Компьютерра - Компьютерра PDA N107 (16.04.2011-22.04.2011)

Создавая "космические вычислители", инженеры НИИЭМ использовали лучшие конструктивные наработки БЦВМ для наземных объектов, но при этом проявили недюжинную изобретательность, чтобы их детища никогда не знали такого состояния, как отказ в ходе эксплуатации.

Космическая миссия, для которой сотрудники НИИЭМ создавали бортовую ЭВМ, была весьма ответственной. Аппараты серии "Зонд", сконструированные на основе пилотируемого корабля "Союз 7К-Л1", должны были исследовать возможность высадки на Луне советских космонавтов. Задача эта была политически важной. Программа "Аполлон", отрабатываемая NASA с начала шестидесятых годов, к 1968 году вошла в стадию пилотируемых полётов, и руководство СССР желало утереть нос потенциальному противнику.

Космические аппараты серии "Зонд", летавшие к Луне, неслучайно были основаны на пилотируемых кораблях "Союз". На них однажды должны были отправиться и советские космонавты.

Применение в полётах подобного типа бортовых ЭВМ было чрезвычайно важным. Полёт состоял из нескольких фаз, в каждой из которых требовался точный расчёт в реальном масштабе времени множества параметров работы систем корабля. Автоматика на основе программно-временныхустройств (ПВУ) здесь непригодна: уж слишком непредсказуемы условия полёта. А вот цифровая ЭВМ с её гибкой программируемой логикой подходила для этих целей идеально. Тем более что БЦВМ серии "Аргон-1", разработанные в НИИЭМ для мобильного оперативно-тактического ракетного комплекса "Точка", доказали свою эффективность в управлении сложными процессами.

Именно на базе "Аргон-1" и была создана первая вычислительная машина космического базирования. БЦВМ "Аргон-11С" была предназначена для управления движением космического корабля Л1 из серии "Зонд" при его облёте Луны и аэродинамического спуска на Землю при вхождении в атмосферу на второй космической скорости.

Лунные программы СССР и США в то время шлиноздря в ноздрю, и допустить какие-либо оплошности, тем более по вине вычислительной техники, было немыслимо.

Надёжность системы управления при этом ставилась во главу угла. Конечно, техника военного назначения всегда отличалась высочайшими показателями отказоустойчивости, достигавшимися с помощью проектных, организационных и технологических мероприятий, а также жёсткой госприёмки. Однако в случае с БЦВМ для лунной миссии этих мер явно было недостаточно. Понимая это, инженеры НИИЭМ сделали "Аргон-11С"... трёхголовым. В буквальном смысле этого слова.

В "Аргон-11С" впервые в практике создания бортовых ЭВМ была применена схема резервирования узлов, которая именовалась троированной структурой с мажоритированием. За этим мудрёным названием скрывается элегантная по своей идее конструкция.

Вот он - космический Горыныч, бортовая цифровая вычислительная машина "Аргон-11С"

Структурно "Аргон-11С" состоял из трёх одинаковых функциональных блоков, работающих параллельно и независимо друг от друга. На входы каждого блока (всего их было 28) поступала совершенно одинаковая информация от множества датчиков телеметрии. На её основе каждый блок вырабатывал более сорока управляющих воздействий.

И вот тут начиналось самое интересное. Конечные управляющие воздействия формировались по мажоритарному принципу. То есть если на двух из трёх выходов они были одинаковы, а на третьем отличались, то за основу брались значения, выработанные большинством.

Мажоритарные логические схемы известны достаточно давно. Сигнал на их выходе зависит от одинаковых сигналов на большинстве входов

Фактически в "Аргон-11С" постоянно проходило голосование за наиболее правильное управляющее воздействие. А чтобы вы не подумали, что троица вычислительных блоков постоянно стремилась организовать коалицию против меньшинства, знайте, что между их входными и выходными каналами имелись связи, позволяющие обмениваться информацией в случае, если она в одном или нескольких блоках искажалась.

Ещё одной важной особенностью "Аргон-11С" было применение интегральных схем. Специально для этой серии специалистами НИИЭМ совместно с инженерами научно-исследовательского института точной технологии НИИТТ были разработаныгибридные интегральные схемы серии "Тропа" - фактически первые советские интегральные схемы.

Каждая интегральная схема "Тропа" содержала один логический элемент на базе транзисторно-транзисторной логики. В "Аргон-11С" таких интегральных схем были сотни. (Иллюстрация с сайта 155la3.ru)