Особенности разработки и построения СУ РН «Союз-2» ФГУП «НПО автоматики им. ак. Н.А. Семихатова», г. Екатеринбург, Россия Л.Н. Шалимов, Л.Н. Бельский, - презентация

1 Особенности разработки и построения СУ РН «Союз-2» ФГУП «НПО автоматики им. ак. Н.А. Семихатова», г. Екатеринбург, Россия Л.Н. Шалимов, Л.Н. Бельский, В.М. Кутовой, И.А. Тарасов, А.Н. Тукмачев, Н.И. Буйначева, Е.А. Кокшаров

2 Общесистемные особенности Широкое внедрение цифровой техники в контрольно-испытательной, наземной проверочно-пусковой и бортовой аппаратуре Широкое внедрение цифровой техники в контрольно-испытательной, наземной проверочно-пусковой и бортовой аппаратуре Построение СУ по распределенной схеме с командно- вычислительным ядром и распределенной сетью вычислительных средств, периферийных коммутационно-преобразовательных приборов с организацией связи между ними и наземной аппаратурой на основе кодового обмена Построение СУ по распределенной схеме с командно- вычислительным ядром и распределенной сетью вычислительных средств, периферийных коммутационно-преобразовательных приборов с организацией связи между ними и наземной аппаратурой на основе кодового обмена Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Особенности решения задач предпусковой подготовки Полная автоматизация автономных и комплексных проверок агрегатов и систем Полная автоматизация автономных и комплексных проверок агрегатов и систем Полная автоматизация предпусковых проверок, предпусковой подготовки и пуска РН Полная автоматизация предпусковых проверок, предпусковой подготовки и пуска РН Оперативный расчет полетного задания на стартовой позиции с заданием настроек бортовой СУ на текущие условия пуска Оперативный расчет полетного задания на стартовой позиции с заданием настроек бортовой СУ на текущие условия пуска Предстартовая калибровка ККП в 8-ми ориентациях после выхода в режим точностной готовности Предстартовая калибровка ККП в 8-ми ориентациях после выхода в режим точностной готовности Азимутальное наведение ККП с использованием режима гирокомпасирования Азимутальное наведение ККП с использованием режима гирокомпасирования

3 Особенности решения полетных задач Выведение ПН по энергетически оптимальным траекториям с применением принципов терминального управления и наведение отделяемых частей РН Выведение ПН по энергетически оптимальным траекториям с применением принципов терминального управления и наведение отделяемых частей РН Коррекция траектории выведения ПН с использованием результатов спутниковой навигации Коррекция траектории выведения ПН с использованием результатов спутниковой навигации Полное использование энергетического ресурса РН за счет синхронной выработки компонентов топлива, прогнозирования момента окончания топлива и завершение работы ступеней с полным использованием запасов топлива Полное использование энергетического ресурса РН за счет синхронной выработки компонентов топлива, прогнозирования момента окончания топлива и завершение работы ступеней с полным использованием запасов топлива Адаптируемость цифровой системы стабилизации движения РН к широкому классу конфигураций КГЧ и условиям выведения путем настройки системы через массив полетного задания Адаптируемость цифровой системы стабилизации движения РН к широкому классу конфигураций КГЧ и условиям выведения путем настройки системы через массив полетного задания Расширенные условия эксплуатации по ветровым нагрузкам за счет решения задачи минимизации углов атаки (скольжение) и учета характеристик ветра на этапе расчета и задания программной траектории выведения Расширенные условия эксплуатации по ветровым нагрузкам за счет решения задачи минимизации углов атаки (скольжение) и учета характеристик ветра на этапе расчета и задания программной траектории выведения Размещение целого ряда коммутационно-преобразовательных приборов на нижних ступенях РН, что позволяет минимизировать значения коэффициентов приведения массы приборов к верхней ступени РН Размещение целого ряда коммутационно-преобразовательных приборов на нижних ступенях РН, что позволяет минимизировать значения коэффициентов приведения массы приборов к верхней ступени РН Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ

4 Цифровая система стабилизации Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Рост опрокидывающего аэродинамического момента и поперечной деформации с увеличением размеров головного обтекателя

5 Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Структурная схема автомата стабилизации БДУС-И БДУС-А ДК ККП Акселерометры ККП Параметры автомата стабилизации для конкретной ПН в составе полетного задания Угловые программы, учитывающие систематический (или замеренный) ветер в составе полетного задания Алгоритм расчета сигналов угловой стабилизации Алгоритм управления движением центра масс и ограничения углов атаки Алгоритм формирования программы Алгоритм расчета командных сигналов на РП Рулевые приводы Digital on-board CS

6 Гирокомпасирование Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Автономное определение азимутальной ориентации гиростабилизированной платформы Автономное определение азимутальной ориентации гиростабилизированной платформы Соответствие временной диаграммы Тарировок ККП и гирокомпасирования предстартовым операциям на РН Соответствие временной диаграммы Тарировок ККП и гирокомпасирования предстартовым операциям на РН Возможность задержки старта на 5-15мин. и 33мин. Возможность задержки старта на 5-15мин. и 33мин. Разветвлённая диагностика системных и параметрических отказов в дублированных инерциальных приборах Разветвлённая диагностика системных и параметрических отказов в дублированных инерциальных приборах

7 Система спутниковой навигации Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Реализован накопленный с 1982г. опыт применения в СУ РН спутниковой коррекции траекторий Реализован накопленный с 1982г. опыт применения в СУ РН спутниковой коррекции траекторий Надёжная спутниковая навигация по двум системам ГЛОНАСС и Navstar Надёжная спутниковая навигация по двум системам ГЛОНАСС и Navstar Спутниковые измерения по всей траектории, начиная со старта РН Спутниковые измерения по всей траектории, начиная со старта РН Гарантированное обеспечение точности выведения ПН Гарантированное обеспечение точности выведения ПН Замещение, в перспективе, средств ВТИ Замещение, в перспективе, средств ВТИ

8 Система управления расходованием топлива К числу достоинств цифровой СУРТ, входящей в состав БАСУ РН «Союз-2», следует отнести: Более широкие возможности адаптации системы к действию внешних возмущений в полете, обеспечиваемые путем гибкой перенастройки алгоритмов в основной полетной программе Более широкие возможности адаптации системы к действию внешних возмущений в полете, обеспечиваемые путем гибкой перенастройки алгоритмов в основной полетной программе Возможность задания переменных значений параметров алгоритмов в массиве констант полетного задания Возможность задания переменных значений параметров алгоритмов в массиве констант полетного задания Возможность учета тарировочных характеристик датчиков Возможность учета тарировочных характеристик датчиков Использование более эффективных алгоритмов, обеспечивающих повышение помехоустойчивости и отказоустойчивости системы Использование более эффективных алгоритмов, обеспечивающих повышение помехоустойчивости и отказоустойчивости системы Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ

9 Структурная схема СУРТ Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Исполнительные органы регуляторов тяги Объект регулирования Исполнительные органы регуляторов расхода Датчики входной информации Датчики давления Концевые контакты Датчики уровня топлива в баках Датчики расхода Коллекторный датчик импульсов Входные преобразователи Формирование управляющих сигналов системой регулирования кажущейся скорости Формирование управляющих сигналов системой межблочной синхронизации Формирование управляющих сигналов системами опорожнения баков Формирование управляющих сигналов в системах поддержания давления Формирование управляющих сигналов в системах регулирования соотношения компонентов топлива Формирование сигналов на приводы регуляторов тяги Формирование сигналов на приводы регуляторов расхода топлива Выходные преобразователи На исполнительные органы регуляторов тяги На исполнительные органы регуляторов расхода

10 Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Принципы построения централизованной СУ и РСУ ЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ Радиальный принцип управления Радиальный принцип управления Управление по аналоговым линиям Управление по аналоговым линиям Централизация вычислительных ресурсов Централизация вычислительных ресурсовРАСПРЕДЕЛЁННАЯ Магистральный принцип управления Магистральный принцип управления Управление по цифровым линиям Управление по цифровым линиям Децентрализация вычислительных ресурсов Децентрализация вычислительных ресурсов

11 Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ Блок-схема размещения на ракете-носителе централизованной и распределённой СУ

12 Основные достоинства модернизированной СУ ракеты «Союз-2» Высокий уровень эксплуатационных характеристик на техническом и стартовом комплексах Высокий уровень эксплуатационных характеристик на техническом и стартовом комплексах Обеспечение высокой точности выведения КА за счет точной инерциальной навигации и коррекции траектории по информации от НИСЗ ГЛОНАСС и Navstar Обеспечение высокой точности выведения КА за счет точной инерциальной навигации и коррекции траектории по информации от НИСЗ ГЛОНАСС и Navstar Повышенный уровень экологической безопасности РН благодаря полной выработке топлива и высокой точности наведения отделяемых элементов РН в заданные районы отчуждения Повышенный уровень экологической безопасности РН благодаря полной выработке топлива и высокой точности наведения отделяемых элементов РН в заданные районы отчуждения Значительное расширение области применения по возможным конфигурациям и оснащению космической головной части, по параметрам орбит и условиям выведения КА Значительное расширение области применения по возможным конфигурациям и оснащению космической головной части, по параметрам орбит и условиям выведения КА Особенности разработки и построения СУ РН Союз-2 ФГУПН ФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИФФГГУУППННПОПОААВВТТООММААТТИИККИИАВТОМАТИКИ

13 СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!