронна база.

Ця бортова ЕОМ пропрацювала близько 25 років. Її дещо модернізований варіант дотепер використовується на бойовому чергуванні.

Протягом наступних років створено ще чотири покоління бортових ЕОМ, що відзначалися одними з найкращих у світі обчислювальними та експлуатаційними характеристиками та ефективною технологією розробки програмних засобів.

Важливою складовою програмних засобів була оригінальна система динамічної корекції програм, що давала змогу оперативно вносити потрібні зміни до програмних засобів на всіх етапах роботи від передстартових випробувань до роботи на орбіті.

Протягом 1984–88 рр. створено й відпрацьовано систему керування для унікальної надпотужної ракети СС-18 [виробнича нумерація Р-36М - ІП], яку на Заході називали "Сатаною".

Міжконтинентальна балістична ракета Р-36М2 ("Сатана") викидається з шахти пороховими зарядами, після чого вмикає двигун і летить у будь-яку точку Землі. Під назвою "Воєвода" досі перебуває на озброєнні Російської Федерації

B ній були успішно втілені всі найкращі технічні рішення, а також ціла низка принципово нових ідей, як-от: забезпечення працездатності після ядерного вибуху в польоті, високоточне індивідуальне розведення бойових блоків, "прямий" метод наведення, для якого не потрібне було раніше підготоване політне завдання, забезпечення дистанційного націлювання.

Щоб виконати ці завдання, був застосований новий потужний бортовий обчислювальний комплекс із використанням напівпровідникової постійної пам’яті "тільки для зчитування" (англ. PROM, read only memory) та електронної оперативної пам’яті.

Ракетний комплекс "Сатана" був найбільшою міццю Ракетних військ стратегічного значення СРСР. За своїми характеристиками він не мав аналогів у практиці світового бойового ракетобудування.

Цю ракету досі використовують; вона є неприступною для ураження (її не може зупинити навіть вибух термоядерної бомби), і тому вона придатна практично для всіх видів протиракетної оборони. Коли одну з ракет спробували утилізувати, то її спеціальне "чорне" радіозахисне покриття не спромоглися розрізати навіть алмазні різаки.

Існує думка, що саме поява цієї зброї поставила останню крапку в історії "холодної війни", і змусило ворожі сторони підписати угоду про обмеження стратегічного озброєння.

Ударні сили російських ракетних військ досі обслуговують спеціалісти з Дніпропетровська - в тому числі і комп'ютерники. Інфографіка:  РІА "Новости"

"Сатана" - двоступенева ракета масою 210 тон і довжиною 34,3 метри - відзначалася високими бойовими характеристиками. У першій модифікації ракета була спроможна закинути термоядерний заряд потужністю 8 мегатонн на відстань 16 тис. км, а важку боєголовку вагою 25 мегатонн – на 11,2 тис. км.

В обох випадках "Сатана" могла вразити будь-яку ділянку на території ймовірного супротивника. Потужністю ядерного заряду "Сатана" в 77 разів перевершувала бомбу, яку скинули на Хіросиму.

Одним із найбільших викликів, що постав перед колективом "Хартрону", було створення бортового багатомашинного обчислювального комплексу для ракети-носія "Енергія".

Саме він мав розв’язати найскладніші завдання стабілізації, виведення (з урахуванням непередбачуваних ситуацій керування численними рушійними приладами) і аварійного захисту двигунів, а також забезпечити м’яку посадку спускних розгінних ступенів.

Айзенберг Яків Єйнович - керував у "Хартроні" розробкою алгоритмів керування для всіх поколінь ракет, що випустив "Південмаш". З 1986 року до середини 90-х років генеральний директор і генеральний конструктор науково-виробничого об'єднання "Хартрон"

Показово, що станом на 2011 рік "Енергія" залишається єдиною радянською ракетно-космічною системою, котра спроможна використовувати як паливо рідкий водень на всіх етапах виведення корисного вантажу на навколоземну орбіту.

Серійний випуск ЕОМ для ракетно-космічної галузі здійснювало ВО "Київський радіозавод". Найбільш плідним для заводу був час, коли підприємством керували Д. Г. Топчій, Б. О. Василенко та А. І. Гудименко.

Пуск ракети-носія "Циклон", 1986 рік. Бортова апаратура, створена на Київському радіозаводі, забезпечила розробку наземного комплексу з високим ступенем автоматизації перевірок, передстартової підготовки і пуску ракети "Циклон". Тільки за період з 1986 по 1996 рік було зроблено 100 пусків ракети "Циклон"

Київський радіозавод мав власне конструкторське бюро, колектив якого допомагав організаціям – розробникам складних систем – у дуже стислий термін опанувати та налагодити виробництво нових зразків ракетно-космічної техніки.

Київський радіозавод співпрацював із КБ "Південне", "Хартроном", Свердловським НДІ автоматики, НДІ точних приладів, центральним КБ машинобудування, Московським науково-виробничим об’єднанням "Елас".

На Київському радіозаводі освоювали та впроваджували в серійне виробництво системи керування для цілої низки ракетно-космічних комплексів, починаючи з ракети Р-12 і завершуючи найбільш досконалою стратегічною ракетою Р-36М2 ("Сатана").

Міністр загального машинобудування С.А. Афанасьєв (в центрі ), генеральний конструктор КБ "Південне" С.Н. Конюхов (праворуч ), головний конструктор ракети СС-18 ("Сатана") С.І. Ус (ліворуч). Дніпропетровськ, 1980-ті роки

1966 року Київський радіозавод розпочав випуск унікального комплексу бортової апаратури "Игла", що був призначений для пошуку, взаємного орієнтування, зближення та стикування космічних об’єктів.

Саме ця апаратура забезпечила перше у світі автоматичне стикування безпілотних і пілотованих космічних кораблів між собою, а також їхнє стикування з орбітальними станціями. У 1985 році апаратуру "Игла" заступила більш новітня й високонадійна апаратура "Курс".

Льотчики-космонавти СРСР В.М. Жолобов і П.Р. Попович з А.М. Войтенком, А.П. Завалішиним, головним інженером ВО "Київський радіозавод" Б.О. Василенко на відкритті Музею космонавтики в м. Києві. 1980-ті роки

У 1980-і рр. на Київському радіозаводі були виготовлені експериментальні і штатні комплекти системи керування надважкої ракети-носія "Енергія".

Завдяки цим розробкам у 1987 році був успішно запущений ракетоносій "Енергія" з космічним кораблем "Скіф", а рік потому – з космічним кораблем "Буран", що й донині є одним із двох реалізованих орбітальних кораблів багаторазової транспортної космічної системи у цілому світі. У 1988 році він здійснив свій перший - і, на жаль, єдиний - безпілотний політ.

Старт ракети "Енергія" з багаторазовим космічним кораблем "Буран", 1988 рік

На початок 1980-х рр. Київський радіозавод одночасно з "Хартроном" освоював кілька унікальних комплексів: систему керування ракети "Сатана", апаратуру стикування "Курс" і бортового обчислювального комплексу "Салют 5Б" для станції "Мир", низку блоків системи керування ракетного комплексу морського базування, а також навігаційну систему для залізничного ракетного комплексу.

Системи керування, які опановував і серійно випускав Київський радіозавод, розробляв "Хартрон"; відтак їх постачали на Південний машинобудівний завод. Завдяки співпраці цих підприємств із КБ "Південне" в Україні постав один із найпотужніших центрів ракетно-космічної галузі СРСР.

Джерело: проект Google "ІТ в Україні: історії та особливості"

Дивіться також:

1988: Наша "Мрія" + "Буран". ВІДЕО

Чому СРСР так і не створив власний інтернет

Як створювалася україномовна "Енциклопедія кібернетики"

Україно наша Космічна. Від Кибальчича до "Морського старту"

Перший музей космонавтики - в "Артеку". АРТЕФАКТИ

Північно-кримський канал. Історія будівництва

Як українці добували сибірський газ для СРСР

Інше за темою "Промисловість"