美军首艘核动力巡洋舰计算机 现在看如同出土文物
新浪军事
二战结束后,军舰进入导弹时代,从这时候起,美国海军也开始讲究“舰载作战系统”的概念了。
美国军舰最早的作战指挥系统,表面看是“一个作战系统”,实际上是很多个系统——若干舰载武器各自有完全独立各自为战的独立式作战指挥系统,各个雷达,防空武器,反舰武器依然依靠二战沿用的原始的舰内电话线路进行互联。
比如美国最早的第一代舰艇作战系统以海军战术数据系统(NTDS)就是一种传统的独立作战指挥系统,它安装在人类历史上第一艘装备有相控阵雷达的“长滩”级核动力巡洋舰上。
这就是“长滩”号核动力巡洋舰的大脑——1963年诞生的CP-848计算机机柜。
这个第一代NTDS系统的核心是MK-152系统,运算依赖CP-848型数字计算机。早期的NTDS只以防空为核心,并没有融入反舰,对地以及反潜系统,主要还是以防空为其主要作战使命,同时因为计算机技术的发展,使用了计算机作为情报处理系统取代了传统的人工标图,而使用了全新的计算机辅助标图。
CP-848计算机体积跟个落地大衣柜差不多,性能呢在当时也不算差,比如当时美国大学(还得是比较有钱的工科名校才买得起)普遍标配的1218计算机,运算能力大约只有CP-848的一半。
当然,用现在的眼光看五十多年前的计算机,基本都是这样。但各位得注意,这东西领先各国至少10年,中国那时候别说舰载计算机系统了,大部分舰上连导弹都没有呢。
NTDS战斗系统的控制舱室,如果你们去天津的基辅号上看看,就会发现和苏联军舰上真差不多,各种杂乱。
到了上世纪60年代中期,大家意识到独立式的作战系统和舰上指挥中心互相独立,情报共享并不顺畅,为了解决共享问题,部分国家开始尝试把指挥和更多的功能融入以计算机为核心的作战系统中。但受制于上世纪60年代的计算机技术的发展,当时主要计算机还是以分立式晶体管和部分集成电路的第二代或者第三代计算机,计算机性能较差(运算速度仅有几百到几千KIPS),体积与耗电量较大,所以主要是采用了集中化的指挥控制系统。即使用一台大型计算机安装在专门的计算机舱,然后利用交换机系统,和雷达系统,通信系统,数据链系统以及武器系统进行交联。从而集中式的控制全舰甚至整个舰队的作战情报,指挥。这种作战系统广泛的应用在上世纪六十年代设计的军舰上,这种最典型的作战系统就是英国42型防空导弹驱逐舰上使用的ADAWS2-6系统。
这是美国海军设计的第一代集中式CIC中心,它的设计时间是哪年?1957年!
集中式系统有一个巨大的不足是,全舰的指挥控制完全依赖一台大型计算机,全部的数据交互均要使用中心计算机以及处理中心,一旦舰桥中的指挥中心中弹,使用这类指挥系统的军舰整个指挥系统就会受到毁灭性的打击,因为唯一的大型计算机被摧毁,全舰的雷达情报处理将完全停摆,无法处理雷达送交的数据,也没办法控制防空导弹的发射。这样一来,集中式的作战指挥系统比二战的鱼雷火炮军舰的指挥系统生存能力还不如,毕竟当年还有备用指挥所和备用测距仪。因此美国实际上对完全集中的作战指挥系统非常不信任,依然在第二代NTDS系统上使用了独立式结构,但是对计算机和交互系统进行了大幅度升级,计算机方面使用CP-642型计算机(后期改为AN/UYK-7/20),显示监护系统使用了装备有21英寸大型CRT显示器的UYA-4显控台,大幅度优化了人机交互性。并且也引入的创新型的Link11号数据链,Link11号数据链的核心是一种标准化的数据报文格式,从而使得不同雷达系统,不同的飞机,舰船上获取的信息之间可以转化为一种标准化的数字信息,因此可以轻而易举的在不同战术单位之间交换信息。
为了解决集中式作战系统的生存力过于低下,和独立式计算机机能不足,互联互通以及数据共享效率低下的问题,在70年代一种全新的分开式作战系统被提出,即为依然依赖一到两台大型计算机作为核心计算机,但与集中式不同的是分开式将火控系统分开,并且从原来的各个单元的计算机独立,独立使用计算机和显控台。这样一来,就算中央计算机被损伤,依然有部分的作战能力。
分开式舰载作战系统中,最为著名的就是美国在宙斯盾作战指挥系统出现之前的第三代NTDS系统。第三代NTDS作战系统于上世纪70年代中期装舰,主要装备对象为弗吉尼亚级核动力巡洋舰,尼米兹级核动力航空母舰以及斯普鲁恩斯级驱逐舰等美国第二代导弹作战舰艇与新一代核动力航空母舰,该系统显著的标志是在不同类型的军舰上装备了二到六台数量不一的,采用了大规模集成电路制成的第四代AN/UYK-7/20计算机作为作战系统的中心处理机,,用于存储雷达和声纳等探测信息的分类、识别、相关及威胁估计等数据的处理和存储。该计算机相对于老式分立式,小规模集成电路计算机,AN/UYK-7/20型计算机的性能提升了近十倍,而计算机功耗下降到只有原本的几分之一,与此同时,第三代NTDS系统采用了新一代的标准通用显控台,采用新型火控系统。到了上世纪八九十年代,NTDS系统也换装了同时期宙斯盾系统的UYK-44/43计算机,小幅的提升了其作战性能。
这就是“宙斯盾”系统的大脑,AN/UYK-43计算机
1983年1月22日,第一艘提康德罗加号巡洋舰投入现役,人类历史上第一套现代意义上的分布式舰载作战系统投入实用。首批五艘提康德罗加级巡洋舰采用的是第一代基线0/1两个版本的宙斯盾系统,该版本的宙斯盾的特点是除了网络架构改为分布式,其余依然沿用NTDS系统的UYK-7/20型计算机以及UYA-4显示控制台,但是雷达首次采用了SPY-1系列无源相控阵雷达,并且采用了MK-1型指挥决策系统和MK-1型火力控制系统控制全舰作战,其中实用的四台UYK-7型计算机中每一台配合3-5个UYA显示控制台都可以独立运作,大幅度的提升了作战系统的可靠性和稳定性。后期三条基线1的实用了ADS-1显示器提升的人机交互功能。(作者署名:雷曼军事现代舰船)