АСК-15
Цифровая вычислительная машина АСК-15.

ASC -15 (Advance System Controller Model 15) — цифровой компьютер , разработанный компанией International Business Machines (IBM) для использования на межконтинентальной баллистической ракете (МБР) Titan II . [1] [2] Впоследствии он был модифицирован и использовался на ракетах-носителях Titan III и Saturn I Block II.

Его основной функцией на этих ракетах было выполнение навигационных расчетов с использованием данных от инерциальных сенсорных систем . Он также выполнял проверки готовности перед запуском. [3] Это был цифровой последовательный процессор, использующий данные с фиксированной точкой с 27-битными словами. Хранилище представляло собой барабанную память . Электронные схемы представляли собой спаянные инкапсулированные модули, состоящие из дискретных резисторов , транзисторов , конденсаторов и других компонентов, спаянных вместе и инкапсулированных в пенопласт. Он был изготовлен на заводе IBM в Овего , штат Нью-Йорк. [4]

ASC-15 для Титана II

Первая инерциальная система наведения для Titan II была создана AC Spark Plug и включала в себя инерциальный измерительный блок, основанный на проектах Draper Labs в Массачусетском технологическом институте , и компьютер ASC-15, разработанный и построенный IBM в Овего, штат Нью-Йорк. Первая ракета Titan II, оснащенная этой системой, была запущена 16 марта 1962 года. Приобретение запасных частей для этой системы стало затруднительным, и ВВС решили заменить ее новой системой. Система AC Spark Plug, включая ASC-15, была заменена на универсальную космическую систему наведения Delco Electronics (USGS) на действующих ракетах Titan II, начиная с января 1978 года. [5] Компьютером наведения в USGS был Magic 352, произведенный Delco. [6]

ASC-15 был построен на алюминиевой раме размером около 1,5 фута × 1,5 фута × 1 фут (46 см × 46 см × 30 см). [7] Боковые стороны, верх и низ были покрыты кусками ламинированного пластика, покрытыми позолоченной алюминиевой фольгой. Эти крышки были слегка выпуклыми и ребристыми для жесткости. Внутри крышек находились пятьдесят две логические палочки, каждая из которых содержала четыре сварных инкапсулированных модуля. Они окружали раму колокола, в которой размещалась барабанная память. [8] См. рисунок 2.

Барабан представлял собой тонкостенный цилиндр из нержавеющей стали длиной 3 дюйма (76 мм) и диаметром 4,5 дюйма (110 мм), покрытый магнитным никель-кобальтовым сплавом. Он приводился в движение синхронным двигателем со скоростью 6000 об/мин. Барабан имел 70 дорожек, из которых 58 использовались, а 12 были запасными. Эти дорожки использовались следующим образом:

НОМЕР ТРЕКАИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПУТЕЙ
34Инструкции по трекам
7Константы
8Целевые данные
2Данные для временного хранения
5Револьверы для сверхбыстрого доступа к хранению
2Хронометраж треков

Емкость дорожки составляла 1728 бит. Командные слова имели длину 9 бит, а данные хранились в 27-битных словах. [9]

Совпадали с 58 дорожками 67 считывающих головок и 13 записывающих головок. Пока барабан вращался со скоростью 6000 об/мин, головки плавали над поверхностью барабана на тонком слое воздуха. Когда барабан вращался быстрее или медленнее, головки поднимались с барабана кулачковыми валами, вращаемыми цепью, которая приводилась в движение двигателем сверху корпуса барабана, чтобы избежать царапин на магнитной поверхности. Смотрите рисунок 3.

ASC-15 для Титана III

Titan III был космическим ракетоносителем на базе МБР Titan II. ASC-15 сохранили в качестве компьютера управления ракетой, но барабан был немного удлинен, чтобы обеспечить 78 используемых дорожек, что на 20 больше, чем у барабана, используемого в Titan II. Память содержала 9792 инструкции (51 дорожка) и 1152 константы (18 дорожек). Скорость была такой же, как у Titan II: 100 оборотов/секунду × 64 слова/оборот × 27 бит/слово = 172,8 килобит/секунду. Время для операции сложения составляло 156 мкс ; для умножения — 1875 мкс ; и для деления — 7968 мкс . [10]

ASC-15 для Сатурна I

Сатурн I Барабанная память ASC-15 компьютер наведения
Сатурн I Барабанная память ASC-15 компьютер наведения

Для блока I ракеты Saturn I (миссии SA-1, 2, 3 и 4) компьютер наведения не использовался. Система наведения для SA-2 показана на рисунке 4. [11] Программа тангажа обеспечивалась кулачковым устройством, расположенным в коробке усилителя сервоконтура. Последовательность событий контролировалась программным устройством, которое также использовалось на ракетах Jupiter. Это был 6-дорожечный магнитофон, который посылал импульсы на набор реле (секвенсор полета) для активации и деактивации различных цепей в точно рассчитанной последовательности.

ASC-15 впервые был запущен на SA-5, первом аппарате Saturn I Block II и первом, достигшем орбиты. [12] В этой миссии он был пассажиром, не управляющим аппаратом, а генерирующим тестовые данные для последующей оценки. Активная система наведения на SA-5 была похожа на ту, что использовалась в более ранних полетах. Пассажирской системой были ASC-15 и инерциальная платформа ST-124 . Наведение было разомкнутым; то есть команды наведения были функциями только времени. SA-5 также увидел введение приборного блока .

На SA-6, в то время как для первой ступени (SI) использовалось управление ST-90S с открытым контуром, после разделения ST-124 и ASC-15 использовали адаптивное управление по траектории (замкнутый контур) для управления второй ступенью (S-IV). Система управления SA-6 показана на рисунке 5. [13] Эффективность адаптивного управления по траектории была продемонстрирована непреднамеренно, когда преждевременное отключение двигателя SI номер восемь практически не повлияло на траекторию корабля.

Расположение систем ST-90S и ST-124 (включая компьютер наведения ASC-15) на SA-6 показано на рисунке 6. [14] Это версия 1 приборного блока, который использовался на SA-5, 6 и 7.

На SA-7 система ST-124 управляла стрельбой обеих ступеней. Система наведения и управления для SA-7 показана на рисунке 7. [15] Цифровой компьютер — это ASC-15. Он заменил как кулачковое устройство, содержащее программу наклона SI для более ранних миссий [16], так и программное устройство, которое управляло последовательностью событий в этих миссиях.

Следующей миссией, запущенной после SA-7, была SA-9. Она несла новую версию приборного блока, которая была негерметичной и на 2 фута (0,61 м) короче версии 1. Версия 2 летала в оставшихся миссиях Saturn I (SA-8, 9 и 10). [ необходима цитата ]

  • Компьютер управления ракетой (MGC) для Titan II.
    Компьютер управления ракетой (MGC) для Titan II.
  • Разобранный вид MGC.
    Разобранный вид MGC.
  • Память барабана ASC-15
    Память барабана ASC-15
  • Система управления СА-2
    Система управления СА-2
  • Система наведения и управления СА-6
    Система наведения и управления СА-6
  • Приборный блок для SA-6
    Приборный блок для SA-6
  • Система наведения и управления СА-7
    Система наведения и управления СА-7
  • Сборка приборного блока SA-8 в Центре космических полетов им. Маршалла (MSFC)
    Сборка приборного блока SA-8 в Центре космических полетов им. Маршалла (MSFC)
  • Деталь приборного блока SA-8 с макетами, маркированными для ASC-15 и ST-124.
    Деталь приборного блока SA-8 с макетами, маркированными для ASC-15 и ST-124.

Примечания

  1. ^ 1958: "IBM разрабатывает компьютер наведения ASC-15 для компьютера ракеты Titan II ВВС США". Архивы IBM: хронология космических полетов. См. также Bilstein 1980, стр. 243. См. также Olsen & Orrange 1981, стр. 406
  2. ^ Вейк 1961
  3. ^ Ларсон 1965, стр. 7
  4. ↑ Larson 1965, стр. 4 См. также: Weik 1961, стр. 58–59
  5. ^ Штумпф 2000, стр. 63–67
  6. ^ Лян и Кляйнбуб 1973, 73-905.
  7. ↑ Оценка основана на измерениях фотографий ASC-15 и объеме 2,12 кубических футов (0,060 м 3 ), приведенных в «Космических цифровых компьютерных системах», NASA, SP-8070, март 1971 г.
  8. ^ «Ракетные системы запуска ракет/офицера ракет (LGM-25)». ВВС США, Технический учебный центр Шеппарда, май 1967 г. Учебное пособие для студентов OBR1821F/3121f-V-1 по 4, том I из II.
  9. ↑ Купер и Чоу 1976, стр. 5–18.
  10. ^ Ларсон 1965
  11. ↑ Brandner, FW (5 апреля 1962 г.). «Техническая сводка информации о транспортном средстве Saturn SA-2» (PDF) . NASA MSFC. TMX 51831. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2021 г. . Получено 7 июля 2017 г. .
  12. ↑ Испытательный полет SA-5 1964-09
  13. ^ Испытательный полет SA-6 1964-10
  14. ^ Состояние надежности подсистем Apollo, ПРОЕКТ 1963 г.
  15. ↑ Испытательный полет SA-7 1964-12 гг.
  16. ↑ Обзор Saturn I 1966, Результаты седьмого испытательного полета ракеты-носителя Saturn I (SA-7). стр. 113 (PDF)

Ссылки

  • USAF Sheppard Technical Training Center. "Учебное пособие для студентов, запуск ракет/офицер по ракетам (LGM-25)". Май 1967. Страницы 61–65. Доступно на WikiMedia Commons
  • Stumpf, David K. (1 января 2000 г.). Titan II: История программы создания ракет времён холодной войны. University of Arkansas Press. С.  63–65 . ISBN 978-1-55728-601-7.
  • Бильштейн, Роджер Э. (1980). Этапы к Сатурну: технологическая история ракет-носителей «Аполлон»/«Сатурн». ISBN 0-16-048909-1. НАСА SP-4206.В формате PDF.
  • Olsen, PF; Orrange, RJ (сентябрь 1981 г.). «Системы реального времени для федеральных приложений. Обзор значительных технологических разработок» (PDF) . IBM J. Res. Dev . 25 (5): 405– 416. doi :10.1147/rd.255.0405.
  • Купер, А.Е.; Чоу, У.Т. (январь 1976 г.). «Разработка бортовых космических компьютерных систем». IBM Journal of Research and Development . 20 (1): 5–19 . Bibcode : 1976IBMJ...20....5C. CiteSeerX  10.1.1.95.2866 . doi : 10.1147/rd.201.0005.
  • Ларсон, Пол О. (1965). «Инерциальная система наведения Titan III». Второе ежегодное собрание AIAA, Сан-Франциско, 26–29 июля 1965 г. Документы AIAA. стр.  1– 11. 65-306.
  • Liang, AC; Kleinbub, DL (август 1973 г.). «Навигация космического корабля-носителя Titan IIIC с использованием инерциального измерительного блока Carousel VB». Конференция AIAA по управлению и контролю, Ки-Бискейн, Флорида, 20–22 . Документы AIAA. 73-905.
  • «Сатурн I Краткое содержание». НАСА MSFC. 15 февраля 1966 г. hdl :2060/19660014308 . Проверено 6 мая 2022 г.
  • Рабочая группа по оценке полета Saturn (22 сентября 1964 г.). "Результаты пятого испытательного полета ракеты-носителя Saturn I (SA-5)" (PDF) . NASA MSFC. MPR-SAT-FE-64-17. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2021 г. . Получено 7 июля 2017 г. .
  • Рабочая группа по оценке полета Saturn (1 октября 1964 г.). "Результаты шестого испытательного полета ракеты-носителя Saturn I (SA-6)" (PDF) . NASA MSFC. MPR-SAT-FE-64-18. Архивировано из оригинала (PDF) 19 июля 2021 г. . Получено 7 июля 2017 г. .
  • Рабочая группа по оценке полета Saturn (30 декабря 1964 г.). "Результаты седьмого испытательного полета ракеты-носителя Saturn I (SA-7)" (PDF) . NASA MSFC. MPR-SAT-FE-64-19. Архивировано из оригинала (PDF) 16 марта 2021 г. . Получено 7 июля 2017 г. .
  • Состояние надежности подсистем ПРОЕКТ (PDF) . Отчет о состоянии надежности систем Apollo. Том 2. NASA. 23 сентября 1963 г.
  • NASA (март 1971 г.). «Космические цифровые вычислительные системы» (документ). NASA. NASA SP-8070.
  • "Компьютер ракеты Titan II". Архивы IBM: Хронология космических полетов . 23 января 2003 г. Архивировано из оригинала 19 января 2005 г.
  • Вайк, Мартин Х. (март 1961 г.). «Третий обзор отечественных электронных цифровых вычислительных систем». Баллистические исследовательские лаборатории, Абердинский испытательный полигон, Мэриленд. С.  58–59 . Отчет № 1115.На этой странице есть ссылка на изображение сварного инкапсулированного модуля. Также там указано, что ASC 15 означает Advance System Controller Model 15.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=ASC-15&oldid=1246115058"