CATS: БРЭО

Я вот что-то не понял. Зачем нужна ЭВМ? Надо же только высоту мерять. Так можно обойтись простейшим радиомаяком на ракете. А с земли пеленговать. Зачем огород городить?

А что такое "трубка"? Поподробнее, пожалуйста. Кстати, чувствительность вовсе не пропорциональна весу...
Что касается бортовой ЦВМ. Это, по-моему, уже и правда слишком- тем более для нашей-то задачи. Даже у самолётов память измеряется килобайтами, а 32 МБайта- чем их забивать? Достаточно, по-моему, одного AVR, либо PIC-процессоров с частотой соответственно 10- и 33 МГц (но AVR в 4 раза быстрее PICа!) Даже внешней памяти не потребуется- хватит 128 байт ОЗУ контроллера. И обойдётся всё баксов так в 50 по максимуму.
Человеческий контроль. А он нужен? Нам же важно догнаться до 200 км, заглушиться и упасть (аккуратно, не побив ПЗУ с записями высоты). А если движок пойдёт вразнос, так мы с земли ничего не успеем сделать, пусть автоматика разбирается. пойдём по принципу Лунохода: минимум человеческого участия!

В общем, небыло сериозных возражений насчет моей идеи о радиовысотомере. Есть только сомнения насчет объема/веса радиоапаратуры.
Я поинтересовался и узнал, что макс. обхват обычных GSM "трубок" - 35 км. Если наращиванние обхвата правопропорционально весе, то при весе одной "трубки" ок. 200 гр. за 2 кг. можно сделать станцию с обхватом 350 км.
Я пошел еще дальше: За 500 гр. до 1 кг. можно иметь бортовую ЭВМ с ЦП примерно Pentium-200 мХц, 32 МБ ОЗУ и столько же ПЗУ. Есть 2 варианта: установить ПО автономного управления и ПО управления с Земли. Первое легче для реализации, как со стороны аппаратных средств, так и со стороны самого ПО. Второе сложнее, так как надо делать контроллер для приема сигнала, а также драйвер для этого контроллера. Но управление с Земли даст нам одно очень важное преимущество - человеческий контроль. Лучше, конечно, иметь все 2 варианта: если связь с Землей оборвется, включается авт. управление.
Ну, как?:)

Про активный радиоальтиметр, предлагаемый к рассмотрению MiG31.

Можно еще проще, без приемника, двух антенн и обработки сигнала наверху.
Гоним вниз (импульсный) сигнал, модулированный метками времени,
полученными делением частоты стабильного кварца. Перед стартом
синхронизуем "часы" наземного приемника к принимаемой
последовательности, запускаем изделие, смотрим временной сдвиг. За время
подъема - 20 сек перегрузок и 3-4мин по инерции - частота кварцев уедет
незначительно, поэтому сдвиг будет внесен преимущественно расстоянием.
1км = 3.3мкс, 1% ухода частоты = 2км. Приемлемо? Метки времени
(синхропоследовательности) нужны для точного и надежного определения
"точки отсчета" внутри импульса (не по фронту же огибающей) и для
отсеивания зашумленных посылок.
Чем не самодельный одномерный ГПС?
Для получения приличного сигнал/шум и экономии массы передатчик должен
работать в импульсном режиме (повторяюсь, однако).

2Alexandro
Будь повнимательнее с подсчетами.
Сбойность страндартных ГПС приемников при высокой динамике приемника -
известная проблема.
Что касается меньшей точности по высоте, так это, однако, относится к
дифференциальным алгоритмам фирмы Trimble Navigation, которые они
использовали 4 года назад (твоя ссылка).

Кстати, эта контора в 95м применила дифф. ГПС для компьютерной 3D
визуализации парусных гонок, совместно с SGI. Эффект - обалденный, сразу
зрелищность появилась... Ну и, силиконовская машинка и телеметрия с яхт
всё же дешевле пары вертолетов...

Гммм. Я никак не пойму как в 128 байт можно запихнуть все нужное ПО.
Давайте посмотрим этапы полета:
1. Вкл. двигателя
2. Полет
3. Глушение двигателя
4. Остреливание капсулы с контрольными предметами
5. Самоуничтожение
А так же во время полета:
1. Измерение высоты
2. Измерение остатка горючего
3. Измерение работы двигателя

Т.к. для измерения высоты нужна земная станция, БЭВМ нужно посылать данные с Земли. И если связь накроется, БЭВМ начинает работать в авт. режиме.

В общем ПО должно выглядить примерно так:

Подпрогр. Главная
1: Ждать_сигнал
2: Разкодирование_сигнала
3: Если (Разкодирование_успешно = ИСТИНА) То
4: Если (высота = 200) То
5: Конец_полета
6: Есть_сигнал := ЛОЖЬ
7: Переход_к 1

Подпрогр. Ждать_сигнал
1: Если (Есть_сигнал = ИСТИНА) То Выход
2: Если (Двигатель_работает = ЛОЖЬ) То Конец_полета
3: Если (Таймаут = ИСТИНА) То Автономный_режим
4: Переход_к 1

Подпрогр. Автономный_режим
1: Если (Двигатель_работает = ЛОЖЬ) То Конец_полета
2: Если (Есть_горючее = ЛОЖЬ) То Конец_полета
3: Если (Есть_сигнал = ИСТИНА) То Выход
4: Переход_к 1

Подпрогр. Конец_полета
1: Отстрел_капсулы
2: Эффектное_Самоуничтожение


Надеюсь вы кое-как поняли мою логику...

2MIG31. Да нет, 128 байт- это только ОЗУ, внутренние РОНы. Там же архитектура гарвардская, память программ и память данных располагается отдельно. А память программ там от 8 до 64 Кбайт в зависимости от модификации процессора.

Что касается высотомера. По-моему, проще гнать сигнал вверх, то есть в этом случае:
1. В ракете нужен только приёмник => снижается масса.
2. Масса оставшегося на земле передатчика и, как следствие, его мощность, могут быть неограниченными.
3. Высота обрабатывается только в самой машинке.
4. Максимально исключается человеческий фактор, то есть полагаемся на автоматику.

Структура программы, в общем, хорошая. Надо добавить алгоритм включения второй ступени (кстати, по высоте или по выгоранию топлива первой ?)Вот только по поводу отстрела LBS уже высказался отрицательно Вроде бы спускать надо всю вторую ступень...
И: действительно, высотомер получается одномерный. То есть как в том анекдоте: мне, однако, высота нужна, а не длина. То есть если ракета пойдёт криво (а она так и пойдёт ввиду явного противления наших аэродинамических корифеев использовать автоматическую коррекцию вертикали ), то поди докажи комиссии, что пролетел 200 км вверх, а не по гипетенузе...

К стати, в Подпрогр. Ждать_сигнал ряды 2 и 3 лучше поменять местами

2LBS. По поводу синхропосылок. Какой формат ты предлагаешь? В GPS используется псевдостучайный код, нам же это не нужно. На ионосферную и прочие коррекции можно тоже забить ввиду сложности алгоритмов (и ненужности прежде всего- в 2 % всё равно въедем.) Какую частоту несущей предлагаешь (диапазон?) Главное тут - не влезть ни в телевизор, ни к военным- а то по ушам дадут даже в случае успеха. Частота также зависит, естесственно, от формы инхроимпульсов. И фразу насчёт огибающей я не понял- а как же? Или несущую ты предлагаешь не модулировать, а использовать просто приход каждого периода синусоиды как метку времени? А как схемотехнически его выделить???

ЗЫ. Рассчёты не мои, я ж цитировал.

Синхропоследовательность короткая, несколько фиксированных битов, для контроля того, что это содержательная информация, а не помеха. Плюс, возможно, номер пакета по модулю N, для надежности.
Момент отсчета извлекается из демодулированного пакета.

Диапазон 430МГц, радиолюбительский/ISM. Т.е. там с эфирными лицензиями нет проблем.

Контроль вертикали (для комиссаров) можно осущесвить за счет остронаправленности наземной приемной антенны. Скажем, 10 гр без боковых лепестков.

Сформировать и передать сигнал проще, чем принять и декодировать. Особенно в зубодробильных условиях: 55g статической нагрузки + вибрация + волна тепла от носового конуса.
Телеметрические передатчики вообще более грубые конструкции.

Никакого автономного управления двигателем и его запуском не надо пока обдумывать, не нужно это. РДТТ вообще неуправляем - подожгли, он и горит, и тянет, пока есть чему гореть.
А стабилизация аэродинамическая принципиально надежнее и проще.

В самом деле, мозжечок типа PIC12C508, c 8 ножками, 4МГц, с ракетой вполне справится.

Как я уже говорил, ГПС универсальнее, надо бы с ним разбираться.


[Редактировалось LBS (22-07-2000 в 16:38).]

Хорошоооо!
С БРЭО яснее всего выходит. А запуск двигателя второй ступени наверное сделать лучше всего по времени. И по электронному, и по пиротехническому каналу. По электронному - ясно как. А пиротехнический должен дублировать электронного канала, срабатывая примерно на 2...5% позднее по времени. Впрочем, это будет результат внешнебаллистических расчетов.
А двигатель I ступени после окончания работы должен сразу отстрелиться от верхней - иначе сопротивление всю скорость слопает. Кстати, если не произошло разделение, должна срабатывать самоликвидация.
А температуру двигателя зачем контролировать? Лучше уж скорость мерить;) Кстати, на V-2 был электрохимический акселерометр. А нынче датчик ускорения стоит не так дорого, да и приличные есть.

Да, но у такого ПИКа всего 6 портов (5 двунаправленых), а это маловато. Ведь надо отдавть команды на запуск двигателя, обрабатывать информацию и т.д., а это требует портов, а с 12 ПИКом потребует ещё и периферии (мультиплескоров, регистров...), что уменьшит надёжность! Так что уж лучше ПИК типа 16F84, тоже универсальная хреновина, но с 8+5 портами. А если 12-й, то уж лучше 12С761 (или 762, у него память программ побольше), он имеет входы АЦП, вот пусть и контролирует, скажем, температуру двигателя!

Так если акселерометр ставить, то высотомер не нужен вообще! Разве что продублировать. Я когда-то писал про это, то есть просто считаем Х=w*t²/2, и всё!
Самые дешёвые- интегральные акселерометры, это маленькая балочка, вытравленная на кремневой пластине. В тoчках изгиба- сверху и снизу- травятся резисторы, а так как у нас R=rl/S, то при изгибе сопротивление растёт с одной стороны, с другой - уменьшается... Дёшево и сердито. А если поставить по трём осям, то можно ещё контролировать уход от места старта в горизонтальной плоскости.

[Редактировалось Alecsandro (22-07-2000 в 21:51).]

Alex,
образное мышление - непременная способность хорошего инженера.
Ты предствавь себе, что это такое - полет на ракете.
Вибрация и нестабилность тяги 5% =3gљпросто убивает интегральную схему счисления пути. Датчик будет буквально как микрофон, который пинают ногами.
В любом случае непосредственные измерения лучше косвенных.

Вообше-то, тут вот Varbanov инситут РЭБ снаряд сделал, с выпускаемой антенной, так что сделать можно в принципе все кроме антигравитации и гипердрайва.
Только зачем? Проще надо...
Отладка такой штуки, как ты предлагаешь - это просто застрелиться легче.
Но, конечно, интересно.
А в точность механических датчиков, да в нехороших условиях - я не верю совсем, даже в наше продвинутое время.

Ну что поделаешь, не летал я на ракете С вибрацией
А проблема в том, что вектор ускорения будет настолько быстро и хаотично скакать по направлению, что проц просто офигеет всё это переваривать? Так три акселерометра по базису разложат всё это! То, что балочка не отломится, это точно, датчики разные бывают.
Интересно, а как устроен химический акселерометр?

Да нет, я вообще за GPS, особенно после того, как почитал об этой системе. Это так, альтернативу пытался рассмотреть. И отладится и создастся система на СГП-чипсете быстрее и проще. Только вот создавалась для автомобилей, выдержит нужные g, в коммерческом-то исполнении...

Люди!
Где можно почитать, как делается аппаратура, работающая при перегрузках и вибрациях?

2varban
А на что похожи вибрации и тряска при полете?

2Alex
Вообше-то, если рассматривать конкретно cats, то радиовысотомер неплох... его в самом деле проще сделать, чем переделать GPS приемник под наши нужды. Но если нужно ТОЛЬКО завиксировать мах высоту и примерно определить верх траектории для оганизации спуска или самоликвидации, то хватит механически модифицированного охотничьего приемника.
Кстати, акселерометром верх не определить, т к ракета проходит его без двигателей, "инерционным ходом".
Давай соображать, как быстродействие ГПС увеличить.

Тут ответ простой - белый шум;) Спектр широчайший - сотые доли герца...сотни килогерц, и не ручаюсь, что дальше нет. Есть документы, но, как всегда, закрытые:(

Выбаваю на 3 недели из обсуждения
В отпуск ухожу. К сожалению, туда, где я буду, Интернета ещё не провели. Даже воду забыли Свет и газ только. Зато время будет изучить PDF по ST20-GP6- процессору. 123 страницы, благо...
Кстати, частота у него 50 МГц. Информацию может выдавать по UART. Вот только где ассемблер под него взять? В смысле, отладчик с компилятором или хотя бы компилятор. А то в HEX переводить- ошибок как у Бобика блох...

Никто не хочет поразбираться с GPS, только ради бога, не с процессором от приемника, а с математикой?

Плохо

Если ракета действительно под углом уходит, то значит нужен и измеритель наклона (вариометр, кажется называется)
Иначе действительно гипотенузу будем мерить :((

А вот как будет работать вариометр в невесимости?
Или он гироскопический?

И все таки настаиваю использовать стандартый интельский x86 процессор и стандартную PC архитектуру. Софт намного легче писать, ассемблер для x86 доступен всем. И даже если установить unix или родной Windows, вообще про ассемблера можно забыть:)
Хехехе, можем договорится с дядей Биллом установить Окна с рекламной целью:) Заплатит хорошо, думаю:)

Программерам высокого уровня (не говорю даже о визуальных) это кажется диким: люди, работающие с одночиповыми, усваивают новые процессоры и ассемблеры с такой легкостью и непринужденностью, с каким открываешь новый проект в VC.
Кстати, многие, имея выбора между ассемблера и С для данного процессора, предпочитают ассемблера.
A PC - слышком крупный калибр для ракеты. Считать на писюках надо, но на земле!
Был свидетелем рождения софта для прицельного комплекса зенитки. Там сложности поболее наших. Сначала трёшка с сопроцессором на 33 MHz считала задачу встречи снаряда с целью с полчаса. После несколько месяцев труда системщика, электронщика-программера и баллистика весь код был сведен к масиву из несколько тысяч чисел, десяток-другой циклов и переходов. Все это вошло в систему, чуть поумнее программатора стиральной машины.

Совершенно согласен с Varban-ом. Дело в том, что написание вычислительных (на PC) программ и программ, работающих в реальном масштабе времени на реальных физических объектах, слегка отличается. Программа обязана быть цикличной, с достаточно малым временем цикла, проверять практически каждый цикл все входные условия и т.п. MIG31, что ты будешь делать если твоя PC сбойнет? У однокристальных микроконтроллеров от этого, по крайней мере, есть защита: watchdog timer, brown-out detction and etc. Намного проще обеспечить требования по питанию, да и ОЗУ в ряде "машинок" статическое, а не динамическое. Это и ток потребления, и надежность.
Все-таки позволю себе напомнить о мысли, что самое удобное пеленговать поднимающийся передатчик с нескольких наземных приемников с достаточно узкой диаграммой направленности - уходим от проблемы бокового сноса, вся аппаратура остается целой на будущее, нет ограничений по мощности, мех. прочности и т.д.

[Редактировалось Andrei (28-07-2000 в 02:25).]

А можно для этого применять какой-либо штатный радиолокатор?
И еще - стоимость БРЭО во всяком случае будет меньше по сравнению с одноразовой частью - двигатели, заряды и т.п. Поэтому я предлагал ничего не спускать и все подорвать, образуя при этом облако диполей. Подробности - в общем топике. Отмечу лишь, что неотработанная система спасения только случайно может сработать штатно в первых пусках.