Комплексная система отображения - Comprehensive Display System

В Комплексная система отображения (CDS) был система командования, управления и координации британских Королевский флот (RN), который работал с обнаружение / поиск РЛС Тип 984.[1] Всего с 1957 года система была установлена ​​на шести кораблях. ВМС США приобрели опытный образец CDS и выпустили двадцать собственных версий, Электронная система данных (EDS). Они использовались на ряде кораблей до 1968 года. Модифицированная версия, Система обработки данных, использовался с AMES Тип 82 радар королевские воздушные силы, и ВВС США очень почти использовал его.

CDS позволяла операторам назначать объекты на радаре, отображать различные идентификаторы, и объединять их вместе на одном дисплее, что позволяло офицерам-перехватчикам иметь единое отображение местоположения, размера рейда и высоты. CDS упростила операторам направление дружественных истребителей на курс перехвата с неизвестными целями, а более поздние версии могли автоматически рассчитывать точки перехвата. Основная идея CDS была чрезвычайно влиятельной в военных кругах и привела к компьютеризованным версиям в виде DATAR, Военно-морская система тактических данных, и МУДРЕЦ.

В трекбол (известный в то время как "трекер мяча") был изобретен Ральф Бенджамин как часть его работы для CDS в 1946 году.[2][3] Прототип, названный роликовый мяч, был запатентован в 1947 г.,[3] но держится в секрете внутри военных.[2][3] Он заложил основу для таких устройств ввода, как компьютерная мышь. Производственные подразделения использовали джойстик вместо трекбола.

История

HMS Победоносный был первым кораблем, который использовал CDS. Перед воронкой можно увидеть радар Type 984, который передавал данные в CDS.

Начальная работа

В послевоенное время Братья Эллиотт начал концентрироваться на решениях по автоматизации для управление огнем, а 1 декабря 1946 года они начали работу над тем, что будет развиваться в CDS. Первоначальная идея заключалась в том, чтобы собрать ASDIC данные о различных целях с разных кораблей в группе задач, а затем создают единый унифицированный вид с помощью новой системы отображения, которая наложила символы на широкоформатные индикатор положения в плане (PPI) радарный дисплей.[а] Эллиотт получил патент на эту «раздражительную» систему в 1947 году.[4]

Хотя первоначальная концепция заключалась в том, чтобы получить данные ASDIC, в 1947 году внимание обратилось к проблеме построения чертежей самолета.[5] Это произошло из-за новой попытки разработать мощный 3D радар Система, которая была разработана для замены серии предыдущих разработок. В конце концов известный как РЛС Тип 984, это настолько увеличило бы объем доступных данных, что построение всех этих данных было сочтено серьезной проблемой.[6]

Первая полная система для роли самолета была продемонстрирована в исследовательском центре Эллиотта в Борехамвуде в июне 1950 года. Это в конечном итоге привело к заключению контракта на изготовление двух прототипов; оригинальный прототип был доставлен как "X1" на Адмиралтейский научно-исследовательский центр в Уитли в 1951 году, и вторая недавно построенная модель "X2", за которую заплатила ВМС США с Судовое бюро но официально в постоянной ссуде Лаборатория военно-морских исследований США.[7][8]

Использование Королевского флота

Сначала в CDS не было острой необходимости, и производство не производилось. Однако развитие Ракета Seaslug положил начало серии событий, которые несколько лет спустя привели к внедрению CDS. Для поддержки Seaslug потребуется Type 984, чтобы дать достаточно времени для предупреждения о запуске ракеты. 984-й покрыл огромную территорию, до сотен километров по высоко летящим целям. К тому же он был очень большим, и его могли перевозить только самые большие корабли,[9] слишком большой для Эсминцы графства что будет нести Seaslug.[10]

Первоначальные планы Seaslug 1955 года предусматривали наличие двух типов кораблей для его перевозки: большого крейсера и среднего эсминца. Хотя крейсер относительно легко мог вместить 984,[9] проектные исследования показали, что эсминцы могут нести Seaslug и 4,5-дюймовые пушки, или Seaslug и Тип 984, или Тип 984 и 4,5-дюймовые пушки; но не все три.[11] Учитывая задачи, которые рассматривались для эсминцев, артиллерийское вооружение считалось не менее важным, чем ракеты.[9]

Решение было предложено CDS. С добавлением новой системы передачи цифровых изображений (DPT) одно судно, несущее Type 984 и CDS, могло передавать информацию любому судну с выходным дисплеем и радиооборудованием DPT. Это позволяло эсминцам получать начальную реплику с 984-го, находясь на некотором расстоянии, что было важно, учитывая довольно короткую дальность действия Seaslug. Когда от проекта ракетного крейсера отказались, эта потребность стала более острой. Pye Ltd. получил контракт на производство.[8]

Первая такая система была установлена ​​в 1957 г. HMSПобедоносный который подвергался обширному послевоенному ремонту. Установка продемонстрировала, что, несмотря на необходимость ручного ввода, система значительно улучшила доступ к данным по сравнению со старыми методами. Возможности системы были впечатляюще продемонстрированы, когда Победоносный вернулся в строй в 1958 г. и действовал против самолетов США в военные игры. Несмотря на все усилия планировщика США сокрушить директоров корабля, Победоносный смог отследить и перехватить все, что они посылали против него.[9]

За этим последовало приспособление CDS к новому HMSГермес и первая партия из четырех из восьми эсминцев типа «графство».[7] Неизвестно разработчикам оригинальной CDS, другое подразделение в компании Elliott разработало чисто электронную версию той же базовой концепции, Автоматизация данных действий, и разработанная версия этой системы в конечном итоге заменит исходную модель на большинстве кораблей RN.[8]

Британская армия и RAF

Начиная с 1949 г. Британская армия приступили к разработке нового РЛС тактического управления это обеспечило бы раннее предупреждение и информацию о размещении шестнадцати разрозненных батарей зенитная артиллерия распространяется на территории города. Это представляло ту же проблему, что и ВМС с рассредоточенными эсминцами; у зенитных орудий были небольшие радары, но они не давали картину боя в целом с дальней дистанции. Они узнали о CDS и заинтересовались его адаптацией для нового радара. В ходе разработки в 1953 году роль ПВО над Великобританией перешла от армии к королевские воздушные силы, который занялся разработкой и переименовал радар AMES Тип 82.

В этой роли переименованная система обработки данных (DHS) была несколько более сложной, состоящей из отдельных операторов, которые обрабатывали первоначальное обнаружение и выбирали интересные треки, а затем передавали эти треки детальным трекерам, которые продолжали точное отслеживание целей. Третья группа операторов разделила радиолокационные станции (если используется) и идентификация друга или врага следователи, реже вводящие эту информацию в систему. Эти подробные треки затем могут быть отправлены на участки AA, где данные могут автоматически указывать на их локальные радары.

Тип 82 использовался в своей предполагаемой военной роли в течение короткого периода, прежде чем был передан смешанным военным / гражданским лицам. управления воздушным движением роль в мидлендсе. В этой роли DHS оказался неоценимым в управлении большим количеством воздушных судов. Система оставалась в эксплуатации до 1980-х годов.

Развитие ВМС США

Военно-морские силы США были «поражены» демонстрационными CDS, когда они посетили Borehamwood в 1950 году. Это привело к созданию модели X2, которая поступила в Военно-морской исследовательский центр в 1952 году. X2 «сделала много для продажи концепции» CDS, но они обнаружили много деталей, которые их касались.[5]

Прежде всего, это был размер, который позволял использовать только более крупные корабли. Их больше интересовала система, которую можно было бы использовать на большей части флота. Они также обнаружили, что он чувствителен к изменениям температуры, ему не хватает точности и, учитывая большое количество движущихся частей, его трудно обслуживать. Последняя проблема заключалась в том, что им нужна была система, способная отслеживать сотни объектов, а добавление дополнительных каналов к CDS было бы дорогостоящим.[7]

Это привело к их собственной версии - Электронной системе данных. Он был очень похож на исходный CDS, но включал ряд изменений в деталях. Довольный результатами, в 1955 году Судовое бюро отправило контракт на Motorola построить 20 систем ЭЦП. Первый был установлен на USSУиллис А. Ли в 1956 году, затем на четырех кораблях Destroyer Division 262, а также на ряде управляемых ракетных крейсеров. Во время испытаний в 1959 году корабли из 262 человек смогли обмениваться данными с помощью SSA-21 на дальностях до 400 миль (640 км).[12]

Большинство этих агрегатов оставалось в эксплуатации до 1960-х годов, наконец, в 1968 году их заменили Система тактических данных ВМФ.[12]

Интерес USAF

Прототип CDS также был просмотрен ВВС США, которые в то время изучали свои потребности в аэросъемке. Они уже были вовлечены в проект, который в конечном итоге превратился в полностью цифровой МУДРЕЦ системы, но также изучали альтернативы. Один из них был предложен университет Мичигана Исследовательский центр Willow Run Research Center предложил добавить систему передачи данных в CDS.[13] В конечном итоге ВВС продолжили разработку оригинальной разработки SAGE, которая AN / FSQ-7 компьютеры были самыми большими из когда-либо построенных.[9]

Описание

"X" версии

Система CDS имела несколько уровней входных данных, которые создавали общую картину эфира. Это началось с того, что операторы сидели за обычными радиолокационными дисплеями, которые были оснащены джойстик. Внутренняя часть джойстика потенциометры производил изменяющееся напряжение по осям X и Y при перемещении ручки. Эти сигналы поступали на отклоняющие пластины отдельного канала в электронно-лучевая трубка отображать, накладывая точку на существующие радиолокационные изображения, чтобы обеспечить курсор. Вдоль дисплея был ряд кнопок, которые позволяли оператору указать, что он поместил курсор на одну из восьми целей.[7]

Данные были собраны с помощью оборудования координированного отображения (CDE). Внутри CDE телефонный шаговый переключатель использовался для периодического подключения к каждому из дисплеев оператора по очереди. В зависимости от того, какая кнопка на консоли ввода в это время удерживалась нажатой, переключатель соединял джойстик оператора с одной из 96 пар серводвигатели подключен к потенциометрам. Напряжение от джойстика заставляло серводвигатель вращать внутренний потенциометр CDE, чтобы он совпадал со значением на джойстике, тем самым копируя его значение.[7]

Значение этих внутренних потенциометров также отправлялось обратно на входные консоли, создавая на экране «всплеск», который соответствовал базовым данным радара, но не перемещался. После этого операторы могли увидеть, насколько переместилась цель с момента последнего обновления CDE, а затем определить приоритеты, которые они хотели обновить.[7] В версиях прототипа было всего три станции ввода, позволяющие отслеживать в общей сложности 24 цели, но они также могли считывать до восьми дополнительных входов из внешних источников, номинально данных с других кораблей. В производственной версии будет больше входных станций, чтобы полностью расширить возможности CDE.[5]

Помимо потенциометров кодирования, CDE также содержал серию десятипозиционных униселектор переключатели, которые использовались для кодирования дополнительной числовой информации для каждого входа. Они включали двузначный номер трека, одну цифру, указывающую на большую, среднюю или малую высоту, цифру, указывающую, был ли он дружественным, враждебным или неопознанным, и другой, указывающий, был ли это один самолет, небольшая группа или большое формирование.[7]

Выход из CDE был отправлен в отдельный широкоформатный индикатор положения в плане (PPI) дисплей. Путем быстрого переключения потенциометров луч на дисплее вызывал на экране серию пятен, представляющих местоположение (до) 96 целей. Оператор мог выбирать для отображения различные наборы целей, например, только высотные или только дружественный самолет.[7] Прототипы также включали «конференц-дисплей», 24 дюйма (610 мм). Фотографический дисплей который обновлялся каждые 15 секунд и был достаточно большим, чтобы позволить нескольким операторам просматривать одни и те же изображения.[4]

Первоначально рассматривалась система с использованием разноцветного диска, который вращался перед дисплеем PPI, с синхронизацией по времени, чтобы символы отображались, пока определенный цвет был поверх дисплея. Эта концепция, которая была распространена в механическое телевидение системы той эпохи, позволили бы различным символам иметь разный цвет.[5]

Когда этот метод оказался непрактичным, концепция изменилась, и вместо него стали использоваться другие символы. Это использовало серию из десяти символов для обозначения другого номера группы. Количество самолетов указывалось путем частого заполнения символа, а высота - путем размещения линии справа от символа, который представлял собой точку для малой высоты, половину высоты символа для средней и всю высоту для высокой.[5]

Например, если трек 41, который помещает его в группу 4, представляет собой небольшую группу самолетов, летящих на средней высоте, он будет отображаться в виде треугольника (символ группы 4) с правой половиной, заполненной, чтобы указать небольшую группу, и полоса средней высоты справа от нее, указывающая на среднюю высоту. Номер трека и высота в "ангелы "отображалось в верхнем и нижнем левом углу символа.[5]

Производственные модели

Первоначальная концепция CDS использовала сложный набор двигателей и потенциометров для кодирования данных, которые было трудно поддерживать должным образом. Решением Пая для производственной версии было заменить их на конденсаторы в котором хранится напряжение, соответствующее положению джойстика. Поскольку напряжение медленно утекало из конденсаторов, в системе использовался обновление памяти система, чтобы поддерживать точность. Это значительно повысило доступность системы.[5]

В производственной версии использовалась упрощенная система отображения, в которой удалены символы. На их месте отображалась исходная радиолокационная метка, но в окружении дополнительных данных в виде двузначных чисел. Номер трека остался в верхнем левом углу, но высота сместилась в нижний правый. В правом верхнем углу был номер магазина, локальный набор регистров, хранящих эту дорожку. Это позволило системе иметь глобальный номер трека для всей целевой группы, в то время как каждый принимающий CDS мог назначить его другому локальному идентификатору. В правом нижнем углу была указана категория в первой цифре и размер (одиночные, малая группа, большой строй; 1, 2, 3) во второй.[5]

Позже появилась возможность отслеживать скорость целей - концепция, взятая из работы США над своей моделью X2. При этом использовалась интегрирующая схема для измерения разницы в положении между последующими измерениями любого заданного трека. Эта информация также поступала на отдельный аналоговый компьютер, который автоматически рассчитывал точки пересечения, что значительно упрощало построение нескольких точек пересечения. В этой версии также были добавлены дополнительные входы, которые передавали информацию о готовности от авианосцы и ракетные крейсеры, позволяя офицерам перехвата выбирать, какое оружие направить на заданную цель. Эта информация передавалась с корабля на корабль с помощью нового канал передачи данных известная как система передачи цифровых сюжетов (DPT), которая также может обмениваться треками.[5]

Серийные модели различались по размеру и мощности. Устройство подходит для Победоносный содержал 48 треков, Гермес имело меньше места, поэтому его система содержала 32, а системы класса County - 24.[14]

EDS

Чтобы решить проблемы механической надежности, наблюдаемые в X2, в 1953 году NRL адаптировала свои CDS для хранения данных с использованием конденсаторов вместо потенциометров, изменение, которое позже будет скопировано производственными CDS. В результате консоли ввода остались единственными движущимися частями. Они дополнительно модифицировали свои устройства, заменив трекбол электропроводящим листом стекла, на который пользователь нажимал металлическим датчиком. Затем сборка была помещена поверх дисплея станции ввода, который в остальном не изменился.[15]

Дополнительное изменение в центральном блоке - добавление второго набора конденсаторов для каждого канала. При каждой выборке каналов во входных блоках значения считывались в чередующийся набор конденсаторов в CDE. Это вызвало запись изменения положения между сканированиями. На дисплее значения этих двух измерений быстро сменяли друг друга, в результате чего точки вытягивались в короткие штрихи, напрямую указывая направление и скорость движения. Наконец, они добавили блок AN / SSA-21, который считывал значения и отправлял их как телетайп сигналы на другие корабли, где они могут быть преобразованы обратно в аналоговые сигналы для отображения там.[15]

Многие из этих изменений также появились в производственных версиях CDS, которые отличались в первую очередь методом ввода.[5]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Концепция, лежащая в основе CDS, идентична концепции канадской DATAR system, разработка которой началась вскоре после просмотра CDS.

Рекомендации

  1. ^ Хенсон, Джейсон В. «РЛС Тип 984 3D». Гарпунная штаб-квартира. Архивировано из оригинал 4 декабря 2013 г.. Получено 26 июн 2013.
  2. ^ а б Коппинг, Джаспер (11 июля 2013 г.). Британец: «Я изобрел компьютерную мышь за 20 лет до американцев.'". Телеграф. Получено 18 июля 2013.
  3. ^ а б c Хилл, Питер С. Дж. (16 сентября 2005 г.). "РАЛЬФ БЕНДЖАМИН: Интервью, проведенное Питером С. Дж. Хиллом" (Опрос). Интервью № 465. Центр истории IEEE, Институт инженеров по электротехнике и электронике, Inc.. Получено 18 июля 2013.
  4. ^ а б Военный корабль 2016, п. 80.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j Военный корабль 2016, п. 81.
  6. ^ Лавингтон 2011, п. 11.
  7. ^ а б c d е ж грамм час Босло 2003, п. 66.
  8. ^ а б c Лавингтон 2011, п. 41.
  9. ^ а б c d е Хардинг 2005, п. 259.
  10. ^ Хардинг 2005, п. 198.
  11. ^ Фридман 2008, п. 187.
  12. ^ а б Босло 2003 С. 67-68.
  13. ^ Эдвардс, Пол (1997). Закрытый мир: компьютеры и политика дискурса в Америке времен холодной войны. MIT Press. п. 96. ISBN  9780262550284.
  14. ^ Военный корабль 2016, п. 82.
  15. ^ а б Босло 2003, п. 67.

Библиография