Электронные машины в военном деле - Плиско В.А.

Автор: Плиско В.А.

Теги: электротехника электрические машины военная техника военное дело

Год: 1960

Похожие

Системы железнодорожной автоматики и телемеханики

Физический энциклопедический словарь. Том 5. Спектр - Яркость

Электротехнический справочник. В 4 томах. Том 1.

Автоматизация систем теплогазоснабжения и вентиляции

Текст

II ЭЛЕКТРОННЫЕ
МАШИНЫ
В ВОЕННОМ

В. А. ПЛИСКО
ЭЛЕКТРОННЫЕ
МАШИНЫ
В ВОЕННОМ ДЕЛЕ
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР
МО СКВ А— 1960
ГОО. ПУБЛИЧНАЯ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ
БМВЛИОТЕМАСССР

ВВЕДЕНИЕ
Во всех областях науки, народного хозяйства, военного
дела и быта машины являются надежными помощниками че-
ловека.
Техника в настоящее время достигла такой стадии раз-
вития, что машины применяются для облегчения не только
физического, но и умственного труда. В этих целях созда-
ются станки-автоматы, полностью автоматизированные цеха
и даже заводы. Управление ими осуществляется целым ком-
плексом приборов и машин, объединенных в систему автома-
тического регулирования. Важным органом такой системы
являются счетно-решающие приборы, построенные на основе
вычислительной техники. Замечательным достижением этого
вида техники является создание электронных вычислитель-
ных машин, первые образцы которых были построены в пе-
риод 1945—1950 гг. i
Современные электронные вычислительные машины
(ЭВМ) являются автоматическими устройствами, выполня-
ющими несколько десятков тысяч арифметических операций
в секунду с максимальной точностью порядка миллионных
долей процента и выше.
Автоматичность работы, высокая точность вычислений и
колоссальное быстродействие ЭВМ обусловили тот факт,
что сами ЭВМ и системы, построенные на их основе, начали
применяться как в области научных исследований, так и в
различных отраслях народного хозяйства и военного дела.
Применение электронных вычислительных машин в обла-
сти науки и техники базируется на основе данных нового на-
учного направления — кибернетики. Слово «кибернетика»
происходит от греческого «кибернос», что в переводе па
русский язык означает «рулевой», «управляющий движе-
нием». Кибернетика изучает общие закономерности в раз-
личных самоуправляющихся системах, начиная от простей-
ших автоматов и до живых организмов. Применение положе-
1* 3
ний кибернетики в области техники принято называть техни-
ческой кибернетикой. Пользуясь ее выводами, на основе
электронных машин ученые и инженеры разрабатывают раз-
личные системы автоматического управления. Эти системы в
своей работе, помимо обеспечения высокой скорости и точ-
ности, способны учитывать изменения внешних условий, за-
поминать свои действия, вырабатывать наилучший способ
действий при данной обстановке. Все это важно для совре-
менной техники вообще и военной техники в особенности.
Обзор иностранной литературы, о которой упоминается
в брошюре, свидетельствует о том, что электронные вычис-
лительные машины начинают применяться в военном деле
в следующих основных направлениях:
а) при военно-научных исследованиях;
б) при испытаниях систем вооружения;
в) в образцах вооружения;
г) в учебно-тренировочной аппаратуре;
д) для быстрого и точного решения нескольких вариан-
тов конкретной боевой задачи (например, наведения своих
средств на воздушные, морские или наземные цели против-
ника. расчета плана снабжения войск и др.).
Электронные машины, называемые универсальными,
применяются для расчетов при проектировании новых си-
стем вооружения. Они позволяют в короткий срок и с высо-
кой точностью рассчитать большое количество вариантов
искомой системы и выбрать наилучший из них. Высокая
скорость и точность решения математических задач на ЭВ1М
позволяет широко использовать их для частичной замены
непосредственных (или, как говорят, натурных) испытаний
объектов вооружения (ракет, самолетов и т. д.) моделирова-
нием их в лабораторных условиях Моделирование заклю-
чается в том, что математические выражения, лежащие в
основе принципа действия конкретных систем вооружения,
решаются на ЭВМ. Исходные данные этих выражений выби-
раются такими, чтобы учесть все возможные случаи практи-
ческого применения исследуемой системы вооружения.
В результате ускоряется и удешевляется проведение во-
енно-научных исследований, а также испытаний опытных об-
разцов различных систем вооружения.
В образцах вооружения электронные машины могут ис-
пользоваться в качестве счетно-решаюших приборов в систе-
мах автоматического управления различными видами боевой
1 Журнал «Proceedings of the IEE>, № 9, 1956
техники. Такие машины называются управляющими. Они
имеют возможность учитывать изменения-внешних условий,
запоминать производимые действия и вырабатывать наилуч-
ший способ действий при данной обстановке. Это позволяет
создавать высокоэффективные виды оружия.
На основе техники электронных машин разрабатываются
установки, предназначаемые для решения оперативно-такти-
ческих вопросов. В литературе такие машины иногда назы-
вают штабными. Они должны облегчить командиру подго-
товку и выработку решения по конкретному виду боевой
операции.
Универсальные и управляющие машины предназначены
для облегчения умственного труда человека в процессе вы-
числений и управления тем или иным агрегатом. Штабные
же машины призваны помочь человеку в решении более
сложного круга вопросов его умственной деятельности.
Из краткого перечисления функций основных типов элек-
тронных машин, разрабатывающихся для использования в
военном деле, видно, что они способны автоматически про-
изводить расчеты, управлять оружием, «думать» над реше-
нием оперативно-тактических задач.
В коротком рассмотрении невозможно достаточно полно
осветить все вопросы, касающиеся применения электронных
машин в военном деле, тем более что каждый день откры-
вает новые перспективы их внедрения в военную технику.
В связи с новизной устройств, используемых в рассматри-
ваемых системах, сбзору последних предшествует краткое
изложение простейших основ техники электронных вычисли-
тельных машин.
Основное внимание уделяется разбору вопросов, поясня-
ющих возможности электронных машин в управлении боевой
техникой и решении простейших оперативных задач.
ЭЛЕКТРОННЫЕ МАШИНЫ СЧИТАЮТ
Любой автомат в процессе своей работы в той или иной
степени воспроизводит действия человека при выполнении им
подобной операции.
Между современными автоматами и породившими их
приемами труда лежит длительный период развития, кото-
рый характеризуется применением большого количества про>-
межуточных инструментов. Эта общая черта развития тех-
ники присуща и вычислительной технике. Здесь между про-
стейшими приспособлениями для счета и электронными
5
вычислительными автоматами были созданы такие приборы,
как счеты, логарифмическая линейка, арифмометр, электро-
механические счетные полуавтоматы и автоматы и др.
Однако во всех приборах и машинах сохранился обший
принцип счета. Любое вычисление расчленяется на операции
с двумя числами. Эти числа фиксируются (запоминаются) в
устройствах прибора. Перед началом вычислений исходные
числа вводятся в прибор (откладываются на счетах, устанав-
ливаются на шкале линейки или арифмометра и т. д.), по-
сле чего производится заданное арифметическое действие.
Подобно тому как различные системы письменности опре-
деляются соответствующей азбукой, правила изображения
чисел основываются на системах счисления.
Общепринятой системой записи чисел является десятич-
ная позиционная система счисления. Любое число в ней за-
писывается с помошью десяти цифр (от нуля до девяти).
Значение каждой цифры зависит от ее полох<ения (позиции)
в ряду цифр, изображающих число. Порядковые номера
цифр, считая справа налево, называются разрядами. Чем
старше разряд, тем выше значимость цифры данного раз-
ряда (разряды единиц, десятков, сотен и т. д.).
В соответствии с изложенным числом семьсот пятьдесят
три, например, может быть записано в десятичной системе
счисления так:
753 = 3 X 10°-}-5 X Ю1 + 7 X 10э.
Здесь число 10 называется основанием системы. Оно пока-
зывает, с помошью какого количества цифр может быть
изображено любое число в данной системе и во сколько раз
значение цифры данного разряда меньше значения цифры
следующего разряда и больше значения цифры предыдущего
разряда.
Для фиксирования всех цифр системы счетный элемент
вычислительного прибора, использующего десятичную си-
стему счисления, должен иметь десять устойчивых состояний.
Поэтому счеты имеют в каждом разряде десять костей, счет-
ное колесо арифмометра при своем вращении может уста-
навливаться в одно из десяти положений и так далее. Чем
больше количество разрядов имеется в приборе, тем точнее
может быть изображено число в нем, тем выше точность
вычислений.
При сложении, например, на арифмометре к цифрам пер-
вого числа в каждом разряде прибавляются цифры второго
числа соответствующего разряда. Если в сумме получается
6
для данного разряда число десять, то в нем фиксируется
нуль, а колесо арифмометра, соответствующее следующему
разряду, дополнительно поворачивается на угол, соответст-
вующий единице в этом разряде. Происходит так называе-
мый перенос в старший разряд.
Скорость вычислений определяется скоростью перехода
счетного элемента из одного устойчивого состояния в другое.
Наиболее высокая скорость изменения состояний может
быть достигнута применением схем на электронных лампах
или полупроводниковых приборах. Состояние подобных схем
часто характеризуется величиной напряжения на выходе
схемы, которая может изменяться от нулевого значения до
максимальной величины в течение миллионных долей се-
кунды.
При построении счетных элементов на электронных схе-
мах возникает вопрос, какую систему счисления целесооб-
разнее применить.
Для записи чисел в общем случае может быть приме-
нена система счисления с любым основанием. Поскольку в
электронных схемах наиболее просто реализовать два устой-
чивых состояния (например, наличие или отсутствие элек-
трического сигнала на выходе), то в электронных вычисли-
тельных машинах чаше всего используется двоичная система
счисления. Основанием в ней является число два, изобража-
емое как 10 (один, нуль). С помощью этих двух цифр мо-
жет быть записано любое число.
Последовательность целых чисел в двоичной системе изо-
бражается по аналогии с приведенной выше формой записи
десятичных чисел:
нуль —0; один — 1; два — 10 = 0 Х2° + 1 X 21 = 2; три —
11 = 1 X 2°Ч- 1 X 21 = 3; четыре—100 = 0 X 2°+ 0Х2]+
+ 1 Х22 = 4; пять—101 = 1 хг^Охг^! Х22 = 5;
шесть — 110 = 0 X 2° + 1 X 21 + 1 X 22 = 6 и т. д.
Особых наименований двоичных чисел не существует.
Примечание. Не рекомендуется читать начертания двоичных
чисел, как привычные нам десятичные числа. Например, три (11 —
один, один) как одиннадцать; пять (101—один, нуль, один) как сто
один и т. д.
Из примеров видно, что запись двоичного числа указы-
вает, в каких разрядах числа присутствует степень двойки, а
в каких нет. Показатель степени равен порядковому номеру
разряда без единицы.
7
При сложении двоичных чисел «нуль» и «единица» полу-
чается «единица», а «единица» и «единица» дает «нуль» в
данном разряде и «единицу» переноса в старший разряд.
Электронные схемы, имеющие два устойчивых состояния
(например, «закрыто» — наличие сигнала на выходе и «от-
крыто»— отсутствие сигнала), часто называют триггерами.
Одно из указанных состояний триггера (например, «за-
крыто») принимается за единицу, а второе («открыто») — за
нуль.
Любое число при вводе в машину представляется кодом,
в котором, например, наличие сигнала означает «1», отсут-
ствие — «О».
Перевод чисел из обычной десятичной системы в двоич-
ную при вводе в машину и обратный перевод при выводе
результатов вычислений производится посредством специ-
альных устройств. После ввода в машину сигналов, с по-
мощью которых изображаются двоичные числа, начинается
работа машины на счет.
Триггер
1-го,
разряда
(старший)
кО 1
Сигнал \ |
установки •
нуля •
результатов
Неоновая
лампах
Триггер
2-го,
разряда
о 1
Триггер
3-го,
разряда
О 1
Триггер
ч-го^
разряда
(младший)
Сигналы исходных чисел
Рис. 1. Схема сумматора электронной цифровой машины (ЭЦМ)
На рис. 1 представлена простейшая схема сумматора
электронной машины. Прямоугольниками здесь изображены
триггеры, окружностями — неоновые лампы, цифрами «1» и
«О» — соответственно цепи установки триггера в положение
«единица» и «нуль», пунктирными линиями— цепи передачи
сигнала переноса из младших разрядов в старшие. Каждый
триггер работает подобно электрической настольной лампе,
имеющей кнопочный выключатель с нефиксированным поло-
жением. Пусть при включении штепселя лампы в розетку
лампа загорается. При нажатии выключателя лампа гаснет.
S
После следующего нажатия кнопки лампа снова загорается
и так далее.
Триггеры после включения машины устанавливаются в
нулевое положение. Мы условились, что при этом сигнала на
выходе нет. Через неоновые лампы, включенные на выходе,
ток не идет, и они не светятся. Затем в случае подачи сигнала
в цепь установки «1» какого-нибудь триггера последний из-
меняет свое состояние, переходя из положения «О» в поло-
жение «1». Появляется сигнал на выходе, и неоновая лампа
загорается. При следующем поступлении сигнала триггер
снова изменяет свое состояние на обратное («1» на «О»), и
неоновая лампа гаснет. Таким образом, поступление сигна-
лов в цепь установки «1» триггера воздействует па него и на
неоновую лампу так же, как нажатие кнопки на настольную
лампу. Подача сигналов в цепь установки «О» всегда при-
водит к установлению нулевого положения триггера.
Каждый триггер сумматора служит для фиксирования
цифры одного разряда двоичного числа, подаваемого на
сумматор.
Схема триггера регулируется так, что при переходе его
из положения «1» в положение «О» создается сигнал, посту-
пающий в цепь установки «1» триггера следующего разряда.
Этот сигнал соответствует единице переноса из младшего
разряда в старший.
Допустим, требуется сложить два двоичных числа: три
(11) и два (10). Перед началом счета все триггеры сумма-
тора устанавливаются в положение «0». Далее на сумматор
передается код первого числа (11). Сигналы поступают на
вход триггеров первого и второго разряда, так как лишь в
этих разрядах первого числа есть единицы. В результате
триггеры первого и второго разряда установятся в положе-
ние «1». Загорятся неоновые лампы на выходе этих тригге-
ров. При подаче второго числа (10) сигнал будет только на
входе триггера второго разряда сумматора, который уже
(в результате приема первого числа) находится в положе-
нии «1». В итоге состояние триггера изменится на обратное
(с «I» на «0»), погаснет неоновая лампа выходной цепи
триггера 2-го разряда и возникнет сигнал в цепи переноса
единицы из 2-го разряда в 3-й. Триггер 3-го разряда устано-
вится в положение «1», зажжется неоновая лампа в его вы-
ходной цепи. Будут гореть лампы в выходных цепях триг-
геров 1-го и 3-го разрядов сумматора, т. е. зафиксируется
код суммы поданных на него двоичных чисел: 101 = 1X2° 4-
+ 0Х2,+ 1х22=5(3 + 2 = 5).
9
Операция сложения является основной операцией в
электронных цифровых машинах. Произведя сложение мно-
жимого столько раз, сколько единиц во множителе, можно
осуществить операцию умножения. Операцию вычитания
можно выполнить, изменив специальным образом вычитае-
мое и прибавив к нему уменьшаемое. Вычитая из делимого
делитель соответствующее число раз, можно производить
операцию деления.
При операциях умножения и деления перед каждым
тактом сложения или вычитания коды исходных чисел в
устройствах машины автоматически сдвигаются подобно
тому, как это делается при умножении или делении на бу-
маге. I.
Из изложенного ясно, что наиболее частое применение
двоичной системы при вычислениях на ЭЦМ обусловли-
вается простотой представления чисел при помощи элемен-
тов с двумя устойчивыми состояниями и простотой арифме-
тических действий в двоичной системе.
Триггер
т-го[
разряда
(старший)
Сигнал ис-\_ Г _
тановки нуля] п
Сигнал приема ХЪ
числа или нонан- W
ёы на регистр
РиЭЧЛ ПК! ЧИППП linn и П и П и 1.1
Сигналы чисел или команд из накопителя
Рис. 2. Схема запоминающего регистра со сдвигом
Триггеры в ЭЦМ применяются не только для построения
сумматоров, но выполняют и другие функции. Наиболее
важными из них являются запоминание кодов чисел и счет
количества импульсов, что осуществляется в блоках запоми-
нающего регистра и счетчика импульсов. 1
Запоминающий регистр (рис. 2) служит для запомина-
ния чисел (в арифметическом устройстве ) или команд
10
(в устройстве управления) в ходе выполнения той или иной
операции.
Он состоит из триггеров и клапанов совпадения К. В от-
личие от сумматоров в нем отсутствуют цепи переноса. Кла-
паны совпадения устроены так, что сигнал на их выходе (в)
будет только тогда, когда совпадают во времени сигналы на
обоих входах (а, б).
Одни входы (б) клапанов К подсоединены к магистрали
(набору электрических проводников), связывающей регистр
с устройством запоминания чисел (накопителем). На другие
входы (а) подается сигнал от устройства управления «прием
кода числа или команды на регистр». Перед подачей числа
все триггеры регистра устанавливаются на нуль.
На рис. 2 ячейки, обозначенные C3i, СЗ и Ki, являются
элементами цепей сдвига вправо на один разряд. Для осу-
ществления сдвигов в обоих направлениях на различное
число разрядов имеется нужное количество подобных цепей.
Так как все они действуют одинаково, рассмотрим работу
цепи сдвига на рис. 2.
Здесь C3i —схема задержки, осуществляющая задержку
входного сигнала, положим, на 0,2 мксек, СЗ — на 0,6 мксек,
Ki — клапаны совпадения.
Схемы задержки — радиотехнические устройства, обес-
печивающие задержку подаваемого на них сигнала во вре-
мени. От устройства управления поступает сигнал «сдвиг
вправо на один разряд» на один вход Ki (б) и на вход СЗь
На другой вход Ki (г) поступает такой уровень напряжения
от триггера своего разряда, чтобы сигнал на выходе Ki (л)
был в тех разрядах регистра, в которых триггеры находились
в положении «1».
Если триггер, к выходу которого присоединялся клапан
Ki, находится в положении «0», то сигнал сдвига через этот
клапан не пройдет.
Через 0,2 мксек после подачи сигнала сдвига последний
установит все триггеры в положение «0».
Сигнал с выхода (л) клапана Ki, поступающий на схему
задержки СЗ, появится на ее выходе через 0,4 мксек после
установки запоминающего регистра в положение «0».
Следовательно, сигнал сдвига (при сдвиге вправо) уста-
навливает каждый триггер данного разряда в положение, в
котором находился перед сдвигом триггер соседнего стар-
шего разряда.
11
Так осуществится сдвиг кода числа вправо на один
разряд. Такие же цепи сдвига могут быть в других блоках
машины.
Счетчик импульсов, часто применяемый в ЭЦМ, отли-
чается от сумматора тем, что сигналы на него подаются
только на один (.младший) разряд. Число, устанавливаемое
на счетчике, равно числу импульсов, поданных на его вход.
Схема счетчика приведена на рис. 3. Он состоит из тригге-
ров и цепей переноса, работающих точно так же, как и в
сумматоре.
счета
Рис. 3. Схема счетчика импульсов
Пусть на схему подано 8 импульсов. Первый из них
установит триггер младшего (4-го) разряда в положение
«1». Второй импульс установит в положение «О» триггер
4-го разряда и в положение «1» — триггер 3-го разряда.
После двух импульсов на счетчике установится двоичный
код «10» (в десятичной системе это будет число «2»), Тре-
тий импульс установит триггер 4-ю разряда в положение
«1». На счетчике установится двоичный код «11» (в десятич-
ной системе это будет число «3»). Четвертый импульс уста-
новит в положение «О» триггеры 4-го и 3-го разрядов и в
положение «1» — триггер 2-го разряда. На счетчике устано-
вится код «100». Пятый импульс установит в положение «1»
триггер 4-го разряда. На счетчике будет код «101». Шестой
импульс установит в положение «О» триггер 4-го разряда и
в положение «1» — триггер 3-го разряда. На счетчике будет
код «110». Седьмой импульс установит в положение «1»
триггер 4-го разряда. На счетчике будет код «111». Восьмой
импульс установит в положение «О» триггеры 4, 3 и 2-го
разрядов и в положение «1» — триггер 1-го разряда. На
12
счетчике будет код «1000» (в десятичной системе это соот-
ветствует числу «8»).
Отсюда видно, что для подсчета количества импульсов,
равного 2п— 1, нужно иметь счетчик из п разрядов.
Так, при п — 3 мы можем подсчитать, что 23 — 1 = 7 им-
пульсам. Восьмой импульс приводит схему в исходное состо-
яние: все триггеры устанавливаются на «0».
К сумматору (рис. 1) добавляются один или несколько
запоминающих регистров, цепи изменения кода чисел при
вычитании и цепи сдвигов чисел, необходимые при выполне-
нии операции умножения и деления. Сумматор в сочетании
с указанными цепями образует арифметическое устройство
машины, которое позволяет производить над числами все че-
тыре арифметических действия.
В математике разработаны так называемые численные
методы, позволяющие решить задачу практически любой
сложности с помощью формул, которые основаны только на
арифметических действиях.
Для обеспечения автоматической работы машины задача,
подлежащая решению, записывается в виде программы вы-
числений. Она представляет собой последовательность
команд и исходных чисел. Коды исходных чисел и команд
вводятся в машину в виде сочетания электрических сигна-
лов и помещаются (накапливаются) в специальном блоке
машины — накопителе. Затем устройство управления маши-
ной в заданной программой последовательности обеспечи-
вает подачу чисел из накопителя в арифметическое устрой-
ство, где и производятся требуемые расчеты.
Из рассмотрения простейших принципов работы ЭЦМ
можно заключить, что значительное быстродействие элект-
ронных машин обусловливается использованием счетных эле-
ментов, построенных на электронных схемах.
Такие счетные элементы просты в изготовлении и сравни-
тельно малы по габаритам. Поэтому в сумматоре электрон-
ных машин можно отводить на изображение чисел сколь
угодно большое количество разрядов, которым определяется
точность вычислений.
Управление работой машины осуществляется электрон-
ными методами. Поскольку коммутация электронных схем и
цепей легко осуществима и выполняется с большими скоро-
стями, в данном случае несравненно проще, чем, например, в
электромеханических системах, достигается автоматичность
работы.
13
ТИПЫ ЭЛЕКТРОННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Электронные вычислительные машины можно разделить
на два основных класса.
К первому классу относятся электронные цифровые ма-
шины (ЭЦМ).
Название «цифровые» характеризует ту их особенность,
что подлежащие расчету величины представляются в виде
чисел с помощью цифр (каждая цифра изображается опре-
деленным электрическим состоянием цепи или схемы).
Второй основной класс электронных машин составляют
так называемые электронные моделирующие устройства
(электронные модели).
В них все исходные числа решаемой математической за-
дачи заменяются пропорциональными величинами электри-
ческих напряжений. Сложение, вычитание, умножение и т. п.
преобразования электрических напряжений выполняются на
электронных моделях с помощью схем на электронных лам-
пах. При этом, например, при сложении напряжение на вы-
ходе схемы должно* быть точно равно сумме напряжений на
входе. Точность результата производимых действий в этом
случае зависит от точности изготовления деталей схемы (со-
противлений. конденсаторов и др.) и от стабильности режи-
мов питания электронных ламп. Последнее делает затрудни-
тельным получение в электронных моделях результата вы-
числений с погрешностью, меньшей чем I—3%. При прохо-
ждении напряжений в процессе вычислений от одной схемы
модели к другой эти погрешности накапливаются.
Таким образом, на моделях задачи решаются не чис-
ленно, т. е. путем математических действий над числами, а
аппаратурно, т. е. с помощью специально сконструированных
устройств и схем, реализующих известные методы математи-
ческих преобразований электрических напряжений. Количе-
ство известных в настоящее время способов математических
преобразований электрических напряжений ограничено.
Для операций же с кодами чисел может быть использо-
ван весь столь разнообразный и гибкий математический ап-
парат. Благодаря этому на ЭЦМ может быть решена прак-
тически любая задача с помощью известных математических
методов. Электронные схемы в ЭЦМ должны реагировать
только на два крайних значения входных сигналов и поэтому
не требуют высокого постоянства параметров деталей и ре-
жимов питания ламп. Каждый подобный элемент сравни-
тельно прост в изготовлении и надежен в работе. Чем
14
больше таких элементов, тем больше цифр можно изобра-
зить, тем выше будет точность вычислений.
Электронные модели по сравнению с ЭЦМ характеризу-
ются такими основными недостатками, как низкая точность
вычислений, накопление погрешностей и сложность произ-
водства и наладки основных элементов.
Эти недостатки электронных моделей обусловили то по-
ложение, что при проведении научно-технических исследо-
ваний они применяются для определения качественных ха-
рактеристик различных процессов. При необходимости по-
лучения наиболее точных количественных соотношений, ха-
рактеризующих тот или иной физический процесс, лучшие
результаты дают ЭЦМ.
Как указывалось, электронные модели могут широко ис-
пользоваться для испытаний реальных объектов в лабора-
торных условиях.
Таким образом, в вопросах научно-технических исследо-
ваний ЭЦМ и электронные модели дополняют друг друга.
В вопросах же производства вычислений с целью автомати-
ческого управления различными объектами предпочтение
должно быть отдано ЭЦМ;
В свою очередь основные классы электронных вычисли-
тельных машин можно разделить на группы и подгруппы.
На рис. 4 представлен возможный вариант классификации
электронных машин (общепринятая классификация еще не
установлена).
Моделирование на электронных моделях основано на
том, что многие физические процессы в различных областях
природы описываются одними и теми же уравнениями выс-
шей математики. Поэтому исследование процессов, происхо-
дящих, скажем, в системах, составленных из механических
элементов, можно заменить исследованием процессов в мо-
делях этих систем.
В этом случае модели механических систем составляются
из электрических элементов. Исследования систем из элек-
трических элементов могут быть проведены с наибольшей
точностью (ввиду разработанной методики и наличия боль-
шого числа точных приборов) и с меньшей затратой средств
(электрические элементы, как правило, дешевле и проще в
изготовлении, чем механические). По указанным причинам
исследования электрических моделей механических систем
ускоряют и удешевляют проведение исследовательских ра-
бот.
15
Электронные модели позволяют решать различные урав-
нения или системы уравнений.
Электронные модели подразделяются на так называемые
интеграторы, предназначенные для решения систем уравне-
ний высшей математики, и счетно-решающие устройства и
тренажеры, реализующие одну определенную математиче-
скую задачу.
Рис. 4. Возможный вариант классификации электронных вычис
лительных машин
Электронные модели обладают точностью вычислений по-
рядка единиц процентов, потребляют мощность от единиц до
нескольких десятков киловатт, имеют вес в несколько сотен
килограммов, требуют площадь для размещения в несколько
десятков квадратных метров.
Количество ламп в электронных моделях достигает не-
скольких сотен, а в специализированных моделях — несколь-
ких тысяч.
16
Зак. 553
Электронные цифровые машины (ЭЦМ) делятся на уни-
версальные, предназначенные для решения широкого круга
математических задач, и специализированные — для решения
одной математической задачи или узкого круга задач.
Универсальные ЭЦМ в зависимости от быстродействия и
габаритов делятся на большие, малые и настольного типа.
Специализированные — на вычислительные и управля-
ющие.
ЭЦМ могут обладать, как указывалось, быстродействием
до нескольких десятков тысяч арифметических операций в
секунду и точностью вычислений, характеризуемой девятью
десятичными знаками (результат может выражаться девя-
тиразрядным десятичным числом).
Потребляемая мощность ЭЦМ — от нескольких десятков
до одной —двух сотен киловатт.
Вес оборудования ЭЦМ может составлять величину от
нескольких десятков до нескольких тысяч килограммов.
Площадь, требуемая для размещения ЭЦМ, может дости-
гать нескольких сотен квадратных метров.
ЭЦМ могут иметь в своей аппаратуре более десяти ты-
сяч ламп и полупроводников.
ОСНОВНЫЕ БЛОКИ ЭЛЕКТРОННЫХ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ МАШИН
Большое распространение получили клавишные электро-
механические счетные машины. Различные задачи этими
машинами решаются следующим образом. Сначала каждая
формула подлежащей решению задачи расписывается по
элементарным операциям над двумя числами в графах спе-
циального бланка. Последовательность выполнения действий
задается видом расчетных формул.
Вычислитель наносит на бланк план решения задачи и в
соответствии с ним производит вычисления. Для каждой
операции он вводит в машину исходные числа, считывая их
с бланка. Затем нажимается кнопка, осуществляющая за-
данную операцию, и на шкале машины изображается резуль-
тат, переписываемый вычислителем в соответствующую
графу бланка.
Электронная цифровая машина построена так, что она
действует подобным же образом. ЭЦМ производит расчеты
автоматически на основе программы вычислений (ПВ), со-
ставляемой заранее. ПВ и исходные данные через устрой-
2 Зак. 553 17
ство ввода (рис. 5) помещаются в запоминающее устройство
(называемое также накопителем, «памятью» машины).
Далее по сигналам устройства управления коды чисел из
накопителя подаются в арифметическое устройство, где про-
изводится заданная программой операция. При необходимо-
сти результат операции может быть послан через устрой-
ство вывода на печатающий механизм для печатания ре-
зультата на бумажном бланке.
Устройство
управления
§
Накопитель
Сигналы---------------
Quce/1 Арифметическое
устройство
Сигманы
J упраРпе*—
ним вс ведом
Устройство
вывода
§

Рис. 5. Простейшая функциональная схема электронной цифровой
машины
Устройства ввода и вывода представляют собой, как
правило, электромеханические приспособления. Устройство
ввода автоматически переводит десятичные цифры в двоич-
ные, формирует из последних электрические сигналы и вво-
дит их в накопитель машины. Устройство вывода преобразо-
вывает электрические сигналы, соответствующие двоичной
системе, в электрические сигналы, соответствующие десятич-
ной системе, с целью печатания результатов расчетов в деся-
тичной системе.
Арифметическое устройство состоит из сумматора и вспо-
могательных цепей. Кроме того, оно содержит электронные
переключатели для приема кодов чисел из накопителя и уп-
равляющих сигналов от устройства управления. С помощью
электронных переключателей цепи арифметического устрой-
ства переключаются так, чтобы выполнялась заданная про-
граммой операция.
Электронные переключатели коммутируются сигналами
устройства управления. Устройство управления состоит . из
18
различных электронных схем, служащих для формирования
сигналов, которые осуществляют взаимосвязь всех цепей
машины для автоматизации ее работы и обеспечивают тем
самым выполнение программы вычислений, введенной в на-
копитель машины.
Накопители (запоминающие устройства) ЭЦМ выпол-
няются на магнитном барабане, магнитной ленте, электрон-
но-лучевых трубках, ферритах и других элементах.
Принцип действия накопителей на магнитном барабане и
ленте тот же, что и у широко известных в быту магнитофо-
нов (приборов для записи и воспроизведения звука).
В последних с помощью электрических сигналов записы-
вается человеческая речь, музыка и т. д. В накопителях по-
добным же образом записываются и считываются коды чи-
сел и команд, представляющих определенное сочетание элек-
трических сигналов.
Электронно-лучевые трубки, входящие в состав построен-
ных на них накопителей, сходны по устройству и принципу
действия с телевизионными трубками. В последних электрон-
ный луч изменяет свою интенсивность под действием сигна-
лов телевизионного передатчика и, пробегая по экрану
трубки, вырисовывает на нем передаваемое изображение. В
трубке накопителя электронный луч управляется сигналами
кодов чисел или команд. В результате на определенных уча-
стках трубки накапливаются электрические заряды. Каждый
такой участок трубки представляет собой элемент памяти
для запоминания одной двоичной цифры (единицы или
нуля).
Накопители на ферритах представляют собой совокупность
элементов памяти, каждый из которых выполнен на отдель-
ном ферритовом сердечнике. Ферриты — это материалы, об-
ладающие магнитными свойствами. Для применения в на-
копителях каждый из ферритовых сердечников пронизы-
вается несколькими электрическими проводами. При записи
кодов чисел в такой накопитель электрические сигналы по-
даются по определенным проводам. Магнитное состояние
сердечников принимает одно из двух крайних значений. При
считывании кодов чисел сигнал от устройства управления
подается уже в другие провода, пронизывающие сердечники.
Магнитное состояние их изменяется или остается прежним
в зависимости от того, какой цифре («1» или «0») соответст-
вует сигнал. В выходных обмотках сердечников индукти-
руются сигналы, представляющие код считываемого числа.
Наиболее перспективными из перечисленных типов нако-
2*
19
пителей являются накопители на ферритах. Они характери-
зуются большой скоростью считывания хранимых сигналов,
большим количеством накапливаемых сигналов, сравни-
тельно малыми габаритами, большой надежностью работы и
большим сроком службы.
Основные блоки электронной модели показаны на ее
функциональной схеме (рис. 6).
Рис. 6. Функциональная схема электронной модели
Здесь исходные числа вводятся в виде пропорциональ-
ных величин напряжений. Это осуществляется органами
ввода исходных чисел, которые представляют собой перемен-
ные сопротивления, позволяющие устанавливать вручную
различные напряжения в соответствии с программой. Пра-
вильность установки напряжений контролируется по прибо-
рам (вольтметрам), расположенным на отдельной панели.
Решение данного уравнения или системы уравнений вы-
полняется в последовательности, указываемой расчетными
формулами.
Электронные схемы блоков машины позволяют склады-
вать и вычитать входные напряжения. С помощью специаль-
ных электронных схем напряжения могут умножаться одно
на другое. В состав электронной модели входят так называ-
емые функциональные блоки — электронные схемы, позво-
ляющие производить тригонометрические, логарифмические
и т. п. преобразования напряжений, подаваемых на их вход.
Эти схемы на рис. 6 объединены условно в функциональном
20
блоке. Точность расчетов на электронной модели в большой
мере определяется постоянством величины напряжений. Для
повышения точности расчетов в электронных моделях име-
ются блоки стабилизации напряжений.
Количество используемых блоков и последовательность
их соединения между собой определяются решаемой зада-
чей. Поэтому входы и выходы всех решающих блоков выве-
дены на гнезда панели коммутации, которые соединяются
нужным образом перед решением каждой задачи. Резуль-
таты решения получаются в виде показаний соответствую-
щих приборов (вольтметров) и, кроме того, могут вычерчи-
ваться в виде графика с помощью специального прибора,
так называемого шлейфового осциллографа.
ЭЛЕКТРОННЫЕ МАШИНЫ УПРАВЛЯЮТ БОЕВОЙ
ТЕХНИКОЙ.
Известно, что человек не в состоянии справиться со
сложной и ответственной задачей управления некоторыми
современными средствами боя и все операции должны вы-
полняться автоматически электронной аппаратурой.
Особенно ярко этот факт иллюстрируется требованиями,
предъявляемыми к средствам борьбы с управляемыми раке-
тами.
В зарубежной военно-технической литературе содер-
жится много материалов, посвященных вопросу борьбы с уп-
равляемыми ракетами.
Многие авторы приходят к выводу, что для этой цели
должны быть использованы антиракеты. В связи с этим пред-
ставляют интерес приведенные в иностранной печати 1 дан-
ные расчета времени, необходимого для производства выст-
рела антиракетой.
В табл. 1 приводятся результаты этих расчетов времени,
начиная от момента обнаружения баллистической ракеты ра-
диолокатором до старта антиракеты.
Эти данные показывают, что время подготовки выстрела
антиракетой составляет около минуты, причем все необходи-
мые расчеты на ЭЦМ должны производиться не больше чем
за 5 сек.
Отсюда можно заключить, что современные боевые
средства должны иметь автоматическое управление.
1 Журнал «Aeronautical Society>, № 551, 1956.
21
Таблица I
Операция
; Время, сек
Ввод данных о ракете с радиолокатора в ЭЦМ . . .
Расчеты на ЭЦМ....................................
Передача результатов расчетов на стартовое устрой-
ство ............................................
Подготовка стартового устройства .................
Итого . . .
58
Значительная роль в автоматических системах управле-
ния боевой техникой принадлежит электронным машинам.
Задачей их в таких системах является производство вычис-
лений с целью выработки сигналов для управления различ-
ными объектами, например, движением стволов орудий в
процессе прицеливания, пуском и полетом управляемых
снарядов и т. п. Расчеты в управляющих ЭЦМ ведутся на
основе заранее составленных программ. Содержание про-
граммы вычислений каждого конкретного типа машины
определяется ее назначением.
Выше указывалось, что управляющая ЭЦМ учитывает
при своей работе параметры внешней среды (например, тем-
пературу воздуха, скорость ветра), которые измеряются
различными приборами.
Результаты измерений параметров внешней среды и па-
раметров движения объекта должны вводиться в машину в
двоичном коде.
Управляющий сигнал, вырабатываемый машиной, полу-
чается также в двоичном коде. Для воздействия на исполни-
тельные механизмы объекта управления этот сигнал преоб-
разуется в электрическое напряжение или другую физиче-
скую величину, способную нужным образом изменить
положение соответствующего органа объекта управления.
Ранее упоминалось, что машина может рассчитывать
наилучший способ действий при данной обстановке.
Так, например, для машины системы управления снаря-
дами, предназначенными для поражения воздушных целей,
подобная операция может заключаться в следующем.
Из всех воздушных целей, направляющихся к охраняе-
мому объекту, ЭЦМ может «выбрать» наиболее опасную
22
(в тактическом отношении) в данной обстановке и направить
именно на нее находящийся в воздухе управляемый снаряд.
В зарубежной печати1 описываются системы запуска уп-
равляемых снарядов различных типов. Во многих системах
все необходимые расчеты выполняются с помощью ЭЦМ.
На рис. 7 приведен график задачи прицеливания при запу-
ске управляемого снаряда типа «земля — воздух».
Рис. 7. График задачи прицеливания:
/ — стартовая установка; 2 — положение цели в момент запуска сна-
ряда: 3 — относительный уровень отсчета; 4 — линия обнаружения;
5 — угол запуска снаряда; 6 — угол места: 7 — курс цели; 8 — точка
встречи снаряда с целью (предвычисленное положение цели за время
полета снаряда); 9 — угол возвышения
ЭЦМ при расчетах автоматически учитывает расстояние
до цели, ее высоту, скорость, курс, температуру и давление
воздуха.
Машина вычисляет угол запуска снаряда и изменения по-
ложения цели за время полета снаряда. Выстрел произво-
дится с таким расчетом, чтобы снаряд встретился с целью в
заранее вычисленной точке 8.
Схема соединения элементов системы управления сна-
рядом показана на рис. 8, взятом из книги А. С. Локка.
В этой системе радиолокатор предназначен для обнару-
жения целей и определения их координат. ЭЦМ производит
нужные расчеты, в результате которых после преобразова-
ния появляется сигнал управления. Этот сигнал воздейст-
вует на систему запуска снарядов, вследствие чего в нуж-
ные моменты запускаются снаряды.
Для знакомства с работой систем автоматического управ-
ления боевой техникой необходимо рассмотреть принципы
1 А. С. Локк. Управление снарядами, Гос. изд. технико-теоре-
тической литературы, 1957 г. (Перевод с англ.).
23
устройства входных и выходных преобразователей, связыва-
ющих ЭЦМ с остальными составными частями системы уп-
равления.
Обычно в таких системах координаты цели определяются
радиолокатором. В результате получаются данные о высоте,
скорости и дальности до цели, что позволяет решить задачу
прицеливания.
Система автоматического управления
Рис. 8. Схема системы управления снарядом
Рассмотрим схему преобразования дальности до обнару-
женного радиолокатором объекта в цифровой код (осталь-
ные координаты цели преобразовываются подобным же об-
разом).
Известно, что дальность, измеренная радиолокатором,
пропорциональна промежутку времени с момента посылки
сигнала радиолокатора до прихода отраженного от цели
сигнала.
Так как скорость распространения радиоволн постоянна,
то упомянутый промежуток времени может быть выражен в
единицах измерения длины (километры, метры и т. д.).
Схема преобразования для этого случая представлена на
рис. 9. Когда триггер в положении «О», то клапан К закрыт,
сигналы с генератора на счетчик не проходят.
24
В момент излучения сигнала радиолокатора триггер пре-
образователя устанавливается в положение «1». При этом
электрический клапан К открывается и импульсы от генера-
тора поступают на счетчик импульсов.
Двоичное число, пропорциональное
Рис. 9. Схема преобразования дальности до обнаруженной
цели в цифровой код
Приходящий отраженный от цели сигнал устанавливает
триггер в положение «О», клапан К закрывается, импульсы с
генератора на счетчик не поступают. В итоге счетчик подсчи-
тывает количество импульсов генератора в интервале вре-
мени между прямым и отраженным сигналом радиолока-
тора, т. е. на счетчике получается двоичное число, пропорци-
ональное дальности до обнаруженной цели.
В ЭЦМ при ее работе в системе автоматического управ-
ления необходимо подавать также показания различных
приборов, фиксирующих положение исполнительных элемен-
тов системы (механизмов и рулей управления), параметры
состояния атмосферы и т. п.
Показания большинства приборов такого типа представ-
ляются обычно в виде определенного угла поворота стрелки
прибора или величины напряжения. В соответствии с этим
в настоящее время основными преобразователями являются
преобразователи типа «угол — двоичная цифра» и «напря-
жение — двоичная цифра». Существует много разнообразных
преобразователей указанных типов.
Схемы работы некоторых преобразователей приведены
на рис. 10 и 11.
На рис. 10 изображена схема преобразователя типа
«угол —двоичная цифра». Здесь с осью прибооа сочленяется
25
короткий цилиндр с отверстиями. Внутри цилиндра — лампа
подсвета, луч которой направляется в определенную точку.
Против этой точки снаружи укрепляется фотоэлемент. На
поверхности цилиндра—отверстия. При попадании света в
отверстие фотоэлемент возбуждается. В его цепи форми-
руется импульс напряжения, поступающий на счетчик им-
пульсов.
Истомин
света
кыи прибор
Двоичное число, пропорци-
ональное показанию прибора
Счетчик импульсов |
Установка
счетчика
в положе-
ние „О”
Рис. 10. Схема преобразователя типа «угол — двоичная цифра»
Количество импульсов, подсчитываемое счетчиком, про-
порционально величине измеряемого измерительным прибо-
ром параметра. Таким образом, показания измерительного
прибора, преобразованные счетчиком в двоичный код, пе-
редаются в ЭЦМ. После этого из ЭЦМ поступает сигнал ус-
тановки счетчика преобразователя в положение «0».
мазаниям прибора
Рис. 11. Схема преобразователя типа «напряжение — двоичная
цифра»
На рис. 11 изображена схема преобразователя типа
«напряжение — двоичная цифра». В этой схеме напряжение,
пропорциональное показаниям прибора, подается на специ-
альное радиотехническое устройство — фантастрон, длитель-
ность выходного сигнала которого определяется величиной
26
напряжения на входе. Чем больше величина входного на-
пряжения, тем более длительным будет выходной сигнал и,
следовательно, большее количество импульсов с генератора
поступит через клапан К на счетчик импульсов. Таким обра-
зом, каждому значению напряжения измерительного при-
бора соответствует определенный цифровой код на счетчике.
В рассмотренных схемах преобразователей количество
разрядов п счетчика импульсов и промежуток времени ме-
жду следующими друг за другом импульсами генератора —
период следования Т — определяются выражениями
п _ log М — log (AM) J, АЛ!
log 2 * ~ r 9
гле M — наибольшее значение измеряемой величины;
ДЛ!— точность «измерений, показывающая, какая доля
измеряемой величины соответствует единице
двоичного числа;
г —расстояние, проходимое материальными части-
цами или телом в единицу времени.
Пр и м сч яяие. Практически в качестве М может фигурировать
наибольшая дальность радиолокатора, а г — расстояние, покрываемое
электромагнитными волнами за единицу времени.
Ппчсчитаем п u Т лпя пвеобпазовятля паньности до обнаружен-
ного объекта в цифровой код. Пусть М — 200 км, ДЛ!== 100 м (это
озн^’тдлт. «т0 одна двоичная единица соответствует 100 м дальности).
г =150 м!мксек. так как радиоволна проходит за 1 мксек (миллионную
часть секунды) 300 м. т. е. время в 1 мксек соответствует дальности
150 м. при этом значение периода следования получится в микросекун-
дах. Таким образом,
log 200000 —log 100
И ...... - --— 1 1
т. е. количество разрядов счетчика преобразователя равно II.
~ АЛ! 100
Т — — = — = 0,6 мксек,
г 150
Если преобразовываются показания приборов, измеряющих срав-
нительно медленные изменения (перемещение частей управляемого
агрегата и т. п.), то г имеет порядок сотых долей метра в секунду и
менее. Очевидно, что при этом период следования импульсов значи-
тельно увеличится.
При разборе устройства выходных преобразователей не-
обходимо остановиться на способах включения машины в
систему автоматического управления данным объектом.
27
Первый способ — непосредственное включение ЭЦМ в
систему автоматического управления (рис. 12, а)—характе-
рен тем, что машина непосредственно задает положение
определенного органа управления.
а б
Рис. 12. Способы включения ЭЦМ в цепь системы автоматиче-
ского управления:
а — непосредственное включение; б — параллельное включение
Второй способ—параллельное включение ЭЦМ в си-
стему автоматического управления (рис. 12,6)—заклю-
чается в том, что машина вносит лишь поправки в положе-
ние органа управления. Положение же органа управления
задается другим устройством (на рис. 12,6 — датчик поло-
жения органа управления).
При непосредственном включении машина рассчитывает
необходимую траекторию движения объекта управления и
вырабатывает сигналы, задающее соответствующее положе-
ние органов управления. В результате объект управления со-
вершает движение по траектории, рассчитываемой машиной.
Практически такую систему можно представить для слу-
чая, когда, например, машина рассчитывает необходимый
угол прицеливания для поражения цели орудием и выраба-
тывает сигналы управления положением его стволов.
При этом соответствующие приборы регистрируют поло-
жение цели относительно позиции орудия. Эти данные после
преобразования их в двоичный код поступают в машину, ко-
торая сравнивает фактическое положение стволов орудия с
расчетным и посылает соответствующие сигналы управления
в виде двоичного кода. Эти сигналы преобразуются в напря-
жения и воздействуют на механизмы управления движением
стволов орудия.
28
Однако в ряде случаев непосредственное включение ма-
шины в систему «автоматического управления является неже-
лательным. Эго имеет место при осуществлении автоматиче-
ского управления движением таких объектов, как самолет,
корабль и т. п.
Здесь непосредственное включение машины в цепь авто-
матического регулирования могло бы (при наличии помех
или неисправной работе машины) вызвать опасные движе-
ния управляемого объекта.
При параллельном включении машина в этих случаях
вырабатывает сигналы поправок. Величина и характер по-
правок выбираются таким образом, чтобы исключить воз-
можность опасных движений.
Рассмотрим работу выходных преобразователей для каж-
дого из способов включения машины в цепь автоматического
управления.
Схема непосредственного включения машины показана
на рис. 13 *. Здесь счетчик и регистр в начальном положе-
нии устанавливаются в нулевое положение.
Орган
управления
Следящая
система
Счетчик
импульссВ
Шаговый
'ЛЬ
Генератор
импульсов
ЭЦМ
из
Поправка к у
Изменение курса
Рис. 13. Непосредственное включение ЭЦМ в цепь системы
автоматического управления
В машину вводятся данные, на основании которых она
рассчитывает параметры движения управляемого объекта.
Цифровой код, изображающий, например, расчетный курс,
подается из машины на регистр курса. При включении
1 Журнал «Aviat. Week», № 19, 1954.
29
системы автоматического управления импульсы от генера-
тора через клапаны К» и Кг и счетчик подаются на шаговый
двигатель. Такой двигатель совершает поворот на один и тот
же угол при подаче на пего одного сигнала. В соответствии с
величиной рассчитанного курса на двигатель подается такое
число импульсов, чтобы он повернулся на угол, пропорцио-
нальный рассчитанному курсу. Сигналы после клапанов Ki и
К2 поступают на счетчик, где запоминается значение по-
правки курса, подсчитанной в данном цикле работы машины.
С помощью счетчика и следящей системы обеспечивается
выдерживание заданного курса.
Клапаны Ki и К2 открываются сигналами управления
«поправка курса» и «изменение курса». Последний сигнал
подается, если необходимо задать новый курс движения.
Если необходимо внести поправку в заданный курс, то
подается только сигнал «поправка курса». Поправка отра-
батывается шаговым мотором в виде определенного угла по-
ворота, т. е. совершается преобразование типа «цифра —
угол».
Компас
Рис. 14. Параллельное включение машины в систему автоматического
управления самолетом
На рис. 14 показано параллельное включение машины в
цепь автоматического управления самолетом. Здесь направ-
ление движения задается отдельным устройством, например,
компасом (на рис. 12,6 компас обозначен как датчик поло-
жения органа управления), а ЭЦМ рассчитывает и вводит
в следящую систему только поправку курса. Работа такого
устройства рассмотрена в описании универсальной самолет-
ной ЭЦМ (разд. «Наземные и бортовые авиационные си-
стемы») .
30
Далее познакомимся с тем, как ЭЦМ ведет расчеты при
автоматическом управлении объектом.
Назначение ЭЦМ в такой системе — реализация алго-
ритма решения поставленной задачи. (Слово «алгоритм» в
математике сокращенно обозначает точное предписание о
выполнении в определенном порядке некоторой системы опе-
раций для решения всех задач заданного типа.)
К простейшим алгоритмам относятся, например, правила
выполнения арифметических действий. Алгоритмы задаются
в виде словесных предписаний или же разного рода формул
и схем.
В качестве примера составим алгоритм простейшего ва-
рианта задачи автоматического наведения снаряда на цель
(рис. 15).
Центр тяжести
Рис. 15. График простейшей задачи прицеливания:
— горизонтальная скорость полета снаряда; V — скорость поворота сна-
ряда; Т — временная характеристика, постоянная для данного типа снаряда;
Н—высота снаряда над землей; 5 —наклонная дальность снаряд — цель;
<р — угол, составленный вертикалью и линией наклонной дальности
Для повышения точности поражения целей некоторые со-
временные типы снарядов имеют устройства автоматического
наведения на цель *. Такие снаряды называются самонаво-
дящимися. Аппаратура самонаведения включает приборы
регистрации положения снаряда относительно цели и си-
стему автоматического управления полетом снаряда, дей-
ствующую на основании управляющих сигналов от счетно-
решающих приборов.
Счетно-решающие приборы систем управления самонаво-
дящихся снарядов могут быть построены на различных прин-
ципах', в том числе и на основе техники ЭВМ. Положение
снаряда относительно цели часто определяется радаолока-
1 Журнал «Aviation Daily», № 20, 1957.
31
ционным способом. В этом случае снаряд снабжается специ-
альной радиолокационной станцией.
Для выполнения задачи точного поражения цели снаряд
в течение всего своего полета должен быть направлен на
цель, для чего антенна радиолокационной станции в свою
очередь должна быть точно направлена на цель.
Для обеспечения самонаведения необходимо решить за-
дачу, с какой скоростью снаряд должен поворачиваться от-
носительно своей продольной оси, чтобы быть направленным
все время на цель, и какой при этом угол между вертикалью
и линией снаряд — цель должен выдерживаться в процессе
самонаведения.
Из рис. 15 видно, что искомые скорость и угол соответст-
венно равны
V=W — и tg<p = —.
н ьт н
Последние выражения представляют собой алгоритм ре-
шения поставленной задачи, изображенный в виде формулы.
Этот же алгоритм можно задать и в виде последователь-
ности указаний, приведенной в табл. 2.
Таблица 2
№ указания Содержание указания
1 Л Измерение величин W, h, Н. Деление — . Умноже- Н h ние W —. Переход к указанию 2
2 Поворот снаряда со скоростью V. Умножение WT. WT Деление — . Вычисление угла, тангенс которого ра- п WT „ • вен величине — . Переход к указанию 3 Н
3 Сравнение величины действительного угла ^действ сна- ряда с вертикалью в данный момент с рассчитанным по указанию 2 значением ^рася* Переход к указанию 4
4 Переход к указанию 6. если действительный угол наклона снаряда равен расчетному. Переход к указа- нию 5, если действительный угол больше или меньше
5 расчетного Увеличение или уменьшение высоты полета снаряда в зависимости от результатов указания 4. Переход к указанию 1
6 Прекращение поворота снаряда. Переход к указанию 1
32
Данный алгоритм может быть реализован как с помощью
электронной модели, так и на ЭЦМ.
На рис. 16 1 приведена схема соединений блоков электрон-
ной модели, с помощью которой может быть реализован ал-
горитм решения рассматриваемой задачи.
Рис. 16. Схема соединений блоков электронной модели при решении
задачи прицеливания
Модель в этом случае работает следующим образом.
Блоки 1—3 вычисляют значение скорости поворота снаряда.
Блоки 4—7 вычисляют величину угла наклона линии сна-
ряд—цель к вертикали, при которой снаряд будет направ-
лен на цель.
В блоке 7 сравниваются напряжения, пропорциональные
расчетному и действительному значениям этого угла.
При равенстве этих напряжений сигнал на выходе а
блока 7 равен нулю. При разности этих углов, не равной
нулю, с выхода а на вход II блока 10 будет подаваться сиг-
нал.
Блок 10 осуществляет поворот снаряда лишь при наличии
сигналов одновременно на входах 1 и II. При отсутствии
сигнала на входе II блока 10 (в случае равенства действи-
тельного и расчетного угла снаряда с вертикалью) поворот
прекращается.
Входы Ш и IV блока 10 связаны соответственно с бло-
1 Журнал «Proceedings of the IEE>, № 9, 1956.
3 Зак. 553
33
ками 8 и 9. Сигналы на этих входах обеспечивают поворот
снаряда соответственно вниз или вверх.
Для решения рассматриваемой задачи на ЭЦМ необхо-
димо преобразовать алгоритм ее решения к виду, «понят-
ному» для машины. Алгоритмы, составленные специально
для машин, представляют собой уже упоминавшиеся про-
граммы вычислений.
Программа вычислений состоит из так называемых
команд, в которых указывается, какие действия, с какими
числами и в какой последовательности необходимо произ-
вести.
Например, команду «п 4- 1» можно записать так:
Номер команды Исходные числа Код операции
п+1 w, т, а Умножение
Эта команда означает, что число, выражающее значение
W, надо умножить на число, равное Г, и результат поме-
стить в ячейку а накопителя. Обычно исходные числа обо-
значаются номерами ячеек накопителя, где они хранятся, а
коды операций выражаются определенными числами (напри-
мер, сложение — 01, умножение — 02 и так далее). Номер
ячейки накопителя, в котором хранится данное число или
команда, называют адресом этого числа или команды. Для
простоты обозначим адреса чисел нашей задачи буквен-
ными выражениями этих чисел, а коды операций будем за-
писывать в виде соответствующего арифметического или ло-
гического действия.
Запишем полученный алгоритм (указанный в табл. 2) по-
ставленной задачи в виде программы вычислений для ЭЦМ
(табл. 3).
По командам «и», «п, 4- 1», «п 4- 2», «п 4- 3» и «п 4- 4»
рассчитываются величины V и орасч.
По команде «и 4- 5» (сравнение) действительный угол
наклона снаряда <рД€йств сравнивается с расчетным значе-
нием ЭТОГО угла ?расч.
Сравнение может выполняться путем вычитания вели-
чины ?раоч из величины ?действ-
Результат сравнения воздействует на специальную схему
(назовем ее дешифратор признака), которая вырабатывает
сигнал признака, если величины углов ?расч и ?действ равны
друг другу, т. е. результат сравнения равен нулю.
34
Таблица 3
.. Ла ячейки накопителя (адреса команды) Операция Адрес числа Производимое действие
А» А» Аз
П Деление h н а _Л_ Н
п 4- 1 Умножение а г b . h V= W — Н
п + 2 Умножение W т с WT
п 4-3 Деление с н d WT tg ?расч — п
п 4- 4 Нахождение уг- ла по его тангенсу d — е Нахождение Трасч п0 траоч
п 4-5 Сравнение Тдейств трасч f
п 4-6 Условная пере- дача управления п 4- 7 п • 1 — —
п 4-7 Передача зна- чения ошибки на блок управления f — ' '
п 4-8 Безусловная передача управ- ления л 4- 5 —
Сигнал признака не вырабатывается, если величины уг-
лов 4>расч и ?Действ не равны между собой, т. е. результат
сравнения отличен от нуля.
Команда «п 4- 6» (условная передача управления) изме-
няет последовательный порядок выбора команд из накопи-
теля. В зависимости от наличия или отсутствия сигнала
признака в предыдущей операции изменяется последов ате л ь-
з*
35
иость выполнения программы. Далее выполняется одна из
двух команд, адреса которых указаны в коде операции
«л4-6> (условная передача управления).
При отсутствии сигнала признака (углы <?р асч И Тлей от в
не равны между собой) выполняется команда «м 4- 7», по
которой величина расхождения между действительным и
расчетным углами наклона снаряда передается на блок
управления поворотом снаряда. По команде «п + 8» управ-
ление передается (вне зависимости от сигнала признака) на
команду «л 4- 5>, по которой снова сравниваются значения
углов <рРасч и<?действ. Если они окажутся неравными, то будет
повторен описанный цикл работы системы управления. Ко-
гда же системой управления снаряд будет приведен в поло-
жение, характеризуемое равенством углов <?раОч и<рдсйств, вы-
рабатывается сигнал признака. Команда «условная пере-
дача управления» передаст управление на команду «л», и
снова начнется расчет угла наклона снаряда.
На рис. 17 представлена функциональная схема ЭЦМ,
поясняющая последовательность выполнения составленной
программы вычислений.
Здесь дешифратор накопителя служит для выборки по
посылаемому в него коду адреса числа или команды соот-
ветствующих чисел или команд.
Счетчик команд хранит номер ячейки накопителя, где на-
ходится команда, которую нужно выполнить.
В блоке регистра команд запоминается команда, выпол-
няемая в данном рабочем такте * машины.
В дешифраторе кодов операций на основе кода опера-
ции вырабатываются сигналы, обеспечивающие выполнение
заданной операции.
Дешифратор сигнала признака вырабатывает при опре-
деленных условиях сигнал признака, при наличии которого
изменяется ход вычислений.
При начальном включении машины первая команда про-
граммы вычислений (в нашем случае команда «л») посы-
лается из накопителя на регистр команд (РК). В счетчике
команд фиксируется номер этой команды. Далее адрес пер-
вого числа из РК подается на дешифратор накопителя, по
этому адресу первое число выбирается из соответствующей
ячейки накопителя и поступает в арифметическое устройство
Таким же образом выбирается и второе число.
♦ Такт—время, в течение которого выполняется машиной одна
операция.
36
Сигналы
чисел
Рис. 17. Функциональная схема электронной цифровой машины
Затем в соответствии с кодом операции на дешифраторе
операций вырабатываются управляющие сигналы. Они ком-
мутируют цепи машины так, что выполняется заданная опе-
рация, прибавляется единица к коду на счетчике команд
(там вместо числа п станет число п 4- 1). Кроме того, код
адреса результата посылается на дешифратор накопителя
и результат выполненной операции переписывается из ариф-
метического устройства в соответствующую ячейку накопи-
теля. Наконец, в заключение данного рабочего такта машины
будет установлен на нуль регистр команд и на него из нако-
пителя передается код команды, которая должна выпол-
ниться в следующем такте. В начале следующего такта в со-
ответствии с данными счетчика команд (там число п 4- 1)
передается на регистр команд команда «п 4- 1» и так далее.
Последовательность выполнения команд изменяется при
командах «безусловная передача управления» или «услов-
ная передача управления».
В первом случае гасится код на счетчике команд и на
него передается код первого адреса с регистра команд.
37
Поэтому в следующем такте будет выполнена команда, код
которой был указан в первом адресе команды «безусловная
передача управления».
Во втором случае код на счетчике команд гасится и в за-
висимости от наличия или отсутствия сигнала признака с ре-
гистра команд на счетчик будет передан соответственно код
второго или первого адреса и в следующем такте будет
выполнена соответствующая операция.
Нами рассмотрено решение простейшей задачи прицели-
вания с помощью электронной модели ЭМ и ЭЦМ. На этих
примерах можно отметить характерные различия между
двумя этими типами электронных вычислительных машин.
ЭМ при данном составе блоков и их соединении способна
решать только данную конкретную задачу. ЭЦМ в указан-
ном выполнении может решать и любые другие задачи, для
чего необходимо только сменить программу вычислений или
соответственно расширить имеющуюся программу.
Характерным является также и различие в скорости ра-
боты этих двух типов ЭВМ.
ЭМ работают, как говорят, в натуральном масштабе вре-
мени.
Задержка здесь определяется однократным прохожде-
нием напряжения через электронные схемы, так как все не-
обходимые операции выполняются одновременно парал-
лельно работающими блоками (каждая операция расчета
выполняется отдельными блоками).
Получаемая задержка не превышает времени срабаты-
вания органов управления управляемого объекта, и поэтому
на ЭМ результаты расчетов в каждый момент времени соот-
ветствуют значениям исходных величин в этот момент. Это и
означает работу ЭМ в натуральном масштабе времени.
В отличие от указанного выше операции на ЭЦМ дол-
жны производиться гораздо быстрее по сравнению с посту-
плением исходных данных, потому что все операции в ЭЦМ
производятся на одном и том же устройстве (арифметиче-
ском) и каждая из операций занимает конечное время. По-
этому для того чтобы выполнился цикл вычислений из п опе-
раций, каждая длительностью /, потребуется время nt.
Для нормальной работы системы управления необхо-
димо, чтобы это время nt не превышало периода Т регулиро-
вания системы управления.
Период регулирования системы управления — время, по
истечении которого орган управления занимает устойчивое
38
положение после воздействия на наго управляющего сиг-
нала.
Для выполнения условия nt = Т и требуется большое бы-
стродействие ЭЦМ.
Связь быстродействия ЭЦМ с характеристиками органов
управления можно показать на -следующем примере. Как
показывают опыты, суммарная постоянная времени Т орга-
нов управления поршневых самолетов составляет примерно
0,5 сек\ реактивных самолетов 0,1 сек1 2. Необходимое коли-
чество операций в цикле расчетов, обеспечивающем выра-
ботку управляющих сигналов, составляет не менее 700.
Тогда время на одну операцию будет:
— для ЭЦМ поршневого самолета
Т 0 5
t = - = ^ = 700 мксек, что соответствует необходи-
мому быстродействию около 1500 операций в секунду;
— для ЭЦМ реактивного самолета
Т 0 I
t = - = — = 140 мксек, что соответствует быстродей-
п 700
ствию около 8000 операций в секунду.
Из рассмотренного понятно, почему при перечислении па-
раметров Э1М не упоминается их быстродействие. Это объ-
ясняется тем, что они работают в реальном масштабе вре-
мени, т. е. со скоростью поступления исходных данных.
Быстродействие ЭЦМ играет решающую роль, так как
оно определяет возможность использования их в системах
регулирования с малой постоянной времени.
ЭЦМ, применяемые для управления различными ви-
дами боевой техники, могут очень мало отличаться одна от
другой. Это отличие будет выражаться главным образом в
различных программах работы и различных типах входных
и выходных преобразователей (по мощности, характеру воз-
действия на исполнительные механизмы и т. п.).
Особенностью управляющих ЭЦМ, кроме специфичности
входных и выходных преобразователей, является значитель-
ное сокращение габаритов оборудования. Понятно, что ма-
шины могут применяться для целей управления при условии,
если их габариты находятся в разумных соотношениях с
размерами управляемого агрегата (управляемый снаряд,
орудие и т. п.).
1 Журнал «Aviat. Week», № 19, 1954.
2 Журнал «Aviat. Week», № 5, 1954.
39
Универсальные машины, требующие для своего размеще-
ния площадь от 25 до 300 jw2, конечно, нецелесообразно при-
менять для целей управления агрегатами промышленной и
военной техники.
Поэтому разрабатываемые в ряде стран управляющие
машины строятся на таких элементах, что общие габариты
их снижаются до размеров телевизионного приемника. Это
достигается применением сверхминиатюрных ламп и дета-
лей.
Использование полупроводников и ферритов еще более
снижает габариты, значительно повышает надежность ра-
боты и срок службы машин.
ЭЛЕКТРОННЫЕ МАШИНЫ «ДУМАЮТ»
Как следует из рассмотренных примеров, ЭЦМ способны
выполнять не только чисто вычислительные операции, но и
некоторые логические (сравнение, условная передача упра-
вления и т. п.).
При их выполнении машины могут сравнивать различные
величины. В зависимости от результатов сравнения в даль-
нейшем выбирается та или иная последовательность работы.
При отсутствии неисправностей ЭЦМ быстро и безошибочно
производят повторные однообразные действия и при этом «не
устают».
Последнее важно в том отношении, что многие процессы
умственной деятельности человека заключаются в.повторе-
нии однообразных операций, причем характер последующих
операций определяется результатом предыдущих.
Это означает, что указанные процессы протекают по
строго определенному формальному предписанию (т. е. ал-
горитму), которые можно запрограммировать.
Известно, например, что в деятельности крупных воен-
ных штабов анализ поступающих данных, их обработка и
составление соответствующей документации складывается из
последовательностей элементарных операций нескольких
типов, которые осуществляются в строгом соответствии со
специальными инструкциями и схемами.
В иностранной печати указывается на возможность «ис-
пользования электронных машин при решении оперативно-
тактических вопросов. Часто такая возможность иллюстри-
руется опытом использования ЭЦМ для реализации правил
шахматной игры.
40
Разработка программ для игры на машине в шахматы,
шашки и другие игры, исследование вопросов машинной так-
тики и стратегии игры имеют большое значение. Положи-
тельные результаты таких работ позволяют использовать
ЭЦМ для решения некоторых оперативно-тактических вопро-
сов. Кроме того, предоставляется возможность получить
законы построения различных автоматических устройств, ко-
торые могут найти применение в военном деле.
О характере ведущихся в этом направлении работ сооб-
щает американский журнал «Telecommunications Reports»,
№ 24, 1953, указывающий, что в ВВС США работают над
созданием электронной машины, которая в соответствии с
планами штаба должна подсчитывать данные о личном со-
ставе, материальней части, учебно-боевой подготовке и т. п.
В накопителе машины такого назначения должен хра-
ниться разнообразный справочный материал.
Проверка справочного материала, выборка, запоминание
и печатание нужных сведений — это такие операции, выпол-
нением которых ежедневно занимается большое количество
служащих различных специальностей, в том числе и военно-
служащих. Очевидна целесообразность переложения этой
утомительной однообразной работы на машины.
При решении подобных задач электронные машины обла-
дают новыми возможностями, не присущими другим маши-
нам.
Для более подробного рассмотрения данного вопроса уме-
стно коротко остановиться на элементарных теоретических
основах, раскрывающих характер умственной деятельности
человека и возможности облегчения ее путем переложения
части этой работы на машины.
Мозг человека состоит из элементарных частиц (нейро-
нов), количество которых достигает 10—15 миллиардов. Их
деятельность заключается в электрическом возбуждении. В
зависимости от наличия последнего нейроны, подобно элек-
тронным схемам (триггерам), действуют по принципу «да»
(цепь воздействия возбуждения замкнута) или «нет» (ука-
занная цепь разомкнута).
В продолжение своей жизни человек «тренирует» свою
память, накапливая в мозгу различные сведения. Профессия
человека определяет преимущественный характер сведений.
В процессе умственной деятельности человек решает тот
или иной вопрос путем отыскания в своей памяти накоплен-
ных сведений.
41
Теперь при наличии машин, способных запоминать раз-
личные сведения и быстро их отыскивать, становится реаль-
ной постановка вопроса об электрическом моделировании
некоторых процессов умственной деятельности человека.
Электрическое моделирование, как уже говорилось, осно-
вано на факте единства законов природы. Последнее в дан-
ном случае подтверждается тем, что простейшие элементы
человеческого организма и машины (нейроны мозга и триг-
геры машин) действуют в соответствии с подобными физиче-
скими принципами.
В каждом процессе моделирования оригинал (натуру) за-
меняют аналогом (моделью).
В данном случае за натуру принимается человек, напри-
мер, ищущий в различных книгах ответ на интересующий его
вопрос. Предполагается, что для данного человека ответ на
этот вопрос неизвестен, в то время как в книгах и справоч-
никах содержатся ответы на его составные части.
Модель — электронная машина — должна осуществлять
отыскание ответов на вопросы.
Для этого содержание соответствующих книг, справочни-
ков и т. п., закодированное с помощью определенного соче-
тания электрических сигналов, должно храниться в запоми-
нающем устройстве машины. У большинства электронных
машин имеется два типа накопителей (или, как говорят, па-
мяти): оперативный и долговременный.
Первый тип памяти характеризуется большой скоростью
выбора накапливаемых в нем сигналов, но сравнительно
небольшим количеством хранимых сигналов, второй тип
памяти обладает меньшим быстродействием, но обеспечивает
сохранение большого числа сигналов, посредством которых
закодированы те или другие сведения.
Подобие между функциями, выполняемыми человеком, и
функциями, выполняемыми машиной, в рассматриваемом
случае состоит в следующем.
Мозг человека — это его оперативная память. В своей
оперативной работе человек использует только накопленный
личный опыт. Однако в результате развития науки и техники
для решения того или иного вопроса человеку все время
приходится обращаться к долговременной памяти. Такой па-
мятью для него являются книги, справочники, инструкции,
наставления и т. п., в которых сосредоточен опыт многих
людей.
Использование этой памяти требует много времени. Ме-
ханизация данной отрасли умственного труда крайне необ-
42
холима. Создание машин для этих целей облегчит и ускорит
труд человека, разгрузит его мозг от однообразной механи-
ческой работы.
Работа таких машин должна состоять в отыскании отве-
тов на деловые вопросы из различных областей знаний.
Предполагается, что для каждого отдельного круга вопро-
сов будут сосланы специальные машины, подобно тому как
сейчас издаются справочники по различным специальностям.
Ответы, выдаваемые машиной, могут запоминаться ею.
Изложенные принципы могут быть использованы для во-
енных целей в упоминавшихся выше штабных машинах.
Для этого в накопитель должно будет заноситься специ-
альным образом закодированное содержание соответствую-
щих оперативных документов, а также уставов, наставлений
и инструкций.
Офицеры штаба смогут с помощью такой машины бы-
стро и безошибочно готовить справочные материалы по раз-
личным вопросам.
При наличии соответствующей программы машина смо-
жет составлять планы учебно-боевой подготовки, заявки на
материально-техническое снабжение войск и т. д. Могут ре-
шаться также различные варианты той или иной оператив-
но-тактической задачи с указанием сравнительных преиму-
ществ и недостатков каждого варианта.
Так электронные машины смогут осуществлять функции,
относящиеся к сфере умственной деятельности человека.
ВОЗМОЖНОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ МАШИН
В РЕШЕНИИ ОПЕРАТИВНО-ТАКТИЧЕСКИХ
ВОПРОСОВ
О возможностях электронных машин в решении опера-
тивно-тактических вопросов сообщается в американском
журнале «Army Information», № 8, 1955, в статье «Ведение
боя с помощью вычислительных машин». Некоторые матери-
алы этой статьи приводятся в настоящем разделе брошюры.
В статье указывается, что в лаборатории баллистических
исследований Абердинского испытательного полигона
(США) проводилось исследование проблемы создания об-
становки, приближающейся к боевой, с использованием элек-
тронных цифровых машин.
При моделировании боя учитываются такие особенности
ЭЦМ, как дискретность их работы и ограниченность емко-
сти запоминающего устройства (накопителя).
43
ЭЦМ называют машинами дискретного действия, так
как операции на них выполняются дискретно: одна операция
выполняется в течение определенного времени. Ограничен-
ность емкости накопителя заключается в том, что количество
ячеек памяти не может быть сколь угодно большим.
Поэтому в процессе моделирования боя последний де-
лится на определенные моменты, для каждого из которых
ЭЦМ определяет действия каждого активного участника.
В ячейках накопителя ЭЦМ хранятся данные об опреде-
ленной зоне боя.
Моделируемая обстановка боя привязывается к некото-
рой местности. Все детали местности не удается выдержи-
вать в модели боя. Зона боя разбивается на мелкие части и
в каждой ячейке накопителя хранятся сведения об одной
точке какой-либо части.
В статье указывается, что для представления типичного
поля боя карта местности разбивалась на 500 тысяч шести-
угольников. центр каждого из которых характеризовался со-
ответствующими координатами.
Далее на карту местности наносилась некоторая боевая
обстановка, при этом такие объекты обстановки, как танки,
самолеты, подразделения пехоты и т. п., принимались за ак-
тивные объекты. В качестве пассивных объектов фигуриро-
вали такие объекты, как леса, горы, населенные пункты,
озера, реки и т. п.
Форма участка местности и район возможного передви-
жения активного объекта выражались геометрически в виде
выпуклого закрытого многоугольника, открытого многоуголь-
ника или круга различного радиуса.
Вертикали многоугольников и центры кругов задавались
соответствующими координатами.
Каждый активный объект отмечался соответствующей
координатной точкой. Многоугольник, в котором заключен
данный объект, может быть открытым или закрытым в зави-
симости от характера пассивных и активных объектов «про-
тивника», содержащихся в районе нахождения данного ак-
тивного объекта.
Открытый многоугольник получается тогда, когда актив-
ный объект может беспрепятственно передвигаться в одном
или нескольких направлениях, свободных от естественных
преград и лежащих вне зоны действия боевых средств «про-
тивника».
Закрытый многоугольник получается, например, тогда,
когда заминированы все возможные пути передвижения ак-
44
тивного объекта или эти пути находятся в пределах веду-
щегося огня боевых средств «противника».
Пассивные объекты в зоне боя разделяются на два вида:
леса, горы и населенные пункты, мешающие видимости, и
озера, реки, горы, препятствующие передвижению.
В рассматриваемом методе моделирования боя вводится
8 различных вероятностей, указывающих на степень, в кото-
рой каждый пассивный объект мешает видимости или огра-
ничивает движение.
Если, например, такой объект, как горные массивы, вхо-
дит в оба класса, то его координаты заносятся в две ячейки
накопителя с возможностью иметь две различные вероятно-
сти. Одна из них служит для определения видимости через
объект, вторая вероятность указывает степень, в которой пас-
сивный объект затрудняет движение через данное место.
Вероятности сами могут изменяться в результате происхо-
дящих событий (например, разрушение моста) или распоря-
жения командира (например, о разминировании поля).
Активные объекты, кроме координат своего местополо-
жения, характеризуются также координатами некоторой об-
ласти, называемой полем зрения активного объекта.
В процессе реализации розыгрыша боя активный объект
движется в направлении своего поля зрения, т. е. области,
свободной при данной обстановке от естественных препят-
ствий и огня боевых средств «противника». Размеры поля
зрения определяются также состоянием активного объекта в
данный момент, т. е. численностью личного состава, количе-
ством боеприпасов, горючего и т. п. Поэтому изменение так-
тических планов сводится к изменению координат полей
зрения каждого из активных объектов.
Данные о численности личного состава, количестве бое-
припасов и горючего для каждого активного объекта запо-
минаются в отдельных ячейках накопителя электронной
цифровой машины. Каждый из этих факторов может послу-
жить основой для изменения приказаний командира, напри-
мер танк с малым количеством боеприпасов может быть на-
правлен к ближайшему укрытию, вместо того чтобы продол-
жать атаковать «противника».
Многие решения на поле боя могут определяться концен-
трацией объектов «противника» в данной зоне.
Для всех объектов данного типа в процессе розыгрыша
боя вычисляется самый малый закрытый многоугольник или
круг. Таким образом, определяется концентрация (плот-
ность) объектов данного типа, что может служить фактором,
45
влияющим на характер тактического решения. Например,
при достижении определенной концентрации активных объ-
ектов «противника» может быть принято решение об откры-
тии артиллерийского огня, о сбрасывании авиационных
бомб и т. д.
При розыгрыше боя на ЭЦМ посредством рассматривае-
мого метода бон делится на три повторяемые фазы: выбор
направления «удара», момент «боя» и движение в зоне
«боя».
Выбор направления «удара» может производиться в со-
ответствии с различными положениями (доктринами). На-
пример, танки могут выбрать ближайший видимый активный
объект «противника», артиллерия может стрелять по местам
наибольшей концентрации активных объектов «противника».
В данном случае выбор ближайшего видимого активного
объекта «противника» означает, что могут быть и более
близко расположенные активные объекты «противника», но
эти объекты невидимы или труднодоступны в обстановке,
создавшейся в данный момент.
Фаза, называемая моментом «боя», состоит в определе-
нии результатов ведущегося огня боевых средств. Вероят-
ность «попадания» и «уничтожения» в этой фазе может быть
представлена в виде полей поражения различных боевых
средств (артиллерийских снарядов, авиационных бомб
и т. п.).
Фаза передвижения в поле боя разбивается на три
этапа: учет потерь, изменение плана боя и изменение полей
зрения.
В первом этапе производится учет своих потерь и потерь
«противника» и в зависимости от этих результатов изме-
няется тактический план. Это изменение сводится к тому, что
для вновь полученных координат своих активных объектов и
активных объектов «противника» вычисляются новые поля
зрения с учетом потерь личного состава и изменений в коли-
чествах боеприпасов, горючего и т. п. для каждого актив-
ного объекта. Дальнейшее движение каждого активного объ-
екта происходит в направлении вновь вычисленного поля
зрения этого объекта. При этом задается конечная цель дви-
жения, а также отдельные участки движения. Один участок
движения — расстояние между центрами примыкающих
многоугольников.
В поле зрения активного объекта может быть непреодо-
лимое препятствие. Путь следования активного объекта к
конечной цели, рассчитываемый в каждый данный момент,
46
строит-ся с учетом обхода непреодолимых препятствий. Дви-
жение на отдельных участках пути следования состоит из
одной или нескольких ступеней в направлении к многоуголь-
нику, центр которого лежит ближе всего к пути следования
к конечной цели.
После того как движение в зоне боя в данный отдельный
момент закончится, начинается расчет характеристик первой
фазы следующего момента «боя».
В статье подчеркивается, что при розыгрыше боя на
ЭЦМ посредством изложенного метода не могут быть полу-
чены рекомендации командиру, обеспечивающие ему выиг-
рыш боя в любом случае.
Основное назначение рассматриваемого метода модели-
рования боевых операций состоит в использовании ма-
шины при выполнении утомительных повторяющихся вычис-
лений.
Таким образом, при рассмотренном методе розыгрыша
боевых операций на ЭЦМ в накопитель машины должна
вводиться следующая информация, закодированная посред-
ством двоичных цифр:
а) координаты пассивных объектов;
б) координаты активных объектов «красных» и «синих»,
а также информация о личном составе и запасе боеприпасов,
горючего и т. п.;
в) координаты полей поражения боевых средств активных
объектов «красных» и «синих».
Все перечисленные координаты получаются путем снятия
с карты, на которой нанесена обстановка разыгрываемой
операции, действительных координат всех активных и пас-
сивных объектов.
Доктрина боя выражается в составляемой программе ра-
боты ЭЦМ, реализующей алгоритм розыгрыша определенной
боевой операции.
Доктрина боя определяется принятыми вероятностями,
характеризующими степень препятствия различных пассив-
ных объектов, а также степень противодействия активных
объектов «противника» действиям своих активных объектов.
Выработка этих вероятностей производится на основе
оценки условий местности, позиций и тактико-технических
данных своих боевых средств и боевых средств «против-
ника»?
Иными словами, алгоритм, который необходимо задать
машине при данном методе розыгрыша боя, представляет
собой решение командира.
47
В данном случае программа работы ЭЦМ при моделиро-
вании некоторой боевой операции может быть представлена
в виде последовательности указаний, приведенных в табл. 4.
Таблица 4
№ указания
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Содержание указания
Выделение координат всех активных объектов дан-
ного типа.
Переход к указанию 2
Выделение координат пассивных объектов.
Переход к указанию 3
Определение для каждого активного объекта дан-
ного типа самого малого закрытого многоугольника
или круга.
Переход к указанию 4
- Определение концентрации активных объектов дан-
ного типа.
Переход к указанию 5
Выполнение указаний 1—4 для активных объектов
остальных типов.
Переход к указанию 6
Выработка тактического решения о действиях актив-
ных объектов различных типов.
Переход к указанию 7
Учет своих потерь и потерь „противника" путем
сравнения координат попей зрения активных объектов
и координат зоны поражения приведенных в действие
боевых средств.
Переход к указанию 8
Расчет расхода боеприпасов и горючего соответст-
вуюлими активными объектами.
Переход к указанию 9
Расчет новых попей зрения для активных объектов.
Переход к указанию 10
Задание маршрута движения к конечной цели и от-
дельных участков этого маршрута.
Переход к указанию 1
В связи со сложностью моделируемого явления про-
грамма работы, представленная в табл. 4, состоит из указа-
ний, каждое из которых требует для своего выполнения
большого количества операций. Поэтому каждое указание
может быть развернуто в соответствующее количество от-
дельных предписаний.
Содержание программы работы ЭЦМ при моделировании
боя свидетельствует о том, что в данном случае необходимо
48
выполнять не только вычислительные операции, но и опера-
ции по преобразованию и обработке исходной информации.
Такие операции называются логическими операциями.
Для иллюстрации способов преобразования информации
в ЭЦМ рассмотрим процесс кодирования информации.
Существует большое количество методов кодирования
информации с помощью двоичных цифр.
Условно примем, что для моделирования боя применяется
ЭЦМ, в которой имеется двадцать двоичных разрядов. Раз-
делим их на четыре группы по пять разрядов в каждой
группе. При этом каждая группа может содержать 32 раз-
личных кода, так как 23 = 32. Это означает, что если, на-
пример, имеется 32 типа активных объектов, то для обозна-
чения каждого из них достаточно иметь группу двоичных
цифр, содержащую пять разрядов.
Если количество типов активных объектов больше три-
дцати двух, то количество двоичных разрядов должно быть
больше пяти.
Номером ячейки памяти, где хранится информация, мо-
жно обозначать координаты активных или пассивных объек-
тов.
Предположим, что номер ячейки накопителя обозначается
десятью двоичными разрядами (т. е. не превышает 210 =
= 1024), причем один старший разряд указывает на тип
объекта, а девять младших разрядов — координаты объ-
екта. Например, наличие цифры «1» в старшем разряде но-
мера ячейки накопителя может обозначать пассивный объ-
ект, наличие цифры «0» — активный объект. При этом пер-
вый разряд считается старшим, последующие девять раз-
рядов — младшими.
В соответствии с принятыми условиями код, помещенный
в табл. 5, может обозначать следующее.
1. Информация хранится в ячейке накопителя, двоич-
ный номер которой есть «0001101011». Двоичная цифра «0»
в первом разряде означает, что информация относится к ак-
тивному объекту. Двоичная цифра во втором разряде ука-
зывает на принадлежность объекта («синий» или «крас-
ный»). Двоичное число «01101011» в разрядах № 3—10
изображает координаты объекта.
2. Информация, хранимая в ячейке накопителя с данным
номерам, содержит сведения о виде объекта (в разрядах
№ 1—5), о наличии на данном объекте личного состава
(в разрядах № 6—9), о типе и количестве боеприпасов (в раз-
рядах № 10—14) и горючего (в разрядах № 15—20).
4 Зак. 553
49
Таблица 5
Содержание информации Адрес информации (координаты и тил объекта) Вид объекта Наличие
личного состава боеприпасов горючего
тил координаты тип количество марка количество
Номер разряда 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Код 0 0 0 1 1 0 I 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0
3. Вид объекта может указывать на войсковое подраз-
деление (взвод, рота) или тип боевой техники (танк, орудие,
самолет).
Так, в нашем случае в разрядах № 1—5 содержится
двоичное число «01001», соответствующее десятичному чи-
слу «9».
Допустим, что цифрой «9» кодируется такой активный
объект, как танк. Тогда двоичное число «ООП» в разрядах
№ 6—9 будет означать, что экипаж танка состоит из трех
человек, так как число «ООН» в двоичной системе соответ-
ствует числу «3» в десятичной системе.
Таким же образом составляется код о наличии и типе
боеприпасов и горючего.
Аналогично можно закодировать сведения о всех осталь-
ных активных и пассивных объектах, характерных для моде-
лируемой боевой обстановки.
В соответствии с программой работы ЭЦМ при модели-
ровании боя (см. табл. 4) необходимо определять данные о
численности личного состава, количестве боеприпасов и го-
рючего для всех активных объектов данного вида. Для этого
из ячейки накопителя, хранящей сведения об активных объ-
ектах данного вида, требуется выделять группу разрядов,
содержащих необходимые данные. Чтобы установить, что
данная ячейка накопителя содержит необходимые данные,
нужно при принятом способе кодирования «просмотреть»
информацию во всех ячейках, в старшем разряде номера
которых имеется двоичная цифра «0».
Далее содержание данной ячейки сравнивается с неко-
торым числом, посредством которого кодируется определен-
ный вид активного объекта.
Для выполнения операции сравнения надо из всех сведе-
ний данной ячейки накопителя выделить информацию овиде
объекта, содержащуюся в разрядах № 1—5.
Операция, позволяющая осуществить такое действие, но-
сит название логического умножения или выделения. Эта
операция заключается в попарном перемножении одноимен-
ных разрядов заданных кодов по правилам:
«0X0 = 0», «ох 1 = 1 X 0 = 0» и «1X1 = 1».
Для выполнения операции «выделение» в качестве од-
ного сомножителя берется код, часть которого нужно выде-
лить.'Другим сомножителем должен быть код, имеющий
«единицы» в разрядах, которые нужно выделить, а в осталь-
ных разрядах — «нули».
4*
51
Так, при необходимости выделения из кода (табл. 6)
части его, заключенной в разрядах № 1—5, достаточно
умножить этот код по правилам логического умножения ла
некоторое число, у которого в указанных разрядах будут
«единицы», а в остальных разрядах — «нули», т. е. на число
вида «11111.00000.00000.00000».
Таблица 6
Содержание кода Вид объекта Наличие
личного состава боеприпасов горючего
тип количе- ство марка количество
jVe разряда 12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Код 0 10 0 1 0 0 10 0 1 1 1 0 1 0 1 10 11
В результате операции «выделение» будет получен код
вида «01001.00000.00000.00000». Для выделения всех актив-
ных объектов одного и того же вида надо часть кода, обо-
значающую вид активного объекта, сравнивать с кодом,
имеющим в разрядах № 1—5 двоичное число, посредством
которого зашифрован данный тип объекта. В разрядах
№ 6—20 этого кода должны быть «нули». Так, для выделе-
ния сведений, относящихся, например, к танкам, требуется
применить число вида «01001.00000.00000.00000».
В первых пяти разрядах последнего кода содержится
двоичное число «01001», соответствующее десятичному
числу «9», которым по условию кодируется активный объ-
ект, представляющий танк.
Операция «сравнение», как уже указывалось, может про-
изводиться вычитанием одного числа из другого. Вычитание
производится на сумматоре арифметического устройства
ЭЦМ. Кроме того, операция «сравнение» может выполняться
па запоминающем регистре арифметического устройства в
соответствии с правилами:
«0 + 0 = 0», «0 + 1 = 1 + 0 = 1» и «1 + 1=0».
Два первых правила очевидны. По третьему правилу по-
лучается «нуль» в данном разряде без «единицы» переноса
в старший разряд вследствие того, что в схеме запоминаю-
щего регистра отсутствуют цепи переноса. В данном случае
при подаче на входы запоминающего регистра двух одина-
52 •
новых кодов на всех триггерах регистра зафиксируется
цифра «О». Поэтому наличие «нуля» на триггерах всех раз-
рядов регистра при выполнении операции «сравнение» ука-
зывает на равенство сравниваемых чисел.
Кроме логических операций «сравнение» и «выделение»,
в ЭЦМ наиболее распространены также логические опера-
ции «сдвиг» и «формирование».
Операция «сдвиг» позволяет сдвинуть цифры данного раз-
ряда кода на определенное количество разрядов вправо (в
направлении младших разрядов) или влево (в направлении
старших разрядов).
При операции «формирование» из двух определенных
кодов образуется новый код путем сложения исходных ко-
дов в соответствии с правилами:
«О + 0 = 0», «1 + 0 — 0 -|- 1 == 1» и «l-f-l = l».
Согласно программе работы ЭЦМ при данном методе
моделирования боя после каждого этапа боя должна изме-
няться информация во многих ячейках накопителя, хранящих
данные о координатах активных объектов.
Пусть в результате какого-то этапа розыгрыша боя под-
считано, что изменение количества боеприпасов для некото-
рого активного объекта представляется числом, представ-
ленным в табл. 7.
Таблица 7
№ разряда 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Число 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 । 1
Из ранее приведенной табл. 6 видно, что информация о
количестве боеприпасов должна размещаться в разрядах
№ 12—14, поэтому необходимо код числа в табл. 7 сдвинуть
на 6 разрядов влево.
Для внесения поправки, выражающей изменение количе-
ства боеприпасов, требуется из кода табл. 6 выделить ин-
формацию, содержащуюся в разрядах № 1—11 в № 15—20.
Далее.следует выполнить операцию «формирование» над
измененными указанным образом кодами табл. 6 и 7. В ре-
зультате получим такой же код, как и код, представленным
r табл. 6, за исключением того, что в разрядах № 12—14
53
вместо числа «110» будет число «ОН», т. е. количество бое-
припасов для данного активного объекта изменилось.
Подобным же образом выполняются все другие необхо-
димые виды преобразования и обработки исходной информа-
ции; этим обеспечивается выполнение программы работы
ЭЦМ при розыгрыше боя.
Решение этой задачи требует выполнения большого коли-
чества операций.
Указывается, что розыгрыш боя на электронных маши-
нах по изложенной методике производился при одновремен-
ной работе трех больших универсальных ЭЦМ.
В статье отмечается, что в результате розыгрыша боя на
ЭЦМ не должно создаваться впечатления, что разработка
плана боя на ЭЦМ безусловно обеспечит выигрыш боя в
любой обстановке.
Основным практическим выводом статьи о применении
ЭЦМ при решении оперативно-тактических задач является
вывод о том, что подобное использование ЭЦМ может пре-
дотвратить ошибки в тактических планах штабов и помочь
командиру в выборе наиболее выгодного варианта боя.
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ МАШИН
ПРИ ВОЕННО-НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ
При решении большинства научно-технических вопросов,
в том числе и военного характера, возникает необходимость
исследования процессов, описываемых сложными математи-
ческими выражениями. Их решение в ряде случаев столь
громоздко, что исследователи предпочитали при малом бы-
стродействии существовавших вычислительных приборов
пользоваться приближенными выражениями. Последние по-
лучались в результате ряда упрощений, нахождение и обо-
снование которых само по себе представляло большие
трудности.
В силу этого результатом исследовательских работ под-
час являлось не окончательное решение заданной проблемы,
а нахождение приближенных выражений, доказательство
справедливости которых требовало длительной и многосто-
ронней проверки на практике. Это замедляло темпы выпол-
нения исследовательских работ, увеличивало материальные
затраты на их проведение.
Создание электронных вычислительных машин открыло
новые возможности для развития науки и техники. С их по-
мощью можно с колоссальной скоростью и на основе точ-
54
пых математических выражений исследовать и решать раз-
нообразные научные и технические проблемы. Недаром во
всех технически развитых странах созданию и развитию тех-
ники электронных вычислительных машин уделяется в на-
стоящее время чрезвычайно большое внимание.
Сообщения органов иностранной печати, упоминаемых в
тексте брошюры, свидетельствуют о том, чго ЭВМ начинают
использоваться для испытаний военного оборудования, для
исследований с целью создания новых систем военной тех-
ники, а также для расчетов, позволяющих дать более точ-
ные прогнозы погоды и т. п.
В печати 1 описываются три метода испытаний самолетов
и их оборудования.
Первый метод, который использовался до появления
ЭВМ, заключался в летных испытаниях реального самолета.
Поведение самолета и его оборудования в полете регистри-
ровалось с помощью специальных аппаратов и приборов,
показания которых кодировались электрическими сигна-
лами и передавались на землю по радиолинии; такой способ
называется телеметрическим (измерение на расстоянии).
При втором методе исследований опытных образцов раз-
личных устройств самолета (автопилот, рулевая система
и др.) производится сопряжение этих устройств с электрон-
ной моделью, имитирующей полет самолета. Испытательные
«полеты» в этом случае совершаются в лаборатории.
Наконец, при последнем методе электронная модель са-
молета управляется электронной моделью аппаратуры управ-
ления. Реальные машины и приборы заменяются математи-
ческими моделями автопилота, рулевой системы и т. д.
Математическое моделирование любого физического про-
цесса заключается в следующем. Движение любого матери-
ального тела, будь то какой-нибудь аппарат (самолет, уп-
равляемый снаряд и т. п.) или деталь механизма (органы
системы управления и т. д.), может быть описано системой
уравнений высшей математики.
Для решения системы уравнений на электронной модели
каждое уравнение набирается с помощью определенного со-
единения соответствующих блоков. Решение представляет
собой уравнение, описывающее траекторию движения тела
при принятых начальных условиях и законе движения.
1 Журналы <Атпег. Aviat», № 12, 1953 и «Amer Rocket», № 3,
1953.
55
Математическое моделирование траекторий движения
различных тел осуществляется как на моделях общего на-
значения, так и на специально разрабатываемых электрон-
ных моделях.
Преимущество новых видов исследований с применением
ЭВМ очевидно. Разработка и испытания новых образцов
техники могут производиться теперь в большей своей части в
лаборатории. Это значительно сокращает необходимое время
и средства. При такой постановке дела постройке того или
иного агрегата предшествует тщательная проверка спроекти-
рованного образца на электронных моделях, в результате
которой наилучший вариант запускается в производство.
Так, одна из крупнейших в мире электронных моделей —
английская машина «Тридак», как сообщается в печати,
применяется для решения научно-технических проблем авиа-
ции, радиолокации, управляемых снарядов и других обла-
стей техники; «Тридак» может решать проблемы, связанные
с движением тела, способного передвигаться в любом на-
правлении в пространстве.
Одной из наиболее распространенных задач, решаемых
на «Тридаке» является, как сообщается в печати1, расчет
пространственной траектории управляемого снаряда, атаку-
ющего цель.
На основании описания работы модели при решении та-
кой задачи составлена схема соединения блоков модели, по-
казанная на рис. 18.
Последовательность работы модели при этом следующая.
Сначала определяются все силы, воздействующие на цель
при управлении ею, и на основании полученных результатов
рассчитываются параметры движения цели (высота, курс,
расстояние). Параметры движения цели и закон их измене-
ния задаются блоком 1 (датчик движения цели). Данные о
параметрах цели получаются в виде электрических напряже-
ний. Величины этих напряжений должны находиться в опре-
деленных пределах, постоянных для данной модели. Подобно
тому как входные сигналы, поступающие на управляющую
ЭЦМ, должны преобразовываться в двоичный код, в данном
случае входные напряжения должны иметь определенный
масштаб. Для этого напряжения, соответствующие различ-
ным параметрам движения цели, подаются на вычислитель-
ные блоки 3 через масштабный преобразователь 2.
1 Журнал «Proceedings of the IEE>, № 9, 1956.
56
На блоки 3 подаются также параметры движения сна-
ряда от датчика 5. С помощью этого датчика можно выбрать
желаемый режим полета снаряда.
В вычислительных блоках рассчитываются скорости сна-
ряда и цели относительно земли, а также их взаимное поло-
жение. На основании этих данных вырабатываются сигналы,
обеспечивающие попадание снаряда в цель. Эти сигналы че-
рез блок управления 4 подаются на имитатор снаряда 7. Он
представляет собой три взаимно перпендикулярных кардан-
ных подвеса, положение каждого из которых определяется
Рис. 18. Схема, поясняющая принцип действия электронной
модели «Тридак»
входными сигналами от блока 4. В зависимости от напряже-
ний, поступающих с блока 4 на блок 7, карданные подвесы
изменяют свое взаимное расположение, что позволяет ими-
тировать произвольное положение снаряда в пространстве.
Подвесы соединены с датчиками, с которых снимается
напряжение, характеризующее положение подвеса.
Напряжения с блока 7 через масштабный преобразова-
тель 6 'подаются на вычислительные блоки.
Таким образом, блоки 3-4-7-6 представляют собой, как го-
ворят, замкнутую цепь автоматического регулирования
Взаимосвязь этих блоков заключается в следующем.
57
В соответствии с законом движения цели, задаваемым
блоком /, в блоках 3 рассчитываются параметры движения
снаряда, необходимые для поражения цели. Затем вычис-
ляется взаимное расположение снаряда и цели и отклонение
снаряда от заданной траектории.
Сигнал, пропорциональный величине отклонения снаряда,
подается на блок управления имитатором; положение ими-
татора изменяется; на основании этих данных производится
новый расчет и т. д.
Для фиксирования результатов моделирования в «Три-
даке» имеются различные регистрирующие приборы: само-
писцы, фотозаписывающие устройства. Предусмотрена воз-
можность наблюдения за ходом моделирования на электрон-
ных осциллографах.
Работающие образцы различных систем автоматического
управления могут быть исследованы на «Тридаке» посредст-
вом совместной работы реальных и моделируемых составных
частей этих систем.
Точность вычислений на «Тридаке» характеризуется мак-
симальной погрешностью, равной одной десятой процента.
Модель занимает площадь 557 л2, потребляет 650 кет элек-
трической энергии, содержит 8000 ламп, 2000 потенциомет-
ров, 2000 реле. Общая длина соединительных проводов со-
ставляет 113 км.
При военно-научных исследованиях могут применяться
также электронные цифровые машины. Например, посту-
пившая в эксплуатацию в 1953 году серийная американская
машина типа «ИРА-1103» имеет в своем составе специаль-
ные входные и выходные преобразователи для связи с ре-
альными объектами, которыми она может управлять. В
1954 году выпущено шесть машин «ИРА-1103». Фирма сооб-
щает о возможности их применения для управления дви-
жением самолетов, для испытаний самолетов, работы в
системе ПВО и так далее. Так, при сочленении с радиоло-
каторами обнаружения машина «ИРА-1103» (при введении
соответствующей программы работы) может вычислять дан-
ные, необходимые для наведения, например, самолетов ПВО
на обнаруженные цели противника. Благодаря этому подоб-
ные машины могут использоваться при разработке систем
наведения. Быстродействие машины «ИРА-1103» составляет
около 10 тысяч операций в секунду, максимальная погреш-
ность — одна десятимиллионная процента.
Необходимая площадь для размещения машины
58
«ИРА-1103» около 100 м2, вес — 10 т. Машина содержит
4500 ламп.
В 1953 году фирмой «Дженерал Электрик» изготовлена
малогабаритная ЭЦМ типа «ОАРАК», заказанная ВВС
США для применения в исследовательском центре при
проектировании самолетов, автопилотов, управляемых сна-
рядов и т. п. Точность вычислений порядка одной десяти-
миллионной процента, быстродействие около 100 операций
в секунду. Занимаемая площадь около 20 лг2, потребляемая
энергия 20 кет. Блоки машины содержат 1400 ламп и 7000
полупроводниковых диодов.
Из приведенных данных некоторых ЭЦМ и электрон-
ных моделей можно судить о круге вопросов, разрешаемых
с помощью этого нового вида техники.
Универсальные ЭЦМ с одинаковым успехом могут ре-
шать задачи как народно-хозяйственною, так и военного
значения. Это тем более верно, что решение ряда важных
задач, таких как планирование работы различных отраслей
производства, размещение промышленности по районам
страны и т. п., имеет стратегическое значение.
Поэтому увеличение общего количества электронных
вычислительных машин имеет важное экономическое и воен-
ное значение.
ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ МАШИН В ОБРАЗЦАХ
ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ
В последнее время в периодической печати как популяр-
ного, так и специального характера часто сообщается о все
новых и новых конкретных образцах электронных машин,
разрабатываемых для применения в различных системах
промышленного и военного значения.
Данные различных источников иностранной печати, ука-
занных в тексте брошюры, свидетельствуют о том, что к
настоящему времени электронные машины начинают приме-
няться в следующих образцах военной техники:
— системах наведения средств ПВО;
— ракетных и артиллерийских установках;
— корабельном вооружении;
— наземных и бортовых авиационных системах;
— учебно-тренировочной аппаратуре;
— приборах службы тыла и др.
В данном разделе излагаются наиболее характерные
свойства электронных машин, применяемых в указанных
59
образцах вооружения. Основное внимание уделяется особен-
ностям их использования в конкретных системах и взаимо-
связи с остальными устройствами системы.
СИСТЕМЫ НАВЕДЕНИЯ СРЕДСТВ ПВО
Опыт минувшей мировой войны показал большую эффек-
тивность управления действиями фронтовых истребителей и
самолетов-перехватчиков ПВО тыловых районов с наземных
командных пунктов по радио.
Этот способ управления применялся при благоприятных
метеорологических условиях путем визуального обозрения
воздушной обстановки. При отсутствии указанных условий
обнаружение целей и наведение на них истребителей осуще-
ствлялось с помощью радиолокаторов.
В последнем случае координаты обнаруженных и опоз-
нанных целей операторы радиолокатора передавали по теле-
фону на командный пункт наведения. Там на планшете,
снабженном каргой обслуживаемого района, планшетисты
наносили маршруты целей противника. По этим данным
офицеры наведения рассчитывали маршрут и параметры
движения своих истребителей, необходимые для перехвата
обнаруженных целей.
Очевидно, что такой способ наведения при сверхзвуко-
вых скоростях полета не может быть эффективным. Необхо-
дима автоматизация процесса наведения.
В разрабатываемых в последнее время системах наведе-
ния автоматизация расчетов по перехвату воздушных целей
достигается применением электронных машин.
Уже упоминалось, что одна из первых американских се-
рийных электронных машин («ИРА-1103») снабжалась бло-
ками, позволяющими использовать ее для непосредственного
наведения или исследования разрабатываемых систем на-
ведения.
В США разрабатывается полуавтоматическая система
наведения средств ПВО «СЕЙДЖ»1, три сектора которой
уже действуют.
Система «СЕЙДЖ» в окончательном варианте должна
обслуживать 32 сектора (командных центра), охватывающих
всю территорию страны. Каждый сектор должен распола-
гать двумя электронными машинами (основной и запасной),
обзорными радиолокаторами и другим оборудованием. Ука-
зывается, что все радиотехническое и электронное оборудова-
1 Журналы «Electronics» (October 1956) и «Life» (February 1957).
60
нис системы «СЕЙДЖ», придаваемое одному сектору
обороны, содержит около 58 000 электронных ламп. Команд-
ный центр управляет всеми средствами поражения воздуш-
ных целей, имеющимися в данном районе (самолетами-пе-
рехватчиками, станциями управляемых снарядов, зенитными
батареями и др.).
По материалам иностранной печати составлена схема
применения системы «СЕЙДЖ» (рис. 19), согласно которой
координаты целей от различных средств обнаружения своего
и соседних секторов поступают к машине по проволочным
или радиолиниям связи. Затем эти данные устройствами
ввода, построенными с использованием фотоэлементов, пре-
вращаются в цифровой код, на основе которого машина
производит нужные расчеты для решения задачи перехвата.
электронная патина Пульт офицера опознавания
Рис. 19. Схема применения системы «СЕЙДЖ»
Данные о цели с радиолокатора передаются также на
пульт офицера, в обязанности которого входит опознавание
обнаруженных целей.
Результаты расчетов машины и сигналы о принадлеж-
ности'цели, передаваемые офицерам опознавания, изобра-
жаются на главном экране командного центра, у которого
находится командующий зоны ПВО данного сектора. Он
принимает окончательное решение о методе уничтожения
61
цели: поднимает самолеты-перехватчики или приказывает
поразить цель огнем зенитных батарей или управляемыми
снарядами. На командном центре имеется офицер от каж-
дого аэродрома, расположенного в обслуживаемом системой
секторе. Командующий приказывает руководить наведением
истребителей на цель тому офицеру, с аэродрома которого
принято решение осуществить ее перехват. Офицер наведе-
ния следит по имеющемуся у него экрану за относительным
перемещением цели и своего истребителя и дает указания
последнему (по> радио) о курсе и высоте перехвата, подсчи-
тываемым машиной. Если в процессе перехвата цель совер-
шает противозенитный маневр, то машина рассчитывает
новые траектории перехвата и соответственно изменяются
подающиеся самолету ко-манды.
Машина вычисляет параметры движения цели и своих
перехватчиков с точностью порядка тысячных долей про-
цента, скорость расчетов превышает скорость движения
целей.
РАКЕТНЫЕ И АРТИЛЛЕРИЙСКИЕ УСТАНОВКИ
Ракетное вооружение относится к таким образцам воен-
ной техники, в которых необходима автоматизация управле-
ния их действием.
Электронные машины в иностранной ракетной технике
используются в системе качественного контроля и оценки
надежности разработанных образцов ракет, в системах авто-
матического управления ими.
Уже рассказывалось, как с помощью электронных моде-
лей производятся исследования параметров управляемых
снарядов, а также имитируются системы перехвата. Это
особенно важно для накопления статистического материала
по точности стрельбы ракетами. Если все стрельбы прово-
дить реальными ракетами, то это потребует больших затрат
средств и времени. В то же время очевидно, что полностью
исключить стрельбы реальными ракетами нельзя. При про-
ведении же их возникает вопрос о средствах контроля ра-
боты механизмов ракеты.
Дистанционные системы наблюдения и управления за
полетом ракет имеют в своем составе ЭЦМ1. Они задают
последовательность работы системы, обеспечивая:
— автоматический контроль за величинами электриче-
ских напряжений в агрегатах ракеты;
1 Журнал «IRE Convent. Rec.», Аг 10, 1955.
62
— проверку правильности срабатывания различных схем
и механизмов;
— автоматическое изменение порядка работы агрегатов
ракеты.
Полная проверка работы всех механизмов ракеты осуще-
ствляется менее чем за 10 сек. В печати1 сообщается, что при
применении ЭЦМ в процессе испытаний систем управления
снарядами объем натурных испытаний сокращается на 30%.
Это приводит к созданию систем обработки данных испыта-
ний управляемых ракет. Так, например, указывается, что во
Флориде (США) действует установка наблюдения за поле-
том управляемых ракет2.
Установка включает двадцать один стационарный радио-
локатор и пять смонтированных на фургонах управляющих
ЭЦМ, которые после запуска ракеты обеспечивают автома-
тическое выполнение всех последующих операций.
Наблюдение за ракетой начинается с момента ее запуска.
Система обеспечивает передачу на командный центр данных
о местонахождении снаряда, его курсе и скорости до того
времени, пока снаряд не поразит цель. В необходимых слу-
чаях снаряд может быть взорван в воздухе подачей спе-
циального сигнала из командного центра.
Электронные машины находят применения и в артилле-
рийских установках. Так, на вооружении армии США со-
стоит автоматическая зенитная установка, на одном лафете
которой размещены орудие калибра 75 мм, радиолокатор,
электронный вычислитель и блок управления.
Радиолокатор обнаруживает воздушные цели на расстоя-
нии до 24 км, электронный вычислитель выполняет расчеты,
на основе которых блок управления вырабатывает сигналы,
осуществляющие наводку стволов орудия и производство
стрельбы. Дальность эффективной стрельбы — 6,4 км, ско-
рострельность — 45 выстрелов в минуту.
КОРАБЕЛЬНОЕ ВООРУЖЕНИЕ
Электронные машины начинают находить применение в
составе корабельного вооружения для управления запускохм
торпед, для управления посадкой самолетов на авианосцы,
для управления средствами борьбы с подводными лодками
противника, для предупреждения столкновения кораблей.
Так, например, сообщается, что на борту американского
1 Журнал «Aviation Age», № 5, 1957.
.s Журнал «Industr. Lab.», № 61 (June 1956).
63
миноносца «ДЖИАТ» установлена система, использующая
ЭЦМ и предназначенная для наведения реактивных снаря-
дов типа «Терьер». На авианосцах США начинает приме-
няться новая система слепой посадки, с помошью которой
уже осуществлено более 1200 посадок различных типов са-
молетов. Система определяет параметры движения самолета
на расстоянии 3,2 км. ЭЦМ рассчитывает траекторию по-
садки, определяя отклонение самолета по высоте и курсу
от вычисленной траектории. На основе расчетов ЭЦМ си-
стема вырабатывает сигналы поправки, которые передаются
по радио либо непосредственно на автопилот, либо на
индикаторы, пользуясь показаниями которых, пилот ведет
самолет. Точность посадки ±3 м от середины посадочной
полосы на борту авианосца.
В составе вооружения авианосца для управления огнем
противолодочной обороны используется ЭЦМ, в которой ис-
пользуется 5000 кристаллических триодов и 25 000 кристал-
лических диодов.
Схемы спроектированы для нормальной работы в диапа-
зоне температур от —20° до + 100° С. Машина использует
накопитель на магнитном барабане емкостью 8 тысяч двоич-
ных 16-разрядных чисел.
Имеются две отдельные машины, решающие баллистиче-
ские уравнения. Всей системой управляет ЭЦМ, которая мо-
жет изменить характер решаемой задачи путем замены на-
чальных условий и масштабов в упомянутых двух машинах.
Скорость расчетов составляет около 2500 операций в се-
кунду, точность — десятитысячные доли процента.
При навигации на море для предотвращения столкнове-
ний кораблей необходимо иметь возможность отличать на
экране бортового радиолокатора отражения от неподвижных
и подвижных объектов.
Для этого корабельному радиолокатору придается 1 спе-
циальный блок — преобразователь координат, построенный
на принципах техники ЭЦМ.
Этот блок обеспечивает смещение центра изображения
на экране радиолокатора пропорционально курсу и скорости
движения корабля. Благодаря этому удается воспроизводить
истинное движение морских объектов на экране корабель-
ного радиолокатора.
Кроме того, преобразователь координат рассчитывает
скорость других кораблей относительно данного. Таким
1 Журнал «Engineering», № 182, 1956.
64
образом, ЭЦМ, применяемые в составе корабельного воору-
жения, повышают боевую эффективность кораблей и без-
опасность их действий.
НАЗЕМНЫЕ И БОРТОВЫЕ АВИАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Примером применения ЭЦМ в наземных авиационных си-
стемах может служить автоматическая система управления
посадкой типа «ВОЛСКЭН», которая разрабатывалась ис-
следовательским центром ВВС США в Кембридже в течение
пяти лет1. Она предназначена для расчета посадки соедине-
ний реактивных самолетов, прибывающих на группу аэро-
дромов, расположенных близко один к другому. Система осу-
ществляет -вывод самолетов к «воротам» своего аэродрома,
находящимся в 3 км от точки приземления.
Для определения координат самолетов в системе исполь-
зуется радиолокатор. Данные с последнего поступают на
блок автоматического сопровождения (БАС), который вы-
дает в электронную цифровую машину информацию о поло-
жении самолетов.
Каждый БАС следит за полетом одного самолета, опера-
тор может переключать любой из имеющихся таких блоков
на сопровождение любого самолета, координаты которого
определены радиолокатором. Данные о положении каждого
самолета (от радиолокатора), о скорости полета и запасе
горючего (по радио) передаются в ЭЦМ. Она рассчитывает
кратчайшую траекторию полета для каждого самолета,
время полета по ней и время прибытия самолета к «воро-
там» своего аэродрома. Последнее должно быть различным
у всех самолетов во избежание столкновения.
В системе «ВОЛСКЭН» вычислительная машина не оп-
ределяет для самолета какого-либо фиксированного пути, а
непрерывно вычисляет, каким курсом он должен следовать
в данный момент, чтобы прибыть в назначенное время к «во-
ротам» аэродрома. Передача данных с выхода машины на
самолет может производиться по радио, устным приказом
летчику или непосредственно посылкой сигнала на авто-
пилот.
Во время летных испытаний системы «ВОЛСКЭН» уста-
новлено, что она обеспечивает пропускную способность два
самолета -в минуту. Для этого необходимо иметь четырна-
дцать бдоков сопровождения. Средняя ошибка определения
времени прибытия составляет от 6 до 8 сек в зависимости от
типа самолета. Радиус действия системы 100 км.
1 -Журнал «Airports and Air Trasp.», № 8, 1954.
5 Зак. 553
65
Указывается, что система может быть использована для
наведения истребителей в воздушном бою. Все оборудование
системы, включая радиолокатор, размещается в двух фур-
гонах.
Среди бортового авиационного оборудования, использу-
ющего технику ЭЦМ, имеются как приборы для расчета на-
вигационных характеристик полета, так и универсальные
самолетные ЭЦМ.
К первым может быть отнесено устройство для вывода
самолета в заданный район и обеспечения посадки по при-
борам (журнал «Aero Digest», № 1, 1956).
В состав устройства входит вычислительный блок (раз-
меры 50X12,5X20 см), блок ввода исходных данных (раз-
меры 20X15X8 см), блок выбора места назначения, .индика-
торы курса и дальности и два радиоприемника. Полный вес
всего оборудования 14,5 кг. Устройство позволяет вести са-
молет к месту, не имеющему радиопередатчика. Самолетные
радиоприемники принимают сигналы от двух наземных ра-
диостанций.
Вычислительный блок определяет место самолета, решая
треугольник, образованный в пространстве точками, соответ-
ствующими положению самолета и двух радиостанций.
Для вывода самолета в определенный пункт в вычисли-
тельный блок вводится азимут его относительно одной из ра-
диостанций и расстояние от последней до пункта назначе-
ния. Устройство после этого вырабатывает непрерывную ин-
формацию о расстоянии до пункта назначения и об откло-
нении от курса, а также показывает, приближается самолет
к пункту назначения или удаляется от него (указатель
«К» — «ОТ» на индикаторе дальности). Когда самолет до-
стигает пункта назначения, индикатор дальности показывает
нуль, а указатель «К» — «ОТ» переходит из положения
«К» в положение «ОТ».
При обеспечении посадки по приборам вычислительный
блок по данным компаса, гироскопического горизонта и сиг-
налам наземных радиопередатчиков рассчитывает траекто-
рию снижения. Пилот при этом следит за указателем по-
садки, удерживая его стрелку на нуле.
В печати 1 приводятся краткие описания опытных образ-
цов универсальных самолетных машин, разработанных за
рубежом. Так, универсальная ЭЦМ, разработанная для са-
молетов-бомбардировщиков, представляет собой счетно-ре-
1 Журнал «Aviat. Week», № 19, 1954.
66
шающее устройство автоматической системы, предназначен-
ной для обеспечения задач навигации и бомбометания.
ЭЦМ этой системы рассчитывает':
— место самолета в данный момент относительно вы-
бранного пункта;
— поправки на ветер для следования данным курсом;
— путевую скорость самолета;
— расстояние, оставшееся до цели;
— данные для бомбометания и др.
На основании расчетных данных машина вырабатывает
сигнал управления, который через устройство связи и авто-
пилот воздействует на последний и вносит необходимую по-
правку в курс самолета. Основной функцией машины яв-
ляется вычисление требуемого курса, который в зависимости
от места самолета относительно цели и величины сноса
самолета ветром изменяется сравнительно медленно.
Исходные данные для определения места самолета по-
лучаются от бортового оборудования радионавигационной
системы, обеспечивающей определение места самолета с
точностью порядка 10 м. Эги данные преобразуются из не-
прерывной формы в цифровую и сравниваются с предыду-
щими значениями (для исключения сигналов помех). Если
поступившие данные оказываются недостоверными, то они
отбрасываются и используются предыдущие данные. Даль-
нейшие вычисления ведутся по усредненным машиной зна-
чениям параметров, измеренных посредством радио- и аэро-
навигационных методов.
Вся программа вычислений (один цикл) выполняется за
0,5 сек. Решение всех необходимых задач осуществляется
700 командами. Таким образом, быстродействие машины со-
ставляет около 1400 операций в секунду.
Расчет данных для бомбометания заключается в опреде-
лении координат точки сбрасывания бомб. В конце каждого
цикла вычислений фактическое расстояние до цели сравни-
вается с расчетным. Если район цели не достигнут, вычисле-
ния продолжаются по прежним данным. Если район цели до-
стигнут, машина уточняет данные бомбометания и автома-
тически вводит новые данные для следования к новой цели
или на свой аэродром.
Данные бомбометания рассчитываются периодически с
самого начала полета при каждом 32-м цикле вычислений,
т. е. каждые 16 сек.
При достижении самолетом района цели эти данные уточ-
няются— сброс бомб происходит автоматически. Машина
5*
67
продолжает вырабатывать сигналы управления, направляю-
щие самолет к новой цели или на свой аэродром. Сигналы
управления подаются на индикатор пилота и на автопилот.
Управление самолетом в данном случае заключается в уст-
ранении ошибок в курсе следования посредством выполнения
разворотов и крена на углы, пропорциональные ошибке
(рис. 20). Датчиком курса является гирокомпас. Компасный
датчик оозиушнои электронная ипреоелитель
скорости тшина координат
Рис. 20. Схема работы электронной машины в системе автоматического
управления самолетом
курс складывается с дискретными значениями поправок, вы-
рабатываемых машиной, в системе, состоящей из двух сель-
синов. Сельсин — это трансформатор, включающий непо-
движную часть (статор) и подвижную часть (ротор). В дан-
ном случае ротор одного сельсина механически связан со
стрелкой компаса, статор его связан электрически со стато-
ром другого сельсина. Первый называется сельсин-датчиком,
второй сельсин-приемником. При определенном положении
стрелки компаса связанный с нею ротор сельсин-датчика на-
ведет в обмотках своего статора электромагнитное поле та-
кого направления, что ротор сельсин-приемника будет по-
ворачиваться до тех пор, пока положение его не придет в
соответствие с положением ротора сельсин-датчика. Когда
положение обоих роторов станет одинаковым, они наведут
одинаковые поля в своих статорах. При этом между стато-
рами не будет' обмена током. Система перейдет в состояние
равновеоия. При изменении положения ротора сельсин-дат-
68
чика равновесие нарушится и положение ротора сельсин-
приемника изменится на соответствующую величину. Ротор
сельсин-приемника связывается через усилители с исполни-
тельными механизмами, в данном случае с рулевой машин-
кой автопилота, осуществляющей, например, поворот руля
направления самолета.
Пилот устанавливает самолет для следования заданным
курсом. При этом показания компаса таковы, что через сель-
син и автопилот обеспечивается такое положение органов
управления самолета, чтобы удерживать его на заданном
курсе. Если в нужных случаях (изменение курса под дейст-
вием силы ветра и др.) машина выработала сигнал поправки
курса, то этот сигнал изменит взаимодействие элементов
сельсина таким образом, что автопилот изменит положение
органов управления и самолет будет следовать нужным
курсом.
Кроме того, ЭЦМ может подсчитывать и некоторые
вспомогательные данные (например, время полета до цели,
относительно которой машина ведет расчеты, продолжитель-
ность полета при различных режимах и т. д.). Результаты
таких расчетов могут выводиться на соответствующие при-
боры.
Конструктивно машина состоит из четырех отдельных
блоков:
— вычислительных и управляющих узлов;
— накопителя;
— входных и выходных преобразователей;
— блока связи с автопилотом.
Указанное самолетное оборудование подвергалось
100-часовым летным испытаниям, которые показали, что:
а) автоматическое управление самолетом идет более
гладко и точно, чем ручное;
б) использование ЭЦМ в системе управления самолетом
придает большую гибкость и многосторонность такому уп-
равлению;
в) ЭЦМ может служить центральным пунктом на само-
лете для различных вспомогательных вычислений.
Все оборудование этой машины занимает объем 0,14 л3,
весит 110 кг, потребляет 1300 вт электрической энергии и
содержит 350 ламп и 2500 полупроводниковых диодов.
В печати 1 описывается ЭЦ/М, в которой предусмотрена
1 ’Журнал «Aviat. Week>, № 5, 1954.
69
возможность применения ее для управления огнем истре-
бителя.
В качестве исходных данных в машину могут вво-
диться:
а) азимут, возвышение и дальность цели (от бортового
радиолокатора); эти данные селектируются и преобра-
зуются из непрерывной формы в цифровую;
б) угловая скорость движения истребителя относительно
трех осей (от гироскопических приборов);
в) воздушная скорость истребителя;
г) высота полета;
д) температура воздуха.
Программа вычислений обеспечивает посылку этих дан-
ных в машину 10 раз в секунду, определение поправок в
курсе, высоте и величины упреждения в открытии огня с та-
ким расчетом, чтобы преследуемая цель была поражена.
Сигналы поправок через блок связи, подобный применя-
емому в машине самолета-бомбардировщика, воздействуют
на автопилот, а сигнал упреждения — на механизм, обеспе-
чивающий автоматическое включение бортового оружия. Уп-
равляющие сигналы вырабатываются 10 раз в секунду.
Через каждые 32 цикла работы машины, т. е. через
3,2 сек, предусмотрена автоматическая проверка правильно-
сти работы машины. Па входы .подаются определенные зна-
чения исходных величин, которые должны дать заранее из-
вестный результат. Если результат другой, вычисления пре-
кращаются и подается соответствующий сигнал о неисправ-
ности машины.
Быстродействие машины — около 9000 операций в се-
кунду. Объем установки — 0,24 л/3, число ламп — 800.
Имеются также сообщения 1 о разработке и успешных
итогах летных испытаний самолетной вычислительной ма-
шины на полупроводниковых триодах и печатных схемах.
Принципы работы этой машины и построения схем и уз-
лов обычные, но применение новых элементов улучшило ее
конструкцию и значительно уменьшило потребляемую мощ-
ность. Она занимает объем 0,085 ж3 и весит около 57 кг (при
наличии в своем составе 1000 триодов и 3500 диодов). По-
требляемая мощность 100 вт.
1 Журнал «West. Aviat.>, № 1, 1956.
70
Такая же по вычислительным возможностям машина на
электронных лампах имеет вес не 57 кг, а в четыре раза
больше и потребляет не 100, а 3000 вт электрической
энергии.
УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНАЯ АППАРАТУРА
Известно, что основным содержанием деятельности войск
в мирный период является учебно-боевая подготовка.
В процессе ее войска тренируются в применении боевых
средств в условиях, приближенных к реальным. Естественно,
что при этом имеет место большой расход боеприпасов, го-
рючего, значительный износ боевой техники. Все это сопря-
жено с большими материальными затратами.
По мере усложнения военной техники растут и затраты
на обучение личного состава. Особенно это сказывается при
обучении экипажа таких сложных агрегатов военной тех-
ники, как самолеты, танки, подводные лодки, радиолокаци-
онные системы и т. п.
Для сокращения и удешевления обучения личного со-
става и совершенствования его навыков в управлении объ-
ектами боевой техники создается специальная учебно-трени-
ровочная аппаратура, так называемые тренажеры. Раньше
других начали применяться авиационные тренажеры. Пер-
вые попытки обучить экипажи самолетов в наземных усло-
виях выразились в том, что учения проводились на привязы-
ваемых и подвешиваемых самолетах.
В дальнейшем привязываемые и подвешиваемые само-
леты заменили таким типом тренажера, в котором положе-
ние модели кабины самолета изменялось посредством не-
большого числа характеристик, создаваемых искусственным
путем. Модель кабины самолета в таких тренажерах приво-
дилась в действие гидравлическим или пневматическим
путем.
Основным узлом тренажера является точная копия ка-
бины самолета со всеми приборами и органами управления.
Имеется панель управления для инструктора и необходи-
мое вычислительное оборудование, представляющее собой
электронные модели.
Для тренирующегося пилота может быть создана любая
навигационная задача или критические условия полета. Эти
условия полета отражаются в показаниях приборов и поло-
жении органов управления. Действия пилота и других чле-
нов экипажа во время тренировки точно соответствуют их
действиям в реальном полете, при этом исключается всякий
71
риск, а обучение удешевляется. Последовательность работы
электронных моделей такова, что предусматривается воз-
можность создания критических условий, которые при ре-
альном полете могли бы привести к катастрофе.
В тренажере инструктор может включать имитацию, на-
пример, повреждения двигателей и приборов управления до
тех пор, пока не убедится, что действия тренируемого эки-
пажа являются мгновенными и правильными.
Для создания реального ощущения полета в тренажере
имитируется шум мотора, изменяющийся в зависимости от
скорости полета, а также пулеметного огня, звука тор-
мозов.
Имитируются также дополнительные системы самолет-
ного оборудования: герметизация кабины, давление рулевой
тяги, данные для работы радиооборудования.
В печати указывается, что при использовании тренаже-
ров повышается качество обучения, так как в реальных ус-
ловиях полета нет возможности отрабатывать навыки устра-
нения неисправностей оборудования, которые могут приве-
сти к катастрофе. При этом стоимость обучения экипажа
снижается на 30%.
Управление не только самолетом, но и другими совре-
менными боевыми средствами неизбежно связано со зна-
чительными затратами при обучении на реальных объ-
ектах.
В связи с этим в ряде стран создаются тренажеры для
обучения управлением артиллерийскими установками, стан-
циями обнаружения подводных лодок, объектами системы
ПВО и др. Во всех этих тренажерах используются электрон-
ные машины.
ПРИБОРЫ СЛУЖБЫ ТЫЛА
Известно, насколько велик объем вычислительных и рас-
четных работ, который должен производиться в службе
тыла.
Составление заявок на материально-техническое снабже-
ние войск, учет и отчетность по нему, обслуживание войск
оперативными метеосводками, инвентаризация военного
имущества и т. п. — все это требует большого и кропотли-
вого труда значительного числа армейских работников.
Облегчение и сокращение этого вида работ также может
быть достигнуто применением электронных машин.
В иностранной печати появляются сообщения об образ-
цах электронных машин, используемых в указанных целях.
72
Так, в США разработана электронная машина типа
«Лоджистикс Компьютер» \ предназначенная специально
для военно-тыловых расчетов, связанных с организацией
тыла, перевозок и снабжения. Точность расчетов — одна сто-
миллионная процента. Быстродействие около 300 операций в
секунду. В машине одновременно может храниться инфор-
мация, закодированная (условно представленная) 720 тыся-
чами двоичных цифр. Работа машины не требует предвари-
тельного программирования задач. За один цикл вычислений
• на ней могут производиться расчеты, требующие не более
сорока операций. Перед выполнением каждого цикла работы
блоки машины соединяются между собой в соответствии с
прилагаемой инструкцией, для чего выходы счетных схем вы-
водятся на панель коммутации. Это кажущееся неудобство
не играет решающей роли, так как для подобных расчетов
характерны однообразные действия с большим количеством
исходных данных. Если требуемые расчеты не укладываются
в один цикл, то они выполняются за нужное количество цик-
лов. Об эффективности использования подобных машин сви-
детельствует сообщение печати 1 2 о том, что в управлении
ВВС в Филадельфии (США) с помощью электронной ма-
шины за один час составляется’ отчет о материально-техни-
ческом снабжении шестидесяти военно-воздушных баз, что
ранее производилось 180 бухгалтерами за три месяца.
В печати описана установка, предназначенная для обсле-
дования верхних слоев атмосферы и позволяющая ускорить
получение данных о метеорологической обстановке и увели-
чить точность этих данных.
Установка состоит из радиолокатора и электронного вы-
числителя, следящих за данными, получаемыми от двух ра-
диозондов, наполненных водородом. Один радиозонд служит
для определения данных о ветре. Направление и скорость
ветра на разных высотах автоматически рассчитываются ма-
шиной на основе получаемых посредством радиолокатора
координат местоположения радиозонда при его почете. Дру-
гой радиозонд снабжен приборами, которые непрерывно пе-
редают на наземную установку информацию о температуре,
давлении и влажности на различных высотах. Запись полу-
чаемых параметров графическая (для быстрого общего
обзора) и цифровая, являющаяся основной для составления
метеорологических прогнозов.
1 Журнал «Proceedings of the IRE», № 10, 1953.
2 Журнал «Naval Aviation Newsletter», № 4, 1954
73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Техника электронных вычислительных машин знаменует
собой новую высшую ступень технического прогресса и, не-
сомненно, является техникой ближайшего будущего.
В настоящей брошюре кратко изложены вопросы приме-
нения электронных машин в военном деле. Приведенный ма-
териал подтверждает тот факт, что электронные машины поз-
воляют решать задачи управления боевой техникой, сокра-
щают время и повышают точность военно-научных исследо-
ваний, могут находить применение при решении некоторых
оперативно-тактических вопросов.
Необходимо отметить, что значительные успехи приме-
нения ЭВМ в ряде случаев порождают иллюзии и фантасти-
ческие прогнозы о всемогуществе машин, о мнимой возмож-
ности создания автоматов, способных решать любые задачи
и заменить творческий труд человека. Разобранные в бро-
шюре примеры могут дать читателю представление о несо-
стоятельности подобных выводов. Эти примеры показывают,
что для решения даже самой простой задачи необходима
тщательная подготовка программы работы машины.
Машина не может заменить человека. Она способна
лишь с высокой скоростью и точностью многократно выпол-
нять программу действий, заранее составленную для нее че-
ловеком.
Целесообразность использования электронных машин в
военном деле диктуется возросшей мобильностью войск,
сложностью организации их взаимодействия, стремлением с
наибольшей эффективностью применить новейшую сложную
боевую технику. В соответствии с этим назначение электрон-
ных машин в области военного дела состоит в том, чтобы
полнее использовать технические возможности различных
видов вооружения, обеспечить наиболее действенное управ-
ление боевой техникой и войсками в бою.
Немаловажным среди остальных факторов освоения со-
временного вооружения является экономический фактор.
Здесь имеется в виду частичная замена запуска дорогостоя-
щих управляемых снарядов моделированием этого процесса
на электронных моделях, применение для обучения военных
специалистов различного учебно-тренировочного оборудо-
вания.
Приведенные в брошюре примеры конкретных образцов
военной техники взяты в основном из систем, находящихся
на вооружении иностранных армий.
74
Читатель, ознакомившийся с настоящей брошюрой, смо-
жет представить себе, как значительна роль электронных
машин в военном деле.
Более глубокое знакомство с основами техники электрон-
ных машин, несомненно, будет полезным для широкого круга
читателей. С этой целью в конце брошюры приводится спи-
сок рекомендуемой литературы, в котором указаны книги
как популярного (1-4-6), так и специального (7-4-10) харак-
тера.
Популярные книги и брошюры рекомендуются для чита-
телей, желающих ознакомиться с основами техники элек-
тронных машин. Специальные книги будут полезными тем
из читателей, которые сочтут необходимым специально
заняться изучением этой отрасли науки и техники.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. С. А. Лебедев. Электронные вычислительные машины. Издатель-
ство АН СССР, Москва, 1956.
2. Ф. В. М а й о р о в. Электронные цифровые вычислительные устрой-
ства. Госэнергоиздат, Москва, 1957.
3. А. И. Китов. Техническая кибернетика. Журнал «Радио», № 11,
1955.
4. Д. КЗ. Пано в. Автоматический перевод. Издательство АН СССР,
Москва, 1956.
5. И. А. Полетаев. Сигнал. Издательство «Советское радио», Мо-
сква, 1958.
6. Б. А. Трахтенброт. Алгоритмы и машинное решение задач.
Гос издательство технико-теоретической литературы, Москва, 1957.
7. А. И. Китов. Электронные цифровые машины. Издательство «Со-
ветское радио», Москва, 1956.
8. Быстродействующие вычислительные машины. Перевод с англий-
ского под редакцией Д. Ю. Панова. Издательство иностранной ли-
тературы, Москва, 1952.
9. Синтез электронных вычислительных и управляющих схем. Перевод
с английского под редакцией В. И. Шестакова. Издательство ино-
странной литературы, Москва, 1954.
10. Ричардс Р. К. Арифметические операции на цифровых вычисли-
тельных машинах. Издательство иностранной литературы, Москва,
1957.

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение .................................................... 3
Электронные машины считают................................... 5
Типы электронных вычислительных машин ...................... 14
Основные блоки электронных вычислительных машин............ 17
Электронные машины управляют боевой техникой................. 21
Электронные машины „думают".................................. 40
Возможности электронных машин в решении оперативно-тактиче-
ских вопросов........................................... 43
Применение электронных машин при военно-научных исследова-
ниях ................................................... 54
Применение электронных машин в образцах военной техники . . 59
Системы наведения средств ПВО......................... 60
Ракетные и артиллерийские установки .................. 62
Корабельное вооружение................................ 63
Наземные и бортовые авиационные системы............... 65
Учебно-тренировочная аппаратура....................... 71
Приборы службы тыла................................... 72
Заключение.................................................. 74
Рекомендуемая литература.................................... 77
Валерий Антонович ПЛИСКО
Электронные машины в военном деле
Редактор полковник Платонов С. А.
Технический редактор Стрельникова М. А. Корректор Каждан Е. Л.
Сдано в набор 29.6.59. Г-57109. Подписано к печати 14.12.59.
Формат бумаги 84х108‘/32 — 2«/2 печ. л. = 4,1 усл. печ. л. 4,017 уч.-изд. л.
Военное издательство Министерства обороны Союза ССР
Москва, К-9, Тверской бульвар, 18.
Изд. № 5/1269. Зак. 553.
1-я типография
Военного издательства Министерства обороны Союза ССР
Москва. К-6, проезд Скворцова-Степанова, дом 3
Цена 1 р. 40 к.

Цена I р. 40 к.