Распределенная автоматизированная вычислительная система, ориентированная на конкретное изделие

Системы ЦАГИ

А. Д. Смирнов, В. С. Криворученко, И. В. Криворученко

В 80-х годах на базе разработанных теоретических, программных и аппаратных средств было создано большое количество проблемно-ориентированных подсистем, в которых в разных комбинациях были задействованы ресурсы объектовых ИВК, ЦБ ЦВС-2, САПР Института и организаций авиационно-космических отраслей. Из-за ограниченного размера статьи приведем описание лишь одной из них.

ЦАГИ совместно с НПО «Энергия» и «Молния» была разработана распределенная система для проведения аэродинамического эксперимента, обработки, анализа и представления результатов конечному заказчику по модели космического самолета в связке с ракетой-носителем. Необходимость ее создание была обусловлена следующими причинами.

Отсутствие эмпирических, теоретических и расчетных методов, обеспечивающих необходимую точность аэродинамических характеристик такой сложной компоновки, обусловили огромный объем экспериментальных исследований. Количество каналов измерений в этих экспериментах на порядок превышало обычный уровень. Это потребовало применения качественно новых технологий сбора, обработки, анализа кондиционности данных, оперативного контроля за их получением, модификации программ испытаний в процессе их выполнения.

Кроме того, результаты испытаний должны были быть в кратчайшие сроки проанализированы и переданы на предприятия-изготовители для проведения расчетов и внесения изменений в конструкции реальных изделий.

В рамках данной статьи мы остановимся лишь на аспекте обеспечения точности и оперативности работы каналов передачи информации: от первичного преобразователя (датчика), до конечного потребителя (программа расчета прочности элементов конструкции). Весь канал в соответствии с уровневой моделью можно разбить на составляющие его звенья.

Первое звено было реализовано на ИВК объекта и осуществляло получение сигналов датчиков, преобразование их в цифровой вид (уровень C), получение из них размерных значений нагрузок (уровень W) и передачу их на ЭВМ ЦБ ЦВС-2.

Точность сбора данных уровня C обеспечивалась тщательной метрологической аттестацией трех зон измерительного тракта. Аттестация ИВК осуществлялась подачей эталонных электрических сигналов на вход его АЦП, аттестация ИВК совместно с датчиками давления — подачей эталонных давлений на вход датчика, находящегося непосредственно возле ИВК. Аттестация ИВК совместно с трассой проводилась подачей эталонных электрических сигналов с выхода датчика, находящегося в рабочей части АДТ и соединенного с ИВК реальной длинной электрической трассой.

Точность получения данных уровня W на ИВК контролировалась визуально путем выборочного построения графиков распределения давления в отдельных сечениях. Однако поскольку общее количество кривых только в одном эксперименте превышало тысячу, а общее количество экспериментов исчислялось сотнями, то оперативный контроль по такой методике занял бы многие месяцы. Поэтому данные уровня W оперативно передавались по линиям связи на ЦБ-ЦВС-2, где осуществлялись программы контроля.

Второе звено было реализовано на ЭВМ ЦБ ЦВС-2 и включало: прием данных с ИВК по линиям связи, обработку(WM) и накопление данных в ЦБЭАД, оперативный контроль, переформирование и представление данных в соответствии с заданием потребителей в виде таблиц, графиков и документов на машинных носителях, оперативную передачу их потребителям. Остановимся подробнее на оперативном контроле и передаче.

Для проведения оперативного контроля на ЭВМ ЦБ ЦВС-2 были установлены пользовательские программы интегрирования распределения давления по поверхности для получения суммарных нагрузок. Поскольку одновременно в эксперименте измерялись и суммарные нагрузки на модели, то их можно было сравнивать с результатами интегрирования. Из десятков чисел в результате интегрирования получалось одно, которые программно сравнивались с измеренным. И только в случае значимых рассогласований строились графики распределенных нагрузок для визуального контроля.

Для оперативной передачи данных эксперимента на машинных носителях между между организациями-соисполнителями использовался независимый от ОС формат представления данных на МЛ и транспортабельное ПО, «тегмед», описанные выше.

Третье звено было реализовано как на ЭВМ ЦБ ЦВС-2, так и на ЭВМ конечных пользователей. На них была установлена СУБД SQL/DS, разработана методика погружения необходимого набора формализованных документов, программы преобразования данных с уровня M на уровень G, программные интерфейсы к БД для расчетных автоматизированных систем и САПР потребителей. Экспериментальные данные оперативно использовались на любой стадии проведения исследований: в ЦАГИ и, с небольшим сдвигом по времени, в организациях НПО «Молния» и «Энергия», в рамках созданной единой унифицированной программно-технологической среды.