Kompleksowy system wyświetlania

Comprehensive Display System (CDS) był systemem dowodzenia, kontroli i koordynacji brytyjskiej Królewskiej Marynarki Wojennej (RN), który współpracował z radarem wykrywania/przeszukiwania typu 984 . System został zainstalowany w sumie na sześciu statkach, począwszy od 1957 roku. Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych zakupiła prototyp CDS i wyprodukowała dwadzieścia własnych wersji, Electronic Data System ( EDS ). Były one używane na wielu statkach do 1968 roku. Zmodyfikowana wersja, Data Handling System , była używana z radarem AMES Type 82 przez Królewskie Siły Powietrzne , a Siły Powietrzne Stanów Zjednoczonych również prawie go używały.

CDS umożliwił operatorom przypisywanie obiektom na wyświetlaczu radaru różnych identyfikatorów i łączenie ich razem w jeden wyświetlacz, co pozwoliło funkcjonariuszom przechwytującym ujednolicić wyświetlanie lokalizacji, rozmiaru nalotu i wysokości. CDS ułatwił operatorom kierowanie przyjaznych myśliwców na kursy przechwytywania z nieznanymi celami, a późniejsze wersje mogły automatycznie obliczać punkty przechwytywania. Podstawowa idea CDS była niezwykle wpływowa w kręgach wojskowych i doprowadziła do skomputeryzowanych wersji w postaci DATAR , Naval Tactical Data System i SAGE .

Trackball (znany wówczas jako „ball tracker”) został wynaleziony przez Ralpha Benjamina w ramach jego pracy dla CDS w 1946 roku. Prototyp, nazwany kulką kulkową , został opatentowany w 1947 roku, ale był trzymany w tajemnicy w wojsku. Położyło podwaliny pod urządzenia wejściowe, takie jak mysz komputerowa . Jednostki produkcyjne używały joysticka zamiast trackballa.

Historia

HMS Victorious był pierwszym statkiem, który używał CDS. Radar typu 984, który dostarczał dane do CDS, można zobaczyć zamontowany przed lejkiem.

Wstępna praca

W okresie powojennym Elliott Brothers zaczęli koncentrować się na rozwiązaniach automatyzacji kierowania ogniem , a 1 grudnia 1946 roku rozpoczęli prace nad tym, co miało przekształcić się w CDS. Początkowy pomysł polegał na zebraniu ASDIC dotyczących różnych celów z różnych statków w grupie zadaniowej, a następnie stworzeniu jednego, ujednoliconego widoku przy użyciu nowego systemu wyświetlania, który nakładał symbole na wielkoformatowy wyświetlacz radarowy ze wskaźnikiem pozycji w planie (PPI). Elliott otrzymał patent na ten system „Peevish” w 1947 roku.

Chociaż początkowa koncepcja polegała na usieciowaniu danych ASDIC, w 1947 r. Zwrócono uwagę na problem kreślenia samolotów; pod koniec drugiej wojny światowej alianckie niezautomatyzowane kierunki myśliwców doświadczyły nasycenia i pogorszenia wydajności, gdy zostały poddane atakom Kamikadze . Kluczowym osiągnięciem była nowa próba opracowania potężnego radarowego 3D w celu zastąpienia poprzednich projektów. Ostatecznie znany jako radar typu 984 , tak znacznie zwiększyłby ilość dostępnych danych, że wykreślenie tego wszystkiego było postrzegane jako poważny problem.

Pierwszy kompletny system do roli samolotu został zademonstrowany w ośrodku badawczym Elliotta w Borehamwood w czerwcu 1950 roku. Ostatecznie doprowadziło to do podpisania kontraktu na dwie wersje prototypowe; oryginalny prototyp został dostarczony jako „X1” do Admiralty Research Establishment w Witley w 1951 r., a drugi nowo zbudowany model „X2”, który został opłacony przez Biuro Okrętów Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych , ale oficjalnie wypożyczony na stałe do Laboratorium Badawcze Marynarki Wojennej Stanów Zjednoczonych .

Użycie Royal Navy

Początkowo CDS nie był pilnie potrzebny i produkcja nie została podjęta. Jednak rozwój pocisku Seaslug zapoczątkował serię wydarzeń, które kilka lat później doprowadziły do ​​wprowadzenia CDS. Seaslug wymagał od Typu 984 dalekiego zasięgu i wykrywania wysokości, ale niszczyciele klasy County , jedyne statki uzbrojone w Seaslug, były zbyt małe, aby pomieścić duży radar.

Rozwiązaniem było dodanie cyfrowego łącza danych do CDS, zwanego Digital Picture Transmission (DPT) lub Link I; użycie łącza cyfrowego mogło być inspirowane łączem cyfrowym DATAR. Lotniskowiec przesłał dane radarowe ze swojego Typu 984 przez DPT do eskortujących niszczycieli hrabstwa, które wykorzystały te dane do zlokalizowania celów za pomocą swoich mniejszych radarów dla Seaslug. Kontrakt produkcyjny otrzymał Pye Ltd.

Kombinacja CDS / Typ 984 weszła do służby na HMS Victorious w 1958 roku, po zamontowaniu podczas szeroko zakrojonego powojennego remontu statku. W dniach 15-20 lipca 1959 roku okręt brał udział w ćwiczeniach wojskowych Riptide z Marynarką Wojenną Stanów Zjednoczonych i zademonstrował skuteczność systemu; CDS zapewnił „zdecydowaną przewagę”, która pozwoliła gorszym myśliwcom RN „rażąco przewyższyć” myśliwce USN. USN nie był w stanie nasycić kierunku myśliwca RN.

Następnie CDS dopasowano do nowego HMS Hermes i pierwszej partii czterech z ośmiu niszczycieli klasy County. Nieznany twórcom oryginalnego CDS, inny dział w Elliott opracowywał czysto elektroniczną wersję tej samej podstawowej koncepcji, Action Data Automation, a rozwinięta wersja tego systemu miała ostatecznie zastąpić oryginalny model na większości statków RN.

armii brytyjskiej i RAF

Począwszy od 1949 roku armia brytyjska rozpoczęła opracowywanie nowego taktycznego radaru kontrolnego , który zapewniałby wczesne ostrzeganie i wprowadzanie informacji dla maksymalnie szesnastu rozproszonych baterii artylerii przeciwlotniczej rozmieszczonych na obszarze całego miasta. Stanowiło to ten sam problem, przed którym stanęła Marynarka Wojenna ze swoimi rozproszonymi niszczycielami; działa przeciwlotnicze miały na miejscu małe radary, ale nie zapewniały one pełnego obrazu bitwy z dalekiego zasięgu. Dowiedzieli się o CDS i zainteresowali się przystosowaniem go do nowego radaru. Podczas prac rozwojowych, w 1953 r. rola obrony powietrznej nad Wielką Brytanią przeszła z armii na Królewskie Siły Powietrzne , które podjęły prace rozwojowe i przemianowały radar na AMES Typ 82 .

W tej roli przemianowany System Obsługi Danych (DHS) był nieco bardziej złożony i składał się z oddzielnych operatorów zajmujących się wstępnym wykrywaniem i wybieraniem interesujących śladów, a następnie przekazywaniem tych śladów tropicielom szczegółów, którzy kontynuowali dokładne śledzenie celów. Trzeci zestaw operatorów przekazał oddzielne radary do określania wysokości (jeśli są używane) i przesłuchujące identyfikujące przyjaciela lub wroga , wprowadzając te informacje do systemu z mniejszą częstotliwością. Te szczegółowe ślady można następnie przesłać do miejsc AA, gdzie dane mogą automatycznie wskazywać lub „nakładać” ich lokalne radary.

Typ 82 był używany w swojej zamierzonej roli wojskowej tylko przez krótki okres, zanim został przekazany do mieszanej wojskowej / cywilnej roli kontroli ruchu lotniczego w środkowej części kraju. W tej roli DHS okazał się nieoceniony w obsłudze dużej liczby ruchów samolotów. System pozostawał w służbie do lat 80-tych.

Rozwój US Navy

Marynarka Wojenna Stanów Zjednoczonych była „zachwycona” demonstracyjnym CDS, kiedy odwiedziła Borehamwood w 1950 r. Doprowadziło to do budowy modelu X2, który przybył do Centrum Badawczego Marynarki Wojennej w 1952 r. X2 „zrobił wiele, aby sprzedać koncepcję” CDS , ale znaleźli wiele szczegółów, które ich dotyczyły.

Przede wszystkim był jego rozmiar, który ograniczałby go do większych statków. Byli bardziej zainteresowani systemem, który mógłby być używany w dużej części floty. Stwierdzili również, że jest wrażliwy na zmiany temperatury, brakuje mu precyzji, a biorąc pod uwagę dużą liczbę ruchomych części, jest trudny w utrzymaniu. Ostatni problem polegał na tym, że potrzebowali systemu zdolnego do śledzenia setek obiektów, a nie dziesiątek, a dodanie dodatkowych kanałów do CDS byłoby kosztowne.

Doprowadziło to do ich własnej wersji, Elektronicznego Systemu Danych. Było to bardzo podobne do oryginalnego CDS, ale zawierało szereg szczegółowych zmian. Motoroli kontrakt na budowę 20 systemów EDS. Pierwszy został zainstalowany na USS Willis A. Lee w 1956 roku, następnie na czterech okrętach Destroyer Division 262, a także na wybranych krążownikach z pociskami kierowanymi. Podczas testów w 1959 roku statki z 262 były w stanie wymieniać dane za pomocą SSA-21 na odległości do 400 mil (640 km).

Większość z tych jednostek pozostawała w użyciu przez lata 60., ostatecznie zastąpiona w 1968 r. przez Navy Tactical Data System .

zainteresowanie USAF

Prototyp CDS był również oglądany przez Siły Powietrzne USA , które w tym czasie badały swoje potrzeby w zakresie spiskowania w powietrzu. Byli już zaangażowani w projekt, który ostatecznie wyłonił się jako w pełni cyfrowy SAGE , ale badali również alternatywy. Jedną z nich zaproponowało Willow Run Research Center z University of Michigan , które zasugerowało dodanie systemu transmisji danych do CDS. Ostatecznie Siły Powietrzne kontynuowały oryginalny rozwój SAGE, którego AN / FSQ-7 były największymi, jakie kiedykolwiek zbudowano.

Opis

wersje „X”.

System CDS miał kilka warstw danych wejściowych, które konstruowały ogólny obraz powietrza. Zaczęło się od operatorów siedzących przy konwencjonalnych wyświetlaczach radarowych wyposażonych w joystick . Wewnętrzne potencjometry joysticka wytwarzały zmieniające się napięcie w X i Y, gdy drążek się poruszał. Sygnały te zostały wysłane do płytek odchylających oddzielnego kanału na kineskopu , nakładając kropkę na istniejące obrazy radarowe, aby zapewnić kursor . Wzdłuż boku wyświetlacza znajdowała się seria przycisków, które pozwalały operatorowi wskazać, że umieścił kursor na jednym z maksymalnie ośmiu celów.

Dane zostały zebrane przez Coordinated Display Equipment (CDE). Wewnątrz CDE telefoniczny przełącznik krokowy do okresowego łączenia się kolejno z każdym z wyświetlaczy operatora. W zależności od tego, który przycisk był w danym momencie wciśnięty na konsoli wejściowej, przełącznik łączył joystick operatora z jedną z 96 par serwomotorów podłączonych do potencjometrów. Napięcie z joysticka napędzało serwomotor do obracania wewnętrznego potencjometru CDE, aby dopasować wartość do tego w joysticku, kopiując w ten sposób jego wartość.

Wartość tych wewnętrznych potencjometrów została również przesłana z powrotem do konsol wejściowych, tworząc „blip” na ekranie, który pasował do podstawowych danych radarowych, ale się nie poruszał. Operatorzy mogli wtedy zobaczyć, jak bardzo cel przesunął się od ostatniej aktualizacji CDE, a następnie ustalić priorytety, które chcą zaktualizować. W wersjach prototypowych były tylko trzy stacje wejściowe umożliwiające śledzenie łącznie 24 celów, ale mogły one również odczytywać do ośmiu dodatkowych danych wejściowych ze źródeł zewnętrznych, nominalnie danych z innych statków. Wersja produkcyjna miałaby więcej stacji wejściowych, aby w pełni rozszerzyć możliwości CDE.

Oprócz potencjometrów kodujących, CDE zawierało również serię dziesięciopozycyjnych przełączników jednokierunkowych , które były używane do kodowania dodatkowych informacji numerycznych dla każdego wejścia. Obejmowały one dwucyfrowy numer toru, pojedynczą cyfrę wskazującą dużą, średnią lub małą wysokość, cyfrę wskazującą, czy był przyjazny, wrogi lub niezidentyfikowany, a drugą wskazującą, czy był to pojedynczy samolot, mała grupa czy duża formacja.

Dane wyjściowe z CDE zostały przesłane do oddzielnego wielkoformatowego wyświetlacza wskaźnika położenia planu (PPI). Poprzez szybkie przełączanie potencjometrów wiązka na wyświetlaczu powodowała pojawianie się na ekranie serii punktów reprezentujących lokalizację (maksymalnie) 96 celów. Operator mógł wybrać różne zestawy celów do wyświetlenia, na przykład tylko te znajdujące się na dużych wysokościach lub tylko przyjazne samoloty. Prototypy zawierały również „wyświetlacz konferencyjny”, 24-calowy (610 mm) wyświetlacz fotograficzny , który aktualizował się co 15 sekund i był wystarczająco duży, aby wielu operatorów mogło oglądać te same zdjęcia.

Początkowo system rozważał użycie wielokolorowego dysku obracanego przed wyświetlaczem PPI w czasie, aby symbole były rysowane, gdy określony kolor znajdował się nad wyświetlaczem. Ta koncepcja, która była powszechna we wczesnych mechanicznych systemach telewizyjnych tamtej epoki, pozwalała różnym symbolom mieć różne kolory. Kiedy ta metoda okazała się niepraktyczna, koncepcja została zmieniona i zamiast tego używano innych symboli. To wykorzystywało serię dziesięciu symboli do reprezentowania innego numeru grupy. Liczbę statków powietrznych wskazano przez coraz większe wypełnianie symbolu, a wysokość przez umieszczenie linii po prawej stronie symbolu, która była kropką dla małej wysokości, połowy wysokości symbolu dla średniej i całej wysokości dla dużej.

Na przykład, jeśli tor 41, który umieszcza go w grupie 4, był małą grupą samolotów lecących na średniej wysokości, pojawiłby się jako trójkąt (symbol grupy 4) z wypełnioną prawą połową, aby wskazać małą grupę, oraz słupek o średniej wysokości po prawej stronie, wskazujący średnią wysokość. Numer toru i wysokość w „ aniołach ” były wyświetlane w lewym górnym i dolnym rogu symbolu.

Modele produkcyjne

Oryginalna koncepcja CDS wykorzystywała złożony zestaw silników i potencjometrów do kodowania danych, co utrudniało prawidłowe działanie. Rozwiązaniem Pye dla wersji produkcyjnej było zastąpienie ich kondensatorami , które przechowywały napięcie odpowiadające położeniu joysticka. Ponieważ napięcie powoli wyciekało z kondensatorów, system wykorzystywał odświeżania pamięci , aby zachować dokładność. To znacznie poprawiło dostępność systemu.

Wersja produkcyjna wykorzystywała uproszczony system wyświetlania, w którym usunięto symbole. W ich miejsce pojawił się oryginalny znacznik radaru, ale otoczony dodatkowymi danymi w postaci liczb dwucyfrowych. Numer ścieżki pozostał w lewym górnym rogu, ale wysokość przesunęła się w prawy dolny róg. W prawym górnym rogu był numer sklepu , lokalny zestaw rejestrów przechowujących ten utwór. Dzięki temu system mógł mieć globalny numer ścieżki w całej grupie zadaniowej, podczas gdy każdy odbierający CDS mógł przypisać go do innego lokalnego identyfikatora. W prawym dolnym rogu pierwsza cyfra zawierała kategorię, a druga wielkość (pojedyncza, mała grupa, duża formacja; 1, 2, 3).

Późniejszym dodatkiem była możliwość śledzenia prędkości celów, koncepcja zaczerpnięta z prac USA nad ich modelem X2. Wykorzystano obwód całkujący do pomiaru różnicy pozycji między kolejnymi pomiarami dowolnej ścieżki. Informacje te były również przekazywane do oddzielnego komputera analogowego, który automatycznie obliczał lokalizacje przechwyceń, znacznie ułatwiając kreślenie wielu przechwyceń. W tej wersji dodano również dodatkowe wejścia, które przesyłały informacje o gotowości z lotniskowców i krążowników rakietowych , pozwalając oficerom przechwytującym wybrać, jaką broń przypisać danemu celowi. Informacje te były przekazywane ze statku na statek za pomocą nowego łącza danych znanego jako system Digital Plot Transmission (DPT), który mógł również udostępniać tory.

Modele produkcyjne różniły się wielkością i pojemnością. Jednostka pasująca do Victorious miała 48 torów, Hermes miał mniej miejsca, więc jego system miał 32, a systemy w klasie hrabstwa miały 24.

EDS

Aby rozwiązać problemy z niezawodnością mechaniczną obserwowane w X2, w 1953 roku NRL dostosował swoje CDS do przechowywania danych za pomocą kondensatorów zamiast potencjometrów, zmiana, która została później skopiowana przez produkcyjne CDS. To pozostawiło konsole wejściowe jako jedyne główne ruchome części. Następnie zmodyfikowali swoje jednostki, zastępując trackball elektrycznie przewodzącą taflą szkła, którą użytkownik naciskał metalową sondą. Zespół został następnie umieszczony na górze niezmienionego wyświetlacza stacji wejściowej.

Dodatkowa zmiana w jednostce centralnej polegała na dodaniu drugiego zestawu kondensatorów dla każdego kanału. Przy każdym próbkowaniu kanałów w jednostkach wejściowych odczytywano wartości do naprzemiennego zestawu kondensatorów w CDE. Spowodowało to zarejestrowanie zmiany pozycji między skanami. Na wyświetlaczu wartości tych dwóch pomiarów szybko się zmieniały, powodując wydłużenie kropek w krótkie kreski, bezpośrednio wskazujące kierunek i prędkość jazdy. Na koniec dodali jednostkę AN/SSA-21, która odczytywała wartości i wysyłała je jako dalekopisowe do innych statków, gdzie można je było przekonwertować z powrotem na sygnały analogowe w celu ich wyświetlenia.

Wiele z tych zmian pojawiło się również w produkcyjnych wersjach CDS, które różniły się przede wszystkim sposobem wprowadzania.

Zobacz też

Notatki

Bibliografia


Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Comprehensive_Display_System&oldid=1134286947 ”