Поленов Д.Ю.

ОАО «НПО Измерительной техники», Россия

Перспективы развития радиотелеметрических систем

При рассмотрении как сегодняшних, так и будущих запусков ракет-носителей (РН) среднего и тяжелого классов и получения текущей информации с «борта» РН применяется несколько разновидностей радиотелеметрических систем (РТС). Среди самых популярных достаточно часто рассматриваются две близкие РТС: «Скут-40» и «Орбита». Данные РТС применяются на уже давно зарекомендовавшей РН «Протон-М» и запланированном в ближайшем будущем пуске РН «Ангара А5», а также на многих других изделиях. Каждая РТС обладает своими характеристиками, преимуществами и недостатками. Большинство специалистов в области ракетной радиотелеметрии сравнивали данные РТС и занимаются этим по сей день. Первая обладает быстрым входом в синхронизм (10 мс против 170 мс), является аналогово-цифровой, что делает передатчик более сложным и трудоемким, вторая – полностью цифровая система, имеет выше информативность (3,140 тыс.изм./с против 640 тыс.изм./с), но объем служебной информации в ней довольно велик. Обе РТС являются совмещенными, т.е. передают в кадре как медленноменяющиеся процессы (ММП), так и вибрационные параметры. Телеметрические (ТЛМ) кадры «Скут-40» и «Орбита» также различаются по своей структуре.

При поставке РТС для новых изделий заказчики зачастую требуют от разработчиков телеметрических систем внести поправки в уже существующие РТС, сохранив при этом структуру ТЛМ кадров, т.к. давно закуплены и функционируют наземные станции обработки (МПРС, ПРА-МК и т.п.). Постоянно встречаются установки на сокращение габаритов, веса, энергопотребления, наличие возможности корректировки программ измерений непосредственно на полигоне и т.п.

Ведущему предприятию по телеметрической и датчиковой аппаратуре, микроэлектронике для ракетно-космической техники - ОАО «НПО Измерительной техники» поступил заказ на разработку малогабаритной РТС, содержащей возможность формирования выходного телеметрического кадра как структуры «Орбита», так и «Скут-40». Задание было поручено отделу перспективных разработок и выполнено в срок. Результатом данной работы стала универсальная малогабаритная телеметрическая система «Астра» (УМРТС «Астра»).

Данная аппаратура, в отличие от представленных выше, состоит всего лишь из трех блоков: формирователь телеметрического кадра, коммутатор локальный и передатчик. УМРТС «Астра» имеет возможность подключения более 160 аналоговых или контактных параметров (в зависимости от пожеланий заказчика), 24 входа для подключения пьезоэлектрических датчиков, 60 ‑ температурных датчиков, в аппаратуре присутствуют также четыре входа интерфейса RS485 для подключения цифровых абонентов. Она имеет возможность запоминания и воспроизведения с задержкой телеметрической информации.

В сравнении с вышеуказанными, данная РТС выигрывает в энергопотреблении, стоимости, габаритах. За основу конструктивного исполнения блоков принят набор типизированных функциональных ячеек. При этом каждая ячейка состоит из печатной платы с радиоэлементами (ЭРИ) и разъемами, а также фрезерованной рамки. Основным узлом каждой ячейки является микроконтроллер. Весь оставшийся объем ячейки залит компаундом (виксинт ПК-68) для обеспечения защиты ЭРИ от внешних воздействий и прекрасного теплоотвода. В ячейках предусмотрены четыре разъема, три из которых используются для подключения цепей потребителем (датчиковые цепи, цепи питания, управления и т.д.), а один – для реализации внутриблочных связей. Такие связи реализуются с помощью коммутационной платы, которая закрыта защитной крышкой. Размер типовой ячейки составляет 80х90х10 мм без учета размеров выступающих частей разъемов. Входящие в состав блока ячейки стягиваются четырьмя винтами, что делает блоки достаточно прочными при испытаниях. В аппаратуре обеспечена возможность задания различных режимов работы:

1) по типу формируемого выходного телеметрического кадра («БРС-4», «Скут-40», «Орбита»). Устанавливается путем программирования ячейки формирователя кадра;

2) по информативности выходного телеметрического кадра в структуре «Орбита» (М16, М08, М04, М02, М01). Устанавливается также путем программирования ячейки формирователя кадра.

Она обеспечивает передачу информации по радиоканалу в метровом диапазоне волн на частоте с литерой «064».

Таким образом, постоянные требования к улучшению массогабаритных показателей в связи с развитием микроэлектронной элементной базы, переход на полностью цифровые радиолинии, которые дают некоторые преимущества перед аналоговыми (возможность шифрования информации, использования помехозащитного кодирования и др.), ведут разработчиков РТС к непрерывному поиску оптимальных решений в создании радиотелеметрических систем. Дело доходит до разработки универсальных радиотелеметрических систем. Конечно, рассмотренная УМРТС «Астра» выглядит довольно мощно по сравнению с «древними легендами» телеметрии (это снова «Скут-40» и «Орбита»), которые были разработаны десятки лет назад. И это неудивительно, ведь технический прогресс не стоит на месте. Но все же стоит приостановиться. Ведь неоднократно поднимались вопросы об экономии финансовых средств при разработке и изготовлении средств телеметрии, приема информации под конкретные задачи. Возможно, уже пришло то время, когда необходимо всерьез подумать о создании единого отечественного стандарта по телеметрии, как это было сделано в США (стандарт IRIG). Естественно перенимать разработки и копировать их нам не стоит. Но сама идея структурирования, стандартизации телеметрии имеет право на существование. Благодаря ее реализации будет дан новый толчок к экономии бюджетных средств, более надежному получению информации с «борта» на «землю» и её достоверной обработке.