Принципы доработки компьютеров для жестких условий эксплуатации
До последнего времени считалось обычным при подготовке технического задания на аппаратуру военного назначения исходить из того, что она может работать во всех мыслимых условиях эксплуатации.
Такая аппаратура должна была отвечать наиболее жестким нормам по тепло- и виброустойчивости и стойкости к электромагнитным помехам.
В условиях нынешнего резкого сокращения военных ассигнований и быстрого прогресса в области микропроцессорной технологии такой подход перестает быть эффективным.
Старые методы разработки аппаратного и программного обеспечения не поспевают за достижениями в области технологии.
Возникает проблема: какой в этой ситуации должна быть процедура заказа аппаратуры и программного обеспечения, которые соответствовали бы необходимым требованиям и одновременно быстро изменяющемуся передовому уровню техники?
Решение данной проблемы американские специалисты видят в том, чтобы серийно изготовляемые аппаратные и программные средства приспособить к конкретным условиям эксплуатации.
В министерстве обороны США разработана новая концепция «усиленной» (ruggedized) аппаратуры, занимающей промежуточное положение между серийно выпускаемым продуктом гражданского назначения (который уже разработан и нуждается лишь в небольших по объему испытаниях) и оборудованием чисто военного назначения (когда требуются значительные затраты на разработку и испытания продукта).
Концепция усиленного оборудования позволила удешевить разработку и испытания аппаратуры.
Одновременно сокращение времени разработки позволило Министерству обороны США идти в ногу с техническим прогрессом.
Чтобы определить, когда же имеет смысл закупать «усиленное» оборудование вместо серийного, предлагается ответить на пять следующих вопросов.
1. Каков диапазон рабочих температур. Раньше аппаратура военного назначения разрабатывалась, исходя из таких жестких условий эксплуатации. Однако такой подход не всегда был наиболее эффективным с экономической точки зрения. Вооруженные «усиленной» аппаратурой подразделения могут действовать на любой местности при любой погоде, успешно выполняя поставленные задачи.
Серийные компьютеры приспосабливаются для работы в расширенном диапазоне температур путем установки в них дополнительных узлов. Машины американской фирмы SAIC (Science Ар^НсаЫопв International Corporation) типа AgilePAC и Lightweight Computer (LCU) оснащаются миниатюрными нагревателями, которые обеспечивают их работоспособность (прежде всего их дисплеев) при низких внешних температурах. ЭВМ LCU способна работать при температуре до -40°С.
Специальные радиаторы отводят тепло от элементов внутри машины, благодаря чему повышается их срок службы и сохраняется работоспособность при температуре 55° С.
2. Ожидается ли использование аппаратуры при езде по пересеченной местности. «Усиленный» компьютер способен выдерживать падение на бетонную поверхность. «Усиление» позволяет эксплуатировать гражданскую аппаратуру внутри средств бронетанковой техники, что обходится значительно дешевле разработки чисто военной аппаратуры, так как компьютер, который продолжает работать после падения с крыши дома, требуется не так часто. Вполне достаточно, если он не разобьется после падения на пол грузовика или бронемашины.
Обычная аппаратура не выдерживает падения даже с высоты 90 см. Усиленная конструкция позволяет справиться с механическими нагрузками, не «выбивая» заказчика за рамки выделенных средств.
3. Каким должен быть корпус компьютера. Раньше «усиленные» компьютеры отличались большой массой, однако в последние два года они стали заметно изящнее. Аппаратура военного назначения прошлых лет конструировалась из расчета сохранения работоспособности после небольшого ядерного взрыва, и поэтому она была очень дорогой в изготовлении. Сегодня корпус для аппарата может быть легким, прочным и небольшим по размерам. Этому способствует и применение новых электронных компонентов, которые могут быть более плотно смонтированы.
4. Влагостойкость. Солдат в бою не должен бояться уронить портативный прибор в лужу с водой. Он должен думать только о том, как выполнить поставленную боевую задачу^ а не о том, как спасти хрупкий аппарат. Для зашиты компьютеров применяют герметичные материалы, резиновую клавиатуру и герметичные соединители. С другой стороны, такая конструкция позволяет проводить дезактивацию аппаратуры после применения оружия массового поражения.
5. Специальные требования. Предъявление специальных требований позволяет избежать чрезмерных затрат при проектировании аппаратуры «на все случаи жизни».
В частности, система может быть спроектирована с учетом повышенной функциональности.
Например, могут быть применены съемные винчестеры, нестандартные стыки, блоки питания, резервные аккумуляторы, специальные пользовательские интерфейсы.
Так, в рамках программы ТАС-4 разработчики рабочих станций для ВМС США фирмы SAIC и Hewlett — Packard использовали гражданские компоненты — процессоры, блоки питания, телевизионные мониторы и дисководы.
Стойка ТАС-4 имеет регулируемую высоту установки клавиатуры оператора, высокую ударную прочность, обладает устойчивостью к электромагнитным помехам и вибропрочностью.