Современное программное обеспечение для автоматизации тепловых процессов при проведении термовакуумной отработки перспективных космических аппаратов

Контроль и испытания ракетно-космической техники

УДК 629.78.048.7

А. Ю. Вшивков, Е. Н. Головенкин

ОАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнева», Россия, Железногорск

СОВРЕМЕННОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ТЕРМОВАКУУМНОЙ ОТРАБОТКИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ

КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

С переходом на проектирование более сложных и энергоемких космических аппаратов (КА) на негерметичной платформе количество параметров, за которыми необходимо осуществлять наблюдение при проведении испытаний, выросло в разы. Данная статья посвящена методологическим особенностям, заложенным в разработку программного обеспечения «ПО СУИТП» для проведения термовакуумной отработки современных КА.

Эффективность управления и измерения параметров КА является определяющим фактором при проведении термовакуумной отработки в жестких имитационных условиях окружающей среды. Современные конструктивно-компоновочные схемы аппаратов, создаваемых на высокоэнергетических негерметичных платформах, предусматривает наличие огромного количества самого разного бортового оборудования, секций электрообогрева, температурных датчиков, разветвленной кабельной сети и бортового программного обеспечения, которое позволяет всем подсистемам КА функционировать единым слаженным механизмом.

Из практики создания КА следует, что техника, изготовленная в виде экспериментальных макетов, требует значительно меньших объемов и затрат на доработку и испытания, чем летные прототипы. Поэтому для проведения термовакуумной отработки вновь созданных образцов космической техники создается тепловой макет, полностью соответствующий теплофизическим характеристикам штатного КА и укомплектованный имитаторами приборов, кабельной сети, имитаторами отсутствующих частей, системами измерения и управления.

Тепловые имитаторы и тепловые макеты приборов в аппаратах предыдущего поколения управлялись в ручном режиме с помощью реостатов и измерялись приборами замера мощности типа К-505. Создание современных прецизионных элементов системы терморегулирования требует от системы управления и измерения наземного испытательного комплекса более точного поддержания заданных значений мощностей тепловых имитаторов и электрообогревателей и точных значений температуры.

Эти предпосылки послужили для модернизации наземного комплекса испытаний в части автоматизации систем измерений и управлений имитаторами теплового потока и их «сервисом» в плане первичной обработки и отображения информации.

Разработанное и введенное в эксплуатацию совместно с сотрудниками Томского НИИ «АМ» техническое оборудование и программное обеспечение «ПО СУИТП» полностью автоматизировало процесс проведения испытаний.

Методологическими особенностями данного ПО является то, что перед проведением наземной экспериментальной отработки изделия «07 ТВИ», создается конфигурационный файл, в который заносятся температурные параметры, тепловые имитаторы и электрообогреватели теплового макета. В соответствии со штатной логикой функционирования в конфигурационном файле задаются температурные установки, по которым будут функционировать секции электрообогрева. Заранее занесенные в конфигурационный файл значения мощностей тепловых имитаторов бортовой аппаратуры позволяют мгновенно переключать комплекты оборудования в соответствии с логикой работы аппарата на орбите, что дает возможность безошибочно оценить состояние аппарата в переходных режимах.

В ходе проведения испытаний температурные параметры, циклограммы мощности имитаторов и электрообогревателей непрерывно записываются в архив и отображаются графически на ПК. В случае превышения допустимых значений высвечивается параметр «НЕНОРМА» и ячейка с температурным датчиком окрашивается в красный цвет. Разработанное программное обеспечение позволяет также отслеживать контроль стыковки и контроль включения каналов, в случае обрыва цепи система выдаст команду «НЕНОРМА», а возможность вносить корректировку данных в процессе отработки теплового макета позволяет в краткие сроки оценить резервы системы терморегулирования.

Использование данной системы не ограничивается применением ее лишь на тепловых макетах. При проведении электротермовакуумных испытаний штатных аппаратов элементы оснастки, технологическое съемное оборудование, датчики контроля теплового потока дополнительно могут быть поставлены на контроль при помощи данного ПО. В режимах обезгаживания, когда получение штатной телеметрической информации ограничено, дополнительно могут быть установлены резервные технологические температурные датчики и электрообогреватели внутри КА для контроля его состояния и управляемые «ПО СУИТП».

Построение графических зависимостей температурных параметров и мощностей тепловыделений

Решетневскце чтения

позволяет наглядно и в сжатые сроки оценить эффективность работы испытуемой системы терморегулирования аппарата, а возможность сетевого перемещения архивной информации позволяет быстро и качественно написать отчет о проведении наземной экспериментальной отработки или предоставить необходимые данные заказчику в режиме онлайн.

В связи с тем, что наметились тенденции сокращения общих сроков изготовления КА, включая сокращение продолжительности проведения наземных отработочных испытаний, программное обеспечение «СУИТП» успешно решает ряд технологических проблем в процессе проведения на предприятии испытаний.

A. Y. Vshivkov, E. N. Golovenkin JSC «Academician M. F. Reshetnev «Information Satellite Systems», Russia, Zheleznogorsk

THE MODERN SOFTWARE FOR AUTOMATION OF THERMAL PROCESSED IN THERMAL VACUUM TESTING OF THE PERSPECTIVE SPASECRAFT

With the transition to the design of more complex and energy-intensive non-hermetic spacecraft that need to be monitored in the tests has increased significantly. This article is dedicated to methodological features, incorporated in software development "PO SUITP" for modern spacecraft thermal vacuum testing.

© Вшивков А. Ю., Головенкин Е. Н., 2012

УДК 629.7.01; 629.78.001; 681.3.06

А. А. Карасев

Конструкторское бюро «Арсенал», Россия, Санкт-Петербург

О РАЗРАБОТКЕ ЯЗЫКА АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

Рассматривается вопрос о разработке проблемно ориентированного языка программирования для упрощения создания испытательных программ автоматического космического аппарата (АКА). Приводится структура испытательной программы.

Разработка, производство и эксплуатация АКА [1] образуют его жизненный цикл. На завершающей стадии изготовления АКА проходит комплексные электрические испытания, во время которых проверяются все его подсистемы и агрегаты.

Возрастающая сложность применяемых в АКА комплектующих и необходимость повышения качества проведения электропроверок ставят задачу их автоматизации.

Для ее решения для АКА разработки ФГУП «КБ «Арсенал» на заводе-изготовителе для проведения комплексных электрических испытаний применяется автоматизированный испытательный комплекс (АИК).

Рассмотрим структуру программного обеспечения АИК.

В основе функционирования АИК лежит операционная система реального времени (ОСРВ). Ее основная задача - обеспечить детерминизм и предсказуемое поведение АИК и АКА во время испытательного процесса.

Для обеспечения проведения испытаний в среде ОСРВ на прикладном уровне существует интерпретатор испытательных программ (ИП), который реализует циклограммы испытаний, сформированные на его входном языке.

Этот язык близок к низкоуровневым языкам программирования типа ассемблера и даже машинному коду, а это порождает проблему увеличения ошибок и трудоемкости при его использовании.

Для упрощения задачи составления ИП было принято решение создать проблемно ориентированный язык программирования.

При разработке языка были проанализированы необходимые команды управления, сигналы с датчиков АКА, функционирование бортового комплекса управления АКА, логика работы интерпретатора испытательных программ, испытательное программное обеспечение для АКА-аналогов с целью определения необходимых требований к языку.

Исходя из этих требований были сформулированы цели трансляции: из входного текстового файла, должны быть получены файлы, пригодные для использования в качестве исходных данных для интерпретатора ИП и для дальнейшего включения в качестве составной части в конструкторскую документацию.

Так как в создании испытательного программного обеспечения принимает участие большое число разработчиков, то при создании среды программирования, реализующей язык, изначально закладывалась возможность коллективного ее использования.