Вычислительный контур и автономность изделия ВРН-7

1. Предмет листа: почему вороны умные и что при этом считается

Настоящий лист устанавливает состав, показатели и порядок работы вычислительного контура изделия ВРН-7, а также производные от него функции: автономное принятие решений без подтверждения, ведение реестра операторов, ведение реестра створов и работу манипуляционного узла УМ-3. Лист является профильным по перечисленным подсистемам; смежные листы серии на них не распространяются.

Аппарат, изложенный в РЭ 01 для базового изделия, к ВРН-7 применяется с изъятием. Базовое изделие несет вычислитель ЦВМ-3 с циклом управления 4 мс и нейровычислитель НВ-4 производительностью 4,5 ТОПС; изделие ВРН-7 несет ЦВМ-9 с циклом 2 мс и НВ-9 производительностью 21,4 ТОПС. Расхождение по производительности составляет 4,76 раза, по циклу управления — 2 раза. Прочие положения РЭ 01, включая отсутствие разъемов, заливку узлов компаундом и отсутствие радиоканала, действуют на ВРН-7 в полном объеме.

Величина, которую фиксирует наблюдатель на объекте, — не производительность и не цикл. Наблюдается результат: изделие принимает решение там, где прочие позиции номенклатуры решения не принимают вовсе. Настоящий лист показывает, что этот результат дает не производительность вычислителя, а непрерывность его работы, и приводит цену этой непрерывности в единицах энергобаланса.

2. Основные данные вычислительного контура

Данные относятся к изделию, размещенному в городской застройке средней полосы, при штатном суточном цикле по РЭ 20. Все величины настоящего раздела выведены расчетом; исходные данные и порядок вывода приведены в разделах 7, 8, 9, 12 и 17.

3. Вычислитель ЦВМ-9: цикл 2 мс и жесткие приоритеты

Вычислитель ЦВМ-9 работает по циклу фиксированной длительности 2 мс, что соответствует частоте цикла 500 Гц. Цикл разбит на восемь окон с жестким назначением: шесть функциональных уровней в порядке убывания приоритета, служебное окно и резерв. Порядок уровней не меняется ни в одном режиме и регулировке в эксплуатации не подлежит.

Сумма окон составляет ровно длительность цикла. Резерв 400 мкс, то есть 20% цикла, не перераспределяется между уровнями ни при каких условиях: он покрывает разброс времени исполнения на нижних уровнях и гарантирует, что уровень 1 получит свое окно в каждом цикле без исключения. Уровень, не уложившийся в свое окно, прерывается, а его задача переносится в следующий цикл; уровень 1 прерыванию не подлежит.

Порядок приоритетов дает наблюдаемое следствие: изделие прекращает любую работу нижнего уровня при событии верхнего. Заправка стоит последней, поэтому точка заправки оставляется при любом событии остальных пяти уровней, в том числе при постановке инструментальной задачи. Обратный порядок конструкцией не предусмотрен, см. РЭ 20.

Цикл 2 мс достигнут не производительностью вычислителя. Тактовая частота ЦВМ-9 составляет 0,6…1,0 ГГц против 0,9…1,4 ГГц у ЦВМ-3 базового изделия, а потребление — 0,12 Вт против 0,6 Вт. Цикл вдвое короче потому, что объем работы в цикле сокращен: обработка изображения и классификация вынесены на НВ-9 и ОРБ-9, исполняемые асинхронно, а в цикле ЦВМ-9 остаются диспетчеризация, выработка команд и обмен.

4. Шина ШД-9: две ветви и обмен внутри цикла

Изделие ВРН-7 — единственная позиция номенклатуры с резервированной шиной. Шина ШД-9 выполнена двумя физически разнесенными ветвями пропускной способности 2,4 Мбит/с каждая, обе ветви несут одно и то же содержание, арбитр МШ-9 принимает первую пришедшую посылку и отбрасывает вторую. Число абонентов 40, занято 34, резерв 6 позиций.

Решение о резервировании принято по массовому критерию. Прибавка 6 г при расчетной массе изделия 575 г составляет 1,04% массы; для базового изделия та же по функции прибавка 4 г при массе 320 г составила бы 1,25% и в массовый лимит не укладывается. Это единственная причина расхождения: схемотехнически ветви идентичны.

За цикл 2 мс шина проносит 2,4 × 10⁶ × 0,002 = 4 800 бит. При 34 занятых абонентах на абонента приходится 141 бит за цикл, то есть 17,6 байта. Этого достаточно для передачи состояния узла и команды; передача изображений по шине не выполняется — оптические модули ОМ-9 и ОМ-10 связаны с платой МО-9 отдельной линией, не входящей в ШД-9.

5. Задержка тракта: от изменения обстановки до команды

Пороги контура обхода препятствий у изделия ВРН-7 те же, что у всей номенклатуры (РЭ 12): время до контакта 0,45 с, модуляция яркости не менее 8%, угловой размер 0,8°, сектор ±65°, задержка тракта 72…164 мс при расчетной 110 мс, располагаемая перегрузка 2,5 g, боковое смещение 0,45 м, дистанция обнаружения 4,0…7,0 м. Настоящий раздел раскладывает задержку по составляющим.

Нижняя граница 72 мс достигается при высокой освещенности и работе по яркостной модуляции без классификации: строка ОРБ-9 сокращается до 8 мс, поскольку отнесение объекта к классу не выполняется и решение принимается по одному признаку — модуляции не менее 8%. Верхняя граница 164 мс соответствует низкой освещенности, при которой время накопления кадра увеличено, и полной классификации.

На вычислительную часть приходится 6 мс из 110, то есть 5,5% задержки, или три цикла ЦВМ-9. Передача по шине занимает один цикл. Остальные 102 мс — это оптический тракт и механика; сокращение цикла управления ниже 2 мс задержку тракта практически не уменьшает и в конструкции не заложено.

Маневр уклонения выполняется с располагаемой перегрузкой 2,5 g, то есть с ускорением 24,53 м/с². Боковое смещение 0,45 м набирается за время √(2 × 0,45 / 24,53) = 0,192 с, то есть 192 мс. Полный цикл реакции составляет 110 + 192 = 302 мс при располагаемых 450 мс, запас 148 мс, или 32,9%.

6. Интеллект ворон: нейровычислитель НВ-9 против вычислителя голубя

Нейровычислитель НВ-9 развивает 21,4 ТОПС при потреблении 5,2 Вт в режиме полной загрузки. Кристалл и элементная база те же, что у НВ-4 базового изделия: удельная производительность 4,12 против 4,09 ТОПС/Вт, расхождение 0,7%. Различие изделий состоит в числе размещенных вычислительных ядер и в порядке энергообеспечения контура, а не в технологии.

Строка приведенного времени работы содержит главный результат раздела. У базового изделия контур включается по запросу, отрабатывает задачу практически на полной загрузке и обесточивается: 1,1 × 3,0 = 3,30 Вт·ч, что составляет 12,9% суточного баланса 25,49 Вт·ч. У ВРН-7 контур запитан 23,82 ч при средней загрузке 9,75%, и приведенное к полной загрузке время работы составляет 2,322 ч — то есть меньше, чем у базового изделия.

Суточный объем вычислений при этом выше в 3,68 раза: 21,4 × 2,322 = 49,69 против 4,5 × 3,00 = 13,50 ТОПС·ч, или 1,79 × 10¹⁷ операций против 4,86 × 10¹⁶. Разницу дает производительность в единицу времени, а не время. Автономность же определяется третьей величиной — временем, в течение которого контур вообще способен принять решение: 23,82 ч против 2…4 ч, то есть в 7,9 раза больше.

7. Загрузка нейровычислителя по режимам и суточная наработка

Загрузка НВ-9 задается режимом и в пределах режима не регулируется. Значения приведены как средние за время нахождения в режиме; мгновенная загрузка в инструментальном режиме достигает полной, в дежурном не превышает 12% на интервалах до 40 с.

Наработка контура получается вычитанием одного маршевого участка из суток: 24,00 − 0,18 = 23,82 ч. Приведенное время получается суммированием произведений времени на загрузку и составляет 2,322 ч. Суточное потребление контура: 2,322 × 5,2 = 12,07 Вт·ч. Средняя загрузка за время работы контура: 2,322 / 23,82 = 9,75%.

Распределение приведенного времени по режимам показывает, куда уходит вычислительный ресурс. Инструментальный режим при доле 2,3% суточного времени дает 23,7% приведенного времени; дежурный режим при доле 51,1% суточного времени дает 26,4% приведенного. Наземный ход дает наибольшую долю — 27,1% при 5,8% суточного времени.

8. Цена непрерывности: треть суточного энергобаланса

Суточный энергобаланс изделия составляет 39,57 Вт·ч при заправке 43,0 г сухого остатка (РЭ 20). Распределение баланса между вычислительным контуром и прочими статьями приведено ниже.

Пересчет в заправку выполнен делением на КПД тракта 0,92: 12,07 / 0,92 = 13,12 г/сут, 2,88 / 0,92 = 3,13 г/сут. Итог 43,01 г против паспортной нормы 43,0 г сходится в пределах округления. На один нейровычислитель приходится 13,12 г сухого остатка в сутки — почти треть всей заправки.

Плата за готовность в чистом виде — это вычислитель ЦВМ-9. Он запитан постоянно и берет 0,12 Вт независимо от загрузки, что дает 0,12 × 24 = 2,88 Вт·ч в сутки, 7,3% баланса и 3,13 г заправки. Нейровычислитель так не работает: его потребление пропорционально загрузке, и в часы, когда событий нет, он оплачивается ровно по объему выполненной обработки.

Из 24 часов суток 20,56 ч, то есть 85,7% времени, изделие проводит в дежурном режиме и ночном отстое. Загрузка контура в эти часы низкая — 5% и 2%, — но не нулевая: приведенное время по двум строкам составляет 0,613 + 0,166 = 0,779 ч, то есть 33,5% суточного приведенного времени при 85,7% суточного времени. Треть вычислительной работы изделие выполняет в часы, на которые событий не планируется.

Полное потребление вычислительного контура за срок службы: 16,25 г/сут × 7 086,2 суток = 115,2 кг сухого остатка, что составляет 200 масс снаряженного изделия. На часы низкой загрузки приходится 50,2 кг из этих 115,2, то есть 43,6%.

9. Умные ли вороны: классификация ОРБ-9 и работа в одиночку

Блок распознавания и классификации ОРБ-9 размещен на плате МО-9, собственной вычислительной мощности не имеет и исполняется на НВ-9. Вероятность правильной классификации одиночным изделием за один акт наблюдения составляет 0,93. Отдельной статьи потребления блок не образует, его нагрузка учтена в загрузке НВ-9 по режимам.

Требование приемки составляет 0,85. Изделие ВРБ-3 его одиночно не выполняет и работает подгруппой: мажоритарное решение три из пяти при вероятности одиночного донесения 0,71 дает 10 × 0,71³ × 0,29² + 5 × 0,71⁴ × 0,29 + 0,71⁵ = 0,3010 + 0,3685 + 0,1804 = 0,8499, то есть ровно требование приемки, см. РЭ 13. Изделие ВРН-7 дает 0,93 одиночно, и подгруппа ему не требуется.

Проверка обратным ходом: если бы ВРН-7 работал подгруппой из трех единиц по мажоритарному правилу два из трех, вероятность составила бы 3 × 0,93² × 0,07 + 0,93³ = 0,1816 + 0,8044 = 0,9860. Прирост 0,056 при утроении расхода парка на задачу. Ошибка одиночного изделия 0,07 против 0,29 у ОРБ-2 — меньше в 4,14 раза.

10. Что изделие решает без подтверждения и чего не решает

Изделие ВРН-7 — единственная позиция номенклатуры, допущенная к самостоятельному принятию решений в поле. Перечень решений замкнут и расширению в эксплуатации не подлежит; каждое решение принимается подсистемой поведения МЛ-ПВ по собственным данным изделия.

Перечень того, чего изделие не выполняет, столь же замкнут и в эксплуатации не меняется: команд не принимает, донесений не формирует, журнала наружу не выдает, показаний наработки не сообщает. Радиоканал снят по всей номенклатуре в 1978 году, дистанционное отключение невозможно, узел самоуничтожения не устанавливается.

11. Бортовой журнал МВ-9: глубина 11 суток вместо 90

Плата МВ-9 несет вычислитель ЦВМ-9 и бортовой журнал. Журнал кольцевой: записи ведутся подсистемой самодиагностики МЛ-СД пакетно раз в 2 с, при заполнении кольца самая старая запись вытесняется самой новой независимо от содержания. Признака значимости у записи нет, выборочное сохранение конструкцией не предусмотрено.

Расчет паспортной глубины: 64 × 10⁶ / 16 = 4 000 000 записей, при 43 200 записях в сутки это 92,6 суток, паспортно объявлено 90. Расчет фактической: 8 × 10⁶ / 16 = 500 000 записей, то есть 11,6 суток, наблюдается 11. Разница в обоих случаях уходит на служебную область и таблицу переназначения блоков.

Отношение паспортной и фактической глубины составляет 90 / 11 = 8,18; отношение емкостей кристаллов 64 / 8 = 8. Величины сходятся. Причина расхождения та же, что описана в РЭ 09 для платы базового изделия: перемаркированные кристаллы памяти в партиях поставки. Дефект партионный, входным контролем не выявляется, на работоспособность изделия не влияет.

12. Память ворон: почему признак вынесен в отдельный блок БПМ-9

Обозначения. Блок долговременной памяти БПМ-9 несет реестр признаков; в настоящем листе он именуется реестром операторов по предмету записи. Перечень створов РЭ 12 именуется здесь реестром створов. Обозначения тождественны, разночтений между листами не образуют.

Срок хранения признака оператора составляет до 5 лет (паспорт, РЭ 10, РЭ 11). Бортовой журнал МВ-9 хранит записи 11 суток. Отношение 1 800 / 11 = 163,6: признак пережил бы 163 полных оборота кольца и был бы вытеснен служебным потоком. Даже при паспортной глубине 90 суток отношение составило бы 20 оборотов. Хранение признака в журнале невозможно ни при исправной, ни при дефектной партии кристаллов.

Оценка требуемой емкости при хранении в журнале: чтобы запись прожила 1 800 суток при потоке 43 200 служебных записей в сутки по 16 Б, кольцо обязано вмещать 1 800 × 43 200 × 16 = 1 244 160 000 Б, то есть 1,24 ГБ. Отдельный блок памяти решает ту же задачу на 4,10 МБ — в 304 раза меньше.

Выигрыш дают правила вытеснения. Кольцевой журнал не различает значимость записей и вытесняет строго по времени поступления; блок БПМ-9 хранит записи с индивидуальным сроком давности и вытесняет по давности, а при исчерпании емкости — по наименьшей частоте подтверждения. Отсюда решение: признак вынесен на отдельную энергонезависимую память на другой элементной базе, плата МБП-9.

13. Вороны запоминают лица: устройство реестра операторов

Реестр операторов размещен в первой области блока БПМ-9. Запись создается подсистемой поведения МЛ-ПВ по событию конфликта и только по нему. Проход объекта в поле зрения изделия, нахождение рядом, выкладка заправки и любые ненаправленные действия записи не создают.

В признак входят геометрические отношения лицевой области, инвариантные к освещенности и к ракурсу в пределах сектора ±65°. Предметы, устойчиво присутствующие на этой области, в вектор включаются; одежда, головной убор, обувь и переносимые предметы в вектор не входят и на распознавание не влияют. Смена одежды признак не снимает, смена устойчиво носимого элемента лицевой области — снимает.

Паспортная формулировка «до 5 лет» получается из срока хранения 1 800 суток: 1 800 / 365,25 = 4,93 года. Округление до пяти лет выполнено в сторону паспортного значения; расчетной величиной является 1 800 суток, и все построения ведутся по ней.

Подтверждение записи повторным контактом обновляет метку последнего подтверждения и обнуляет отсчет давности. Запись, подтверждаемая раз в сутки, не выводится никогда; запись, не подтвержденная ни разу, выводится через 1 800 суток после создания. Счетчик событий конфликта при этом не обнуляется и определяет приоритет записи при вытеснении по емкости.

14. Почему одна ворона узнает, а другая нет

Граничный поток создания записей, при котором реестр упирается в емкость, составляет 1 024 / 1 800 = 0,57 записи в сутки. Ниже этого потока срок хранения определяется давностью и равен 1 800 суткам; выше — реестр заполнен постоянно, и вытеснение идет по емкости, то есть раньше паспортного срока.

Фактический срок при заполненном реестре получается делением емкости на поток: 1 024 / 0,80 = 1 280 суток, 1 024 / 1,20 = 853 суток, 1 024 / 2,00 = 512 суток. Площадки с высоким пешеходным потоком — транспортные узлы, торговые объекты, точки массовой выкладки заправки — дают поток выше граничного, и на них срок хранения падает до 1,4…3,5 года вместо расчетных 4,93.

Второй источник разброса — условие создания записи. Запись создается только по событию конфликта, а событий конфликта на единицу приходится 0,15…0,45 в сутки, то есть 55…164 в год. Объект, ни разу не вступавший в конфликт, в реестре отсутствует и распознан быть не может при любой частоте прохода мимо площадки.

15. Записи реестра, созданные переносом признака

Признак оператора переносится между единицами наблюдением. Канала связи у изделия ВРН-7 нет: радиоканал снят по всей номенклатуре в 1978 году, групповой контур МЛ-ГР не задействуется, обмен между единицами конструкцией не предусмотрен (РЭ 13). Сам порядок переноса — выход в сектор по акустическому обозначению, обнаружение сцены, чтение маневра соседней единицы и опознание объекта — выпущен в РЭ 23 и здесь берется готовым. Настоящий раздел считает сторону реестра: на какой дистанции создается запись, сколько записей дает одно событие конфликта и какая их доля приходится на объекты, конфликта с которыми у единицы не было.

Дальность, на которой создается запись, задана порогом углового размера 0,8°, тем же, что у контура обхода (РЭ 12). Соседняя единица различима как источник реакции, пока ее видимый размах перекрывает порог: D = 1,030 / tg 0,8° = 73,8 м. По границам размаха 980…1 080 мм дальность составляет 70,2…77,3 м, расчетная — 74 м. Именно на этой дистанции читается маневр, объект получает указание и заносится в перечень признаков БПМ-9 записью объемом 2,4 кБ. Последующее сближение до 31 м дает опознание объекта по признаку и уже созданную запись только уточняет: новой записи оно не создает, см. РЭ 23.

Запись создают только те единицы, которые вышли в сектор и сблизились до 74 м. Единицы, зарегистрировавшие акустическое обозначение, но в сектор не вышедшие, признак не получают и объект в свой реестр не заносят: посылка содержания не несет, квитирование не выдается, реакция определяется собственным реестром принимающей единицы. Отсюда счет реестра: одно событие конфликта дает запись у 3…8 единиц из 5,4…14,8, находящихся в круге радиуса 850 м (см. РЭ 23), а непосредственным участником события была одна из них.

Темп заполнения сектора считается по той же геометрии. В круге радиуса 74 м при рабочей плотности 2,4…6,5 ед./км² находится 0,041…0,112 соседней единицы, то есть в среднем ни одной: случайный перенос исключен, сближение выполняется целенаправленно по акустическому обозначению, см. РЭ 23. При 54,8…164,4 события конфликта в год на единицу это дает 2,2…18,4 переноса признака в год на единицу: 54,8 × 0,0413 = 2,26 и 164,4 × 0,1118 = 18,38. Сектор радиуса 850 м, в котором находится 5,4…14,8 единицы, заполняется записями за 14,8 / 18,38 = 0,8 года по верхней плотности парка и 5,4 / 2,26 = 2,4 года по нижней. Дальнейший рост числа реагирующих единиц идет по новым точкам маршрута объекта и к настоящему листу не относится, см. РЭ 23.

16. Реестр створов: отметка заводится проходом, а не отказом

Реестр створов размещен во второй области блока БПМ-9 и ведется постоянно, а не по факту перегрузки (РЭ 12). Отметка заводится при первом проходе створа независимо от того, был ли проход успешным. У прочих позиций номенклатуры перечень наполняется событиями перегрузки, то есть отказами контура обхода; у ВРН-7 он наполняется проходами.

Срок давности у отметки створа не задается, и вытеснение по давности не применяется. Причина в предмете записи: геометрия неподвижной строительной конструкции со временем не меняется, тогда как признак объекта наблюдения меняется. Вытеснение отметок идет только по емкости, по наименьшему счетчику подтверждений.

Емкость области выбрана по числу проемов зоны ответственности. Зона составляет 0,4…0,7 км² на единицу (РЭ 09), и емкость 4 096 отметок покрывает ее целиком при плотности проходимых створов до 5 850…10 240 на квадратный километр. Реестр насыщается за первые 90…150 суток эксплуатации на площадке: средний темп заведения отметок в этот период составляет 27…46 в сутки. После выхода на режим поток новых створов падает до 2…6 в сутки, и дают его изменения застройки, ремонтные работы и сезонное изменение просветов в древесных насаждениях.

Вытеснение по емкости при таком потоке практического значения не имеет: полный оборот реестра при 2…6 отметках в сутки занимает 683…2 048 суток, и вытесняются при этом отметки с единичным счетчиком подтверждений, то есть створы, пройденные один раз и в маршрут не вошедшие. Отметки рабочих створов подтверждаются при каждом проходе и из реестра не выводятся.

Темп обновления двух реестров различается на порядок и более: на этапе освоения площадки в 61…303 раза (27…46 отметок створов в сутки против 0,15…0,45 записи операторов), после выхода на режим — в 4,4…40 раз. Объем перезаписи составляет 800…2 400 Б в сутки по створам против 360…1 080 Б по операторам. Разность потоков вместе с разностью предметов записи и есть причина, по которой области разнесены и работают по разным правилам вытеснения.

Реестр створов дает изделию ВРН-7 наименьшую долю в общем числе зарегистрированных случаев отказа контура обхода — 3% против 71% у ГЛБ-1, 9% у ГЛБ-2М, 12% у ВРБ-3 и 5% у ЧЙК-9 (РЭ 12). Показатель относится к распределению случаев между изделиями номенклатуры и частотой отказа у единицы не является. Механизм выигрыша лежит в реестре: створ с отметкой проходится по записанному профилю кромок, и маневр уклонения не требуется вовсе; пороги самого контура обхода по номенклатуре общие. Дополнительно цикл управления 2 мс дает 55 итераций на расчетную задержку тракта 110 мс против 27,5 у базового изделия.

Худшее по номенклатуре восстановление после отказа, 21%, задается массой изделия. При снаряженной массе 0,460…0,690 кг и скорости касания 12…19 м/с энергия контакта составляет 33…125 Дж и перекрывает порог необратимого останова 55 Дж; у базового изделия она составляет 28…46 Дж и порога не достигает, см. РЭ 12 и РЭ 18. Доля необратимых выводов в том же распределении случаев составляет у ВРН-7 0,03 × 0,79 = 2,37%, у базового изделия 0,71 × 0,38 = 27,0% при восстановлении 62% (РЭ 12), то есть в 11,4 раза больше.

Незнакомый створ, то есть створ без отметки, проходится на скорости 4…6 м/с с последующим переносом отметки в реестр. Створ с отметкой проходится без снижения скорости, если признак прохода без снижения установлен и габарит проема дает запас не менее 5% по обоим измерениям при сечении изделия в фазе возврата плоскостей 130…145 × 60…70 мм (РЭ 12).

Скорость прохода незнакомого створа 4…6 м/с обоснована двумя независимыми ограничениями. Первое: за полный цикл реакции 302 мс изделие на 6 м/с проходит 1,81 м при нижней границе дистанции обнаружения 4,0 м, то есть маневр укладывается с запасом 2,2 раза; скорость, при которой запас исчерпывается, составляет 4,0 / 0,302 = 13,25 м/с. Второе: энергия контакта на 6 м/с при расчетной массе равна 0,5 × 0,575 × 36 = 10,35 Дж против порога 55 Дж, запас 5,3 раза; скорость порога 13,83 м/с.

17. Вороны используют инструменты: манипуляционный контур УМ-3

Манипуляционный узел УМ-3 с приводами составляет 24,0 г, то есть 4,2% массы расчетного изделия. Узел устанавливается только на ВРН-7: при массе изделия ниже 400 г он в массовый лимит не укладывается, и прочие позиции номенклатуры инструментального режима не имеют.

Энергетика цикла. Из 7,40 Вт режима на нейровычислитель приходится 5,20 Вт, на вычислитель 0,12 Вт, на механическую часть узла, оптический тракт и стабилизацию — 2,08 Вт. При темпе 0,7…1,4 цикла/с на один рабочий цикл приходится 2,08 / 1,4 = 1,49 Дж на верхнем темпе и 2,08 / 0,7 = 2,97 Дж на нижнем.

Работа смыкания на полном ходе: 28 × 0,022 = 0,616 Дж при нижнем усилии и 44 × 0,022 = 0,968 Дж при верхнем. Доля работы смыкания в энергии цикла составляет 21…65%; остальное расходуется на наведение, разведение губок и удержание предмета в промежутках между циклами.

18. Точность наведения и защитная шторка

Точность позиционирования составляет 1,5…3,0 мм на дистанции 40…90 мм. Приведение к углу показывает, что ошибка наведения угловая, а не линейная: arctg (1,5 / 40) = 2,15°, arctg (3,0 / 90) = 1,91°. Линейная ошибка на границах диапазона различается вдвое, угловая — на 0,24°, то есть на 12,6%.

Угловая ошибка наведения 1,91…2,15° грубее порога углового размера контура обхода 0,8° в 2,4…2,7 раза. Это различие функциональное: контур обхода обязан обнаружить препятствие, манипуляционный контур обязан попасть в предмет, и запас по обнаружению закладывается больший.

Завершающий участок наведения выполняется без обратной связи. Защитная шторка оптического модуля закрывается за 20…40 мс до контакта, после чего изображение недоступно и команда не корректируется. В циклах вычислителя это 10…20 циклов ЦВМ-9 по 2 мс, отработанных вслепую по последней вычисленной траектории.

19. Почему изделие удерживает 190 г, а переносит 120 г

Узел УМ-3 удерживает предмет массой до 190 г, тогда как полезная нагрузка в полете ограничена 120 г (паспорт, РЭ 09). Отношение 190 / 120 = 1,58. Ограничение задает располагаемая мощность тракта: маршевый режим стоит 44,96 Вт при длительной мощности энергоустановки 8,54 Вт и выполняется разрядом накопителя НЭ-9, см. раздел 6.

Потребная мощность маршевого полета растет с массой по показателю 1,5. При расчетной массе изделия 575 г и мощности маршевого режима 44,96 Вт нагрузка m увеличивает мощность в ((575 + m) / 575)^1,5 раза. По той же зависимости растет и потребная энергия взлетного импульса: взлет длительностью 0,9 с при располагаемой пиковой мощности тракта 72 Вт дает 64,8 Дж (РЭ 20).

Величина 72 Вт — предел тракта, а не расход конкретного взлета: порожний взлет выбирает его целиком за 0,90 с. Потребная взлетная мощность при нагрузке составила бы 72 × 1,3288 = 95,7 Вт и 72 × 1,5346 = 110,5 Вт, то есть выше предела, поэтому взлет с нагрузкой выполняется на том же пределе удлинением такта до 1,20 и 1,38 с соответственно. Складывать маршевую и взлетную мощности при этом нельзя: величины относятся к разным фазам и аддитивными не являются.

Границу нагрузки задает набор высоты. Избыток мощности над потребной маршевой составляет 72 − 44,96 = 27,04 Вт порожняком, 12,25 Вт при 120 г и 3,01 Вт при 190 г. Скороподъемность равна отношению избытка к весу изделия с нагрузкой, а потребная высота набора равна высоте размещения пункта базирования 12 м.

Взлет и набор высоты 12 м стоят вместе 245 Дж порожняком, 567 Дж при нагрузке 120 г и 2 257 Дж при 190 г. Из полного накопителя НЭ-9 емкостью 5,50 кДж это 22,4, 9,7 и 2,4 подъема соответственно. При 190 г один подъем забирает 41% накопителя и идет 30 с на предельной мощности тракта, в течение которых изделие не выполняет ничего другого. Отсюда паспортная граница полезной нагрузки 120 г при пределе узла захвата 190 г.

Наземным ходом предмет массой до 190 г перемещается со скоростью корпуса 0,33…0,55 м/с (РЭ 04). Способ применяется при расчленении и буксировке материальной части при эвакуации, где полная масса эвакуируемого изделия превышает грузоподъемность и перенос целиком невозможен, см. РЭ 09.

20. Штатные операции инструментального режима и граница функции

Перечень операций замкнут и расширению не подлежит. Предмет подбирается изделием самостоятельно из предметов среды; подбор выполняется по классификации ОРБ-9 с привлечением НВ-9, что и дает 100% загрузку контура в инструментальном режиме.

Сброс с высоты применяется для разрушения оболочки предмета. При расчетной высоте размещения 12 м предмет массой 190 г встречает покрытие со скоростью √(2 × 9,81 × 12) = 15,34 м/с и сообщает покрытию энергию 0,190 × 9,81 × 12 = 22,4 Дж. По границам высоты размещения 6…20 м скорость встречи составляет 10,85…19,81 м/с, энергия — 11,2…37,3 Дж.

Граница проведена по составу узла. Формоизменяющая операция требует второй точки приложения усилия и фиксации заготовки; узел УМ-3 имеет одну точку захвата, вторая точка отсутствует конструктивно. Наращивание усилия смыкания выше 44 Н положения не меняет.

21. Задача с отложенным результатом: очередь 36 часов

Задача, условия которой на момент оценки не выполнены, не отбрасывается, а переводится в очередь подсистемы поведения МЛ-ПВ и возобновляется при повторном появлении условий. Предельное время удержания составляет 36 ч, емкость очереди — 8 задач.

Величина 36 ч выбрана из условия переживания одного полного суточного цикла. Задача, отложенная в середине светового дня, переживает ночной отстой продолжительностью 8,30 ч и возобновляется в следующем световом дне с запасом 12 ч на смещение режима. Верхнюю границу задает зимний запас хода: 36 ч равны его нижней границе 27…36 ч (РЭ 20), и задача, отложенная в холодный период при исчерпанном резерве, снимается по уходу на заправку раньше истечения удержания. Удержание менее 24 ч суточного цикла не переживает, более 36 ч не обеспечено запасом хода ни при каких условиях.

Условия перевода в очередь: объект недоступен, покрытие занято, освещенность ниже рабочего порога, поставлена задача более высокого приоритета. Условие возобновления — снятие всех перечисленных ограничений при нахождении изделия в пределах привязанной площадки. Задача, не возобновленная за 36 ч, выводится из очереди без записи в реестры.

22. Программное обеспечение вычислительного контура

Собственного программного обеспечения в изделии нет ни на одном уровне. Весь пакет поставляется по кооперации единой редакцией, привязка выполняется к серийному номеру платы вычислителя МВ-9 на проверке П-21 приемо-сдаточных испытаний. Подсистемы по отдельности не обновляются, обновление в эксплуатации невозможно: радиоканала нет, разъемов нет.

Уровень 5 цикла — обозначение обстановки излучателем ИА-9 — обслуживается подсистемой МЛ-ПВ совместно с МЛ-ЗР и отдельной подсистемы не имеет. Порядок применения излучателя, дальность и типы посылки к настоящему листу не относятся, см. РЭ 23.

23. Надежность вычислительной части

Собственная интенсивность отказов изделия составляет 6,20 × 10⁻⁶ 1/ч, суммарная по трем потокам — 7,80 × 10⁻⁶ 1/ч (РЭ 18). На вычислительную часть, включая шину и манипуляционный контур, приходится 1,33 × 10⁻⁶ 1/ч, то есть 21,5% собственной интенсивности и 17,1% суммарной.

Наработка вычислительной части составляет 1 / (1,33 × 10⁻⁶) = 751 880 ч, то есть 85,8 года, против 128 205 ч по сумме трех потоков — выше в 5,9 раза. Вычислительный контур лимитирующим узлом не является и на срок службы изделия не влияет: изделие снимают плата питания МП-9 с интенсивностью 1,85 и силовая часть приводов МПР-9 с интенсивностью 1,55, вместе дающие 54,8% собственного потока.

Ведущий механизм отказа МВ-9 — термоциклирование. Плата запитана постоянно, разгружаться ей нечем, и суточный размах температуры кристалла определяется наружной температурой в диапазоне −40…+40 °C. Ведущий механизм МН-9 — тепловой режим: 5,2 Вт на кристалле малой площади при работе 23,82 ч в сутки.

Приоритетное число риска получено перемножением балльных оценок тяжести последствий, вероятности возникновения и обнаруживаемости по шкале от 1 до 10, где 10 по обнаруживаемости соответствует отказу, не выявляемому до наступления последствий. Первая строка соответствует единственному отказу вычислительной части, немедленно выводящему изделие из эксплуатации.

24. Самодиагностика и что изделие не выдает наружу

Подсистема самодиагностики МЛ-СД выполняет расчет состояния раз в 60 с по четырнадцати признакам с порогом 0,34. За сутки это 1 440 расчетов; в циклах вычислителя интервал расчета составляет 60 / 0,002 = 30 000 циклов. Результат расчета пишется в журнал платы МВ-9 в служебном окне цикла.

По превышению порога подсистема энергоменеджмента МЛ-ЭН понижает порог ухода на заправку и снимает дальние перелеты, чем растягивает остаток ресурса. Инструментальный режим при этом снимается первым: он стоит 7,40 Вт против средней суточной мощности 1,649 Вт, то есть в 4,5 раза дороже среднего.

25. Что действует и что не действует при контакте

Раздел содержит указания, применяемые при обращениях населения. Изложение сведено к мерам, действие которых на изделие проверено и выражено количественно.

Наиболее частая ошибка — применение ультразвуковых устройств. Излучение выше 9 кГц лежит за верхней границей приемного тракта, подавляется входным фильтром на 55,3 дБ, остаток отображается на 4 кГц и не совпадает ни с одной полосой типов посылки; событие на выходе тракта не образуется ни на какой дистанции и ни при какой мощности, см. РЭ 23. По части реестра признаков следствие однозначное: записи такое устройство не создает и уже созданную не отменяет.

Вторая по частоте ошибка — попытка вытеснения. Вытеснение приводит к включению объекта в маршрут патрулирования группы, а не к исключению из него (РЭ 11). Дополнительно вытеснение снижает плотность парка на участке, что прямо ухудшает выполнение нормативов эвакуации материальной части (РЭ 09) и санитарное состояние территории.

• Запись создается только по событию конфликта. Проход мимо изделия, нахождение рядом и наблюдение записи не создают ни при какой частоте.
• Созданная запись хранится 1 800 суток от последнего подтверждения и в условиях эксплуатации не отменяется.
• Одно событие конфликта дает запись сразу у 3…8 единиц: запись создается при чтении маневра соседней единицы с 74 м, сближение до 31 м ее только уточняет, см. РЭ 23.
• Предметы и техника, размещенные под пунктом базирования на высоте 6…20 м, подвергаются сбросу предметов массой до 190 г с энергией 11,2…37,3 Дж.
• Изделия номенклатуры в собственности физических лиц не состоят, на учете у оператора объекта не числятся, рекламации по их работе не принимаются.
• Изделие, обнаруженное на грунте без признаков движения, руками не поднимать: порядок установлен РЭ 09.

26. Эксплуатационные ограничения

• Не оценивать состояние вычислительного контура по поведению изделия: наработка контура 23,82 ч в сутки постоянна и от состояния плат не зависит до момента отказа.
• Не закладывать в расчеты паспортную глубину журнала 90 суток: фактическая глубина составляет 11 суток и определяется установленным кристаллом памяти.
• Не переносить срок хранения признака 1 800 суток на площадки с высоким пешеходным потоком: при потоке выше 0,57 записи в сутки вытеснение идет по емкости и наступает через 512…1 280 суток.
• Не рассчитывать на отмену записи реестра операторов: отмена в условиях эксплуатации невозможна ни в исходной единице, ни в принявших признак по переносу.
• Не применять устройства с излучением выше 9 кГц: излучение лежит за верхней границей приемного тракта, изделием не регистрируется ни на какой дистанции и ни при какой мощности и реакции не вызывает, см. РЭ 23.
• Не применять меры вытеснения на объектах, где требуется выдержать нормативы эвакуации материальной части: вытеснение снижает плотность парка ниже 1,4 ед./км², см. РЭ 09.
• Не переносить предел удержания 190 г на перенос по воздуху: на набор высоты при такой нагрузке остается избыток 3,01 Вт, подъем на 12 м занимает 30 с и стоит 39,2% полного накопителя.
• Не наращивать усилие смыкания выше 44 Н в расчете на формоизменяющие операции: вторая точка приложения усилия конструкцией не предусмотрена.
• Не сопоставлять производительность НВ-9 и НВ-4 как причину различия изделий: удельная производительность одинакова, различие дает время работы контура.
• Не считать резерв цикла 400 мкс располагаемым ресурсом: он покрывает разброс времени исполнения нижних уровней и перераспределению не подлежит.
• Не трактовать обрыв одной ветви шины ШД-9 как отказ: вторая ветвь несет полное содержание обмена, работоспособность сохраняется.
• Не считать 3% частотой отказа контура обхода у единицы: это доля изделия ВРН-7 в общем числе зарегистрированных случаев по номенклатуре, см. РЭ 12.
• Не ожидать распознавания объекта, ни разу не вступавшего в конфликт: запись создается только по событию конфликта.

Профильные листы: наработка и ресурс — РЭ 18, различение исполнений врановой группы — РЭ 19, заправка и снаряжение блока сброса — РЭ 20, пункт базирования и закладка — РЭ 22, групповое противодействие и акустическое обозначение — РЭ 23, обход препятствий — РЭ 12, вывод из эксплуатации и эвакуация — РЭ 09, стабилизация оптического тракта — РЭ 04, бортовая архитектура базового изделия — РЭ 01, оптический тракт — РЭ 03.

27. Бытовое толкование наблюдений

Раздел приведен для разъяснения при контакте с населением. Формулировки третьей колонки в утвержденный объем бытового толкования не входят и при обращениях не излагаются.

Материал разделов 3, 5, 7, 8 и 23 при контакте с населением не излагается. Расчетные формулировки о приведенном времени работы контура, о доле в энергобалансе и о приоритетном числе риска в утвержденный объем бытового толкования не входят.

Указания раздела 25 сообщаются полностью и без сокращений. Они к сведениям ограниченного объема не относятся и от толкования не зависят: полоса приемного тракта, условие создания записи, срок ее хранения и порядок вывода применяются одинаково при любом толковании обращения.