14 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Модификации М-4 — ЭВМ

ЭВМ М-4

ОСНОВНЫЕ РАЗРАБОТЧИКИ
Карцев М.А, Танетов Г.И., Иванов Л.В., Шидловский Р.П., Рогачев Ю.В., Гливенко Е.В., Филинов Е.Н., Шерихов Е.С., Кузнецова В.П.

Область применения:
управление в реальном масштабе времени экспериментальным комплексом радиолокационных станций контроля космического пространства.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Электронные схемы машины строились на появившихся в СССР в 1957-1958 гг. германиевых транзисторах и диодах. В ИНЭУМ были проведены исследования характеристик транзисторов в различных режимах их работы в электронных схемах ЭВМ (надёжность, стабильность параметров, скорость работы и др.). Исследования показали возможность построить электронные схемы для вычислительных машин с быстродействием свыше 10 тысяч операций в секунду. Элементную базу М-4 составляла импульсно-потенциальная логика, в значительной мере явившаяся данью традициям ламповой техники. Импульсно-потенциальные элементы -клапан (двухвходовое И), один вход и выход которого были импульсные, а второй вход — потенциальный, и триггер (входы — импульсные, выход — потенциальный). С точки зрения быстродействия импульсная система на транзисторах оказалась хуже, чем потенциальная, поскольку при равных частотах в импульсной системе требуется вдвое больше переключений транзистора, чем в потенциальной схеме. При изготовлении М-4 это привело к тому, что оказалось невозможным обойтись без специального отбора транзисторов и диодов. Были разработаны и изготовлены два типа арифметических устройств:

У-1 с использованием импульсно-потенциальной системы элементов на транзисторах П-16Б;
У-2 с использованием чисто импульсной системы на динамическом элементе с диффузионными транзисторами П­403 и линиями задержки.

При проектировании для машины М4-М устройства первичной обработки информации была разработана принципиально новая потенциальная система логических элементов, что обеспечило высокую технологичность в изготовлении, надежность в работе, удобство в эксплуатации.

  • арифметическое устройство;
  • устройство управления;
  • оперативная память (ферритовая);
  • постоянная память (ферритовая);
  • устройство приема и выдачи информации;
  • устройство сопряжения с РЛС;
  • устройство отображения информации.
  • система счисления — двоичная;
  • представление чисел — с фиксированной запятой;
  • среднее быстродействие – 20 000 операций/с;
  • объем оперативной памяти — 1024 23-разрядных чисел;
  • объем постоянной памяти — 1024 23-разрядных чисел.

Особенности аппаратуры М-4 были связаны с ее назначением: аппаратная реализация некоторых сложных операций, разделение памяти программ и констант и памяти данных, функциональное распараллеливание обработки информации благодаря использованию специализированных процессоров ввода-вывода, первичной обработки входных данных. В ЭВМ М-4 была осуществлена первая в мире аппаратная реализация вычисления квадратного корня. Конструктивно машина содержала три уровня:

На субблоке монтировались все электронные схемы машины и ферритовые матрицы запоминающих устройств. Размещение элементов на плате субблока было комбинированным: часть радиоэлементов находилась непосредственно на этой плате, а унифицированные узлы (триггеры, сумматоры и др.) устанавливались на ней в виде отдельных подсборок. Электрические соединения осуществлялись проводным монтажом. На переднюю панель субблока выводились контрольные точки и устанавливались лампочки индикации. С помощью двух 20-контактных разъемов, установленных на задней панели, субблок электрически соединялся с монтажом блока. Размеры субблока — 288 х 266 мм. Всего в машине имелось 344 субблока. В блоке размером 275 х 270 х 485 мм устанавливалось 9 субблоков. Типовой шкаф включал три секции с блоками, в которых размещались съемные субблоки, и две секции с блоками контроля и профилактики. Габариты типового шкафа 2300 х 2120 х 600 мм. Для питания машины использовался трехфазный генератор 400 Гц, 200 В, 4,5 кВА, а также нестабилизированное трехфазное напряжение 50 Гц, 220 В, 1 кВА.

ПРИМЕНЕНИЕ
Головной образец (первый комплект) ЭВМ М-4 в июле 1962 г. успешно выдержал Государственные испытания совместно с РЛС и М-4 была предложена для серийного изготовления. Однако М.А. Карцев предложил для запуска в серийное производство новую машину с более высокими техническими и эксплуатационными характеристиками — ЭВМ М4-2М. Второй комплект машины М-4, доукомплектованный устройством первичной обработки, находился в эксплуатации до 1966 г. с модернизированной РЛС и обозначался как ЭВМ М4-М.

1958-1962 гг. Одна из первых машин использовавшихся для управления в реальном масштабе времени экспериментальным комплексом радиолокационных станций контроля космического пространства. Элементную базу М-4 составляла импульсно-потенциальная логика.

Читать еще:  Файлы ПП-2000 - пистолет-пулемёт

M4 Carbine – оружие американского спецназа

В 1985 году компания Кольт приступила к очередной модернизации штурмовой винтовки М16А2. На её базе разрабатывался укороченный карабин получивший индекс XM4 Carbines, или модель 720. Первые 40 единиц этого оружия увидели свет в феврале 1986 года. Именно в этот миг появилась знаменитая американская винтовка М4 Carbine, основное стрелковое оружие сил специальных операций США.

В процессе работы над устройством карабина в него вносились изменения, как улучшающие качества, так и исправляющие недостатки. В результате работ в 1994 году армией США и корпусом морской пехоты был подписан контракт с заводами Кольта на поставку карабинов модели 920 и 921, армейское наименование М4 и М4А1 которые должны были заменить основную часть длинноствольных М16 различных модификаций. Этот момент и стал «звёздным часом» компании Кольт и её укороченной винтовки. Дальнейшая судьба этого оружия больше напоминает скатывание по наклонной. Капризы карабина, короткий и лёгкий ствол сыграли свою негативную роль во время боев в Афганистане и Ираке.

Хронология создания автоматического карабина М4

ХМ4 представляли собой укороченный вариант винтовки М16А2, так например ствольная коробка перешла к карабину почти без изменений. Основным отличием были лёгкие стволы в 406 мм, с шагом нарезов 1/7, цевье разработанное компанией Кольт и телескопический четырехпозиционный приклад.

В 1986-87 году ХМ4 проходили испытания на Абердинском полигоне армии США, в ходе испытаний карабины прошли через огонь, воду и медные трубы. Целью испытания было:

  • общие стрелковые испытания карабина;
  • испытание надёжности, как винтовки, так и отдельных узлов и деталей;
  • воздействие на стрелка и рядом находящихся, вспышка и звук выстрела;
  • исследование износа частей и деталей после отстрела 10 000 патронов;
  • определение давления в канале ствола и газовой каморе, а также скорости пули;
  • взаимозаменяемость узлов и деталей карабина, со штурмовой винтовкой М16А2;
  • удобство и точность выверки и пристрелки оружия;
  • тестирование при работе в экстремальных условиях:
  1. температурный диапазон от -50 до +50 градусов Цельсия;
  2. в «сухом» состоянии, без смазки, в песке, в сильном запылении и при загрязнении ствольной коробки;
  3. работа под дождём, воздействие агрессивных химических соединений.
  4. удобство в эксплуатации, эргономика;
  5. возможность внесения изменений и ресурс модернизации.

Карабин ХМ4 выдержал все эти испытания. После их окончания усовершенствованный карабин модели 723 поступил для войсковых испытаний в знаменитый отряд «Дельта» и 75 полк рейнджеров, которые и провели полное тестирование нового оружия. На основании их заключения карабины М4 и М4А1 начинают поставляться для армии США.

Стоит отметить что параллельно испытаниям коммерческая модель 727 активно продавалась по всему миру, в конце 80-х достаточно большое количество М4 было закуплено ОАЭ. В 1990 году производство модели 727 было остановлено и на поток встал карабин М4 модель 920. А с 1994 году прекратился и выпуск комплектующих к ранним моделям карабина.

В тоже время карабин М4, а впоследствии и М4А1, разработанный в 1996 году, на базе винтовки М16А3, поставлялся во многие страны мира, где и состоит на вооружении по настоящее время.

Устройство и принцип действия карабина

Как и остальные винтовки, созданные на базе AR-10/15, автоматика карабина использует энергию пороховых газов отводимых в ресивер.

При выстреле часть пороховых газов проникает в трубку газоотводного механизма расположенную над стволом, по ней они попадают в ресивер-ствольную коробку, и толкает раму назад, часть газов проникает в полость затвора и сдвигает затвор вперед.

Это нужно для того чтобы выступы вышли из зацепления и освободили гильзу. Но в то же время это действие сильно загрязняет внутренности коробки нагаром и копотью. Затвор проворачивается, выбрасыватель вытягивает гильзу из патронника и откидывает её в окно, затворная рама в откате взводит курок.

По достижению рамой крайнего положения, она под действием возвратной пружины начинает накатываться на место, по дороге зацепляя верхний патрон из горловины магазина и досылая его в патронник. Затвор проворачивается и запирает ствол. Курок спускается производиться выстрел. После чего цикл повторяется.

Читать еще:  Файлы Як-15 - истребитель

Компоновка карабина также повторяет М16. Приклад расположен на оси ствола, что значительно уменьшает подброс ствола при стрельбе. Внутреннее устройство напоминает штурмовую винтовку М16А2, хотя с небольшими отличиями.

Достаточно сказать, что взаимозаменяемость деталей и элементов механизмов этих образцов оружия не превышает 20-25%. Приклад телескопический, выдвижной с 4-мя фиксированными позициями. Ствольная коробка из алюминиевого сплава.

Спусковая скоба откидная, что позволяет вести огонь даже в толстых перчатках.

Флажок выбора режима огня расположен слева, над рукоятью управления огнем, с правой стороны ручной досылатель затвора.

Прицельные приспособления механического типа состоят из мушки на колодке и диоптра расположенного на ближнем к стрелку краю ствольной коробке, если ствольная коробка старого образца с предустановленной ручкой для переноски, то диоптр подобно М16 расположен на ней. Длина ствола зависит от модификации и составляет 370 или 406 мм.

Магазины стандарта STANAG, практически можно использовать любые, но оригинальные рассчитаны на 20 и 30 мест. Патрон М855-SS109 стандарта НАТО.
К карабину может присоединяться стандартный штык-нож М9, подствольный гранатомёт М203.

Кроме того при использовании комплекта SOPMOD и интерфейса RIS на карабин можно подвесить все необходимое стрелку оборудование: сошки, фонарь, оптический, коллиматорный или ночной прицел, ЛЦУ.

Как и М16 сборка-разборка карабина достаточно проста, хотя и требует внимательности и аккуратности. УСМ и пистолетная рукоятка при разборке откидывается назад, этим обеспечивается доступ к чистке ствола и ресивера.

Отмечается крайняя привязанность карабина М4 и М4А1 к патронам и порохам высокого качества.

При использовании низкокачественных патронов резко увеличивается количество отказов и задержек при стрельбе. Также нужно отметить что, как и другие американские винтовки Кольт М4 не очень хорошо переносит загрязнения.

Модификации

Карабин М4 выпускался в нескольких вариантах. Сам Кольт М4 может стрелять одиночными или фиксированными, трехпатронными очередями. Появившаяся в 1996 году модель М4А1 в дополнении имеет полностью автоматический режим огня вместо отсечки.

С этого же времени карабины М4 и М4А1 выпускаются с плоской поверхностью ресивера, на которой жестко зафиксирована планка Пикатинни, идущая по всей поверхности ствольной коробки.

На ней и устанавливаются прицельные приспособления разного типа, от механического диоптрического прицела, рассчитанного на 400 метров, до коллиматоров и оптики.

Для дальнейшей эксплуатации этого оружия по заказу ЦНО армии США был разработан модульный комплекс SOPMOD M4 kit, в него включены:

  • М4 с верхней планкой Пикатинни и установленным цевьём RIS;
  • подствольный гранатомёт М203QD с установкой на рельсы Пикатинни;
  • дополнительная рукоятка для удержания; съёмная рукоятка переноски, прицел AGOG Reflex или 4Х, ЛЦУ;
  • фонарь и глушитель.

В дальнейшем ассортимент обвеса был значительно увеличен. Также стоит отметить, что помимо боевых карабинов выпускались и коммерческие модели этой винтовки, как автоматические, так и самозарядные.

Достаточно интересен тот момент, что одна из самозарядных моделей М4, а именно SR-47 использовала для стрельбы патрон М43, советский 7,62 мм патрон образца 1943 года, от знаменитого АК-47.

Сравнение М4 и АК-102

Технические характеристики обоих карабинов сведены в таблицу. Выбор образцов для сравнения не случаен. АК-102 выбран намеренно, так как он использует тот же патрон что и М4, М4А1. Режим огня у выбранных образцов одинаков. Выводы по их эксплуатационным свойствам мы сделаем чуть ниже.

Секретные машины

В 1960 году об ЭВМ М-4 для радиолокационных станций не писали Михаил Карцев построил ЭВМ М-4 была на принципиально новой элементной базе — полупроводниковых транзисторах В 1960 году об этих машинах не писали.

В 1960 году об ЭВМ М-4 для радиолокационных станций не писали

СССР первым реализовал систему безъядерного поражения баллистической ракеты. Вычислительные машины Лебедева и Бурцева играли в первых комплексах ПРО решающую роль.

Тем не менее в 1957 году в лаборатории Брука (ЛУМС) началась разработка ЭВМ для радиолокационной станции. Как это произошло? Почти случайно, поначалу без ведома партии и правительства. Отдыхая в Кисловодске с директором Радиотехнического института академиком Минцем, Брук настолько заинтересовал его рассказами о работах над первыми ЭВМ, что Минц предложил сделать машину для управления и обработки информации радиолокационной станции «Днепр». РТИ делал первый радиолокатор для системы раннего предупреждения о ракетном нападении. Так же, как и ПРО, система СПРН в Союзе в эти годы только-только начинает создаваться.

Читать еще:  Исторические сведения Рогатина

Брук согласился, ЛУМС и РТИ совместно подготовили техническое задание на машину, и работа пошла. Впервые, кстати, вычислительная система делалась по ТЗ конкретного заказчика, и это во многом помогло разработчикам — с самого начала они искали оптимальное техническое решение для известных алгоритмов обработки информации. Главным конструктором электронной управляющей машины (ЭУМ) М-4 стал Михаил Александрович Карцев, а его основным помощником — старший конструктор Владалекс Владимирович Белынский. Для Карцева это был решающий момент в жизни — вся его дальнейшая научная судьба будет связана с вычислительной техникой для СПРН.

Задача управления РЛС предъявляла очень серьезные требования к объемам информации, скорости обработки, емкости памяти, надежности машины. Карцев обладал незаурядным инженерным талантом, разработчики за годы работы с Бруком стали настоящими профессионалами в новой области, и машина получилась удачной и во многом первопроходческой. Впервые внутренняя память была разделена на оперативную память данных и ПЗУ программ и констант. В результате повышалась устойчивость к отказам и сбоям, надежность машины. В М-4 появились спецпроцессоры ввода/вывода, благодаря чему распараллеливались обработка данных и обмен с внешними устройствами, и М-4 работала быстрее. Аппаратно реализовали извлечение квадратного корня — в задачах такого рода эта операция занимает порядка 30% общего счета.

Но главное, М-4 была одной из первых машин на принципиально новой элементной базе — полупроводниковых транзисторах (кроме памяти, которая по-прежнему реализовывалась на ферритах). Брук обратил внимание на перспективные возможности полупроводниковых элементов еще в самом начале работ над вычислительными машинами, а когда в 1957 году в стране начался промышленный выпуск транзисторов, в ЛУМС активно занялись изучением их свойств. И пришли к выводу, что на транзисторах удастся построить надежные машины с быстродействием не ниже 10 тыс. операций в секунду. М-4 считала со скоростью 20 тыс. операций в секунду.

Летом 1960 года Загорский электромеханический завод выпустил две машины. Их установили в РТИ для настройки, а затем одну отправили непосредственно на объект, где-то неподалеку от озера Балхаш. В самом напряженном режиме создатели машины вместе с разработчиками РЛС «Днепр» доводили до полностью рабочего состояния весь комплекс. Это была хорошая школа для Карцева и его коллег. К создателям «железа» наконец подключились и программисты, которые делали матобеспечение машины и одновременно участвовали в отладке основных эксплуатационных программ РЛС. В 1962 году объект прошел госиспытания. «С этих успешных испытаний и начался один из героических периодов жизни нашего коллектива», — сказал Карцев на пятнадцатилетии НИИ вычислительных комплексов (НИИВК), института, научный костяк которого составила спецлаборатория № 2.

У второго экземпляра М-4 была иная судьба. К тому времени в РТИ сделали модернизированный вариант РЛС «Днепр», и для него решили несколько изменить и управляющую машину. Первый вариант М-4 мог решать задачи станции только в том случае, если вся поступающая с нее информация уже отсортирована. Карцев решил добавить в свою ЭВМ устройство, которое само выполняло бы такую предварительную обработку (так оно и называлось — устройство предварительной обработки, УПО). Участник разработки М-4 Юрий Рогачев, который непосредственно занимался созданием модификации М-4 с УПО (она получила название М-4М), вспоминает, что перед ним встала непростая задача добавить в машину новое устройство, не внося при этом никаких изменений в ее конструкцию. Удалось это благодаря тому, что было найдено оригинальное решение для электронных логических схем на новых, более мощных высокочастотных транзисторах. Возможности работы с ними исследовались еще в ходе разработки М-4, и было даже построено альтернативное арифметическое устройство на более совершенных полупроводниковых элементах.

После испытаний комплекса в Казахстане вышло правительственное постановление о запуске М-4 в серию. Но больше промышленных выпусков этой машины не было. Карцев неожиданно для всех решает, что в будущей территориальной сети СПРН должна работать другая ЭВМ. Об этой истории мы расскажем в следующих выпусках нашей хронологии.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector