Palubní digitální počítač (zkráceně palubní počítač ) - palubní počítač určený pro instalaci na letadlová vozidla, nosné rakety, horní stupně, kosmické lodě, vesmírné stanice atd. Letecké palubní počítače se rozšířily nejen na letadlech, ale i na jiných mobilních a stacionárních zařízení.
Rozdíl mezi palubními počítači a různými specializovanými počítači a jednotkami pro zpracování dat (kterých je v moderních letadlech spousta ) spočívá v tom, že palubní počítače mají strukturu obecně uznávanou pro počítače : přítomnost operační a dlouhodobé paměti, vstupně-výstupní zařízení , atd.
V SSSR se vývojem palubních počítačů zabývaly především tři podniky: LNPOEA ( OKB Elektroavtomatika ), NITsEVT ( NII Argon ) a HC Leninets (moderní názvy). Později se vývojem palubního počítače zabývaly i další podniky, např. MIEA (Moskva), MNII "Agat" (Žukovskij), OKB "Aviaavtomatika" (Kursk), 3. MPZ MNPK "Avionics" (Moskva) atd. Na počátku 90. a 90. let 20. století patřily mezi vývojáře palubního počítače Ramenskoye Instrument-making design bureau (RPKB), NIISI RAS , as Russian Avionics (Zhukovsky). Hlavním vývojářem palubních počítačů pro rakety používané jako letecké zbraně byl Výzkumný ústav přístrojového inženýrství (Moskva), který v tomto období vyvinul řadu palubních výpočetních zařízení (BTsVU-201, BTsVU-301, BTsVU-305 -10, BTsVU-305-12, BTsVU -350, BTsVU-400) a řada vestavěných palubních počítačů (Zarya-30, Zarya-32, Zarya-32M, Zarya-35, Zarya-37M, Zarya-38 a Zarya -32MK"), stejně jako autonomní palubní počítač "Zarya-40" a "Zarya-41".
Na počátku 70. let byly palubní počítače používány téměř ve všech subsystémech letadel. Například radioelektronické komplexy byly vyvinuty Ministerstvem rozhlasového průmyslu a vybaveny palubními počítači vytvořenými ve Výzkumném ústavu Argon, navigačními a letovými systémy a indikačními systémy byly vyvinuty společností Minaviaprom a vybaveny palubními počítači vytvořenými v LNPOEA. . Na palubách letadel se často používaly palubní počítače s různou architekturou a prostě na různých základnách prvků, jejichž spárování bylo obtížné nebo nemožné. Na základě analýzy provedené koncem 70. a začátkem 80. let 20. století byl vyvinut program pro vytváření rodin sjednocených počítačů pro použití na mobilních objektech všech tříd. Tento program byl schválen v roce 1984 rozhodnutím Státní komise. V souladu s ní byly v LNPOEA zahájeny práce na vytvoření unifikovaných SBEC - SB3541 a SB3542 s architekturou typu Elektronika-32 a ve Výzkumném ústavu Argon - SB5140 s architekturou POISK. Tento program nebyl dokončen. Byly vyvinuty pouze samostatné stroje (a i to s výrazným zpožděním) - SB3541 na základě MPK1839, SB5140 a SB5580 na základě BMK 1537XM2. Byly zohledněny zkušenosti s vytvořením SBEVM a myšlenka mezidruhového sjednocení byla logicky završena ve vývoji rodiny počítačů Baget (hlavní vývojář NIISI RAS), která zahrnuje také Baget-53. , Baget-52 letecké aplikace, Bageta-63 a Bageta-62.
Palubní počítače jsou v současnosti využívány jako součást navigačních a navigačních a letových systémů, zaměřovacích a plnící.atdAWACSsystémunavigačních systémů, palubních komunikačních systémů, v MiG-29 a Su-27 letadla , včetně ovládání zbraňového systému a radaru v reálném čase. Konstrukce těchto palubních počítačů je navržena pro provoz v náročných podmínkách - teplotní rozsah -55 až +60 stupňů, lineární zrychlení do 13,5 g, relativní vlhkost - 100%, atmosférický tlak - do 15 mm Hg. Umění.
16. října 1963 bylo vydáno „Rozhodnutí č. 214 Komise Nejvyšší hospodářské rady SSSR o vojensko-průmyslových otázkách o koordinaci prací na vytvoření palubních elektronických počítačů pro rakety, družice, letadla a lodě“. . Vedoucím ústavem je Vědecký ústav elektronických strojů SCRE. Práce na digitálních počítačích pro letectví a vesmírné účely začaly mnohem dříve a jistých úspěchů již bylo dosaženo.
Pravděpodobně prvním domácím leteckým palubním počítačem, který našel praktické uplatnění, byl Flame-263 (1964), určený ke zpracování informací jako součást vyhledávacího a pozorovacího komplexu (PPK) Berkut-38 protiponorkového letounu Il-38 ( první let v roce 1961 ). Palubní počítač přijímá informace z instalovaných radioakustických bójí , radaru , letadlových systémů a určuje pravděpodobnou polohu cíle, vypočítává možnosti útoku a pravděpodobnost porážky, vydává řídicí signály autopilotovi a řídí vypouštění radioakustického signálu. bójí, protiponorkových pum nebo torpéd a také řeší řadu technických úkolů pro ovládání zařízení a systémů pátracího a zaměřovacího komplexu.
Palubní počítač "Flame" byl kompletně sestaven na diskrétní polovodičové bázi - vysokofrekvenční diody a tranzistory. Tento počítač má rychlost 62 tisíc operací/s (pro operace registr-registr) a 31 tisíc operací/s (pro operace registr-paměť), RAM s kapacitou 256 16bitových slov a ROM s kapacitou 8Kx16 bitů . MTBF - 200 hodin, hmotnost zařízení - 330 kg, příkon - 2000 W. Na základě palubního počítače Flame-263 byl Flame-264 vyvinut a sériově vyráběn pro protiponorkový komplex Berkut-95 letounu Tu-142 .
Prvním leteckým palubním počítačem v SSSR, vyrobeným na hybridních mikroobvodech (přesněji na modulech řady 116 Kvant), byl počítač Gnom-1-66 , speciálně navržený pro letový a navigační zaměřovací systém Dome An- 22 letadel . Při vývoji tohoto palubního počítače vznikly poprvé v SSSR unikátní digitální germaniové bezobalové integrované obvody řady 102, na jejichž základě bylo sestaveno 9 typů standardních digitálních prvků (mikrosestav) řady 116 a A " , který byl vybaven PNPC letounu Il - 76 . Počítače založené na těchto prvcích se používaly nejen v letectví, ale také na námořních a stacionárních zařízeních. Sériová výroba mikrosestav Kvant pokračovala v SSSR a poté v Ruské federaci od poloviny 60. do poloviny 90. let, tedy více než 30 let.
Prvním sériovým palubním počítačem pro námořnictvo SSSR byl UM-1NH jako součást bojového informačního řídicího systému (CICS) „Uzel“ vyvinutého KB-2, který byl od roku 1973 instalován na ponorkách Projektu 641B. UM-1NH (řídící stroj) je výsledkem dlouhodobé práce na vesmírných tématech, které nenašly praktické uplatnění na kosmických lodích. Palubní počítač je postaven na diskrétních prvcích.
Palubní počítač Argon -11 byl původně určen pro instalaci na vojenské balistické střely a jeho pokročilejší modifikace Argon-11S byla vyvinuta při realizaci sovětského lunárního programu pro automatický řídicí systém kosmické lodi L1. Stroj byl sestaven na tlustovrstvé IC řady Tropa. Byl to první tuzemský digitální počítač, který se 10. listopadu 1968 dostal do vesmíru.
V roce 1969 vznikl palubní počítač "Orbita-1" - palubní počítač založený na dynamických mikromodulech PI-64 a PI-65. Nicméně 16bitové palubní počítače druhé generace řady Orbita-10 (1971), které jsou postaveny na hybridních IO nízkého stupně integrace „Trope“ a „Trapecia“ (hlavně řady 201, 204, 221 ), a byly již široce používány na různých typech domácích letadel (pro které bylo vyvinuto několik verzí palubního počítače). Konstrukčně se stroj skládá z montážního rámu a dvou řad kazetových elektronických jednotek a také konzol v kokpitu. Dlouhodobá paměť tohoto palubního počítače byla sestavena na feritových jádrech, konstrukčně vyrobených ve formě snadno vyjímatelné kazety (dvě - hlavní a záložní), instalované před letem v úložné jednotce - letový program byl „flashován“ ” na speciálním pozemním vybavení v programovací skupině (oddělení) (pro palubní počítač jako součást navigačního komplexu).
Stroj Argon-15 (také druhé generace, vyvinutý v roce 1972) je vyroben na polovodičových integrovaných obvodech řady 133 ve formě montážního rámu a dvou řad snadno vyjímatelných elektronických bloků - blok výpočetního zařízení, dvě RAM bloky, čtyři bloky ROM, blok ROM se změnou informace a napájecí zdroj. Stroj byl původně vyvíjen jako čistě letecký palubní počítač, nejširší uplatnění našel také v mobilních pozemních vojenských zařízeních, například v operačně-taktických komplexech : Tochka , Oka , Buk systémy protivzdušné obrany , Kub . Byly vyvinuty čtyři modifikace - Argon-15, Argon-15A, Argon-15K a Argon-15-M.
O něco později palubní počítač "Argon-16" (1973) byl instalován na kosmické lodi : "Sojuz", "Progress" a orbitální stanice "Salyut" , "Mir" , produkt 11F71 "Almaz" . Má také blokovou konstrukci a základnou prvků je IC řady 106, 115, 134 a integrální bloky rezistorů a kondenzátorů.
16bitový palubní počítač "Orbita-20" v sérii od roku 1974. Používal se a stále používá na leteckých a pozemních mobilních objektech. Bylo vyvinuto asi šedesát modifikací. Jedná se o nejmasivnější specializovaný počítač vyrobený v SSSR: bylo vyrobeno asi 15 tisíc strojových sad. Všechny stroje řady mají stejnou rychlost rovnou 200 tisíc operací/s (operace sčítání) a 100 tisíc operací/s (operace násobení). Základní model obsahuje 512 slov RAM a 16 000 slov ROM.
Třetí generace palubních počítačů může podmíněně zahrnovat stroje rodin TsVM 80-30ХХХ (LNPOEA), TsVM 80-40ХХХ (LNPOEA), Zarya-30 (NIIP), Zarya-40 (NIIP), BTsVM Ts100 , Ts101 . Ts102 a Ts104 (NII Argon), BTsVM A-30 , A-40 a A-50 (NII Argon) a SBMV-1 , SBMV-2 (MNPK Avionika).
Palubní počítače založené na architektuře POISK (problémově orientované s variabilním příkazovým systémem) byly vyvinuty v Argon Research Institute. První palubní počítač řady Ts100 byl uveden do sériové výroby v roce 1983. Začátkem 80. let vznikly stroje Ts101 a Ts102 a v roce 1986 byl dokončen stroj Ts104. Digitální počítače řady Ts100 mají monoblokový design.
Rychlost palubního počítače typu Ts100 je 180 tisíc operací za sekundu, Ts101, Ts102 a Ts104 - asi 400 tisíc operací za sekundu. Kapacita RAM v Ts101 a Ts102 je 16Kx18 bitů, ROM - 64Kx16 bitů (128Kx16 bitů), EZU 256x16 bitů. Palubní počítač Ts104 má 8Kx18bit RAM, 64Kx16bit ROM a 256x16bit EZU. Hmotnost strojů Ts101 a Ts102 je 23 kg, spotřeba energie 300 W a strojů Ts104 21 kg a 200 W. Spolu se strojem je uživateli nabídnut systém pro automatizaci programování, ladění a dokumentace (SAPOD), který obsahuje: konfigurátor pro nastavení překladače na skladbu operátorů produktu, překladače z jazyka symbolického kódování operátorů a nakladač. Subsystém automatizace ladění umožňuje offline a statické komplexní ladění v prostředí EC OS v interaktivním režimu a zahrnuje správce ladění, překladač ladicích jazyků a interpret pro strojové příkazy produktu.
Palubní počítač "Argon-30" (1977) - první palubní počítač v SSSR, programově kompatibilní s počítačem ES , postavený na speciálně navrženém vícečipovém LSI série 216. Hmotnost palubního počítače A-30 je 230 kg.
BTsVM "Argon-50" (1986) je 32bitový počítač z řady unifikovaných vysoce výkonných palubních počítačů počítačové architektury ES. Navrženo na základě obvodového a konstrukčního a technologického řešení implementovaného do modelu A-40. Používá se v automatizovaných řídicích systémech - automatizované řídicí systémy pro vojska Manévrového frontu, vzdušná velitelská stanoviště Zveno, průzkumné a úderné systémy Proryv, automatizované řídicí systémy protivzdušné obrany Pyramida. Vyrobeno na mikroobvodech řady 134, 136, 130, 133. Konstrukčně je vyrobeno ve formě dvoupatrové skříně s elektronickými jednotkami a dálkovým ovládacím panelem. Hmotnost palubního počítače A-50 je 140 kg, spotřeba energie je 1000 wattů.
Palubní počítač " BISER-4 " (1987) - palubní 32bitový počítač se čtyřnásobnou hardwarovou redundancí, vyvinutý společností NPTsAP pojmenovaný po akademikovi N.A. Pilyugin. Byl použit v automatickém řídicím systému kosmické lodi Buran, na palubě byly čtyři sady zařízení.
Později s rozvojem elektroniky se v palubních počítačích začaly hojně využívat velké ( LSI ) a supervelké ( VLSI ) integrované obvody , které výrazně zvýšily jejich možnosti a snížily jejich hmotnostní a rozměrové parametry.
Například moderní palubní počítačový systém EA-102 je navržen pro provoz na terénních kolových a pásových podvozcích, leteckých zařízeních a námořních plavidlech. Konstrukce elektronických modulů je provedena v souladu se standardem Euromechanics (IEEE Std 1101.2-1992), který zajišťuje kompatibilitu s mezinárodními a domácími trhy elektronických zařízení. Skládá se z napájecího zdroje, procesorového modulu (2 ks), servisního modulu a řadiče rozhraní (3 ks).
Specifikace
Mikroprocesor - K6-II, 400 MHz (LV Pentium M)
Velikost paměti RAM - 32÷128 MB
Diskový řadič - EIDE, SCSI-2
Paralelní/sériové porty - 4/2
Video adaptéry - SVGA, LCD
Síťový adaptér - Ethernet 100/10 BASE T4
Mezzanine - sběrnice PCI
Systémová sběrnice - VME-32
Operační systémy - INTROS-V, WSVS 3.0 , QNX 4.2.5
Rozměry systémové jednotky - 249x194x256 mm
Hmotnost systémové jednotky - 10÷13 kg (v závislosti na konfiguraci)
V současné době je palubní počítač Argon-15AR vyvinut na základě nejmodernější elementové základny, která je navržena tak, aby bez jakýchkoliv úprav fyzicky nahradila rozšířený zastaralý palubní počítač A-15 na mobilních i stacionárních objektech, neboť má plnou hardwarovou a softwarovou kompatibilitu (režim emulace A-15). Stroj je vyroben ve formě jednoho monobloku na mikroprocesoru 1890VM2T , několikanásobně menší než základní palubní počítač z hlediska hmotnostních a rozměrových parametrů a poloviční z hlediska spotřeby energie a umožňuje také další vylepšení zařízení instalovaného na zařízení kvůli velké rezervě, pokud jde o výpočetní výkon.