Союз прогресс – История создания систем управления движением транспортных космических кораблей «Союз» и «Прогресс» – Журнал «Все о Космосе»

Первые транспортные корабли «Союз» управлялись как в основном автоматическом, так и в резервном ручном контуре аналоговыми системами управления. С 1979 года эксплуатировался корабль «Союз Т», система управления которого построена на основе бортового цифрового вычислительного комплекса (БЦВК) «Аргон-16». Была сменена также датчиковая аппаратура, заменена двигательная установка, модернизированы все системы.Алгоритмы БЦВК позволили организовать оптимальное управление ориентацией, маневрированием на орбите, автономным сближением и стыковкой со станциями. Был создан комплекс программ, занимающихся автоматическим распознаванием отказов и выходом из нештатных ситуаций. Основным датчиком, измеряющим параметры относительного движения корабля и станции при выполнении сближения и стыковки с дальности 25 км, являлся бортовой нерезервированный радиолокатор «Игла» с ретранслятором на станции. («Игла» использовалась как на кораблях «Союз» и «Прогресс» с аналоговой системой управления, так и на корабле «Союз Т» с цифровой системой.)

При сближении и причаливании система управления станции по угловым измерениям ретрансляционной аппаратуры «Иглы», установленной на станции, подворачивала станционный стыковочный узел навстречу кораблю. При необходимости, в нештатных ситуациях, завершающий участок сближения мог быть выполнен при ручном управлении космонавтами корабля.

Грузы на станцию доставлялись в основном грузовыми транспортными кораблями «Прогресс», система управления которых была идентична пилотируемому кораблю «Союз».

II. «Союз ТМ» и «Прогресс М»

Для полётов к крупногабаритной, тяжёлой станции «Мир» постоянного обитания была разработана модификация корабля «Союз ТМ». Одно из главных её отличий — установка на борт дублированного радиолокатора «Курс», обеспечивающего БЦВК измерительной информацией при сближении с дальности 200 км. Это позволило организовать оптимальное автономное управление сближением с дальности 600–800 км (до дальности 200 км

С дальности 400 м осуществлялся облёт корабля к прогнозируемому положению нужного стыковочного узла станции (на «Мире» их было три )

В конусе стыковочного узла станции (с полураствором около 30◦) локатор «Курс» переключался в режим измерений, позволяющий алгоритмам управления БЦВК осуществить соприкосновение стыковочных узлов корабля и станции с точностью 0,1–0,15 м и относительной скоростью около 0,3 м/с. Грузовые корабли «Прогресс» для полетов к станции «Мир» были заменены кораблями «Прогресс М» с цифровой системой управления, применявшейся в корабле «Союз ТМ». «Прогресс М» был также оборудован аппаратурой телеоператорного управления, которая позволяла экипажу станции при нештатных ситуациях осуществлять ручное управление движением грузовика со специального пульта, пользуясь изображением станции и её мишенью на телекамере грузовика, передаваемым на телеэкран станции.

III. «Союз ТМА» и «Прогресс M/M1»

Следующая модификация кораблей «Союз», получившая индекс «Союз ТМА», была разработана для обеспечения пилотируемых транспортных операций с
МКС. Аппаратура СУД рассредоточена по трём отсекам: спускаемому аппарату (СА), возвращаемому на Землю, приборноагрегатному (ПАО) и бытовому отсеку (БО). Доработанные по сравнению в «Союзом ТМ» приборы: шестиосный акселерометр БИЛУ,компьютер управления спуском КС020-М и оборудованный компьютерами пульт космонавтов «Нептун-МЭ» .

Программное обеспечение (ПО) КС020-М с использованием датчиков и аппаратуры спуска реализует путём разворотов спускаемого аппарата по крену
управляемый спуск в атмосфере с наведением на заданный полигон Земли.Максимальная перегрузка при номинальном спуске не превышает 4g,точность посадки — не хуже 22 км (3σ) относительно расчётной точки.Основной режим управляемого спуска резервируется в порядке приоритета ручным управляемым спуском, автоматическим баллистическим спуском, резервным баллистическим спуском.

Баллистические спуски выполняются на резервный полигон с большей перегрузкой (до 8,5g) и с большими разбросами точки посадки (до 150 км).
Унифицированное ПО БЦВК «Аргон-16» кораблей «Союз ТМА» и «Прогресс M/M1», предназначенных для полётов к МКС, было также доработано с
целью выполнения повышенных требований безопасности и надёжности выполнения их стыковок к МКС, а также снижения скорости стыковки до 0,15–0,20 м/с. Предпринятые меры обеспечили выполнение стыковок к МКС всех направленных к ней российских кораблей «Союз» и «Прогресс», в том числе при возникавших нештатных ситуациях, что подтверждает правильность разработанных схем и алгоритмов обеспечения надежности и безопасности. К марту 2009 года к МКС выполнено 61 стыковка российских кораблей (включая перестыковки «Союзов» и стыковку корабля «Прогресс», доставившего на МКС модуль СО-1).

Наиболее тяжелая нештатная ситуация сложилась при стыковке «Союза ТМА-5», когда при приближении к МКС произошел нерасчётный отказ одного из тормозных двигателей, что привело к значительному падению эффективности торможения. Тем не менее контрольные алгоритмы, не рассчитанные на подобный отказ, на дальности около 40 м выявили аномальность работы двигателей и остановили движение корабля на МКС. Экипажу была дана ре-
комендация выбрать другую пару тормозных двигателей и продолжить причаливание «Союза» к МКС при ручном управлении, что и было успешно реализовано.

IV. «Союз ТМА» с модифицированной системой управления и «Прогресс M-01M»

Эта модернизация отличается от предыдущих тем, что она связана не с текущей необходимостью её проведения (создание «Союза Т» был связано с необходимостью обеспечения полёта 3-х человек на корабле, «Союза ТМ» — обеспечение полётов к тяжёлой станции «Мир», «Союза ТМА» обеспечение полётов к МКС).

Целью модернизации прежде всего являлось создание потенциала для перспективных российских транспортных кораблей. Структура новой системы управления, архитектура, возможности нового ПО, модульность его построения позволяют сравнительно легко адаптировать её к новым датчикам, к новым задачам, к принципиально другим конструкциям будущих кораблей.В ноябре 2008 года состоялся первый полёт к МКС нового грузового корабля «Прогресс M-01M» с модернизированной системой управления.

Главным объектом модернизации стал новый цифровой вычислительный комплекс: устаревший «Аргон-16» сменила современная, постоянно работающая на орбите ЦВМ101 вместе с блоками согласующих устройств (БУС101-1 и БУС101-2). ЦВМ101 — троированный, аппаратно мажорированный компьютер с процессором RISC 3081, что особенно важно для реализации сложных алгоритмов СУДН.

Случай двойного отказа БЦВК на участке причаливания резервируется (как и на «Прогрессе М») с использованием системы ТОРУ.

Кроме того, в системе управления одноосный троированный акселерометр заменен на пятиосный БИПС-М (оси расположены по конусу, что позволяет использовать прибор при одном и даже двух отказах, а также использовать измерительную информацию акселерометра по трём связанным осям корабля).

На борт была установлена цифровая телеметрическая система МБИТС. Заменен блок формирования изображений (БФИ-М) на бортовом дисплее, передаваемый по телевизионному каналу в Центр управления полетом и на пульт экипажа МКС.

Модернизирован коммутационно-преобразующий блок системы управления БСУ-7M. Заново перекомплексировано программное обеспечение (ПО) системы
управления.Новое ПО прошло полный цикл моделирования режимов управления и отработки на стендах.Замеренные на стендах ресурсы ЦВМ101, оставшиеся после реализации ПО «Прогресса M-01M», составляют около 60% по каждой позиции (память ПЗУ,ОЗУ, времени работы программ на такте), что подтвердило возможность дальнейшей модернизации СУДН на основе использования ЦВМ101 и её дальнейших модификаций.

Модернизированные космические грузовики “Прогресс-МС : произведена замена бортовой радиотехнической системы “Квант-В” с антенно-фидерными устройствами на новую единую командно-телеметрическую систему ЕКТС. Кроме того, вместо аппаратуры сближения и стыковки “Курс-А” на “Прогрессе-МС” установлена система “Курс-НА”, что позволяет перейти на современную элементную базу с организацией производства в России”.

Для повышения отказоустойчивости в состав стыковочного механизма и герметизации стыка введены дублирующие электродвигатели.
“Прогресс-МС” оснащен фарой со светоизлучающими диодами, а вместо аппаратуры радиоконтроля орбиты в составе системы управления движением и навигации применяться аппаратура спутниковой навигации последнего поколения.

В “Союзе МС” усовершенствована система управления движением и навигацией, которая обеспечивает связь с космонавтами на всем этапе полета.

Вместо аппаратуры радиоконтроля орбиты применяется система автономной спутниковой навигации (АСН), которая позволяет определять параметры движения корабля по сигналам от спутников навигационных систем ГЛОНАСС и GPS и тем самым упрощает задачу точного определения координат и скорости корабля на орбите (без привлечения дополнительных наземных средств). АСН позволяет определять параметры орбиты корабля с точностью до 5 м, координаты при сближении корабля со станцией – до одного метра (в перспективе – до 3-4 см).
Модернизирована система стыковки и сближения со станцией. Научно-исследовательский институт точных приборов (Москва) заменил свою же систему “Курс-А” на “Курс-НА” (НА – “новая активная”). В системе “Курс-НА” используются современные методы цифровой обработки сигналов. Кроме того, она вдвое легче и в три раза экономичнее по энергопотреблению аппаратуры предыдущего поколения. Для надежности в состав стыковочного механизма введены дублирующие электродвигатели.

Вместо аналоговой телевизионной системы “Клёст” на “Союзе МС” применяется цифровая телевизионная система (поддерживает связь между кораблем и станцией посредством межбортовой радиолинии).

На спускаемом аппарате корабля используемая ранее система запоминания информации (СЗИ) заменена на многоразовый “черный ящик”. Модернизированная система СЗИ-М разработана Научно-производственным объединением измерительной техники (Королёв, Московская обл.; входит в структуру компании “Российские космические системы”). Этот небольшой прибор располагается под креслом пилота, может использоваться для полетов до 10 раз и имеет ударотеплозащитный корпус: способен выдержать удар о землю со скоростью до 540 км/ч и температуру до 700 градусов Цельсия в течение 30 мин. С его помощью во время полета записывается техническая информация, физиологические параметры космонавтов и аудиоинформация.

Повышена эффективность солнечных батарей путем увеличения их площади и мощности фотоэлементов. “Союз МС” получил дополнительную защиту от космического мусора и микрометеоритов.

Источник 1 и Источник 2 и Источник 3

aboutspacejornal.net

Прогресс М-27М — Википедия

Прогресс М-27М — транспортный грузовой космический корабль (ТГК) серии «Прогресс», стартовавший к Международной космической станции 28 апреля 2015 года. 59-й российский корабль снабжения МКС. В ходе нештатного разделения с ракетой-носителем корабль был повреждён, выведен на нерасчётную орбиту, с неконтролируемым вращением вокруг своей оси. Управление кораблём было потеряно. После ряда неудачных попыток восстановить управление, было принято решение не пробовать состыковать корабль с МКС вручную. Корабль продолжил постепенное понижение орбиты и 8 мая 2015 года сгорел в плотных слоях атмосферы.

ru.wikipedia.org

Прогресс М-28М — Википедия

ru.wikipedia.org

Прогресс М-25М — Википедия

Прогресс М-25М — транспортный грузовой космический корабль (ТГК) серии «Прогресс», стартовавший к Международной космической станции 29 октября 2014 года. 57-й российский корабль снабжения

ru.wikipedia.org

РКЦ Прогресс РН «Союз-2»

Ракета-носитель «Союз-2»

Ввод в эксплуатацию ракеты-носителя «Союз-2» позволит заменить ракету-носитель «Союз-У» универсальной ракетой-носителем.

Ракета-носитель «Союз-2» в сочетании с разгонным блоком «Фрегат» или БВ «Волга» позволяет выводить космические аппараты на всевозможные типы орбит: низкие, средние, высокоэллиптические, солнечно-синхронные, геопереходные и геостационарные.

Разработка ракеты-носителя «Союз-2» велась на базе ракеты-носителя «Союз» в два этапа (этапы 1А и 1Б).

Этап модернизации 1А:

 · на двигателях 1-2 ступени применяются форсуночные головки с улучшенным смесеобразованием;

· разработана единая для всех трех ступеней система управления на базе высокопроизводительной цифровой машины;

· применяется цифровая радиотелеметрическая система;

· конструкция блока 3 ступени максимально унифицирована как для этапа 1А, так и для этапа 1Б.

 · дополнительно к мероприятиям этапа 1А используется новый двигатель на блоке 3 ступени с повышенными энергетическими характеристиками.

Это позволило повысить точность выведения, устойчивость и управляемость ракеты-носителя, а также использовать сборочно-защитный блок с головным обтекателем диаметром 4,11 м и длиной 11,43 м.

Первый испытательный пуск ракеты-носителя «Союз-2» этапа 1А успешно состоялся 8 ноября 2004 года с космодрома Плесецк.

Первый коммерческий пуск ракеты-носителя «Союз-2» этапа 1А осуществлен в 2006 году с европейским метеорологическим космическим аппаратом Metop.

Летные испытания ракеты-носителя «Союз-2» этапа 1Б начаты 27 декабря 2006 года запуском с космодрома Байконур французского исследовательского аппарата Corot. В настоящее время летные испытания РН «Союз-2» этапов 1А, 1Б завершены и ведется передача ракеты-носителя в серийное производство.

www.samspace.ru

Прогресс МС-07 — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Прогресс МС-07 (№ 437, по классификации НАСА Progress 68 или 68P) — 160-й с 1978 года космический грузовой корабль серии Прогресс, запущенный госкорпорацией Роскосмос для 68-й доставки грузов к

ru.wikipedia.org