Спор по поводу автолэндинга шаттла и «Бурана», возбудил желание поинтересоваться у знающих людей мнением об оптимальном балансе ручного и автоматического управления космическими аппаратами.
Ведь вопрос этот ставили еще на заре космической эры, как у нас так и у американцев.
Последние сделали ставку на человека, как основной элемент в контуре управления уже начиная с «Меркурия». В результате с «Адженой» они вручную стыковались раньше нас, корабли получались несколько проще и легче наших (это не только мое мнение, не пинайте, пожалуйста). Но тем не менее, не смотря на автолэндинг, в первый полет шаттл отправили с экипажем, что при любом раскладе, имхо, недопустимо.
У нас другая крайность. На «Востоке» еле-еле удалось уговорить его создателей установить ручное управление. И это спасло позже Леонова и Беляева, уже на «Восходе». И с системой автоматической стыковки неудач было много, которые давали повод космонавтам критиковать руководство, обвиняя его в недоверии к пилотам. Зато «Прогрессы» есть только у нас. Зато всегда, прежде чем сажать людей, у нас следовали беспилотные запуски. Зато всегда есть дополнительные возможности по управлению КК, которые в критической ситуации могут спасти жизнь экипажа.
Вот и вопрос хочу поставить такой – а где он, разумный баланс между этими крайними идеологиями?
После идеи о телеуправлении, думаю так:
Для "простых в посадке" КА (на парашюте), автоматика лучше хотя бы потому, что она там проще любых ручных систем (вернее, их интерфейса к человеку). Да так всегда и делают.
Для "сложных в посадке" так. Если есть экипаж, то управление пилотом + телеоператорный режим (для безопасных испытаний + на всякий случай). Если нет экипажа и не планируется, то телеоператорный режим. Если есть время и желание на разработку, то можно и автомат поставить. Можно значительно позже первого полёта.
Речь идёт о последнем этапе посадки.
Телеуправление имеет узкие рамки применимости. Это если смотреть на развитие космонавтики более масштабно. Например, моя мечта – экспедиция на Марс, уже мало что от него может получить – минимальное время радиообмена вопрос/ответ составляет около восьми минут (примерно). С Луной чуть получше, но водители «Лунохода» уже испытывали трудности, и не представляю, как НАСА справляется со «Спиритом» и «Опотьюнити».
Вот тут только автомат и ручное. Причем, мое мнение, человек должен уметь делать все, включится в любой момент в контур управления
ЦитироватьТелеуправление имеет узкие рамки применимости. Это если смотреть на развитие космонавтики более масштабно. Например, моя мечта – экспедиция на Марс, уже мало что от него может получить – минимальное время радиообмена вопрос/ответ составляет около восьми минут (примерно). С Луной чуть получше, но водители «Лунохода» уже испытывали трудности, и не представляю, как НАСА справляется со «Спиритом» и «Опотьюнити».
Для этой цели еще в те времена ("луноходовские") разработали так называемые "директорные индикаторы" - они показывают на панели отображения информации не полученное, а аппроксимированное на время задержки сигнала положение дистанционно-управляемого аппарата. С тех пор быстродействие компьютеров возросло на порядки, а технология обработки графической информации в реальном времени и анимации уже почти не ставит ограничений на развитие таких систем.
ЦитироватьВот тут только автомат и ручное. Причем, мое мнение, человек должен уметь делать все, включится в любой момент в контур управления
Это, конечно, здорово. Но при полете на Марс и вообще при длительных полетах не так просто обеспечить это. Человек быстро теряет навыки при их неиспользовании, в том числе и моторные, поэтому для их поддержания необходимо наличие на борту эффективных тренажеров. Например, для отработки посадочных операций в марсианской экспедиции.
Есть еще одна проблема - переход от жизнедеятельности в условиях длительной нулевой (микро)гравитации к пониженной, как на Луне или Марсе. Моторные функции не так просто адаптируются к гравитационному градиенту в условиях посадки. Что-то не встречались работы, где бы приводились данные на этот счет. При выходе на орбиту после земной гравитации у космонавтов заметно ухудшаются сенсомоторные функции (в первые часы и даже сутки), то же происходит и при переходе в обратную сторону.
Проблема распределения функций между человеком и машиной хоть и является классической, но для каждой системы решается в соответствии с ее назначением, т.е. заново. Ваше решение - полное дублирование функций часто нереалистично и не нужно. Есть методы решения этой задачи, но даже в рамках проекта одной системы, обычно имеется несколько альтернативных вариантов со своими достоинствами и недостатками. Конкретный выбор делают по главным критериям эффективности системы с учетом рисков, надежности подсистем при наложенных ограничениях. Одним словом - типичная оптимизационная задача.
ЦитироватьИ с системой автоматической стыковки неудач было много, которые давали повод космонавтам критиковать руководство, обвиняя его в недоверии к пилотам.
Это неверно. Первые стыковки и у нас должны были быть ручными. И какраз космонавт успешно завалил нашу первую пилотируемую стыковку. А первые автоматические прошли нормально.
ЦитироватьЦитироватьИ с системой автоматической стыковки неудач было много, которые давали повод космонавтам критиковать руководство, обвиняя его в недоверии к пилотам.
Это неверно. Первые стыковки и у нас должны были быть ручными. И какраз космонавт успешно завалил нашу первую пилотируемую стыковку. А первые автоматические прошли нормально.
И космонавт тот был, царство ему небесное, Береговой, что позднее защитил кандидатскую диссертацию как раз на опыте своего провала,
но с пользой для последующих. Методу обучения стыковке изменили и дело пошло немного лучше - деавтоматизации навыка при взятии операций под сознательный контроль более не происходило.
Да, он неверно распознал мишень и стыковался с ошибкой по крену в 180 градусов. Ну, вобщем-то не удивительно, впервые после гибели Комарова лететь - психика могла давить...
Только вот что интересно - ведь за год до полета Берегового была успешная автоматическая стыковка (октябрь 1967, "Космосы" с позывными "Байкал" и "Амур"). И тем не менее, Береговому доверили стыковку, что позволяет опровергнуть "недоверие" руководства к космонавту.
ЦитироватьДа, он неверно распознал мишень и стыковался с ошибкой по крену в 180 градусов. Ну, вобщем-то не удивительно, впервые после гибели Комарова лететь - психика могла давить...
Он был Герой Советского Союза и в войну совершил с полсотни боевых вылетов на штурмовике. Какая ещё закалка нужна была его психике?
ЦитироватьТолько вот что интересно - ведь за год до полета Берегового была успешная автоматическая стыковка (октябрь 1967, "Космосы" с позывными "Байкал" и "Амур"). И тем не менее, Береговому доверили стыковку, что позволяет опровергнуть "недоверие" руководства к космонавту.
Вобщето первую стыковку должен был совершить Комаров. К счастью запуск второго корабля с тремя космонавтами успели отменить.
ЦитироватьЦитироватьДа, он неверно распознал мишень и стыковался с ошибкой по крену в 180 градусов. Ну, вобщем-то не удивительно, впервые после гибели Комарова лететь - психика могла давить...
Он был Герой Советского Союза и в войну совершил с полсотни боевых вылетов на штурмовике. Какая ещё закалка нужна была его психике?
Вероятно, тут нужно было что-то совсем другое. Говорят же, что Береговой, как потом посмотрели, управлял кораблём, как истребителем (вроде, у Чертока прочитал об этом).
ЦитироватьТолько вот что интересно - ведь за год до полета Берегового была успешная автоматическая стыковка (октябрь 1967, "Космосы" с позывными "Байкал" и "Амур"). И тем не менее, Береговому доверили стыковку, что позволяет опровергнуть "недоверие" руководства к космонавту.
"Байкал" и "Амур" - Это Шаталов и Волынов со товарищи через три месяца после Берегового.
А "Космосы" (186+188) позывных иметь не могли. :lol:
ЦитироватьА "Космосы" (186+188) позывных иметь не могли.
Как ни странно, на первый вгляд, но ИМЕЛИ. Читаем у Чертока
ЦитироватьНадо было снова приниматься за «Союзы». На следующий день здесь же, на евпаторийском пункте, предстояло погружение в будничные хлопоты по подготовке к управлению полетом двух беспилотных 7К-ОК: № 5 и № 6. Этим кораблям предстояло именоваться «Космосами», но для тренировки, в надежде следующую пару сделать пилотируемой, мы присвоили им позывные «Байкал» и «Амур».
Вот ссылка на первоисточник ("Ракеты и люди" т.3, глава "С Венеры на Землю").
http://militera.lib.ru/explo/chertok_be/index.html
Единственная общая черта всех технических устройств (в т.ч. и СУ, датчиков, исполнительных механизмов и т.п) - способность отказывать. Следовательно, в пилотируемом полете на пилота (космонавта) надо полагаться больше и больше ему доверять в управлении. Лучше больший запас рабочего тела для динамических операций на орбите, чем больший вес отказавших элементов СУ в пилотируемом КА.
ЦитироватьЦитироватьА "Космосы" (186+188) позывных иметь не могли.
Как ни странно, на первый вгляд, но ИМЕЛИ. Читаем у Чертока
ЦитироватьНадо было снова приниматься за «Союзы». На следующий день здесь же, на евпаторийском пункте, предстояло погружение в будничные хлопоты по подготовке к управлению полетом двух беспилотных 7К-ОК: № 5 и № 6. Этим кораблям предстояло именоваться «Космосами», но для тренировки, в надежде следующую пару сделать пилотируемой, мы присвоили им позывные «Байкал» и «Амур».
Вот ссылка на первоисточник ("Ракеты и люди" т.3, глава "С Венеры на Землю").
http://militera.lib.ru/explo/chertok_be/index.html
Просто Черток не раскрывает для каких тренеровок - тренеровок экипажей (и проверок систем связи). Те сигнал ретранслировался по "тренеровчному" каналу на корабль, а оттуда по штатному по назанчению - естественно были позывной.
ЗЫ Зонды тоже имели позывные, потому как там теже тренеровки проводились. Ходила байка что пиндосы поймали штатный сигнал и посчитали что корабль пилотируемый.
Цитироватьпоймали штатный сигнал и посчитали что корабль пилотируемый
По телевизору рассказывали - поймали сигнал и испугались, что русские летят к Луне :lol:
ЦитироватьОн был Герой Советского Союза и в войну совершил с полсотни боевых вылетов...
186 боевых вылетов.
Источник
http://epizodsspace.narod.ru/bibl/salah/man.html
ЦитироватьЦитироватьОн был Герой Советского Союза и в войну совершил с полсотни боевых вылетов...
186 боевых вылетов.
Источник
http://epizodsspace.narod.ru/bibl/salah/man.html
О! Тем более.
ЦитироватьДа, он неверно распознал мишень и стыковался с ошибкой по крену в 180 градусов. Ну, вобщем-то не удивительно, впервые после гибели Комарова лететь - психика могла давить...
Там не только проблема была в ошибке распознавания ориентации мишени, там были проблемы с ручной ориентаций корабля в условиях отказа основных систем ориентации.
Космонавт взял под сознательный контроль эти автоматизированные на тренировках операции и они "развалились". Все это он описал в своей диссертации (году в 74 защищена в Ленинграде в закрытом режиме). Дело не в его слабой психике или низкой подготовленности - все это было в порядке, дело в организации навыков человека, которые должны быть исполнены в определенных ("особых" как из-секретности тогда говорили) условиях. При определнной системе их формирования на Земле они становятся неустойчивыми под влиянием факторов эмоционального стресса. У одного больше, у другого меньше, но у всех. Систему обучения в результате изменили. Космонавт Береговой не причем здесь и его психика вполне адекватна требованиям деятельности, что бы там ни болтали.
А по словам Каманина выходит что он (Береговой) просто подошёл к этому вопросу несерьёзно. Типа рассчитывал проскочить нахаляву.
Как бы там, по какой причине, и из-за чего, это не было, но:
ЦитироватьПервые стыковки и у нас должны были быть ручными. И какраз космонавт успешно завалил нашу первую пилотируемую стыковку. А первые автоматические прошли нормально.
ЦитироватьВот и вопрос хочу поставить такой – а где он, разумный баланс между этими крайними идеологиями?
В штатных ситуациях, имхо, лучше автомат (с космонавта снимается часть нагрузки), в не штатных (как у Леонова с Беляевым), и спецефических ситуациях (с которыми автоматика коректно справится не может), ручное управление (у нас, насколько я об этом знаю, по возможности, так и делают).
Плюс:
ЦитироватьПроблема распределения функций между человеком и машиной хоть и является классической, но для каждой системы решается в соответствии с ее назначением, т.е. заново. Ваше решение - полное дублирование функций часто нереалистично и не нужно. Есть методы решения этой задачи, но даже в рамках проекта одной системы, обычно имеется несколько альтернативных вариантов со своими достоинствами и недостатками. Конкретный выбор делают по главным критериям эффективности системы с учетом рисков, надежности подсистем при наложенных ограничениях. Одним словом - типичная оптимизационная задача.
И ещё автомат необходим там где задачи слишком сложны и быстротечны для человека.
ЦитироватьИ ещё автомат необходим там где задачи слишком сложны и быстротечны для человека.
... а ручная там, где операции (деятельность) неалгоритмизирована.
Стыковался Соловьев с "Миром" неориентированным - не было алгоритма стыковки в таких условиях.
ЦитироватьЦитироватьИ ещё автомат необходим там где задачи слишком сложны и быстротечны для человека.
... и еще там, где операции (деятельность) неалгоритмизирована.
Стыковался Соловьев с "Миром" неориентированным - не было алгоритма стыковки в таких условиях.
Да ладно, там остаточные скорости были мизерные. Авария СУД на станции произошла, когда ориентация была почти построена. А развалиться еще не успела. Дали экипажу команду "Вперед, причаливать". Так что в тот раз ничего критического не было.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьИ ещё автомат необходим там где задачи слишком сложны и быстротечны для человека.
... а ручная там там, где операции (деятельность) неалгоритмизирована.
Стыковался Соловьев с "Миром" неориентированным - не было алгоритма стыковки в таких условиях.
Да ладно, там остаточные скорости были мизерные. Авария СУД на станции произошла, когда ориентация была почти построена. А развалиться еще не успела. Дали экипажу команду "Вперед, причаливать". Так что в тот раз ничего критического не было.
Критического, вероятно, ничего не было. Были трудности.
Интересно, что Соловьев в личной беседе рассказывал мне о своей работе и рассказ свидетельствовал о ее большой напряженности -высокой когнитивной нагрузке при выполнении операций. В частности, он говорил о 7 степенях свободы, которые он должен был "выбрать" в процессе придания нужной ориентации кораблю в процессе стыковки.
Сделав это, он " как коршун упал на стыковочный узел" - хорошо, душевно, сказал. Степени свободы я не считал, но даже небольшие угловые скорости в таких условиях погасить человеку непросто. Так наука говорит. Вашему брату, конечно, виднее.
Вопрос еще в другом, а автоматика могла это сделать в тех условиях?
Господа!
Позволю себе вернуться к вопросу: а почему американцы не сажали Шаттл на автомате?
Автомат у них был отработан на ЭВМ и стендах. И в первых полетах они снижались в автоматическом режиме и только внизу переходили на ручное управление, постепенно снижая высоту. на которой этот переход осуществлялся. Однако в четвертом полете, когда в автомате они дошли до среза ВПП, при переходе на ручное возникли значительные колебания... Решено было более не рисковать и оставить автоматику на крайний случай (неработоспособность экипажа).
на мой взгляд, причина была в несколько разной манере управления человека и автомата. Кстати, такое же явление наблюдалось и у нас при отработке автомата на полунатурном стенде - при переключении в ручной режим...
А что касается первого пилотируемого полета "Бурана" - там планировалась посадка в ручном режиме, насколько мне известно.
ЦитироватьГоспода!
Позволю себе вернуться к вопросу: а почему американцы не сажали Шаттл на автомате?
Сказано же (не мной): командиры шаттлов саботировали это мероприятие. Не желают отдавать посадку автопилоту.
ЦитироватьОднако в четвертом полете, когда в автомате они дошли до среза ВПП, при переходе на ручное возникли значительные колебания... Решено было более не рисковать и...
...не переходить на ручное? :shock: ;)
ЦитироватьВопрос еще в другом, а автоматика могла это сделать в тех условиях?
Именно в том случае? Нет. Так как на "Мире" произошло выключение компьютера. А там логика работы систем была такая, что при этом и "Курс-П" становился бесполезным. Там могла бы сработать Земля совместно с автоматикой, без экипажа. Но для этого нужно было бы предусмотреть в программе полета (на те сутки полета) включение аппаратуры "Курс-П" на станции. Естетственно, все это умозрительно. Надо считать динамику взаимного движения, моделировать работу систем. Не исключено, что в этом случае характер движения был бы такой, что были бы недопустимые погрешности параметров относительного движения или недопустимые нагрузки на стыковочные механизмы. Вот так с ходу на такой вопрос однозначно не ответить. Важно другое. Любая космическая система должна быть устойчива к двум отказам. Вот она и продемонстрировала эту устойчивость. А больше и не нужно.
ЦитироватьЦитироватьВопрос еще в другом, а автоматика могла это сделать в тех условиях?
Именно в том случае? Нет. Так как на "Мире" произошло выключение компьютера. А там логика работы систем была такая, что при этом и "Курс-П" становился бесполезным. Там могла бы сработать Земля совместно с автоматикой, без экипажа. Но для этого нужно было бы предусмотреть в программе полета (на те сутки полета) включение аппаратуры "Курс-П" на станции. Естетственно, все это умозрительно. Надо считать динамику взаимного движения, моделировать работу систем. Не исключено, что в этом случае характер движения был бы такой, что были бы недопустимые погрешности параметров относительного движения или недопустимые нагрузки на стыковочные механизмы. Вот так с ходу на такой вопрос однозначно не ответить. Важно другое. Любая космическая система должна быть устойчива к двум отказам. Вот она и продемонстрировала эту устойчивость. А больше и не нужно.
Спасибо за пояснение. Один из контуров управления - ручной и автоматический так и проектируются с прицелом на повышение надежности системы. А пока получается, что Соловьев был первым и единственным пока, кто состыковался с неориентированным объектом.
ЦитироватьА пока получается, что Соловьев был первым и единственным пока, кто состыковался с неориентированным объектом.
Здрасте! А Джанибеков с Салютом-7?
ЦитироватьЦитироватьА пока получается, что Соловьев был первым и единственным пока, кто состыковался с неориентированным объектом.
Здрасте! А Джанибеков с Салютом-7?
Ты меня опередил. Причем, условия были несравнимы. Когда на "Мире" произошла авария СУД, "Союз" уже был на линии визирования, оставалось погасить остаточные скорости по каналу крена на станции. Я очень хорошо помню этот случай, в смене тогда был. Расстроился тогда страшно. СУД на "Мире" включать и раскручивать гиродины было очень тягомотно.
Снимки красивые экипаж тогда сделал.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьА пока получается, что Соловьев был первым и единственным пока, кто состыковался с неориентированным объектом.
Здрасте! А Джанибеков с Салютом-7?
Ты меня опередил. Причем, условия были несравнимы. Когда на "Мире" произошла авария СУД, "Союз" уже был на линии визирования, оставалось погасить остаточные скорости по каналу крена на станции. Я очень хорошо помню этот случай, в смене тогда был. Расстроился тогда страшно. СУД на "Мире" включать и раскручивать гиродины было очень тягомотно.
Снимки красивые экипаж тогда сделал.
Запамятовал, хорошо, напомнили. Американцы, вроде не имели такого опыта?
ЦитироватьГоспода!
... Однако в четвертом полете, когда в автомате они дошли до среза ВПП, при переходе на ручное возникли значительные колебания... Решено было более не рисковать и оставить автоматику на крайний случай (неработоспособность экипажа).
на мой взгляд, причина была в несколько разной манере управления человека и автомата. Кстати, такое же явление наблюдалось и у нас при отработке автомата на полунатурном стенде - при переключении в ручной режим....
Манера управления должна быть разной и не только в плане сравнения автомата и абстрактного человека , разная манера у каждого пилота (иногда в просторечьи - "почерк").
Когда пилот переходит от идеомоторных действий (которые совершаются в процессе контроля работы автоматики) к реальным (берет управление на себя) имеется некий краткосрочный (десятки мсек) переходной процесс в сенсомоторной системе, при котором параметры деятельности человека отличаются от тех, которые наблюдались бы при его более раннем включении в нее. А если операции отличаются динамикой и граничат с критическими, этот переход может закончится крахом "обоих контуров управления". Возможно, астронавты это хорошо чувствуют и им споскойнее взять процесс под контроль раньше, чем они увидят срез ВПП и когда любая погрешность управления может завершиться аварией.
Вероятно, "СУ" человека использует в своей работе динамическую подстройку законов управления. Коэффициенты передачи там и т. п. :) . Таким образом, если уже пилот управляет объектом в течение некоторого времени, его законы управления подстроены и оптимизированы. А в момент взятия управления возможна их неоптимальность в начальный период, проявляющаяся в снижении точностных и/или динамических хактеристик.
ЦитироватьВероятно, "СУ" человека использует в своей работе динамическую подстройку законов управления. Коэффициенты передачи там и т. п. :) . Таким образом, если уже пилот управляет объектом в течение некоторого времени, его законы управления подстроены и оптимизированы. А в момент взятия управления возможна их неоптимальность в начальный период, проявляющаяся в снижении точностных и/или динамических хактеристик.
А если оператор лишь контролирует работу автоматики в готовности перейти в любой момент на ручное управление, он что как термометр сидит?
Вы полагаете, что в процессе контроля оператор не использует "динамическую подстройку..." и не строит по наличным данным внутреннюю информационную модель состояния системы и предполагаемых действий, чтобы включиться при необходимости в процесс управления?
Другое дело, эта модель строится по обедненным данным, в основном за счет ограниченного числа используемых каналов обратной связи (моторных), и задействования менее эффективных идеомоторных контуров и программ.
В той деятельности, кстати, меняются не только точность и/или скорость ("динамические характеристики"), меняется еще, как говорят американцы, "паттерн реакции" – соотношение компонентов реакции и их набор. Последнее может оказывать влияние на скорость и точность последующих действий оператора, даже если скорость и точность текущих адекватна.
Законы управления, передаточные функции и прочая ТАРабарщина т.п. :) :wink:
ЦитироватьВероятно, "СУ" человека использует в своей работе динамическую подстройку законов управления. Коэффициенты передачи там и т. п.
ИМХО, к описанию мозгов живого пилота неприменим аппарат передаточных функций и подобные методы. Больше подходит аппарат нейронных сетей и нечеткой логики. Последнее вероятнее и психологически легче обосновать.
Как пилот сажает самолет? Либо визуально, по VASI/PAPI (по-моему так), либо по ВКР (по-моему так) контролирует соотношение высота/дальность (глиссада?). В зависимости от того выше или ниже ручку от себя и убавить газ или ручку на себя и добавить газ, контролирует положение самолета по приборам. При этом нет четкого вычисления потребного управляющего воздейсвия, как это делается при синтезе управления в классической ТАУ. Управляющее воздействие при нечетком управлении определяется не точной величиной, а допустимым дипазоном (чуть левее, чуть правее, чуть выше, чуть ниже).
astronavt
ЦитироватьИ с системой автоматической стыковки неудач было много, которые давали повод космонавтам критиковать руководство, обвиняя его в недоверии к пилотам.
Как раз с автоматической проблем было меньше, чем с ручной.
ЦитироватьДа, он неверно распознал мишень и стыковался с ошибкой по крену в 180 градусов. Ну, вобщем-то не удивительно, впервые после гибели Комарова лететь - психика могла давить...
Это из-за того, в частности что стыковаться ему пришлось с первого же витка, не было времени адаптироваться к невесомости. Причём делать это пришлось в тени Земли, в темноте, по огням.
Плюс он действительно очень активно работал управлением, "по-самолётному" - вот топливо и кончилось. После Береговой говорил, что на тренажёрах не чувствовалось, насколько корабль чувствителен к управлению.