Журнал «Компьютерра» № 43 от 21 ноября 2006 года

Автоматизация управления системой противовоздушной обороны

Автор: Сергей Леонов

Проект NORAD объединенного командования ПВО североамериканского континента предусматривает использование вычислительной машины, скрытой глубоко в горах Колорадо. В системе будут использованы самые последние методы обработки данных и управления.

Первое официальное предупреждение о нарушении воздушных границ США поступит в виде серии вспышек на экране небольшой электронно-лучевой трубки. К концу лета 1965 г. схемой индикации на этой трубке будет управлять не оператор, а вычислительная машина. Сама трубка будет перенесена на командный пункт, сооружаемый под 450-метровой толщей гранита в горе Шайенн вблизи Колорадо-Спрингс, шт. Колорадо. Прежде чем попасть на экран, сигналы обнаружения будут обработаны вычислительной машиной.

На светящийся на экране след дежурный оператор направит фотопистолет: это послужит сигналом о том, что предупреждение принято, и свечение экрана прекратится. Затем оператор нажмет на своем индикаторном пульте ряд кнопок, запрашивая у вычислительной машины дополнительную информацию, которой та может располагать.

С этого момента вступит в действие хорошо отрепетированная программа, которая вызовет цепную реакцию ответных действий, а те, в свою очередь, приведут в готовность всю национальную боевую мощь.

Пещера, в которой будет скрыт командный пункт NORAD, займет площадь 14 тысяч квадратных метров. Центр будет состоять из одиннадцати зданий, снабженных автономными источниками энергии, имеющими отдельное водоснабжение и другое оборудование, и будет способен нормально функционировать при нанесении ядерного удара. Проектировала систему фирма MITRE. Генеральным подрядчиком на поставки оборудования является фирма Boroughs. Программу для вычислительной машины подготовила фирма System Developments.

Командный центр получает информацию автоматически от семнадцати источников: из восьми районов NORAD в США, от четырех станций системы DEW-Line в Канаде, от станций системы дальнего обнаружения баллистических ракет (BMEWS), расположенных на Аляске, на о. Гренландия и в Англии, от сети обнаружения ядерного нападения (NUDETS) и от сети оповещения о налете бомбардировочной авиации.

Данные, полученные центром, поступают в коммутационное устройство, разработанное фирмой Philco. Коммутатор, представляющий собой блок логических элементов, преобразует входные данные из последовательной формы в параллельную, пригодную для ввода в вычислительную машину, а данные, поступающие в параллельной форме с выходов вычислительной машины, — в последовательную форму для передачи на отдаленные посты.

При ручной передаче информации от приборов обнаружения (например, от радиолокационных станций слежения) оператор должен подготовить данные в соответствующем формате, иначе их нельзя будет ввести.

Информация о налете бомбардировочной авиации, поступающая по линии телетайпной связи, преобразуется устройством фирмы Western Union в слова, которые в параллельной форме вводятся в коммутатор, а оттуда поступают в ЗУ вычислительной машины.

Данные от системы дальнего обнаружения баллистических ракет поступают в центр в виде синусоидальных сигналов, модулированных цифровыми импульсами. Распределитель обнаруживает наличие или отсутствие синусоидальной несущей и накапливает знак за знаком (знак содержит шесть разрядов, три знака образуют слово, три слова составляют сообщение).

В коммутаторе имеется многоканальный переключатель, с помощью которого поочередно опрашиваются все семнадцать входов.

В системе используются две стандартные вычислительные машины типа 2000/212 фирмы Philco, одна из которых является резервной. Каждая машина имеет оперативное (основное) ЗУ на магнитных сердечниках и вспомогательное (долговременное) ЗУ на магнитном барабане. Емкость ЗУ равна 32 тысячам слов.

Вычислительная машина снабжена также одиннадцатью блоками записи на магнитной ленте. Блоки могут одновременно выполнять до четырех операций записи или считывания со скоростью 90 тысяч знаков/с.

Вычислительная машина и устройство ввода-вывода связаны с пятнадцатью индикаторными пультами и с аппаратурой интерпретации данных. В индикаторном пульте цифровые данные, поступающие от вычислительной машины, преобразуются в визуальное изображение на экране электроннолучевой трубки. Оператор нажатием кнопки может запросить любую специальную информацию, хранящуюся в вычислительной машине. Он может, например, затребовать карту Северной Америки с нанесенными на нее районами NORAD. В случае ракетного нападения он может потребовать полную информацию о каждой ракете, за которой ведется слежение: место запуска и цель ракеты, предвычисленное время удара.

При появлении на экране индикатора траектории неопознанного объекта о его приближении сигнализируют точечные вспышки на изображении траектории. Желая сообщить вычислительной машине, что он видит эту траекторию, оператор направляет на новый сигнал фотопистолет. Мерцание на экране прекращается, и траектория продолжает светиться ровным светом.

Изображение, представленное на экране белыми линиями на черном фоне, непрерывно обновляется с периодом, меньшим времени послесвечения люминофора, покрывающего экран.

Экран индикаторного пульта имеет размеры 35*26 см (трубка круглая, диаметр 48 см). Диаметр сканирующего пятна равен примерно 0,76 мм. Знаки и символы могут быть двух размеров: 6,4 и 9,6 мм в высоту. Программа определяет ординату и абсциссу каждого изображаемого знака и располагает их либо в строчку, либо случайно по всей площади экрана.

Программа предоставляет также координаты обоих концов прямолинейного участка каждой вычерчиваемой на экране линии. Все диаграммы и карты образованы из последовательности коротких и длинных отрезков прямых линий.

Любое изображение с любого из пятнадцати экранов пультов индикации может быть воспроизведено на большом стенном экране размером 3,6*4,8 м, предназначенном для просмотра всем персоналом.

Большой экран, спроектированный фирмой OPTOmechanisms, содержит маленькую электроннолучевую трубку, изображение на экране которой фотографируется на 35-миллиметровую пленку тремя отдельными камерами. Пленки, обработанные в том же устройстве, поступают в проектор, три объектива которого снабжены красным, зеленым и синим светофильтрами. Кадры, соответствующие любому из трех цветов, проецируются на большой экран через фильтр того же цвета. Поскольку все три пленки проецируются одновременно и кадры их точно совпадают, при наложении изображений образуется любой из семи цветов спектра.

Единственная большая задержка от момента получения сигнала распределителем ввода-вывода до воспроизведения информации на большом экране равна 11 с — столько времени требуется на фотографирование экрана электронно-лучевой трубки и обработку пленки.

От центральной площадки, подобно спицам колеса, в радиальных направлениях отходят шесть подземных коаксиальных кабелей, соединенных в гигантское кольцо, кабели заключены в заваренные стальные трубы, заделанные в бетон. Кольцо, в свою очередь, присоединено к сети связи, созданной фирмой American Telephone and Telegraph (AT&T) и проложенной под землей до г. Ламар, шт. Колорадо, находящегося в 320 км от центра. Контакт центра с внешним миром осуществляется в Ламаре.

Импульс электромагнитного излучения, сопутствующий ядерному взрыву, может вывести из строя чувствительную электронную аппаратуру. Хотя подземный комплекс хорошо экранирован, для пущей гарантии предложена необычная система волноводов. Различные части комплекса связаны друг с другом коридорами прямоугольного сечения 3 м в ширину и 3,6 м в высоту. Стены, пол и потолок обшиты стальными листами. Крепежные приспособления осветительных приборов используются в качестве настроечных штырей. В результате получается волновод, который ослабляет сигналы всех частот ниже 75 МГц.