Кибернетическая картина мира

в комплексе и программ, для самолета такая БЦВМ была недопустимо велика.

БЦВМ первого поколения, выполненные на дискретных элементах и типовых печатных платах, при всех своих значительных недостатках решили очень важную задачу – доказали свою перспективность для отрасли, встав на борт самолетов в центре первых отечественных цифровых управляющих комплексов. Необходимо было срочно решать следующие задачи.

Существенное снижение габаритных размеров, веса, потребляемой мощности, повышение надежности работы могло быть найдено на пути применения элементной базы с более высокой степенью интеграции полупроводников. Однако в эти годы отечественная электронная промышленность еще не могла предложить необходимые элементы и их пришлось создавать собственными силами.

Поэтому ОКБ «Электроавтоматика» в лаборатории основной логической элементной базы БЦВМ под руководством ее начальника Б. Е. Фрадкина совместно с технологами предприятия проводились поисковые работы по созданию микроминиатюрных элементов для БЦВМ второго поколения, получивших наименование – БЦВМ «Орбита» (далее по тексту – Орбита).

Сразу же следует отметить, что БЦВМ второго поколения (отличительная черта второго поколения БЦВМ – использование микромодулей в качестве конструктивно-технологического решения элементов основной логической базы) образовали две генерации: первая генерация Орбита-1 – на микромодулях собственного проектирования и производства ПИ-64 и ПИ-65 и вторая генерация Орбита-10 – на тонкопленочных гибридных микросборках Трапе-

Самолет МиГ-25

321

ция-3 разработки ОКБ-857 совместно с НИИТТ и производства завода «Ангстрем» (оба – г. Зеленоград).

Процесс изготовления динамических элементов ПИ-64 и ПИ65 показан на рис. 6. Как отчетливо видно, электрорадиоэлементы первоначально фиксируются сваркой на параллельных токопроводящих шинах, которые далее соединяются с полихлорвиниловой (негорючей) кинолентой, служащей в качестве каркаса. Электрические схемы модулей образуются путем целенаправленной перфорации определенных мест токопроводящих шин.

Вдальнейшем заготовки модулей сворачиваются в спираль и закрепляются на изолирующем основании с выводами для установки модулей на платах. Модули заливаются влагостойким лаком либо дополнительно изолируются компаундом. Возможны различные варианты этой влагозащиты. Применение новой технологии для динамических элементов значительно улучшило характеристики БЦВМ и дало возможность реализовать первую генерацию БЦВМ второго поколения – Орбита-1.

Машина была спроектирована как система конструктивнофункциональных модулей верхнего уровня, объединяемых общим стандартным системным интерфейсом и размещаемых на индивидуальных рамах. Наборы модулей определяли аппаратную модификацию БЦВМ, принадлежащую к конкретному комплексу. Варианты программ, загружаемых в запоминающие устройства этих модификаций, определяли программные модификации.

Всвязи со сказанным следует отметить два обстоятельства.

С одной стороны, такие системы, начиная с 80-х, 90-х гг. ХХ в. начали называть открытыми, так как они допускали интеграцию приборных модулей любого производителя при выполнении им нескольких принципиальных условий.

Самолет Су-24

322

Рис. 6. Этапы изготовления модулей

Сдругой стороны, принципиальным является решение о создании для БЦВМ собственной логической элементной базы. Это было очень ответственное решение, так как любое несовершенство, допущенное при проектировании или производстве элементов, помноженное на массовость их применения в БЦВМ, могло привести

ктяжелым последствиям. Тем не менее, пришлось принять это решение, ибо заказчик машин не мог ждать, а для внешних специализированных разработчиков элементной базы время еще не наступило.

Сиспользованием указанной технологии в ОКБ было выполнено проектирование ряда БЦВМ для нескольких конкретных головных объектов:

– системы точной навигации для самолета МиГ-25; – БЦВМ КБО для самолета Су-24;

– для навигационно-пилотажного комплекса сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144.

Эти модификации представлены на рис. 7 – 9.

Документация на разработанные модификации БЦВМ была передана для серийного выпуска Уфимскому приборостроительному заводу.

323

Рис. 7. Модификация БЦВМ Орбита-1 для самолета МиГ-25

Рис. 8. Модификация БЦВМ Орбита-1 для самолета Су-24

Рис. 9. Модификация БЦВМ Орбита-1 для НПК самолета Ту-144

ОдновременнорассматривалсяпереходнаБЦВМОрбита-1в ком- плексах ПЛО самолетов Ил-38 и Ту-142, использующих БЦВМ первого поколения на дискретных электрорадиоэлементах.

Всего было выпущено более 500 комплектов БЦВМ Орбита-1. Микромодули, созданные на неспециализированном приборном предприятии не могли дать радикальных результатов по сниже-

324

нию весов и габаритов БЦВМ и увеличению надежности их работы, поэтому в 1966 г. инженерами ОКБ «Электроавтоматика» была проведена революционная с технической и организационной точек зрения работа по созданию для отечественных бортовых ЦВМ серийной микроминиатюрной элементной базы.

Предпосылки для этого этапа появились – в г. Зеленограде под Москвой полным ходом велось строительство ряда НИИ и заводов для проектирования и производства совершенной отечественной микроэлектроники. На эти возможности и, в частности, на начавший действовать НИИ точной технологии (НИИТТ) и завод «Ангстрем» были ориентированы указанные выше работы.

Разработанные элементы не содержали индуктивностей, трансформаторов и линий задержки и поэтому допускали изготовление в виде микромодулей. Так появилась серия микромодулей Трапеция-3 (5 типовых элементов), выполненных по гибридной тонкопленочной технологии. ТЗ на их конструирование были переданы НИИТТ в 1966 г. и уже в 1967 г. на заводе «Ангстрем» было освоено их серийное производство.

Внешний вид одной из микросхем серии Трапеция-3 и типовой логической платы приведен на рис. 10 и 11.

Рис. 10. Микросхема серии Трапеция-3 (сборка и со снятой крышкой)

Рис. 11. Общий вид типовой логической платы БЦВМ Орбита-10 с установленными микросхемами Трапеция-3

325

Появление серийной логической элементной базы стало большим событием, так как позволило оперативно перейти к созданию второй генерации БЦВМ второго поколения – БЦВМ Орбита-10. Существенное снижение весов и габаритов этих машин окончательно утвердило ЦВМ на самолетах.

Более того, появилась возможность несколько отойти от жесткой экономии веса и ввести в состав БЦВМ некоторые важные структурные улучшения – были разработаны специальные множительное и делительное устройства, что позволило повысить производительность БЦВМ, также была введена возможность удвоения точности при вычислениях. Общий вид двух модификаций БЦВМ Орбита-10 приведен на рис. 12 и 13.

Появление на внутреннем рынке новых серийных элементов развязало руки разработчикам и как следствие появилось еще несколько модификаций БЦВМ Орбита-10.

Пример такого проектирования приведен на рис. 14, на котором изображена модификация БЦВМ Орбита-10 – машина для магистральных самолетов.

Рис. 12. Модификация БЦВМ Орбита-10 для самолета МиГ-25

Рис. 13. Модификация БЦВМ Орбита-10 для самолета Су-24

326

Рис. 14. Внешний вид БЦВМ Орбита-10 для магистральных самолетов

Работой этого же плана явилось создание еще одной аппаратной модификации БЦВМ Орбита-10 для применения в комплексах для самолетов ВВС Ту-22 и Ту-142 и сверхзвукового пассажирского самолета Ту-144. Во всех этих комплексах БЦВМ отличались только загруженной в них программой, аппаратная часть была всюду одинаковой.

Дополнительно была разработана еще одна модификация БЦВМ Орбита-10 – БЦВМ Орбита-10-15, которая явилась переходным звеном между большими и малыми модификациями БЦВМ. При ее проектировании максимально использованы уже существующие модули. В дальнейшем эта модификация широко применялась в комплексах самолетов фронтовой авиации или для увеличения вычислительной мощности в больших комплексах. Внешний вид этой БЦВМ приведен на рис. 15. Это была удачная разработка, и машина сразу же стала популярной и использовалась на ряде объектов в виде программных модификаций базовой БЦВМ.

Рис. 15. Внешний вид БЦВМ Орбита-10-15

327

Надо признать, что темп внедрения цифровой техники в самолетное оборудование был установлен руководством отрасли очень высоким – это диктовалось сложной международной обстановкой того периода. С другой стороны, сами бортовые БЦВМ были сложными и капризными электронными устройствами, да и опыта у их разработчиков, производителей и эксплуатантов было маловато. После электромеханических счетно-решающих устройств БЦВМ предъявляли на всех этапах своего создания, производства и эксплуатации гораздо более высокие требования.

По этим причинам как разработка, так и испытания и производство БЦВМ нередко осложнялись возникающими вопросами, которые было необходимо оперативно решать. В ряде случаев для этого приходилось собирать совещания с участием заказчика и руководства отрасли и ОКБ прямо на заводах-производителях.

Совместными усилиями ОКБ «Электроавтоматика», УПЗ и ЧПЗ было выпущено более 4000 комплектов БЦВМ Орбита-10 в виде четырех аппаратных и тринадцати программных модификаций.

1968г.ознаменовалсяторжественнымсобытием–послебольшо- го объема проведенных испытаний, в которых принимали активное участие и разработчики ЦВМ-264, был принят на вооружение самолет Ил-38. Учитывая большую эффективность нового средства ПЛО и сжатые сроки разработки, Правительство СССР наградило орденами и медалями большую группу участников этой работы из числа представителей промышленности и ВВС МО. Главному конструктору бортовой БЦВМ – В. И. Ланердину была присуждена Государственная премия СССР.

Несмотря на обширные работы, проводимые разработчиками и серийным производством, по-прежнему центральным вопросом развития бортовых БЦВМ являлся вопрос снижения веса и габаритов, а также повышения надежности и устойчивости работы изделия на реальном объекте.

В этот же период работы, проводимые на отечественных предприятиях микроэлектроники, а также мировой опыт определенно указывали на единственный путь развития и решения указанных выше проблем – максимальное использование твердотельной элементной базы.

Руководствуясь сложившейся ситуацией, в ОКБ «Электроавтоматика» была проведена работа, возглавляемая опытным специалистом Б. Е. Фрадкиным, при участии инженеров Н. Т. Тренкина, В. П. Киселева, Л. И. Могилевского, Е. М. Кадинова, А. М. Сте-

328

Группа представителей промышленности в Георгиевском зале Кремля по случаю вручения правительственных наград в связи с принятием на вооружение самолета Ил-38.

В том числе сотрудники ОКБ «Электроавтоматика»: первый ряд – Л. В. Дискина (1), Л. С. Погодина (6), Е. Е. Хныкин (8).

Второй ряд – Д. К. Соловей (1), Р. А. Шек-Иовсепянц (2), Ю. П. Дядюченко (3), В. Ф. Соболев (4), В. М. Яковлев (5), Л. П. Горохов (12).

Третий ряд – А. И. Андерсон (1). Четвертый ряд – Д. Л. Жаржавский (1), О. А. Кизик (2),

Ю. К. Иванов (6), О. И. Башнин (8)

329

панцовой и др., а также совместно с инженерами одного из предприятий г. Воронежа по модификации уже существующей серии «Тюльпан» – твердотельных динамических элементов со средним уровнем интеграции. Полученная серия интегральных микросхем получила наименование «Тюльпан-3». Серийное производство осуществлялось тем же предприятием г. Воронежа.

Применение логических элементов в твердотельном исполнении, миниатюрных резистивных и конденсаторных сборок, а так же многослойных соединительных печатных плат позволили довести быстродействие новой БЦВМ, названной Орбита-20, до 200 тысяч коротких операций в секунду, сократить количество используемых микросхем в 2–3 раза по сравнению с БЦВМ Орбита-10 и как следствие увеличить в два раза надежность, сократить габариты, уменьшить вес, упростить технологию ее производства.

БЦВМ Орбита-20, использующая в качестве основной логической элементной базы интегральные микросхемы, является машиной третьего поколения.

Новая элементная база потребовала создания новых коммутационных устройств – соединительных плат, технический уровень которых соответствовал бы степени интеграции микросхем. Эта работа была проведена технологами и конструкторами ОКБ «Электроавтоматика» под руководством главного технолога Е. Е. Хныкина и привела к созданию совершенно новой технологии изготовления многослойных печатных плат.

Эта работа была крупным научно-техническим успехом коллектива ОКБ «Электроавтоматика», так как другие методы производства мнослойных печатных плат либо не позволяли создавать платы соответствующего уровня, либо требовали для своей реализации дорогого импортного оборудования и материалов.

Основные участники этих работ: Е. Е. Хныкин, Е. И. Перельман, А. Н. Енин, В. И. Елкина, Г. И. Силантьев.

Аванпроект БЦВМ Орбита-20 был успешно защищен в 1971 г. через год после начала его разработки.

Высокие характеристики БЦВМ сразу же привлекли к ней внимание многих потенциальных потребителей, что повлекло за собой необходимость параллельной массированной разработки ряда аппаратно-программных модификаций базовой БЦВМ Орби-

та-20.

Заметную помощь в этой работе оказало ОКБ, организованное специально для этой цели при Уфимском приборостроительном за-

330