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长征五号首飞成功!
七七一所为其研制“最强大脑”

资料图:长征五号火箭在总装厂房转运(8月18日摄)
    本报记者 凌旎
    11月3日,我国目前运载能力最大的火箭——长征五号在海南文昌发射中心成功发射。这是我国首次发射直径达到5米、起飞推力超过1000吨的大运载火箭,标志着我国航天事业迈进全新时代。
    同时,新研制的“太空摆渡车”上面级“远征二号”也随“长五”飞上了云霄。 
    长征五号箭载计算机——史上最强“大脑”
    作为我国新一代大推力运载火箭,如何确保“长五”这个庞然大物精准入轨呢?771所研制生产的计算机和电路产品发挥着至关重要的作用。
    先来看看“大脑”的内部构造。
    长五箭载计算机共包含7个中央处理单元,共同完成长征五号火箭的姿态和制导控制。771所科研人员为各中央处理单元之间设计了18条双向高速数据交换通道,以完成箭机内部各处理单元之间的数据流传输控制。箭载计算机采用控制周期同步技术,7个中央处理单元在表决同步脉冲控制下,有条不紊地完成箭体参数录取、飞行轨道计算、飞行轨迹误差修正以及控制指令输出等多项复杂的控制任务。
    了解了“大脑”的内部结构,再来看看“大脑”是怎样控制“全身”的。
    长征五号火箭控制系统采用1条双通道1553B总线实现火箭的实时控制和信息综合,箭载计算机作为1553B总线的总线控制BC端,享有总线控制权,其他设备作为远程站点运行。
    为确保无误,箭载计算机内部设计有三套1553B总线控制电路。即使出现故障,箭载计算机仍可完成火箭的实时控制和信息综合。
    记者了解到,长征五号火箭箭载计算机内部有一套“听诊器”,能够自动“监听”飞行控制软件运行过程中的各类重要参数,并在不需要软件参与的情况下,将参数自动组帧下传至地面测试控制系统存储。
    这套“听诊”装置叫做总线监控技术。该技术可以使控制系统在不修改飞行程序控制流程的情况下,获得更多的原始数据,及时、有效地发现系统中存在的隐患问题,为系统的故障定位提供判定依据。 
    远征二号箭载计算机——万无一失的驾驶员
    在此次发射任务中,火箭上面级“太空摆渡车”远征二号搭乘着长五飞上云霄。
    远征二号上面级即给火箭再加一级,旨在把不同卫星发射到不同轨道上实现多星部署,将来进行大规模的卫星组网,发射卫星的效率可以大大提高,成本也会明显降低。
    由771所研制的远征二号上面级箭载计算机相当于这辆“太空摆渡车”的“驾驶司机”,控制、指挥着“车辆”的正常工作。远征二号上面级箭载计算机还在国内首创了四模冗余的体系构架和瞬态故障自主恢复的容错模式,这些关键技术确立了771所在箭载计算机领域的领先地位。 
    地面计算机——时刻为火箭“体检”
    火箭上天前和上天后,如何判断内部各“器官”正常,是否存在“健康隐患”呢?
    771所研制的地面测试计算机、光纤惯组信号采集处理系统等地面单元测试计算机,均是地面测试控制系统设备,就像医院派出的门诊专家,对火箭的“大脑”、“心脏”等关键部位进行实时监控,实时分析数据并反馈给系统。
    在火箭发射前,地面测试计算机及时检测箭上设备的状态,确保火箭发射前一切状态正常。火箭发射后进入轨道飞行前,它们又时刻监视“大脑”和“心脏”的运行状况,及时处理和接收大脑和心脏传递给自己的信息光纤速率陀螺辨认火箭方向,控制火箭姿态,为火箭的正常运行发挥着重要作用。
    771所为此次发射的“长五”和远征二号配套了10种20台套整机产品、10种19个批次电路产品,29种FPGA及软件产品。
    此外,771所还为“长五”和远征二号生产了单元测试计算机电源,地面测试计算机电源,光纤惯组信号采集处理系统计算机电源,高精度电压比较器和专用电路等关键产品,承担了FPGA部分软件的第三方评测任务,为“长五”成功首飞发挥了重要作用。

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