Управление космическими аппаратами. Теория и практика пилотирования Союз-ТМА. Пост #5. Форматы Отображения. Часть 3⁠⁠

Продолжаем рассказ о форматах отображения из серии "как и с чем едят". Сейчас мы переходим ко второй по важности линейки (группе) форматов - Р.СОИ - Режимы Средства Отображения Информации. Данная линейка состоит из следующих форматов:

- КСПл - Командно-Сигнальное Поле левое;

- КСПп - Командно-Сигнальное Поле Правое;

- ИП - Индикация Параметров;

- ИНК - Индикатор Навигационный Космический;

- БНО - Баллистико-Навигационное Обеспечение;

- ПРВИ - Пульт Ручного Ввода Информации;

- ИПП - Индикатор Пространственного Положения;

- ВРЕМЯ.

Ну что. Поехали!

Первый формат в нашем списке: КСПл (2Ф41)

Цитата Тяпченко Ю.А. Ссылка

В канале ручного управления бортового комплекса управления кораблей
«Союз-ТМА» используется матричный способ выдачи команд и
развернутая форма представления информации.
На уровне пульта этот способ реализуется с помощью двух командно-сигнальных пультов управления: левый – КСПл- и правый – КСПп.
КСП предназначены для выдачи команд управления в бортовые системы
корабля через командные матрицы бортового комплекса управления и
контроля их исполнения. Кроме этого, КСП обеспечивает контроль состояния агрегатов бортовых систем, управляемых с Земли, пульта космонавтов и средствами бортовой автоматики.

Работа с КСП очень проста. Выдача команды происходит в два этапа: выбор системы и затем нажатие кнопки «вкл» или «выкл». Выбор системы происходит слева из столбца букв, а выбор режим внизу выбирая цифру. Нечетные цифры - выключено, четные - включено.

Более подробно о КСП можно почитать у Юрия Александровича Тяпченко тут.

Приведу пример на скриншотах. Допустим нам надо выдать команду на запуск СУДН (Системы Управления Движением и Навигацией). Для этого нам надо перейти на формат КСПл

Далее мы выбираем систему. В данном случае у нас это буква "И". Переводим курсор на нее.

Нажимаем ИСП (На компьютере Ввод/Enter) и наш курсор сам переместится на выбор цифры, а буква сменит цвет. Теперь нам надо посмотреть состояние системы. В данном случае она у нас выключена. Значит необходимо ее включить, выбираем нечетную цифру под нашим транспарантом, это "11". Если мы выбираем нечетную цифру, то вокруг транспаранта побежит змейка в правую сторону, а если четную - в левую.

Исполняем команду, нажатием клавиши ВВОД на Вашем устройстве. Обратим внимание, что после выдачи команды (в данном случае управляющего сигнала на запуск системы) нужно какое-то время на то, что бы эта система включилась, обработала сигнал. На это время транспарант мигает. Когда он перестает мигать это говорит о том, что пришла ответная квитанция о том что все в порядке. система включилась и транспарант загорается.

Как вы заметили по факту я использовал всего 3 маленьких блока информации: буква и две цифры. С земли когда просят что-то включить/выключить/проверить не говорят: "Запусти СУДН ". Все упростили до ужаса. Говорят просто; "выдайте И 11". Вот вам и упрощение передачи информации. К примеру прилагаю Вашему вниманию лист из бортовой документации. Я думаю теперь он вам будет немного понятнее.

Это лист из книги ВЫВЕДЕНИЕ и СПУСК для Союз-ТМА. В данном случае рассматривается операция расстыковки в автоматическом режиме. Давайте разберем по пунктам.

/ВКЛ/  ▯ ТЛФ СЗИ  Т1  - обратные косые черты означают что нам надо выполнить действие, если оно не было выполнено ранее, символ ▯ означает что транспарант загорается, горит, не гаснет. Далее идет название самого транспаранта, а потом его матричный адрес "Т1" Мы уже знаем что с эти адресом делать. Заходим на КСПп и просто выбираем столбец системы "Т" и его положение "1", т.е включено. Дальше все точно так же. На следующей строчке текст в рамке значит выбор данного формата формата на заданном ИнПУ а потом все то же самое. А уже что такое Т.РРП______ я позже расскажу.

Вернемся к форматам. Я надеюсь что с КСП мы разобрались. Я не буду расписывать формат КСПп так как он точно такой же, просто приведу его скриншот:

объединены

Поехали дальше. Следующий формат - ИП - Индикация Параметров.

Взглянем на него:

Тут все просто. Нам представлены шкалы, под которыми нам пишется значение с того или иного датчика. Шкала имеет максимальное (верхнее) и минимальное (нижнее) значение, так же шкала имеет градации (риски). На шкале указан допуск (зеленое полное закрашивание) и максимальный допуск при выходе за который система выходит из строя. Шкалы объединены в группы по их системам. Расшифруем их.

Группа: СОСТАВ АТМОСФЕРЫ СА БО ОБ (Спускаемого Аппарата, Бытового Отсека, Орбитального Блока)

Р.О2 - парциальное давление кислорода;

Р.СО2 - парциальное давление углекислого газа;

Р.Н20 - парциальное давление воды;

Р.СА - давление  спускаемом аппарате;

Р.БО - давление в бытовом отсеке;

Р.ОБ - давление в орбитальном блоке (черное, т.к. информация поступает через разъемы на внешней стороне корабля);

Т.СА - температура в СА;

Т.БО - температура в БО;

Т.Ж - температура жидкости.

Группа: СПГС (Система Подачи Газовой Смеси)

Р.о2 (1, 2, 3) - давление кислорода в баллоне СА;

Группа: СТР (Система Термо-Регулирования)

Р.кжо - давление в контуре жилых отсеков

Р.кнр - давление в контуре навесных радиаторов

Группа: СКГС (Система Контроля Герметичности Стыковки)

Р.су - Давление в стыковочном узле

Группа: КДУ (Комбинированная Двигательная Установка)

Р.шб-1 (2) - давление в шар-баллонах 1й, 2й секции

Р.ок-1 (2) - давление в баке окислителя секции 1(2)

Р.г-1 (2) - давление в баке горючего секции 1(2)

Р.фо - давление перед форсунками в магистрали окислителя

Р.фг - давление перед форсунками в магистрали горючего

Группа: СИОС (Система Исполнительных Органов Спуска)

Р.НАДД-1(2) - давление наддува в секции 1(2)

Р.ПЕР-1(2) - давление перекиси в баке 1(2)

Группа: СЭП (Система ЭлектроПитания)

Iсб - Ток солнечных батарей

Iнагр - ток нагрузки

Группа: ПО (Приборный Отсек)

Рпо - давление в приборном отсеке

Тпо - температура там же

В двух словах принцип работы этого формата: есть датчик (к примеру температуры ПО) он подключен к СПС (Системе Преобразования Сигнала). Далее он поступает в телеметрию в СЗИ и в ПК СА "Нептун-МЭ" в котором находится АЦП, ну а дальше уже сам комп работает.

Следующий формат: ИНК

Формат 2Ф24 «ИНК» (индикатор навигационный космический) предназначен для обеспечения экипажа информацией о светотеневой обстановке, зонах радиовидимости и положении КА относительно земной поверхности.

Формат представляет собой карту Земли в прямоугольной проекции в диапазоне от 180° з.д. до 180° в. д. (в дальнейшем именуется кадром), на фоне которой выводится баллистическая информация о параметрах полета на интервале одного кадра.

Порядок высвечивания информации на кадре:

Н – цифровая информация о текущей высоте полета, высвечивается в левом верхнем углу ЗКИ после завершения ускоренной подгонки ВС к текущему Московскому времени (после погасания сообщения «Расчет ВС»).

Координаты подспутниковой точки – цифровая информация о текущих координатах подспутниковой точки. Расположена в одной строке с отображаемой высотой справа от неё.

Индекс подспутниковой точки – высвечивается на поле ЗКИ после завершения подгонки (после погасания сообщения «Расчет ВС»).

Трасса полета (след орбиты) – высвечивается на поле ЗКИ после завершения расчета в ПМ «Дальний прогноз движения центра масс КА» ЦВМ101 (после погасания сообщения «Идет расчет ИНК»).

Зоны видимости НИП (Наземный Измерительный Пункт) и СР (Спутник Ретранслятор) – высвечиваются на поле ЗКИ в виде окружностей. Зоны видимости НИП и СР, с которыми возможна связь на протяжении текущего кадра, высвечиваются после завершения расчета в ПМ «Дальний прогноз движения центра масс КА» ЦВМ101 (после погасания сообщения «Идет расчет ИНК»), если их ко-ординаты предварительно были заданы по КРЛ. По разделению эти зоны перестают высвечиваться.

Границы тени – высвечиваются на фоне следа траектории после завершения расчета в ПМ «Дальний прогноз движения центра масс КА» ЦВМ101 (после погасания сообщения «Идет расчет ИНК»). Стрелки направлены в сторону тени. По разделению зоны перестают высвечиваться.

Место посадки – высвечивается расчетное место посадки СА. Отображается после завершения расчетов в ПМ «Баллистическое обеспечение штатного спуска» ЦВМ101 (после погасания сообщения «Расчет БНО») на фоне следа траектории в виде треугольника с буквой П над ним (▼).

В левом нижнем углу формата находится виртуальная кнопка «АП» («Аварийная посадка»). При ее нажатии (кнопка подсвечивается) запускается программа расчета точки аварийной посадки в режиме «БС», при условии, что БО отстрелен и СКД на спуск будет включен немедленно. Точка аварийной посадки на формате отображается в виде красного кружка увеличенного размера. Режим АП можно отключить повторным нажатием на кнопку «АП», при этом кнопка и кружок гаснут. Режим «АП» работает до включения двигателя. После включения двигателя кнопка окрашивается в чёрный цвет, и выполнение режима блокируется.

Режим «АП» может выполняться и в автономном варианте без ЦВМ101 средствами ПК «Нептун-МЭ». Если, перед выключением ЦВМ101, на формате отсутствовала трасса полета (на ЦСТ горело сообщение «Подготовка ИД для ИНК»), то автономный режим выполняться не будет.

В правом нижнем углу формата находится виртуальная кнопка «МП» («Место посадки»). Нажатием этой виртуальной кнопки можно осуществлять расчет всей необходимой информации для выполнения полного баллистического расчета спуска на ближайший аварийный полигон посадки в режиме АУС или БС. Нажатие этой кнопки в настоящее время заблокировано. Кнопка окрашена в чёрный цвет.

На свободном месте ЗКИ могут появляться следующие сообщения:

- РАСЧЕТ ВС - Формирование сообщения соответствует этапу ускоренной подгонки начального ВС.

- ИДЕТ РАСЧЕТ ИНК - Формируется после завершения «подгонки», на этапе расчета дежурной баллистической информации текущего кадра.

- ЗАДАЧА СНЯТА ДИСПЕТЧЕРОМ

Формируется, если:

а) произошло изменение исходных данных, например, осуществлен ввод нового вектора состояния или характеристик КА и т.п.;

б) произошел перерасход времени работы программы.

- АВТОНОМНЫЙ РЕЖИМ НАВИГАЦИИ

Формируется при наличии в вычислителе ПК «Нептун-МЭ» «шаблона», в случае отсутствия информации от ЦВМ101 более 60 с (например, выключение ЦВМ101), или снятия готовности текущего ВС, или если широта подспутниковой точки φ > 80o. Со-держащаяся в «шаблоне» информация начинает обрабатываться в ПК «Нептун-МЭ», в результате чего на формате «ИНК» и в зоне приоритетной информации в окнах «Светотеневая обстановка», «Координаты подспутниковой точки» продолжается поддержание навигационной информации. В случае автономного режима навигации, отображаемая информация в зоне кадровой информации формата 2Ф 44 «ИНК» отличается в следующем:

a) на формат не выводятся данные о высоте полета; 

b) отображаются зоны видимости только тех НИП, с которыми возможна связь на текущем кадре. Если перед выключением ЦВМ101 на формате отсутствовала трасса полета (на ЦСТ высвечивалось сообщение «ПОДГОТОВКА ИД ДЛЯ ИНК»), то автономный режим выполняться не будет.

На формат 2Ф44 ИНК может выводиться только одно сообщение.

Формат 2Ф44 «ИНК» может быть вызван экипажем через зону меню или меню форматов Ф1.

Формат БНО

Формат 2Ф15 «БНО» предназначен для предоставления экипажу информации по циклограмме спуска, подготовленной в ЦВМ101.

Информация по циклограмме спуска отображается в ЗКИ формата, куда она может выводиться после завершения работы программы ЦВМ101 (после погасания сообщения «Расчет БНО») при организации штатного спуска.

После завершения моделирования в ПМ ЦВМ101 «Баллистическое обеспечение штатного спуска» проводится контроль результатов по факту соответствия параметров прогноза расчетным контрольным параметрам, входящим в состав массива уставочной информации. Положительный результат этого контроля означает, что все данные, введенные в КС020-М и ЦВМ-101, прошли проверку и могут быть использованы в КС020-М в дальнейших расчетах. При этом на формат высвечиваются:

- подтвержденная цифровая информация о параметрах номинальной управляемой траектории:

- «Δ,.СП1» – граница первого участка;

- «ДАТА ВКЛ ДУ» – дата, на которую проведен расчет;

- «ТВКЛ ДУ» – планируемое время включения;

- «ТРАЗД» – планируемое время разделения отсеков;

- «СУС» – значения уставок СУС;

- «КУРС», «ТАНГАЖ» – углы разворота по тангажу и рысканию, получаемые пересчетом кватерниона программного разворота в градусную меру;

- «ТВХ» – расчетное время входа СА в атмосферу;

- «СУС» - уставки СУС

- расчетная цифровая информация о параметрах прогнозируемой управляемой траектории:

- «МАКС. ПЕРЕГРУЗКА» – расчетное значение максимальной перегрузки;

- «ДОЛГОТОА», «ШИРОТА» – расчетные значения долготы и широты точки посадки.

После фактического выключения ДУ по ГК+1мин информация об «ТВКЛ ДУ», «МАКС. ПЕРЕГРУЗКА», «ДОЛГОТА», «ШИРОТА» может измениться вследствие перерасчета траектории в ПМ «Настройка динамического контроля» ЦВМ101 с учетом реально отработанного импульса.

В правом верхнем углу формата находится виртуальная кнопка «МП» («Место посадки»). Кнопка окрашена в чёрный цвет. Нажатие этой кнопки в настоящее время заблокировано. В правой части формата вверху и внизу расположены кнопки «ВИД ДУ ДЛЯ МП» и «РАЗРЕШЕНИЕ СПУСКА ПО БНО». Кнопки могут быть задействованы только в режиме «МП». Возможная подсветка этих кнопок является недостоверной.

На свободном месте поля ЗКИ могут появляться следующие сообщения:

- НЕТ ГОТОВНОСТИ ИД

Может формироваться если недостаточно исходных данных, необходимых для расчета БНО штатного спуска, спуска на аварийный полигон (по «МП»), расчета им-пульса доработки на ДПО-БТ. Выполнение режима будет возобновлено и сообщение будет снято после ввода необходимых исходных данных.

- НЕТ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ИД

Формируется при отрицательных результатах допускового контроля расчетных параметров траектории (контрольные параметры, рассчитанные программами БНО, не совпали с данными, введенными с Земли).

- НЕТ СХОДИМОСТИ

Формируется в случаях, если в программе «Двух координатное прицеливание» общее число итераций (для коррекции времени включения ДУ или параметра бокового маневра) превышают заданные ограничения.

-РАСЧЕТ VДПО-БТ СНЯТ

Формируется при отсутствии готовности основного (в ЦВМ101) и резервного (в КС020-М) алгоритмов. В качестве ΔVт выбирается значение, соответствующее за-данной уставке на тормозной импульс.

- ЗАДАЧА ПРЕРВАНА ДИСПЕТЧЕРОМ

Формируется, если произошло изменения исходных данных (например, ввод нового вектора состояния или характеристик КА, изменение параметров орбиты за счет включения двигателя и т.п.) или выполняемая программа превысила отведенный ей лимит времени, при этом программа снимается.

- РАСЧЕТ БНО

Формируется когда осуществляется расчет в ускоренном масштабе времени номинальной траектории спуска, начиная с текущего момента и заканчивая моментом ввода тормозной парашютной системы (Н ≈ 10 км).

- НЕТ ГОТОВНОСТИ ИД ДЛЯ АП

Формируется если недостаточно данных для работы программ БНО по расчету точки аварийной посадки.

- «НЕСОВПАДЕНИЕ УСТАВОК СУС»

Формируется если в КС020-М из БАСП и в ЦВМ101 по КРЛ введены разные уставки СУС. В этом случае для режимов АУС и РУС будет использована программная зависимость, рассчитанная в КС020-М по уставкам из БАСП-М.

Одновременно на формат может выводиться не более двух сообщений.

Формат 2Ф45 «БНО» может быть вызван экипажем через зона меню или меню форматов Ф1.

Про формат ПРВИ напишу позже, это отдельная большая тема.