АНАЛИЗ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СРЕДСТВ НА ТРЕНАЖЕРАХ ПКА

© Е.И.Полунина, В.Н.Саев, В.Г.Синельников
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и проблемы профессиональной деятельности космонавтов"
2002 г.

В докладе рассматриваются два подхода к моделированию бортовых вычислительных средств (БВС) на тренажерах :

− использование на тренажере штатного программного обеспечения (ПО) бортового цента вычислительного комплекса (БЦВК), так называемое полунатурное моделирование;

− использование математической модели БЦВК, разработанной на основе алгоритмов бортового ПО на базе вычислительных средств тренажера (функциональное моделирование).

С точки зрения обеспечения адекватности функционирования модели БВС штатному изделию в штатных режимах и нештатных ситуациях метод полунатурного моделирования имеет преимущества перед функциональным, так как в этом случае используется штатное ПО БЦВК. Однако при этом существенно ограничивается использование тренажера как обучающего средства, не позволяя осуществлять приостановку тренировки, оперативный возврат в исходное или любое предшествующее состояние, масштабирование времени. К недостаткам полунатурного моделирования следует отнести также большое время (до 20 минут) восстановления тренажера при сбоях технических средств и ошибках оператора. При использовании штатных БВС увеличивается также объем и номенклатура технических средств в составе тренажера. Кроме того, использование штатного ПО БЦВК в тренажере требует большего объема и большей точности моделирования, чем это необходимо для отработки оператором соответствующих упражнений.

Тем не менее, выбор в пользу полунатурного моделирования на комплексных тренажерах обусловлен тем, что:

− при функциональном моделировании требуется фактически такой же объем разработки ПО, что и для БВС; при этом общая стоимость модели БВС превышает выигрыш от упрощения вычислительной базы;

− смена версий бортового ПО требует значительного времени на корректировку и доработку ПО модели БВС;

− большие затраты на проверку адекватности модели и реальной БВС.

Полунатурное моделирование имеет также преимущества в сроках разработки, быстрой смене версий ПО, существенно меньших затратах на испытания тренажера, высокой степени адекватности реальному изделию. В результате такой метод моделирования БВС позволил обеспечить своевременность создания комплексных тренажеров и существенно сократить до приемлемых пределов время, необходимое на замену версий бортового ПО.

Из трех вариантов полунатурного моделирования (штатный БВК, эмулятор БВК и использование штатного ПО на наземном вычислительном комплексе) наиболее предпочтителен третий. Использование программно совместимых наземных ЭВМ обеспечивает технологичность при создании тренажера и повышает его ремонтопригодность.

В результате анализа методов моделирования БВС установлено, что полунатурное моделирование при всех присущих ему недостатках позволяет обеспечить своевременность создания комплексных тренажеров ПКА, существенно сократить время, необходимое на замену версий бортового ПО, существенно уменьшить затраты на испытания тренажера и обеспечить высокую степень адекватности модели БВС реальному изделию. В связи с отсутствием в настоящее время теоретических проработок необходимой глубины моделирования БВС, методик испытаний модели на соответствие штатному изделию, формализации процесса функционирования БВС метод функционального моделирования БВС может быть успешно применен при создании специализированных тренажеров, в режимах которых задействована небольшая часть алгоритмов БВС.