Андрей Суворов (suvorow_) wrote,
Андрей Суворов
suvorow_

Category:

Новый верхний пост.

В детстве я мечтал полететь в космос. Но ещё до того, как я закончил школу, я понял, что сам в космос вряд ли смогу полететь - уж очень жёсткие требования к космонавтам. Ну, тогда, может быть, я буду строить космическую технику. И я засобирался в "бауманку". Но меня убедили, что МФТИ - круче, и поступать мне правильнее именно туда. О выборе я ни разу не пожалел, но к космической технике так и не прикоснулся, потому что поступил на факультет радиотехники и кибернетики.

Возврат к этой мечте произошёл в начале 2000-х, но организационно не оформился. Лишь только в 2014 году вдруг возникли перспективы, тогда казавшиеся вполне реальными, и воплотившиеся в виде фирмы "Лин Индастриал". Тогда я нарочно отмежевался от конструкции ракеты и двигателя, и занялся разработкой системы управления для сверхмалой ракеты-носителя. Примерно 10 месяцев мы работали, используя грант Сколково и деньги нескольких частных инвесторов. Мы рассчитывали получить грант следующего этапа и добиться настоящего результата, изготовить лётное "железо". Но Сколкову мы оказались не нужны. Я ушёл из Лин Индастриал и продолжил разработку уже самостоятельно, в качестве хобби.

Цель разработки - построить и испытать систему управления, пригодную для космических ракет сверхмалого размера. Сверхмалого - это как японская SS-520-5 и меньше. А, значит, и сама система управления должна быть очень маленькой и по весу, и по размеру, и по энергопотреблению. Система управления SS-520-5 была радиокомандной, то есть, несамостоятельной, а наводимой с Земли, причём радиолокатор рядом с местом старта решает проблему вычисления точного положения ракеты. Мне хотелось сделать систему автономной, поскольку я не мог рассчитывать на обширный наземный комплекс, имеющийся у любой космической державы. Поэтому ракета должна была сама ориентироваться в пространстве и сама решать, когда включать верхние ступени, чтобы выйти на орбиту. Так работали боевые ракеты - МБР, и некоторые космические носители.

Кроме того, система управления должна быть дешёвой, насколько это вообще возможно - поскольку маленькая ракета не может оправдать использование дорогой. Поэтому в ней не могут применяться микросхемы и другие детали с "космической приёмкой". Только те, что можно купить, притом, недорого. Вопрос лишь в том, где граница между "дорого" и "недорого". Я решил, что волоконно-оптические гироскопы - это "дорого", а копать надо в направлении MEMS гироскопов. В начале 2000х они были недостаточно точны, чтобы долететь на них до космоса, точнее, чтобы выйти на орбиту, хоть какую-нибудь - им требовалась помощь других датчиков.

Тогда мне казалось, что вариант, требующий минимального труда и времени, это простой солнечный датчик на базе микросхемы для оптической мыши - такой сенсор даёт небольшое изображение, обычно около 16х16 пикселей, и, прицелившись им в центр Солнца, можно убрать угловые ошибки по двум из трёх осей. Самый выгодный вариант - когда Солнце находится на продолжении продольной оси ракеты, тогда, прицелившись таким образом, можно убрать ошибки и по рысканию, и по тангажу (но по крену ошибка остаётся неизменной).

Я начал эксперименты с 8-битным микроконтроллером ATMega, тогда мне казалось, что для реализации простейшего закона управления "а-ля Фау-2" его возможностей вполне хватит. Возможно, так оно и есть, но, по мере роста "хотелок" я перешёл на ARM7TDMI. Это уже 32-разрядный микроконтроллер, но ещё без плавающей арифметики, её пришлось бы организовывать программно. Почему я остановился на этом ядре - потому что, в какой-то момент, во время работы в Лин Индастриал мне пообещали "пару-тройку, может, пяток" микросхем с таким ядром в RadHard исполнении.

Марка MEMS гироскопов в процессе "подращивания собачки в пути" тоже несколько раз менялась. Сейчас я работаю с ADIS16460 производства фирмы Analog Devices. Один экземпляр этого датчика мне удалось выпросить "нахаляву" у AD под проект, от которого вскоре фирма L-Card, где я тогда работал, отказалась, а второй пришлось купить за свои кровные (хоть и со скидкой). Два экземпляра минимум требуются для обеспечения надёжности (если эта система управления вправду полетит в космос, она будет двухканальной, с двумя самостоятельными процессорами и комплектами основных датчиков). Но пока я работаю с одним таким каналом, а второй гироскоп используется для проверки получаемых выводов - если мне кажется, что я что-то "нащупал", это нужно проверить на втором экземпляре, иначе это не научное исследование :)

Сейчас система управления существует только в виде макетной платы, на которой все детали соединены проводом МГТФ. Но пришла пора переносить всё это на печатную плату. Я уже заказал её, но получу, по расчёту, примерно в середине июля. По моему ЖЖ разбросаны фотки различных опытов с макетным вариантом системы управления. Чуть позже я соберу ссылки на эти фотографии в этом посте.

Вариация Аллана https://users.livejournal.com/suvorow-/368227.html
Виброиспытания https://users.livejournal.com/suvorow-/363366.html
Вращающийся стол с моторным приводом https://users.livejournal.com/suvorow-/347968.html
Паразитные связи https://users.livejournal.com/suvorow-/341280.html
Измерение вращения Земли https://users.livejournal.com/suvorow-/332482.html
Приехал гироскоп ADIS16460 https://users.livejournal.com/suvorow-/309974.html
Двухкоординатный качающийся стол с гироскопами ADIS16300 и AIDS16251 - наверно, самый ранний вид:
https://users.livejournal.com/suvorow-/260177.html

Моя первая (и, похоже, последняя) статья в рецензируемом журнале
http://tssonline.ru/articles2/sputnik/problema-sozdaniya-sistemy-upravleniya-rakety-kosmicheskogo-naznacheniya-sverhmaloy-razmernosti-na-baze-mems-giroskopov

Поскольку с августа 2016 года я более не работаю в "Лин Индастриал", то дальше мне приходится рассчитывать только на свои собственные средства. Не могу сказать, что я такая уж "надежда и опора" частной космонавтики в России, но, насколько мне известно, все стартапы и "не очень стартапы", типа "Космокурса", сосредоточились на двигателях и конструкции ракеты, рассчитывая, видимо, систему управления использовать готовую. Мне кажется, что неправильно недооценивать роль системы управления. Но пока из них никто ко мне не пришёл, и не предложил сотрудничество. Мне кажется - зря, но, подождём, увидим.

Ибо при работе в одиночку шансов на то, что работа увенчается успешным полётом, близки к нулю, так как никто из нас не Безос. Как-то в начале нулевых я сказал соратникам, что мы не ракету пытаемся построить, а действующую модель ракетной промышленности, и это за более чем 15 лет нисколько не изменилось - "большая" ракетная промышленность, несмотря на явно видимый в ней кризис, не хочет заботиться о "малой". Поэтому я обращаюсь к вам, посетители этого блога, если вы хотите, то можете поучаствовать в финансировании моего личного НИОКР под названием "Комбинированная астроинерциальная система управления ракеты космического назначения сверхмалой размерности".

Пожертвования принимаются на яндекс-кошелёк.
https://money.yandex.ru/to/410018399832632

PayPal у меня привязан к адресу suvorow1@mail.ru



На 12.06.2019 три жертвователя послали мне в сумме 480 рублей :) Эти деньги стали частью оплаты печатных плат для системы управления.
За месяц, то есть, на 08.07.2019 девять жертвователей прислали в сумме 6426 рублей :)
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 25 comments