Введение
Naval Tactical Data System (NTDS) — это компьютерная система обработки информации, разработанная ВМС США в 1950-х годах и впервые развернутая в начале 1960-х годов для использования на боевых кораблях. Она собирала данные от различных датчиков на разных кораблях и объединяла их для создания единой унифицированной картины оперативной обстановки. Эта информация затем передавалась обратно на корабли и операторам вооружения.
Предыстория
На военных кораблях имеются отсеки, известные как боевые информационные центры, или ЦИК, которые собирают, сортируют и затем передают всю информацию о поле боя, известную этому кораблю. Операторы радиолокационных и гидролокационных систем передавали информацию о целях в ЦИК, где члены экипажа использовали эту информацию для обновления общей карты. Командиры использовали карту для наведения оружия на конкретные цели. Система была похожа на систему бункеров битвы за Британию, но в меньшем масштабе. В этой системе было две основные проблемы. Первая заключалась в том, что каждый корабль имел собственную картину обстановки, независимую от остальных кораблей в оперативной группе. Это приводило к проблемам распределения сил – корабль с подходящим оружием для конкретной цели мог не обнаруживать эту цель на своих датчиках, или два корабля могли попытаться атаковать одну и ту же цель, игнорируя другую. Это можно было бы решить, добавив межкорабельную радиосвязь или флажные сигналы в качестве дополнительного источника информации для карты, но объем передаваемых данных был огромен. Это привело ко второй серьезной проблеме – высокой потребности в личном составе и недостатку места на борту. Во время Второй мировой войны и сразу после нее крупные военно-морские державы начали углубленно изучать эти проблемы, поскольку опасения по поводу скоординированных атак с использованием дальних высокоскоростных самолетов стали серьезной угрозой. Чтобы дать оперативной группе достаточно времени для реагирования на эти угрозы, "пикеты" размещались на расстоянии от основной группировки, чтобы их радары могли обнаруживать цели на подлете. Информация с этих кораблей затем передавалась другим кораблям в группе, как правило, голосом. Предпринимались некоторые эксперименты с видеокамерами, направленными на экраны радаров, но они страдали от потери сигнала, когда корабли кренились на волнах, и антенны с высокой пропускной способностью переставали быть направленными друг на друга. Радар типа 984 и комплексная система отображения (CDS) были установлены на авианосцах, и работа над ними страдала от недостаточной надежности аналоговых схем, использованных в системе. К началу 1950-х годов цифровой компьютер представлялся решением, не только значительно повышая надежность за счет отсутствия движущихся частей, но и напрямую работая с цифровыми данными, составляющими отображаемую картину. Данные с одного компьютера можно было просто скопировать на другой, не было необходимости кодировать и декодировать аналоговые сигналы, представляющие эти значения. Королевский канадский флот начал работу над такой системой в рамках проекта DATAR, который включал первый рабочий образец концепции трекбола. К сожалению, в их конструкции использовались электронные лампы, и получившаяся машина была настолько большой, что занимала почти все свободное пространство на корабле, на котором она была установлена. Попытки создать транзисторную версию DATAR не получили финансирования, и проект был закрыт.
This work suffered from the reliability of the analog circuits used to run the system. By the early 1950s the digital computer appeared to offer a solution, not only by greatly increasing reliability through the removal of any moving parts, but also by directly working with the digital data that made up the plots. Data from one computer simply needed to be copied directly to another, there was no need to code and decode analog signals representing those values. The Royal Canadian Navy began work on such a system under their DATAR project, which included the first working example of the trackball concept. Unfortunately their design used tubes, and the resulting machine was so large it took up almost all of the free space on the it was installed on. Efforts to build a transistorized version of the DATAR did not receive funding and the project ended.
Внедрение системы
Работа команд RN и RCN была хорошо известна ВМС США, начиная с 1946 года, и включала демонстрации канадской системы в действии на озере Онтарио. Они также разработали собственную версию концепции Королевского флота под названием "Электронная система обработки данных", и в конечном итоге компания Motorola произвела 20 таких комплектов. В 1953 году была создана новая система управления воздушным боем, известная как "Консоль перехвата и сопровождения целей", способная отслеживать две входящие и две выходящие (перехватывающие) группировки. Однако система была огромной и не предусматривала межкорабельной передачи данных, поэтому её использовали лишь на небольшом количестве авианосцев. Тем не менее, все эти решения имели недостатки, ограничивавшие их эффективность. Аналоговые системы было сложно поддерживать в рабочем состоянии, и они были подвержены ошибкам при недостаточно качественном обслуживании. Канадская версия, использующая цифровые компьютеры, была лучше, но требовала перехода на транзисторы. ВВС США также вели разработку собственного "Проекта Чарльз" – аналогичной системы, но гораздо большего масштаба. Их система также использовала вакуумные лампы и в итоге стала самыми большими компьютерами, когда-либо созданными, каждый из которых занимал площадь, весил и потреблял 1,5 мегаватт электроэнергии. ВМС внимательно следили за этими и другими разработками в рамках проекта "Космос". Развитие компьютеров в середине 1950-х годов, обусловленное давним интересом ВМС к компьютерам для дешифровки, появлением новых типов транзисторов и широким распространением ферритовой памяти, достигло точки, когда создание версии сети ПВО SAGE ВВС для ВМС стало практически осуществимым. В 1956 году ВМС начали разработку системы NTDS с использованием транзисторизованного цифрового компьютера. Благодаря NTDS и беспроводным каналам связи корабли могли обмениваться информацией, собранной своими датчиками, с другими кораблями в составе оперативной группы. В октябре 1961 года NTDS была установлена на авианосце USS Oriskany и эсминцах USS King и USS Mahan в качестве кораблей-испытателей. Первые серийные заказы на NTDS были размещены для 17 кораблей с приоритетной оснасткой ракетами, включая 10 крейсеров класса Belknap, находившихся в стадии строительства с 1962 по 1967 год. NTDS послужила источником вдохновения для системы Aegis в 1980-х годах.
Описание оборудования
Использовались различные встроенные компьютеры UNIVAC, включая первую серийную версию конца 1950-х годов, CP 642A (AN/USQ 20), обычно с 30-битными словами, 32 КБ магнитной памяти на сердечниках или тонкой плёнке, 16 параллельных каналов ввода-вывода (также шириной 30 бит), подключенных к радиолокаторам и другим периферийным устройствам, и набором команд, похожим на RISC. Логические схемы использовали дискретные транзисторы и другие элементы, припаянные к печатным платам с разъемами, расположенными вдоль одной стороны. Каждая плата была покрыта лакоподобным веществом для защиты от коррозии, вызываемой солевым туманом (см. Конформное покрытие). Несколько плат соединялись и крепились к поддону на роликах. В свою очередь, несколько поддонов различных типов, соединенных между собой и закрепленных в металлическом корпусе, составляли компьютер. Большинство компьютеров NTDS охлаждались водой, хотя некоторые более поздние, облегченные модели – воздухом.
Описание модема
Информация NTDS передавалась между кораблями авианосных ударных групп с использованием модемов Kineplex производства Collins Radio. Kineplex был параллельным тональным многоканальным модемом.
Сеймур Крей и NTDS
Сеймуру Крею приписывают разработку первого процессора NTDS – AN/USQ 17. Однако эта разработка не была внедрена в производство.
Система управления и управления кораблями, не имеющими противотанковых средств
Система управления и контроля кораблями противолодочной обороны (ASWSC&CS) была системой NTDS для противолодочной войны (ASW). В 1967 году она была установлена только на фрегатах "Voge" и "Koelsch", а также на авианосце ASW "Wasp". ASWSC&CS позволила разработать усовершенствования в области противолодочной войны с использованием цифровых вычислительных машин, которые впоследствии были внедрены на других классах кораблей ASW. Компания UNIVAC получила контракт на определение аппаратной части и разработку программного обеспечения для интеграции функций ASW. AN/UYQ 100 – текущая система поддержки принятия решений в подводной войне (USW DSS), принятая на вооружение в 2010 году.