О космосе - общая ветка

ЛевМих, Вы не путайте БИНС и ИНС ;), в теме ракетной техники не спец, но там были варианты без ИНС, но что то типа обычного гиростабилиатора плюс гироинтегратора линейных ускорений.
 
Реклама
ЛевМих, Вы не путайте БИНС и ИНС ;), ...
Ranger_avv, спасибо за замечание. Я писал тот пост по памяти, а во времена моей молодости (порядка 40 лет назад), когда я изучал СУ разных ракет, все новые ИНС ракет были с ГСП, и аббревиатура БИНС означала просто бортовую ИНС (а других и не было). В 70е на моих глазах реально появились ИНС с кольцевыми лазерными гироскопами (КЛГ), которые в близких мне кругах (а я в 80е и 90е эпизодически соучаствовал в разработке КЛГ) стали называть бескарданными или, реже, бесплатформенными. Но я не проследил произошедшее изменение общепринятого смысла сокращения БИНС.

Сейчас немного погуглил и убедился, что теперь общепринятая расшифровка сокращения БИНС - бесплатформенная ИНС. По крайней мере, это принято в авиации. А вот популярная информация по СУ ракет весьма скудная - в отличие от массы обзорных публикаций по ТТХ и конструкции ракет (см., например, обширный сборник материалов о развитии ракетного оружия РВСН в СССР и РФ по 2006 г, включая предысторию с 1946 г, Ракетные системы РВСН: От Р-1 - к Тополю-М ). Тот пост я слегка поправил (добавил ЗЫ про бесплатформенные ИНС и оговорил варианты расшифровки БИНС) - ИМХО, он кому-то будет полезен.
... в теме ракетной техники не спец, но там были варианты без ИНС, но что-то типа обычного гиростабилизатора плюс гироинтегратора линейных ускорений.
Но все-таки это тоже ИНС - хотя и предельно упрощенные. Примерно так и было до появления ГСП (в СССР - до разработки РСД Р-14 в начале 60х). И я такие ИНС без ГСП, от Р-1 до Р-12, подробно описал:
...
Разумеется, ИНС бывают разных классов как по функциональной сложности, так и по точности гироприборов и акселерометров. На самых первых ракетах первого поколения (ФАУ-2, Р-1, Р-2) БИНС содержала только простейшие автомат угловой стабилизации (АУС) и автомат управления дальностью (АУД). ...

В середине первого поколения ракет (знаменитые МБР Р-7 и РСД Р-12 конца 50х), в структуру ИНС стали также входить автомат боковой и нормальной стабилизации (АБНС) и регулятор кажущейся скорости (РКС). ...

А с конца первого поколения ракет (РСД Р-14 и МБР Р-16 в начале 60х), все ИНС стратегических ракет (РСД и МБР) стали делать на основе гиростабилизированной платформы (ГСП), на которой размещались гироскопы АУС, датчики АБНС, РКС и АУД.
...
ЗЫ. В 70е появились т.н. бескарданные, или бесплатформенные, ИНС на основе оптических гироскопов (кольцевых лазерных - КЛГ, а позже волоконно-оптических - ВОГ), которые тоже стали называть "БИНС". И если вопрос именно о таких БИНС (бескарданных), то точно не отвечу. На ОТР и самолетах такие БИНС с КЛГ применялись, НЯЗ, с конца 70х, и широко применяются сейчас. По сочетанию точности и габаритов, НЯЗ, КЛГ достигли уровня, приемлемого для МБР, в 80е. Но, по крайней мере, в последних по времени разработки МБР США МХ и Трайдент-2, применены ГСП. И прецеденты применения бескарданных ИНС в каких-либо МБР мне неизвестны.

Но глупо было бы называть бесплатформенными те ИНС, которые были до появления ГСП.
 
Последнее редактирование:
во времена моей молодости (порядка 40 лет назад), когда я изучал СУ разных ракет, все новые ИНС ракет были с ГСП, и аббревиатура БИНС означала просто бортовую ИНС
Чёрт возьми! А я ведь, по простоте душевной, тоже расшифровывал эту аббревиатуру именно так. :oops:
Видимо стоит давать полную расшифровку, дабы было понятно, о чём речь-то идёт. ;)
 
А вот популярная информация по СУ ракет весьма скудная
Очень скудная. Я все же попробую пролистать одну книжицу по гироскопии с ракетным уклоном. Издание старое, но может вполне устроит.
 
Использование маршевого движка для посадки такой тяжёлой и высокой штуки на Землю - впервые
Спасаемые, (да еще ТАКИМ образом! ) ступени с прицелом на пилотируемые полеты .... Кроме как "Ну, ну ..." сказать нечего.
По сочетанию точности и габаритов, НЯЗ, КЛГ достигли уровня, приемлемого для МБР, в 80е.
Но по надежности и стойкости к вибрациям - имхо, пока еще нет.
И прецеденты применения бескарданных ИНС в каких-либо МБР мне неизвестны.
Мне тоже. Поэтому и спросил.
В космических носителях - да, прецеденты есть. "Пегас" и "Спейс шатл", например. Но там ИНС с КЛГ дублируется аппаратурой пользователя спутниковых навигационных систем (АП СНС), что доводит надежность СУ до приемлемого уровня. На МБР, по понятным причинам, такое решение неприемлемо. БИНС с КЛГ и АП СНС также заложен в проект "нового украинского носителя "Циклон-4", но не из любви к "новым прогрессивным технологиям", а из-за банального отказа РФ поставлять ГСП (не технологии, а ГОТОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ!) в Украину для использования на ЭТОМ носителе. При этом СУ получилась тяжелей, чем с ГСП, с неочевидной надежностью из-за вибраций.
 
Kennedy Space Center. Космический музей НАСА

21 декабря 2012 года мне довелось побывать в Kennedy Space Center.
Я и мои друзья ожидали большего от этой поездки.
Сначала около 40 минут пришлось простоять в очереди на входе, обменивая электронные документы, купленные в отеле на билеты музея. Бабулька пенсионерка в кассе неторопливо щелкала одним пальцем по клавишам компьютера, проверяя подлинность нашей электронной бумажки.
Очень мало живых экспонатов, особенно разочаровало практическое отсутствие таковых по теме первой посадки первого человека на Луне.

Порадовали фотографии Ю.А. Гагарина, А.П. Королева и нашего космического корабля на входе в главный павильон космонавтики.

0_9bba3_a6b9254_XXL


Полностью репортаж смотрите, щелкнув на название темы.
 
Последнее редактирование:
su15,
Валер, за этим в Вашингтон - большой дом сразу за капитолием. :)
А КСЦ - это родина шаттлов и ракеты Сатурн.
 
В Huntsville, Alabama шикарный космический музей. Очень понравилось.
 
Но по надежности и стойкости к вибрациям - имхо, пока еще нет.
Вопрос спорный. КЛГ давно применяются в БИНС самолетов ГА, где требуется время безотказной работы десятки тыс. час. И КЛГ давно применяются в БИНС ОТР и еще меньших изделий, где ускорения и вибрации наверняка круче, чем на МБР. Ссылки найти непросто, но факты имеют место.

... там ИНС с КЛГ дублируется аппаратурой пользователя спутниковых навигационных систем (АП СНС), что доводит надежность СУ до приемлемого уровня.
Категорически возражаю. ИНС в принципе нельзя "дублировать" аппаратурой СНС, ибо СНС повышает не надежность, а точность ИНС.

В любой сколь угодно сложной комбинированной навигационной системе, предназначенной для оперативного управления движением аппарата (а не для топопривязки и т.п.), именно ИНС является основной системой, ибо только ИНС дает в реальном времени информацию об углах и ускорениях, нужную для оперативного управления движением. Более того, только ИНС непосредственно (а не косвенно) вырабатывает эту информацию. А любые другие методы навигации (спутниковая, астро, радиокомандная) в комбинированных навигационных системах - это лишь методы коррекции ИНС, т.е., методы повышения точности навигационной системы в целом, парирующие медленные дрейфы нулей и масштабных коэффициентов каналов ИНС.

Например, у МБР "Трайдент-2" ИНС дает СКВО порядка 100 м со спутниковой и/или астро коррекцией, а в отсутствие такой коррекции - порядка 400 м (числа по памяти - искать лениво). Т.е., отсутствие спутниковой коррекции или отказ астрокоррекции - это частичный параметрический отказ навигационной системы, а вот отказ ИНС - это катастрофический отказ МБР.
 
КЛГ давно применяются в БИНС самолетов ГА, где требуется время безотказной работы десятки тыс. час.
Имеется в виду не наработка на отказ (неисправность), а функциональная устойчивость, например, типа неприемлемый дрейф исправного прибора.
И КЛГ давно применяются в БИНС ОТР и еще меньших изделий, где ускорения и вибрации наверняка круче, чем на МБР.
Ну не круче, однако!
По маленьким не очень в курсе, но во-первых, чем меньше тяга двигателя - тем меньше и вибронагрузки. Затем дальности ТР и ОТР существенно меньше чем МБР, то есть погрешности, вносимые вибрациями, могут быть для ОТР вполне приемлемыми, а на дальностях МБР - уже нет.

Категорически возражаю. ИНС в принципе нельзя "дублировать" аппаратурой СНС, ибо СНС повышает не надежность, а точность ИНС.
Вот пример комбинированной СУ, способной выводить РН "Пегас" на заданную орбиту в режиме "GPS only" при недопустимых погрешностях ИНС, квалифицируемых как отказ.
http://www51.honeywell.com/aero/common/documents/myaerospacecatalog-documents/E-SIGI.pdf
 
Реклама
У ГСП как раз стойкость к внешним воздействиям в среднем ниже чем у БИНС. И дрейф исправного в среднем у платформенных систем выше, плюс жесткие требования к термостатированию, питанию и времени готовности, ну и стоимость ГСП мягко говоря высокая, наработка на отказ тоже ниже в разы. В плане стойкости лучше всего ВОГи, но они в целом по точности ниже чем лазеры, но сейчас уже выходят на уровень

Ranger_avv, Вопрос не в том, что круче: механический гироскоп, КЛГ или ВОГ, а в том, что для определенных приложений (МБР, в частности) ИВК (инерциальный вычислительный комплекс) с ГСП на данный момент предпочтительней, чем БИНСы.
Это обусловлено следующими причинами.
1. Физико-механические особенности ГСП
2. Отработанность технологий ИВК с ГСП
3. Более простые алгоритмы управления и (что было актуально в 80-е годы) - более простые вычислительные процедуры.

По первому пункту. Это и есть тема вибраций. Дело в том, что ГСП к ним в какой-то степени инертна (например, к высокочастотным, обусловленным акустикой двигателя), а БИНС с КЛГ - нет. То есть БИНС измеряет ВСЕ движения, включая вибрации, в результате чего полезный сигнал (ускорения и развороты корпуса ракеты) оказывается зашумленным. (это не считая изменений длины оптического пути и прочего под воздействием механических деформаций, сопутствующих вибрациям). Для дальностей ТР и ОТР - это, возможно, приемлемо, а для МБР - явно нет. (сие, конечно же, не значит, что для ГСП вибрации пофиг).

По второму. Надежность СУ РН «Зенит» (первый пуск 1985 год) достигалась через кворум (2 из 3) в трех независимых каналах измерений и вычислений. То есть было 3 комплекта комплекса командных приборов, три спецвычислителя. А вот ГСП была одна (все три ККК были на одной платформе). То есть, если в ККК и прочем сомневались, то к ГСП вопросов не было. В то же время надежность новой СУ для «Циклон-4» обеспечивается двумя комплектами БИНС и АП СНС, а требуемая точность (гарантированная) выведения – только совместным режимом (ИНС плюс СНС). (Разумеется, уровень освоения технологий КЛГ в Украине не является показательным)
А более подробное описание есть?
К сожалению, нет.
 
Последнее редактирование:
Ranger_avv, Вопрос не в том, что круче: механический гироскоп, КЛГ или ВОГ, а в том, что для определенных приложений (МБР, в частности) ИВК (инерциальный вычислительный комплекс) с ГСП на данный момент предпочтительней, чем БИНСы.
Идет замена на БИНСы, НЯЗ.

Отработанность технологий ИВК с ГСП
БИНС, если честно тоже уже лет 30 существуют, так что отработанность технологий тут не совсем аргумент.


По первому пункту. Это и есть тема вибраций. Дело в том, что ГСП к ним в какой-то степени инертна (например, к высокочастотным, обусловленным акустикой двигателя), а БИНС с КЛГ - нет. То есть БИНС измеряет ВСЕ движения, включая вибрации, в результате чего полезный сигнал (ускорения и развороты корпуса ракеты) оказывается зашумленным. (это не считая изменений длины оптического пути и прочего под воздействием механических деформаций, сопутствующих вибрациям). Для дальностей ТР и ОТР - это, возможно, приемлемо, а для МБР - явно нет. (сие, конечно же, не значит, что для ГСП вибрации пофиг).
По теме вибраций. БЧЭ подвешен на аммортизаторах, и ВЧ вибрация-как раз в принципе его не волнует, а вот НЧ-проблема. Впрочем это такая же проблема и в ГСП. В И-21 стояли межрамочные демпферы, например.


По второму. Надежность СУ РН «Зенит» (первый пуск 1985 год) достигалась через кворум (2 из 3) в трех независимых каналах измерений и вычислений. То есть было 3 комплекта комплекса командных приборов, три спецвычислителя. А вот ГСП была одна (все три ККК были на одной платформе). То есть, если в ККК и прочем сомневались, то к ГСП вопросов не было. В то же время надежность новой СУ для «Циклон-4» обеспечивается двумя комплектами БИНС и АП СНС, а требуемая точность (гарантированная) выведения – только совместным режимом (ИНС плюс СНС). (Разумеется, уровень освоения технологий КЛГ в Украине не является показательным)
Но к гироскопам были претензии-собственно самой платформе практически ничего не страшно. Надежность ИНС практически всегда упирается в гироскопы (раньше еще и в вычислитель, но сейчас проблема снялась)
Скажите, а кто КЛГ на Украине делает для этих целей?


К сожалению, нет.
Жаль.

То, что "традиционные" гироскопы активно используются в космических аппаратах, я в курсе. Не так давно один коллега занимался вопросом установки гироскопа из И-21 на КА.


---------- Добавлено в 18:29 ----------


З.Ы. К сожалению в космической инерциальной навигации очень мало смыслю-т.к. сам занимался и обучался авиационной.
 
Ну не круче, однако!
По маленьким не очень в курсе, но во-первых, чем меньше тяга двигателя - тем меньше и вибронагрузки.
Скорее, наоборот. У ОТР и, тем более, ТР, продольное ускорение и вибронагрузки обычно в несколько раз больше, чем у МБР. А у "маленьких" (земля-воздух, воздух-земля и т.п.) ускорение на порядок больше, и должен быть заметно шире реальный частотный спектр вибраций.
Затем дальности ТР и ОТР существенно меньше чем МБР, то есть погрешности, вносимые вибрациями, могут быть для ОТР вполне приемлемыми, а на дальностях МБР - уже нет.
Это справедливо. Относительная точность, желательная для неядерной ОТР (в идеале - СКВО порядка 10 м за сотни км) в несколько раз ниже, чем требуемая от современной "противошахтной" МБР (порядка 100 м за 10 тыс. км). И оба эти уровня точности достигаются только в комбинированных СУ, с разными методами коррекции, а точность лучших ИНС хуже, по крайней мере, в несколько раз (у ОТР, ИМХО, на порядок). Но точность СУ ОТР и, особенно, ТР, значительно сильнее ограничена приемлемыми стоимостью и массогабаритными показателями, чем точность СУ МБР.
Вот пример комбинированной СУ, способной выводить РН "Пегас" на заданную орбиту в режиме "GPS only" при недопустимых погрешностях ИНС, квалифицируемых как отказ.
http://www51.honeywell.com/aero/common/documents/myaerospacecatalog-documents/E-SIGI.pdf
Из рекламы по ссылке вовсе не следует, что режим "GPS only" - полноценный. В частности, я плохо представляю, как в этом режиме обеспечить угловую стабилизацию в реальном времени (время отработки возмущений - доли секунды). И, кстати, приведенная в этой рекламе точность по скорости (0,3 м/с ср.-кв.) для МБР означает СКВО по дальности почти 1 км на 10 тыс. км - а есть и другие погрешности СУ.
 
Последнее редактирование:
Вопрос не в том, что круче: механический гироскоп, КЛГ или ВОГ, а в том, что для определенных приложений (МБР, в частности) ИВК (инерциальный вычислительный комплекс) с ГСП на данный момент предпочтительней, чем БИНСы.
Это обусловлено следующими причинами.
1. Физико-механические особенности ГСП
2. Отработанность технологий ИВК с ГСП
3. Более простые алгоритмы управления и (что было актуально в 80-е годы) - более простые вычислительные процедуры.
40 лет назад меня учили, что решающее преимущество ГСП на ракетах перед набором отдельных датчиков углов и ускорений (как и в современных БИНС) - поддержание оптимальной ориентации акселерометров нормальной и, главное, боковой стабилизации. И дело не только и не столько в упрощении алгоритмов, сколько в том, что эти акселерометры должны иметь чувствительность порядка 0,001 м/с2 на фоне продольного ускорения до 100 м/с2, и надо минимизировать "перекрестную" помеху, сделав акселерометры по возможности нуль-индикаторами. На самолете это невозможно, да и не нужно - там среднее продольное ускорение очень мало, а поперечные ускорения - большие. Соответственно, на самолетах ГСП не имеет этого преимущества, а на баллистических ракетах оно очень важно.


---------- Добавлено в 10:46 ----------


Понятно, знакомая фирма, но ИМХО это не совсем их профиль. Хотя астроголовки делали и делают хорошие. :)
НЯЗ, "Арсенал" делал КЛГ еще в 80е.
 
Вот, не прошло и 3х лет, как бедному R2 решили приделать ноги (в буквальном смысле). Получилась неплохая мартышка ;)

BAWrhRcCcAAt7vp.jpg:large
 
Не знаю куда такую новость..
К 2020 году РФ планирует разработать космические системы для полетов человека на Луну. Об этом сказано в основных положениях госпрограммы "Космическая деятельность РФ в 2013-2020 годах", которые были опубликованы сегодня, 12 января, на сайте Роскосмоса.
За 7 лет планируется "реализовать проекты, которые позволят преодолеть сложившееся отставание от ведущих космических держав" в в области фундаментальных космических исследований.
В рамках намеченной программы по углубленному изучению Луны создадут, помимо транспортной системы, способной обеспечить полеты человека к Луне, и целый класс новых технологий - "технологий межпланетных полетов и напланетной деятельности человека".
Запланированы также миссии по доставке на землю образцов лунного грунта для детального изучения.
Напомним, что осенью минувшего года курирующий вопросы оборонно-промышленного комплекса вице-премьер РФ Дмитрий Рогозин в интервью заявил, что главной целью России в космосе на ближайшие десятилетия может стать строительство базы на Луне, хотя помешать этому может нехватка кадров.
Читать полностью: http://top.rbc.ru/society/12/01/2013/840045.shtml
В общем дело за малым, за кадрами :).
Видимо все темы - лампочки, телефоны, планшеты , глонасс - себя поисчерпали .. Надо лететь на Луну и баста. Принцип известен. Деньги сейчас - а результат через 8 лет.Когда иных уж нет , а те далече... Плавали -знаем.
 
БЧЭ подвешен на аммортизаторах, и ВЧ вибрация-как раз в принципе его не волнует

Ranger_avv, Вот попалось фото БИНСа "Циклон-4", вспомнил про Вас


Он, кстати, разрабатывалсь для ОТР. На космическом носителе оказался вынужденно.
 
Реклама
imkas, Спасибо! Подход к проектированию в авиации и космической технике явно сильно отличаются.
З.Ы. На заднем плане, третьей в ряду стоит знакомая астроголовка. :)
 
Назад