Проведенные научно-исследовательские работы в рамках эскизного, технического проекта и на этапе выпуска рабочей документации позволили создать комплекс автономного управления ракеты-носителя на базе многомашинного вычислительного комплекса, обеспечивающего необходимое взаимодействие системы управления блока второй ступени, блоков первой ступени и наземной аппаратуры при проведении электрических проверок, решении задач предстартовой подготовки и задач управления в полете.
На базе всесторонней автоматизации процессов проектирования, использования совершенных методов проектирования, проведения теоретических и экспериментальных исследований было создано высоконадежное программное обеспечение бортового и наземного цифровых вычислительных комплексов. Были решены проблемы создания:
- системы угловой стабилизации и управления движением центра масс, обеспечивающей устойчивое движение ракеты-носителя "Энергия" со сложной динамической схемой;
- комплекса аппаратуры средств аварийной защиты двигателей, обеспечивающей выполнение программы стендовой отработки маршевого двигателя первой ступени и маршевого двигателя второй ступени, а также стендовых испытаний блоков первой и блока второй ступеней;
- системы электропитания блока второй ступени, обеспечивающей электропитание бортовой аппаратуры блока при всех видах испытаний;
- системы сбора, обработки и выдачи контрольной информации для контроля при проведении автономных и комплексных испытаний и подготовке к пуску;
- экспериментальной базы, включающей исследовательские стенды, аналого-цифровой комплекс, комплексные стенды и нагрузочные стенды рулевых приводов;
- технологии подготовки данных на пуск, позволяющей учитывать в алгоритмах комплекса автономного управления большое количество параметров ракеты-носителя, комплекса автономного управления, бортовых и наземных систем и агрегатов.
Управление комплексами "ракета-старт"
Автоматизированная система управления универсальным комплексом стенд-старт и стартовым комплексом должна была обеспечить с заданной надежностью реализацию не только заранее определенной задачи управления пуском, но и управление в условиях возникновения заблаговременно не предусмотренных ситуаций, а также уменьшение возможного ущерба при возникновении таких ситуаций.
Помимо сложности объекта управления и протекающих в нем процессов, объемности задачи управления и жесткости требований по надежности ее реализации, проблемный характер процесса создания комплекса управления определялся еще одним важным обстоятельством - являясь в значительной мере оригинальными, объект и комплекс управления разрабатывались параллельно. При этом задача управления могла быть сформирована только на завершающем этапе создания комплекса управления. С другой стороны, комплекс управления должен был обеспечить реализацию не одной штатной, а целого ряда различных задач управления в ходе экспериментальной отработки этого объекта.
Известная к настоящему времени технология разработки комплексов управления технологическими процессами не могла обеспечить в должной мере решения возникшей проблемы. В этих условиях было принято решение строить комплекс управления с несколькими уровнями. Каждая система нижнего уровня обеспечивает управление частью оборудования, которое является консервативным элементом, поскольку возможности его доработок после изготовления и номенклатура режимов его функционирования ограничены. В связи с этим содержание задачи управления таким оборудованием стало возможным формировать на ранних этапах его разработки. Средства его управления стали доступны традиционной технологии создания автоматизированной системы управления технологическими процессами.
Системы управления нижнего уровня - абоненты автоматизированной системы управления стартового комплекса и автоматизированной системы управления комплекса стенд-старта - были созданы на основе общепринятой технологии с достаточно широким использованием средств вычислительной техники как в процессе разработки, так и непосредственно в контуре управления. Система верхнего уровня осуществляет цельное и взаимоувязанное управление подготовкой и пуском, заданием последовательности режимов системам нижнего уровня и выдачей команд непосредственно на исполнительные органы ракеты. Общее число (по номенклатуре) выдаваемых этой системой команд около 3000, а общее число контролируемых сигналов - 5000. Система включает в контур управления шесть операторов-технологов высшего уровня и высшее звено управления - технического руководителя подготовкой и пуском ракеты-носителя. Именно эта система обеспечивает выполнение задачи подготовки и пуска ракеты-носителя либо минимизацию ущерба при неблагоприятно складывающихся обстоятельствах. Задачи управления, реализуемые этой системой, подвержены принципиальным изменениям от испытания к испытанию и окончательно формировались за месяц-два до работы. Корректировки ее заканчивались непосредственно перед пуском. Известные в мировой практике технологии создания автоматизированной системы управления при прочих равных условиях (одинаковая сложность задачи управления, одинаковая надежность, помехоустойчивость при реализации задачи) требуют на формулирование задачи до двух лет, а на обеспечение аппаратурой и программой реализации задачи - 3-4 года.