0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

太震撼!美國民兵 III 型核導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)和計算機(jī)內(nèi)部欣賞

硬件花園 ? 來源:芯片之家 ,作者Ken Shirr ? 作者:芯片之家 ,作者 ? 2024-09-23 11:19 ? 次閱讀

芯片之家,作者Ken Shirriff

民兵導(dǎo)彈于 1962 年推出,是老美核威懾力量的重要組成部分。民兵 III 導(dǎo)彈是目前美國唯一的陸基洲際彈道導(dǎo)彈 (ICBM),共有 400 枚導(dǎo)彈隨時準(zhǔn)備發(fā)射,分布在五個中部州。該導(dǎo)彈包含一個精確制導(dǎo)系統(tǒng),能夠?qū)楊^發(fā)射到 13000 公里(8000 英里)外的目標(biāo), 精度為 200 米(660英尺)。

下圖顯示了民兵 III 導(dǎo)彈(1970 年)的制導(dǎo)系統(tǒng)。該制導(dǎo)系統(tǒng)包含 17000 多個電子機(jī)械部件,價值510000 美元(按當(dāng)前美元計算約為450萬美元)。制導(dǎo)系統(tǒng)的核心是陀螺穩(wěn)定平臺,它使用陀螺儀和加速度計來測量導(dǎo)彈的方向和加速度。計算機(jī)使用平臺的測量值來確定導(dǎo)彈的位置并引導(dǎo)導(dǎo)彈沿其軌跡飛向目標(biāo)。其他關(guān)鍵組件是導(dǎo)彈制導(dǎo)裝置控制器,其中包含用于支持陀螺穩(wěn)定平臺的電子設(shè)備,以及將計算機(jī)與導(dǎo)彈其余部分連接的放大器。本文中,仔細(xì)研究了2000年代初之前使用的制導(dǎo)系統(tǒng)的組件。

077b413c-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

從根本上講,制導(dǎo)計算機(jī)會不斷將導(dǎo)彈位置與預(yù)期軌跡進(jìn)行比較,并生成適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)向命令以使導(dǎo)彈保持在軌道上。下圖顯示了如何引導(dǎo)發(fā)動機(jī)噴嘴使導(dǎo)彈圍繞其三個軸旋轉(zhuǎn):滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏航。在發(fā)射井中,滾轉(zhuǎn)角(方位角)與目標(biāo)方向一致。導(dǎo)彈垂直起飛,然后導(dǎo)彈逐漸沿俯仰軸旋轉(zhuǎn)以向目標(biāo)傾斜。在飛行過程中,沿所有三個軸的調(diào)整可使導(dǎo)彈保持在目標(biāo)上。民兵 III 有四個火箭級,因此制導(dǎo)計算機(jī)會拋棄每個火箭級并按順序點(diǎn)燃下一個火箭級。

0798e9c6-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

穩(wěn)定平臺

慣性導(dǎo)航的原理是通過不斷測量導(dǎo)彈的加速度來跟蹤導(dǎo)彈的位置。通過對加速度進(jìn)行積分,可以得到速度。通過對速度進(jìn)行積分,可以得到位置。慣性導(dǎo)航是獨(dú)立的,這對導(dǎo)彈來說是一個很大的優(yōu)勢,因?yàn)閿橙藷o法干擾你的導(dǎo)航。困難的部分是極其精確地測量加速度和角度,因?yàn)榧词故俏⑿〉恼`差也會在導(dǎo)彈飛行過程中成倍增加。

更詳細(xì)地說,民兵導(dǎo)彈的慣性制導(dǎo)是圍繞陀螺穩(wěn)定平臺構(gòu)建的,該平臺保持固定方向,平臺安裝在兩個萬向節(jié)上。陀螺儀的反饋來驅(qū)動三個力矩電機(jī)旋轉(zhuǎn)萬向節(jié),無論導(dǎo)彈如何旋轉(zhuǎn),都能使穩(wěn)定平臺保持完全相同的方向。

07b2c558-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

下圖顯示了穩(wěn)定平臺的組件,其方向與上圖大致相同。穩(wěn)定平臺上安裝了三個加速度計來測量加速度。加速度計沿三個垂直軸定向,因此每個加速度計沿一個軸測量加速度。(加速度計軸與平臺軸不對齊;這會將加速度(大部分“向上”)分布在加速度計上,從而提高準(zhǔn)確性。)兩個對準(zhǔn)鏡使穩(wěn)定平臺能夠與稱為自準(zhǔn)直儀的精密設(shè)備對準(zhǔn),如下所述。陀螺羅盤利用地球自轉(zhuǎn)精確確定北方,提供備用對準(zhǔn)技術(shù)。對準(zhǔn)鏡和陀螺羅盤都可以旋轉(zhuǎn)到精確的角度,最后由解析器解碼報告。

07c47ece-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

發(fā)射時必須在發(fā)射井內(nèi)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈,使其與目標(biāo)對齊,這個角度稱為發(fā)射方位角。這個角度必須非常精確,因?yàn)榧词故俏⑿〉慕嵌日`差也會在導(dǎo)彈的飛行過程中被大大放大。對準(zhǔn)導(dǎo)彈是一個繁瑣的過程,需要使用北極星來確定北方。由于在發(fā)射井內(nèi)看不到北極星,因此采用了一種復(fù)雜的測量技術(shù),使用測量員的經(jīng)緯儀測量北極星與發(fā)射井外三個混凝土紀(jì)念碑之間的角度。在發(fā)射井內(nèi),可以通過瞄準(zhǔn)管看到最近的紀(jì)念碑,從而可以將精確的角度測量結(jié)果傳輸?shù)桨l(fā)射井。在發(fā)射井內(nèi)進(jìn)行多次測量后,將一種稱為自準(zhǔn)直儀的特殊裝置精確地定位在所需發(fā)射方位角的 90° 處。自準(zhǔn)直儀通過導(dǎo)彈側(cè)面的窗口發(fā)射一束光,光束從穩(wěn)定平臺上的鏡子上反射回來,然后返回自準(zhǔn)直儀。如果返回的光束不完全平行,自準(zhǔn)直儀就會向?qū)棸l(fā)送信號,使穩(wěn)定平臺根據(jù)需要旋轉(zhuǎn)。這個過程的結(jié)果是穩(wěn)定平臺與目標(biāo)的角度完全對齊。

制導(dǎo)平臺為民兵二號和三號進(jìn)行了徹底重新設(shè)計,省去了民兵一號所需的耗時對準(zhǔn)。新平臺有一個帶旋轉(zhuǎn)鏡的對準(zhǔn)塊。自動準(zhǔn)直儀不旋轉(zhuǎn)導(dǎo)彈,而是固定在東邊位置,鏡子(以及穩(wěn)定平臺)則旋轉(zhuǎn)到所需的發(fā)射方位角。新的制導(dǎo)平臺還在對準(zhǔn)塊下方增加了一個陀螺羅盤,這是一種特殊的羅盤,可以通過逆著地球自轉(zhuǎn)的進(jìn)動精確對準(zhǔn)北方。起初,陀螺羅盤被用作自動準(zhǔn)直儀的備用檢查,但最終陀螺羅盤成為主要對準(zhǔn)裝置。為了進(jìn)行校準(zhǔn),對準(zhǔn)塊還包括電解氣泡水平儀,將穩(wěn)定平臺定位在已知的相對于當(dāng)?shù)刂亓Φ姆较颉?/p>

07d87ec4-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

上圖顯示了陀螺羅盤頂部的校準(zhǔn)塊。校準(zhǔn)塊的正面和背面是精密鏡子,用于反射來自自準(zhǔn)直儀的光束。校準(zhǔn)塊頂部和右側(cè)的圓圈是兩個水平檢測器,帶有用于精確調(diào)節(jié)的固定螺釘。平臺有四個水平檢測器,使其能夠在多個位置與重力對齊。與萬向架一樣,陀螺羅盤組件也是由鈹制成的,因?yàn)樗哂袆傂院椭亓枯p的特點(diǎn),它有一個警告標(biāo)簽,因?yàn)殁斁哂袆《尽?/p>

下圖顯示了軸如何與穩(wěn)定平臺的萬向節(jié)對齊。注意照片頂部的窗口。來自自準(zhǔn)直儀的光線透過窗口照射進(jìn)來,從對準(zhǔn)塊上的鏡子反射回來,然后通過窗口返回到自準(zhǔn)直儀。自準(zhǔn)直儀會檢測到對準(zhǔn)中的任何錯誤,并向?qū)Ш较到y(tǒng)發(fā)出信號以相應(yīng)地糾正其位置。

07dc9356-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

穩(wěn)定平臺使用陀螺儀在導(dǎo)彈轉(zhuǎn)動時保持其固定方向。陀螺儀背后的原理是旋轉(zhuǎn)的磁盤將傾向于保持其旋轉(zhuǎn)軸。問題是任何摩擦,即使是精密滾珠軸承,也會降低精度。民兵的解決方案是“氣體軸承”,其中陀螺儀轉(zhuǎn)子由極薄的氫層支撐。如下圖所示,陀螺儀圍繞一個大理石大小的固定球(藍(lán)色)構(gòu)建,固定在陀螺儀框架的頂部和底部。轉(zhuǎn)子(粉紅色)夾在球的赤道周圍并以高速旋轉(zhuǎn),由感應(yīng)電動機(jī)(繞組綠色,轉(zhuǎn)子黃色)驅(qū)動。如果陀螺儀框架傾斜,轉(zhuǎn)子將保持其方向。框架和轉(zhuǎn)子之間角度的改變由靈敏的電容拾音器(紫色)檢測。陀螺儀對兩個軸的傾斜敏感:左右和前后。由于除了球周圍的薄薄一層氣體外,沒有任何東西接觸轉(zhuǎn)子,因此摩擦的影響很小。

07f7acd6-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

0814deaa-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

民兵 D-17B 計算機(jī)

制導(dǎo)計算機(jī)在民兵導(dǎo)彈中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,它根據(jù)穩(wěn)定平臺數(shù)據(jù)確定導(dǎo)彈的位置,執(zhí)行制導(dǎo)算法,并引導(dǎo)導(dǎo)彈沿預(yù)期軌跡飛行。在解釋民兵 II 和 III 中使用的 D-37 計算機(jī)之前,首先看下第一代民兵導(dǎo)彈中使用的 D-17B 計算機(jī),因?yàn)樗奶匦詫髞淼挠嬎銠C(jī)產(chǎn)生了很大的影響。按照現(xiàn)代標(biāo)準(zhǔn),民兵 I 計算機(jī)非常原始。雖然它是一臺 24 位機(jī)器,但它是一臺串行計算機(jī),每次只對一位進(jìn)行操作。串行處理的一大優(yōu)勢是它大大降低了硬件要求。由于計算機(jī)每次只處理一位,因此它使用一位 ALU。此外,總線和數(shù)據(jù)路徑的寬度為一位,而不是 24 位。當(dāng)然,缺點(diǎn)是串行計算機(jī)速度慢。D-17B 需要 27 個時鐘周期(24 位和三個開銷)才能執(zhí)行任何操作。計算機(jī)最多可以每秒執(zhí)行 12,800 次加法。

該計算機(jī)具有獨(dú)特的圓柱形結(jié)構(gòu),直徑為 29 英寸(74 厘米),設(shè)計用于適應(yīng)民兵導(dǎo)彈的直徑。計算機(jī)本身是圓柱形外殼的下半部分。上半部分是電子設(shè)備底盤,裝有計算機(jī)和穩(wěn)定平臺的電源,以及伺服控制放大器、振蕩器轉(zhuǎn)換器。(芯片之家公眾號)

082a4bb4-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

該計算機(jī)沒有任何 RAM。相反,所有指令、數(shù)據(jù)和寄存器都存儲在硬盤上,但與現(xiàn)代硬盤不同。磁盤的每個磁道都有單獨(dú)的固定磁頭,因此無需尋道即可訪問磁道。(這種方法類似于圍繞磁鼓存儲器構(gòu)建的計算機(jī),只是磁鼓是扁平的。)總的來說,磁盤只保存了 2727 個 24 位字(大約 8 KB)。計算機(jī)的串行處理和基于磁盤的存儲協(xié)同工作良好。磁盤一次提供一位數(shù)據(jù),計算機(jī)將串行處理這些數(shù)據(jù)。隨著計算的進(jìn)行,結(jié)果被寫回磁盤,一次一位。寫入磁頭位于讀取磁頭的正后方,因此計算值時可以覆蓋該值。

下圖顯示了 D-17B 硬盤的眾多讀寫磁頭。注意看,磁頭是固定的(與現(xiàn)代硬盤不同),并且磁頭廣泛分布在表面上。(無需對齊不同的軌道。)我相信成對的綠色和白色磁頭用于“常規(guī)”軌道,而具有其他間距的磁頭實(shí)現(xiàn)寄存器和稱為循環(huán)的短期存儲。

0844bdf0-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

D-17B 計算機(jī)是晶體管計算機(jī)。下圖顯示了它的一塊電路板,上面塞滿了晶體管(黑色圓柱體)、電阻器、二極管和其他元件。(這塊電路板是一個讀取放大器,用于放大硬盤信號。)該計算機(jī)使用二極管-電阻器邏輯和二極管-晶體管邏輯來減少晶體管的數(shù)量;因此,它使用了 6282 個二極管和 5094 個電阻,而硅和鍺晶體管則使用了 1521 個。

0862acf2-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

該計算機(jī)支持 39 條指令。許多指令都很簡單:加、減、乘(但不能除)、補(bǔ)碼、數(shù)值、AND、左移和右移。該計算機(jī)處理 24 位字以及 11 位拆分字,因此許多這些指令都有“拆分”版本以對較短的值進(jìn)行操作。一條不尋常的指令是“拆分比較和限制”,如果累加器值超過限制,則用內(nèi)存中的限制值替換累加器值。

計算機(jī)的重點(diǎn)是 I/O,它有 48 個數(shù)字輸入、26 個增量輸入、28 個數(shù)字輸出、12 個模擬電壓輸出和 3 個用于陀螺儀控制的脈沖輸出。計算機(jī)有特殊指令來支持各種輸入和輸出。例如 ,為了積分來自穩(wěn)定平臺的脈沖信號,計算機(jī)有指令進(jìn)入和退出“精細(xì)倒計時”模式,這會導(dǎo)致兩個特殊寄存器作為數(shù)字積分器運(yùn)行,與常規(guī)計算并行。

D-37 計算機(jī)

Autonetics 公司為民兵二號導(dǎo)彈制造了 D-37 計算機(jī),這是最早的集成電路計算機(jī)之一。通過使用集成電路,制導(dǎo)計算機(jī)的尺寸大大縮小,射程、功能和準(zhǔn)確性都有所提高。下圖比較了老式 D-17B 計算機(jī)(半圓柱體)和 D-37B(工程師手持)的尺寸。

087539a8-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

雖然計算機(jī)的主要任務(wù)是制導(dǎo),但隨著 D-37 容量的增加,計算機(jī)接管了許多以前由地面支持設(shè)備執(zhí)行的任務(wù)。D-37 管理“地面控制和檢查、監(jiān)控、通信編碼和解碼,以及空中導(dǎo)航、制導(dǎo)、操縱和控制任務(wù)”。

下圖顯示了民兵二號中使用的 D-37C 計算機(jī)。左側(cè)是提供計算機(jī)內(nèi)存的硬盤。計算機(jī)的大部分被覆蓋有扁平集成電路的復(fù)雜電路板占據(jù)。右側(cè)是先進(jìn)的開關(guān)電源,為計算機(jī)產(chǎn)生多種電壓(±3、6、9、12、18 和 24 伏)。頂部的連接器提供計算機(jī)與系統(tǒng)其余部分之間的接口,由于計算機(jī)有如此多的數(shù)字(離散)和模擬信號,因此它使用多個 61 針連接器。

08990978-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

D-37C 計算機(jī)由 22 種不同的集成電路組成,由德州儀器為民兵項(xiàng)目定制。這些芯片包括數(shù)字功能(例如 NAND 門和觸發(fā)器)、線性放大器和特殊功能(例如解調(diào)器/斬波器)。德州儀器在公開市場上銷售民兵系列集成電路,但這些芯片價格高得驚人(觸發(fā)器 55 美元,按當(dāng)前美元計算超過 500 美元),而且不如 TI 的通用集成電路那么受歡迎。當(dāng)時的電路板非常復(fù)雜,有 10 個互連層。每塊電路板約 4 × 5英寸,可容納約 150 個扁平集成電路,兩面都有元件。

集成電路行業(yè)的發(fā)展很大程度上要?dú)w功于民兵計算機(jī)和阿波羅制導(dǎo)計算機(jī),這兩款計算機(jī)都是在集成電路發(fā)展初期開發(fā)的。這些項(xiàng)目購買了數(shù)十萬塊集成電路,幫助集成電路行業(yè)從小批量原型轉(zhuǎn)向批量生產(chǎn)商品,既提供了需求,也激勵了公司解決產(chǎn)量問題。此外,這兩款計算機(jī)都需要高可靠性的集成電路,迫使行業(yè)改進(jìn)其制造工藝。最后,民兵計算機(jī)和阿波羅計算機(jī)讓集成電路獲得了可信度,表明集成電路是一種實(shí)用的設(shè)計選擇。

Minuteman III 使用的是 D-37D 計算機(jī),磁盤容量約為其兩倍,為 14137 個字。布局與上面的 D-37C 類似,磁盤驅(qū)動器在左側(cè),電源在右側(cè)。由于計算機(jī)是“倒置”安裝的,因此內(nèi)部的電路板不可見,被互連板擋住了。這里不可思議的是,竟然有柔性 PCB 的使用,這在當(dāng)時是先進(jìn)的技術(shù),焊接時采用低熔點(diǎn)銦/錫焊料。

089d972c-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

P92 放大器

放大器提供計算機(jī)與導(dǎo)彈其余部分之間的接口。放大器向?qū)椀乃膫€階段發(fā)送控制信號,控制發(fā)動機(jī)和轉(zhuǎn)向。(民兵 I 型噴嘴控制單元的電子電路被轉(zhuǎn)移到放大器,簡化了維護(hù)。) 此外,民兵導(dǎo)彈在許多地方都有爆炸物,從啟動閥門的小型引爆器到分離導(dǎo)彈各級的炸藥。放大器發(fā)送高電流(30 安培)信號來引爆彈藥,同時監(jiān)測電流以檢測故障。放大器充當(dāng) 彈藥的安全裝置,除非放大器已配備正確的代碼,否則會阻止信號。放大器向再入系統(tǒng)(即彈頭)以及箔條分配器發(fā)送控制信號,箔條分配器發(fā)射大量電線來干擾敵方雷達(dá)。放大器還通過臍帶電纜從地面設(shè)備發(fā)送和接收信號。

08a17130-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

上圖顯示的是已拆下蓋子的放大器。放大器由兩疊六塊電路板構(gòu)成,位于雙倍寬度的電源板之上。每塊電路板的頂部和底部,帶有粗電纜的連接器將電路板連接到系統(tǒng)的其余部分。每塊電路板都是多層印刷電路板,安裝在厚厚的鎂框架上,以便冷卻。放大器有五個電源開關(guān)板、一個閥門驅(qū)動器板、三個伺服放大器板和一個 ACTR 控制板(不管它是什么)。系統(tǒng)板在左側(cè)可見,帶有大電容和 0.01% 精度的電阻。它的右側(cè)是解碼板,大概是解碼計算機(jī)命令以選擇特定的 I/O 設(shè)備。請注意,該電路板上大量使用了德州儀器的扁平集成電路,即微小的白色矩形部分。

導(dǎo)彈制導(dǎo)裝置控制

導(dǎo)彈制導(dǎo)裝置控制 (MGSC) 包含為慣性測量單元 (IMU) 供電和運(yùn)行的電子設(shè)備,為計算機(jī)提供接口。MGSC 處理平臺伺服回路、加速度計服務(wù)器回路、陀螺儀扭矩、陀螺羅盤扭矩和回轉(zhuǎn)以及加速度計溫度控制。MGSC的 一個意想不到的功能是為計算機(jī)的硬盤供電,提供 400 Hz、27.25 伏的三相電源。(芯片之家公眾號)

08c3b632-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

電池

民兵制導(dǎo)系統(tǒng)中的電池非常不尋常,因?yàn)樗且粔K“備用電池”,在激活之前完全處于惰性狀態(tài)。它是一塊銀/鋅電池,電解液單獨(dú)存放,使電池的使用壽命幾乎無限長。為了在發(fā)射過程中給電池供電,電池內(nèi)的氣體發(fā)生器由爆管點(diǎn)燃。氣壓迫使氫氧化鉀電解液從儲罐中流出并進(jìn)入電池,在不到一秒鐘的時間內(nèi)為電池通電。當(dāng)然,電池只能使用一次,無法測試它。該電池由 Delco-Remy(通用汽車的一個部門)制造。它提供 28 伏特、14.5 安培小時的電壓,為制導(dǎo)系統(tǒng)和大部分導(dǎo)彈供電,另一塊電池為第一級火箭供電。

08df266a-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

08f94d56-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

引爆開關(guān)

另一個不尋常的組件是引爆開關(guān),這種開關(guān)由一個小的爆炸引爆器啟動。當(dāng)引爆時,引爆器會迫使開關(guān)改變位置,這種開關(guān)可能看起來過于夸張,但它比電磁繼電器等有一些優(yōu)勢。引爆開關(guān)將穩(wěn)定切換,而繼電器上的觸點(diǎn)在穩(wěn)定到新位置之前可能會“顫動”或彈跳。電磁繼電器可能需要更多的電流來切換,特別是當(dāng)它有大觸點(diǎn)或許多觸點(diǎn)時。但是,像電池一樣,引爆開關(guān)只能使用一次。

08fe7128-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

開關(guān)的作用是在發(fā)射過程中斷開重要信號(稱為關(guān)鍵引線)。民兵導(dǎo)彈有一個臍帶連接,可在導(dǎo)彈位于發(fā)射井時提供電力、冷卻和信號。在臍帶電纜斷開之前,開關(guān)會切斷主復(fù)位信號以及啟用和禁用信號的連接。據(jù)推測,這些控制信號被干凈地斷開是為了避免雜散信號或電噪聲,因?yàn)楫?dāng)臍帶連接斷開時,雜散信號或電噪聲可能會引起問題。

下圖顯示了連接到發(fā)射井中的民兵 II 導(dǎo)彈的臍帶電纜。請注意導(dǎo)彈側(cè)面的窗口,以便自準(zhǔn)直儀的光束反射到制導(dǎo)平臺上進(jìn)行對準(zhǔn)。

0913da86-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

冷卻

制導(dǎo)系統(tǒng)在發(fā)射井中時采用水冷,使用鉻酸鈉溶液來抑制腐蝕。發(fā)射后,制導(dǎo)系統(tǒng)在釋放彈頭之前只運(yùn)行了幾分鐘,因此無需水冷。(穩(wěn)定平臺配有風(fēng)扇和熱交換器,以在飛行過程中保持冷卻。)下圖突出顯示了冷卻管線。冷卻劑由地面支持設(shè)備通過右上方的臍帶連接器提供。它流經(jīng)計算機(jī)、二極管組件、MGSC 和穩(wěn)定平臺。最后,冷卻劑通過臍帶連接器流出。

091c510c-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

二極管

在制導(dǎo)系統(tǒng)的中間,二極管組件由七個功率二極管組成。這些二極管在從地面電源切換到電池電源時控制電流,下圖顯示了二極管組件,頂部和底部有冷卻劑連接。二極管組件中心的粗灰色電線從左側(cè)的電池接收電源。

0936d928-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

置換插頭

置換插頭(或 P 插頭)是制導(dǎo)系統(tǒng)的關(guān)鍵加密元件,用于定義特定導(dǎo)彈的發(fā)射代碼。P 插頭看起來類似于冰球,插入連接到放大器的 55 針插座中,固定桿將 P 插頭固定到位。

0959e0a8-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

由于導(dǎo)彈的安全性取決于 P 插頭,因此 P 插頭的處理方式非常儀式化,由一個兩人小組運(yùn)輸,一名飛行員和一名軍官,兩人都持槍(來源)。制導(dǎo)系統(tǒng)維護(hù)完畢后,P 插頭小組將確保插頭安裝正確,然后才將導(dǎo)彈重新固定在一起。磁盤內(nèi)存周圍也有很多儀式,因?yàn)樗4嬷踩a和目標(biāo)信息。在任何人操作計算機(jī)之前,一個特別小組會來到發(fā)射井并擦除內(nèi)存。之后,另一個小組會從磁帶(民兵 III 的情況)或穿孔帶(早期)中加載計算機(jī)。

據(jù)說導(dǎo)彈發(fā)射代碼被分成硬盤和置換插頭兩部分。具體來說,導(dǎo)彈軟件為五個發(fā)射控制設(shè)施各保留一個雙字代碼。執(zhí)行 發(fā)射命令 (ELC) 中的發(fā)射代碼必須與磁盤上的 P 插頭值和站點(diǎn)特定值的組合相匹配。因此 ,發(fā)射代碼對于每個發(fā)射控制站點(diǎn)和每枚導(dǎo)彈都是唯一的,作為另一項(xiàng)安全功能,發(fā)射需要來自兩個發(fā)射控制站點(diǎn)的消息,除非只有一個可用。

瞬態(tài)電流檢測

核爆炸對半導(dǎo)體有許多不良影響,并可能導(dǎo)致瞬時錯誤。D-37C 和 D-37D 計算機(jī)使用了一種相當(dāng)強(qiáng)力的方法來盡量降低這種風(fēng)險,如果檢測到核爆炸,計算機(jī)將停止寫入磁盤,直到輻射爆發(fā)過去。當(dāng)輻射水平下降時,計算機(jī)從中斷的地方繼續(xù)運(yùn)行,推斷以彌補(bǔ)失去的時間,從而盡量減少錯誤。由于所有數(shù)據(jù)都存儲在硬盤上,因此系統(tǒng)不必?fù)?dān)心半導(dǎo)體 RAM 可能發(fā)生的內(nèi)存損壞。

096f396c-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

民兵 III 型導(dǎo)彈的制導(dǎo)環(huán)外側(cè)還安裝有兩個“場探測器”。據(jù)推測,這些探測器可以探測到電磁場的大幅波動,表明存在電磁脈沖 (EMP),與瞬態(tài)電流探測器探測到的電離輻射不同。

結(jié)論

民兵制導(dǎo)系統(tǒng)充滿了創(chuàng)新技術(shù)。除其它外,民兵 I 使用了早期晶體管計算機(jī),而民兵 II 使用了最早的集成電路計算機(jī)之一。不過,民兵導(dǎo)彈并非只是過去的東西。目前美國有 400 枚民兵導(dǎo)彈,隨時準(zhǔn)備發(fā)射并造成全球破壞。因此,如果不反思其潛在目的的消極性,就不能贊美它的技術(shù)成就。

09805878-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.png

0997c940-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

09ac262e-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.png

09d301cc-761b-11ef-92fe-92fbcf53809c.jpg

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 陀螺儀
    +關(guān)注

    關(guān)注

    44

    文章

    770

    瀏覽量

    98195
  • 加速度計
    +關(guān)注

    關(guān)注

    6

    文章

    694

    瀏覽量

    45736
  • 導(dǎo)彈制導(dǎo)
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    3

    瀏覽量

    854
收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦

    [1.2.1]--導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)的分類1

    導(dǎo)彈制導(dǎo)
    jf_75936199
    發(fā)布于 :2023年01月18日 14:23:18

    了解計算機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    本帖最后由 eehome 于 2013-1-5 10:08 編輯 很好的一本學(xué)習(xí)計算機(jī)內(nèi)部知識的書
    發(fā)表于 07-27 11:11

    一種基于DSP+FPGA的飛控計算機(jī)設(shè)計方法介紹

      飛控計算機(jī)是現(xiàn)代導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的核心裝置,其性能的好壞直接關(guān)系到精確制導(dǎo)的精度和殺傷目標(biāo)的概率。近年來舵機(jī)、導(dǎo)引頭、慣導(dǎo)等彈載設(shè)備日
    發(fā)表于 06-26 07:29

    基于PCI和DSP的導(dǎo)彈景象匹配制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計

    作者:白海峰 程旭德 徐兵 姜成鵬1 引言本文從實(shí)時性和大容量兩方面介紹了在某導(dǎo)彈景象匹配制導(dǎo)系統(tǒng)中通用計算機(jī)上加入DSP加速卡實(shí)現(xiàn)的圖像采集系統(tǒng)
    發(fā)表于 07-26 07:45

    基于FPGA+DSP的通用飛控計算機(jī)平臺該怎么設(shè)計?

      飛控計算機(jī)是現(xiàn)代導(dǎo)彈制導(dǎo)與控制系統(tǒng)的核心裝置,其性能的好壞直接關(guān)系到精確制導(dǎo)的精度和殺傷目標(biāo)的概率。近年來舵機(jī)、導(dǎo)引頭、慣導(dǎo)等彈載設(shè)備日
    發(fā)表于 10-25 06:22

    什么是計算機(jī)系統(tǒng)、計算機(jī)硬件和計算機(jī)軟件?

    第一章 計算機(jī)系統(tǒng)概論1. 什么是計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)硬件和計算機(jī)軟件?硬件和軟件哪個更重要?解:P3計算機(jī)系統(tǒng):由
    發(fā)表于 07-22 09:06

    為什么計算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行二進(jìn)制運(yùn)算,而不是十進(jìn)制運(yùn)算?

    閑來沒事在b站上看李永樂老師講的這個視頻,覺得挺有意思的。這篇文章主要是記一下筆記。本篇文章里面的數(shù)字若沒有特殊指明,默認(rèn)為二進(jìn)制數(shù)字。你們有沒有這樣的疑問:為什么計算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行二進(jìn)制運(yùn)算,而不是
    發(fā)表于 07-23 09:59

    計算機(jī)內(nèi)部采用的數(shù)制是什么

    計算機(jī)內(nèi)部采用的數(shù)制是()、指出以下哪種情況,不必用踢球的方式恢復(fù)比賽()。EBZ220TY掘進(jìn)機(jī)的油箱油溫超過()度時,應(yīng)停機(jī)加油或降溫。重型軌道車在區(qū)間被迫停車不能繼續(xù)運(yùn)行時應(yīng)如何處理?既能
    發(fā)表于 09-15 07:07

    數(shù)字串在計算機(jī)內(nèi)的表示與存儲

    數(shù)字串在計算機(jī)內(nèi)的表示與存儲   人們習(xí)慣使用10進(jìn)制數(shù),而在計算機(jī)內(nèi),采用二進(jìn)制表示和處理數(shù)據(jù)更方便。因此,在計算機(jī)輸入和輸出數(shù)據(jù)時,要進(jìn)行十→二和二
    發(fā)表于 10-13 17:16 ?1938次閱讀

    計算機(jī)內(nèi)部總線,計算機(jī)內(nèi)部總線是什么意思

    計算機(jī)內(nèi)部總線,計算機(jī)內(nèi)部總線是什么意思    由于計算機(jī)內(nèi)部的主要工作過程是信息傳送和加工的過程,因此在機(jī)器內(nèi)部各部件之間的數(shù)據(jù)傳送非常頻繁。為了
    發(fā)表于 04-13 10:31 ?7307次閱讀

    PCI與DSP的某導(dǎo)彈景象匹配制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計方案

    1 引 言 本文從實(shí)時性和大容量兩方面介紹了在某導(dǎo)彈景象匹配制導(dǎo)系統(tǒng)中通用計算機(jī)上加入DSP加速卡實(shí)現(xiàn)的圖像采集系統(tǒng)。利用DSP芯片的高速
    發(fā)表于 10-26 11:41 ?0次下載
    PCI與DSP的某<b class='flag-5'>型</b><b class='flag-5'>導(dǎo)彈</b>景象匹配<b class='flag-5'>制導(dǎo)系統(tǒng)</b>設(shè)計方案

    如何去優(yōu)化計算機(jī)內(nèi)

    大多數(shù)計算和存儲部署如今面臨的情況是,計算機(jī)內(nèi)存空間都受到了上限的限制。
    發(fā)表于 11-28 17:48 ?1123次閱讀
    如何去優(yōu)化<b class='flag-5'>計算機(jī)內(nèi)</b>存

    制導(dǎo)系統(tǒng)測試的簡單說明

    制導(dǎo)系統(tǒng)是現(xiàn)代武器的眼睛,精確制導(dǎo)武器在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中發(fā)揮著越來越重要的作用。而隨著雷達(dá)技術(shù)、總線技術(shù)、圖像處理技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展,制導(dǎo)系統(tǒng)也向著復(fù)雜化、小型化、多功能方向發(fā)展,相關(guān)的測試系統(tǒng)
    發(fā)表于 03-28 17:30 ?364次閱讀

    新型艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)關(guān)于協(xié)同制導(dǎo)系統(tǒng)技術(shù)解析

    基于協(xié)同制導(dǎo)單元的角色定位,針對艦空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)協(xié)同制導(dǎo)作戰(zhàn)的需求,有必要從作戰(zhàn)方式、使用流程上深入分析CGU的指揮方式和信息流程,提出CGU的總體設(shè)計方案,規(guī)劃出功能組成以及與其他各
    發(fā)表于 07-07 11:14 ?1149次閱讀
    新型艦空<b class='flag-5'>導(dǎo)彈</b>武器<b class='flag-5'>系統(tǒng)</b>關(guān)于協(xié)同<b class='flag-5'>制導(dǎo)系統(tǒng)</b>技術(shù)解析

    導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)是如何定位目標(biāo)的?

    歸位制導(dǎo)系統(tǒng)通過在武器中使用對目標(biāo)的某些顯著特征做出反應(yīng)的裝置來控制飛行路徑。歸位裝置可以對各種能量形式敏感,包括射頻、紅外、反射激光和可見光。為了鎖定目標(biāo),導(dǎo)彈必須至少通過角度跟蹤方法之一確定目標(biāo)的方位角和仰角。
    發(fā)表于 08-20 09:36 ?2058次閱讀
    <b class='flag-5'>導(dǎo)彈</b><b class='flag-5'>制導(dǎo)系統(tǒng)</b>是如何定位目標(biāo)的?