Электронные вычислительные машины

Внедрение на подводных лодках атомной энергетики, быстрое развитие лодочного оружия и средств радиоэлектроники в значительной степени усложнили управление современной подводной лодкой. Многие процессы, например удержание корабля па заданной глубине при высокой скорости хода, когда малейшая ошибка рулевого может привести к опасному увеличению глубины погружения лодки, или получение данных для стрельбы ракетами и торпедами, стали немыслимы без использования систем автоматического управления.

Основа автоматизации различных процессов управления подводной лодкой —счетно-решающие приборы и электронные вычислительные машины (ЭВМ), получившие широкое распространение' на кораблях военно-морских флотов капиталистических государств. В США производством ЭВМ занято более 100 фирм. С 1951 по 1961 г. выпуск малых ЭВМ" возрос в этой стране более чем в четыре раза, увеличился выпуск и вычислительных устройств на полупроводниковых элементах. По сравнению с электровакуумными приборами эти устройства отличаются меньшим весом и габаритами, кроме того, более надежны в эксплуатации.

Автоматизация процессов управления на подводных лодках осуществляется в основном с помощью цифровых ЭВМ, однако не исключена возможность применения для этих же целей электронных моделирующих устройств (ЭВМ непрерывного действия). По сообщениям зарубежной печати2, электронное моделирующее устройство разрабатывает фирма Бендикс Корпорейшн для системы управления маневрами атомных подводных лодок. На вход этого моделирующего устройства будут по-

' Малые ЭВМ — вычислительные устройства, пригодные по своим весо-габаритным характеристикам для установки на самолетах, кораблях и /других движущихся объектах.

2 Interavia Ліг Letter, 1961, № 4736.

даваться закодированные данные о скорости хода, глубине погружения, курсе, а также об изменениях перечисленных выше величин. Отработанная в ЭВМ информация поступит затем в виде электрических сигналов на исполнительные механизмы систем управленЧ*^ рулями, погружения и всплытия, дифферен-товки и т. п.

Включение ЭВМ в системы автоматического управления может быть непосредственным (рис. 67, а) или параллельным (рис. 67, б). При первом способе включения вычислительная машина непосредственно воздействует на исполнительный механизм. При параллельном включении она лишь вносит опреде-

Электронные вычислительные машины

ленные поправки, а положение исполнительного механизма определяет другой. орган — задатчик положения исполнительных механизмов системы управления (в системе управления кораблем таким органом может быть, например, авторулевой, работающий от гирокомпаса).

При эксплуатации на подводных лодках к ЭВМ предъявляют особые требования

Во-первых, ЭВМ для подйодных лодок должны быть по возможности минимальных габаритов и веса. В частности, размеры стоек машин выбирают такими, чтобы обеспечить свободный проход через входные люки (диаметр в свету 625 мм\, или переборочные двери (размеры 750—500 мм). В связи с этим ЭВМ конструктивно выполняют в виде стоек высотой 1700— 1800 мм; размеры основания 457X457 мм.

Во-вторых, ЭВМ подводных лодок по сравнению с компактными авиационными вычислительными машинами должны обес печивать более высокую надежность, в работе, так как время беспрерывной работы их на лодках значительно больше, чем на самолетах или управляемых снарядах. Вопрос о надежности отдельных элементов и общих схем — один из основных при разработке лодочных ЭВМ, поэтому не слуЧсЗ^но иностранная техническая литература уделяет большое внимание этой проблеме. Благодаря широкому применению полупроводниковых элементов в конструкциях ЭВМ, среднее время их безотказной работы увеличилось до 1000 час. и более, что соответствует продолжительности автономного плавания подводной лодки.

В-третьих, аппаратура лодочных ЭВМ должна быть достаточно ударостойкой, чтобы выдерживать взрывные нагрузки при воздействии на лодку современного противолодочного оружия. По опубликованным данным,'! ударостойкость лодочных-ЭВМ достигает 15—50 g. Применение полупроводниковых приборов вместо электронных ламп значительно повысило и это свойство ЭВМ.

В-четвертых, устанавливаемые на лодках ЭВМ должны отвечать требованиям удобства в эксплуатации и ремонтопригодности. С этой целью компоновку блоков и узлов ЭВМ осуществляют кассетным способом, что позволяет в случае необходимости лепко заменять кассету или ее отдельные элементы 2. Уход за машиной во время автономного плавания носИт в основном профилактический характер. Благодаря применению специальных схем, позволяющих производить эффективный контроль за правильностью работы ЭВМ и дающих возможность определять вышедший из строя элемент, длительность простоя вычислительных машин весьма невелика, а чистое рабочее время превышает 99,9% от общего времени использования Таким образом, интенсивность эксплуатации ЭВМ превышает интенсивность эксплуатации других технических средств подводной лодки!

Наконец, особые требования предъявляют к экономичности использования лодочных ЭВМ. Применение вычислительных устройств не должно приводить к увеличению численности личного состава подводной лодки. Для снижения стоимости самих ЭВМ в их конструкции широко используют стандартные, элементы и унифицированные блоки. Например, в вычислительной машине системы управления ракетной стрельбой Мк-84 используется около 5800 блоков цифровых устройств, однако число типоразмеров блоков равно лишь 42'*. Унификация элементов аппаратуры обеспечивает также взаимозаменяемость от-

' Naval Engineers,Journal, 1962, т. 74, № 2, = Electronics, 1961, т. 34, № 1. з Motor Ship, 1963, т. 44, № 519. ^ Elecronics, 1963, t. 36, № 43.

дельных узлов ЭВМ и позволяет сократить номенклатуру снабжения подводной лодки запасными частями.

Характеристики некоторых типов ЭВМ, применяемых на подводных лодках, приведены в табл. 29. На типовом атомном подводном ракетоносце ВМС США установлено более 40 ЭВМ различного назначения.

Иностранные специалисты предполагают в дальнейшем усовершенствовать лодочные ЭВМ, применив микромодульную технику, а в будущем — микропленочную и молекулярную электронику. Микромодули представляют собой наборную конструкцию из стандартных керамических пластин, на которые нанесены элементы схем (сопротивления, елікости, индуктивности, полупроводниковые приборы), с необходимыми соединениями. Плотность компоновки микромодулей может достигать 20— 40 тыс. элементов на 1 дм^ объема (у обычных миниатюрных электронных схем плотность достигает 100—1000 элементов на 1 дм^). Микроминиатюризация электронной аппаратуры позволяет значительно сократить веса и габариты вычислительных устройств подводных лодок.

В 1964 г. в США была разработана вычислительная машина СР-667, эквивалентная по производительности четырем машинам АМ/и5Р-20 (в четыре раза больше емкость памяти и быстродействие). Однако, благодаря применению микромодульной техники, габариты и вес новой ЭВМ меньше в четыре раза, а потребляемая мощность меньше в три раза.

Еще более высокой плотности компоновки (до 10^—10^ элементов на 1 дм^ объема) можно достичь, применив миКропле-ночную электронику, основанную на сі^нтезе тонких пленок различных материалов. В частности, фирма Нэйшнл Кэт Ред-жистер Компани (США) ведет работы по созданию ЭВММСК-315 с запоминающим устройством емкостью 960 тыс. единиц двоичного кода на тонких пленках. Основной элемент памяти изготов^іен из медно-берилл'иевых стержней, покрытых железно-никелевой пленкой толщиной 4000 А°. Стержни пропущены через платы, составляющие модульные блоки запоминающего устройства машины*.

Наконец, в далеком будущем для создания лодочных ЭВМ станет возможным применение молекулярной электроники, основанной на использовании достижений физики твердого тела.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава