Şekil 1. USS Zumwalt, Bath Iron fabrikasında bir kat boya ile kaplanmıştır. Gemi birçok yönden egzotik ama piyasada mevcut bilgisayar teknolojisiyle çalışıyor.
USS Zumwalt (DDG 1000) bu yılın sonunda denize açıldığında, diğer tüm Donanma gemilerinden birçok yönden farklı olacak. 3,5 milyar dolarlık gemi, gizlilik, hayatta kalma ve ateş gücü için tasarlanmıştır ve ileri teknoloji ile doludur. Ve çalışmasının özünde, 6 milyonlarca satırdan oluşan yazılım kodlarını kullanan çeşitli Linux bileşenleri olan, ticari olarak temin edilebilen sunucu donanımında çalışan sanal bir veri merkezidir.
Ekim 10 Sean Gallagher, Portsmouth'daki Raytheon's Seapower Yetenek Merkezi'ni ziyaret etmek için mühendislerin Rhode Island'a uçtuğunu, burada mühendislerin Zumwalt'ın merkezinde bir araya getirip ön test sistemleri hazırlayıp USS Michael Monsoor adlı serideki bir sonraki gemi için aynı şeyi yapmaya hazırladı. . Orada, Raytheon'un DDG-1000 ekibi, onu gemi sistemindeki ana yere - gemi komutanı ve mürettebatının geminin sensörlerini, roketatarlarını, topçularını ve diğer sistemlerini izleyeceği Zumwalt operasyon merkezinin yerleşimi için bir geziye davet etti.
20'ten daha uzun bir süre önce Sean, bir deniz subayı okulundaki Raytheon tesisinden birkaç mil ötede hizmet etti. Ancak Zumwalt operasyon merkezi, kurgusal yıldız gemisi USS Atılgan'ın köprüsüyle Sean'ın gittiği geminin savaş bilgi merkezlerinden daha fazla ortak noktaya sahip olacak. Her Zumwalt konsolu, herhangi bir operatörün ihtiyacına cevap verebilecek dokunmatik ekranlar ve yazılımlarla donatılacak ve ön duvardaki büyük ekranlar deniz, kara ve havanın taktik alanlarını gösterecektir.
Bu nedenle, Kaptan James Kirk ** 'ün Zumwalt'ın ilk komutanı olması mantıklıdır (evet, bu aslında onun adı). Ancak, geminin bilgisayar ağlarına ne kadar güvendiğini göz önünde bulundurarak, Vint Cerf * adlı baş mühendisin adaylığını düşünmek gerekebilir.
Mağaza rafından gemiye
Geçmişte, görev kritik görevler için bir gemide hazır bilgisayar sistemlerini seçemezdiniz: Sean, USS Iowa'ya girdiğinde, denizciler titreşim şokunu önlemek için silahları ateşlerken susturmasız sistemleri kapatmak zorunda kaldılar. ciddi sistem çökmelerine neden olur. Genellikle, bireysel olarak geliştirilmiş, artan güçte bilgisayar sistemleri kullanılmıştır. Bu, sistemlerin maliyetinde büyük bir artışa neden oldu ve bunların bakımını zorlaştırdı.
Şekil 2. Veri Merkezi Kutusu: Raytheon tarafından Portsmouth, Rhode Island'da üretilen elektronik modüler muhafazalar.
Zumwalt tasarımı, IBM'in serbestçe kullanılabilen ve Red Hat Linux çalıştıran “IBM blade server” larını kullanarak ve bunları sağlam sunucu odalarına yerleştirerek bu sorunu çözüyor. Bu güvenli sunucu odalarına Elektronik Modüler Muhafazalar (Elektronik Modüler Muhafazalar, EME'ler) - Raytheon tarafından üretilen on altı özerk mini veri merkezi denir.
10,67X2,44X3,66 metre büyüklüğünde (uzun 35 ayaklar, 8 ayaklar yüksek ve 12 ayaklar genişliğinde), bu 16 modüler muhafazalar (EME) toplamda 235 dolaptan (raf) fazladan fazla donanım içerir. Modüler gövdeler Zumwalt'a kurulmak üzere Bath, Maine'e gönderilmeden önce yapılandırılmış ve önceden test edilmiştir. Modüler muhafazaların kullanımı, ekipmanın toplam maliyetini düşürür ve ayrıca Raytheon'un kurulumdan önce sistemleri önceden entegre etmesine izin verir. Ray Motion DDG-1000’in Program Genel Müdür Yardımcısı Tom Moore “Bu işi tersanede yapmak pahalı” diyor ve bu nedenle sınırlı erişim süresi ile iyi bir performans gösterdik.
Modüllerin (EME) her biri, gemi radarlarından ve diğer güçlü radyo frekansı kaynaklarından parazitlenmeyi önlemek için kendi şok ve titreşim damperlerine, güç korumasına, su soğutma sistemlerine, elektromanyetik ekranlamaya sahiptir.
EME modülleri, Zumwalt'ın kendi “İnternet” i olan genel bir gemi bilgisayar ortamına birleştirilmiştir. Bağlantı, fiber optik ve bakır aşırı anahtarlamalı ağ sistemi TSCE'nin birleştirilmesiyle gerçekleştirilir, tüm sistemleri bağlar: geminin iç ve dış iletişimi, оружия, teknoloji, sensörler vb. - TCP ve UDP de dahil olmak üzere İnternet protokollerinin tepesinde. Geminin iç iletişiminin neredeyse tamamı Voice Over IP'ye dayanıyor (birkaç tanesi hariç, acil durumlarda kullanım için test edilmiş eski okul telefonları).
Şekil 3. Zumwalt kontrol sistemlerinin şeması ve bunların tüm hesaplama bilgisayar ortamına bağlanma yolları
Zumwalt'ta da bazı kablosuz ağ yetenekleri var, ancak Raytheon yetkilileri, turne yaparken, Sean'a belirli bir sistem vermediler. Ancak, yetenekleri bakım gibi çeşitli görevleri yerine getirirken personele ağ bağlantısı sağlamak için tasarlanmıştır.
Bir IP ağına takarak yaratılmayan ürünler - çeşitli Donanma gemileri sınıflarına kurulan çeşitli gemi sistemleri - tek kartlı bilgisayarlara ve Lynx OS'ye (gerçek zamanlı Linux işletim sistemi) dayalı adaptörler kullanılarak bağlanır. Dağıtılmış uyarlama işlemcileri veya DAP'ler (Dağıtılmış Uyarlama İşlemcileri), gemi mühendisliği sistemleri, yangın söndürme sistemleri, roketatarlar ve ağa radyo ve uydu iletişimi gibi şeyleri bağlama yollarıdır. Bütün bunlar ağ istemcileri tarafından kontrol edilmelidir.
Roket fırlatmak istiyor gibisin
Bu ağ istemcilerinden bazıları Sean, Zumwalt Operasyon Merkezi'nin düzenine hayran kalırken izledi. Operasyon merkezi sadece insanların ekranlara baktığı ve komutlar verdiği yer değil: tüm gemiyi neredeyse uzaydan, toplardan ve roketlerden motorlara kadar çalıştırabilirsiniz. Zumwalt'da “radyo odası” yoktur; Tüm iletişim operasyon merkezinden kontrol edilir. Gemideki silahlar, silahlı asistan yerine, operasyon merkezinin görev merkezi tarafından tamamen otomatikleştirilir ve kontrol edilir. Teorik olarak, gemi dümenci tarafından değil, pilot bir bilgisayardan bile kontrol edilebilir. Ve tüm bu işler tek bir konsol tipi aracılığıyla gerçekleştirilir.
Şekil 4. Zumwalt operasyon merkezinin, dumanlı gri boyayla kaplı Raytheon Portsmouth tesisindeki maketi, gemideki odanın gerçek boyutlarına sahip. Zumwalt ayrıca gemi birimleriyle konuşlandırılmış operasyonlar sağlayan ikinci bir kata sahip olacak
Şekil 5. Raytheon tarafından geliştirilen Mark 57 dikey fırlatma sistemi, bir gemi uçakları füzesi, uçaksavar füzesi karışımı taşıyabilir ve bir yer hedefi imha edebilir. Sistem kontrol merkezi ile gemi ağı üzerinden haberleşir.
Operasyon merkezindeki iş istasyonunun üç ekranı olan ortak ekran sistemi (Ortak Ekran Sistemi, “ortak ekran sistemleri” veya CDS, “Keds” olarak telaffuz edildi), korumalı kartlarda yeni bir anlam kazandıran Intel 4 çekirdekli işlemciler koleksiyonunda çalışır. deniz tabağı "toe buster". Bu iş istasyonlarında bile komutan ve icra memuru yerlerinde inşa edilir.
Her CDS sistemi, CDS'de hiper yönetici olarak uygulanan LynuxWorx LynxSecure'un üstündeki çekirdek bölme modunda birden fazla Linux sanal makinesi çalıştırabilir. Bu, iş istasyonunun, farklı ağlara bağlanırken güvenlik düzeyleri ile mevcut hedefler arasında ayrım yapmasını sağlar. Raytheon DDG-1000'in lider geliştiricisi Robert Froncillo'nun Sean'a yaptığı açıklamada, "Her istasyon aynı kutudan alındı." “Böylece, herhangi bir istasyondan kontrol seviyenizi kullanarak herhangi bir ekrana oturabilirsiniz.”
Çoğu insan için bu önemli bir şey gibi görünmeyebilir. Ancak geçmişteki gemilerde, kural olarak, her bir silah sistemi veya algılayıcı için özel olarak yapılmış iş istasyonları kullanıldı. Bu, her sistemin kendi farklı arayüz konfigürasyonuna sahip olduğu ve yer değiştirmek zorunda kalmadan çeşitli görevlerle baş edemediğiniz anlamına geliyordu. CDS iş istasyonları, çevre birimleri için ortak USB arabirimlerini kullanır (örneğin, hareket topları ve özel tuş takımları) ve bir dokunmatik ekrana sahiptir ve ayrıca operatöre görevde "klasik" ve dokunmatik arayüz seçenekleri sunar.
Bu, sistem operatörlerinin gelişiminde zorluklar anlamına gelmez. Raytheon ekibi kodu yazmadan önce, denizcilerin isteklerini araştırdı, arayüzün ekran görüntülerini gösterip kullanıcılardan geri bildirim aldı. Froncillo, “Şef şöyle dedi: büyücüye gerek yok,” diye açıklıyor.
Şekil 6. Zumwalt Operasyon Merkezi'nin ikinci kattaki apartman daireleriyle birlikte nasıl yapıldığının dijital gösterimi, hava üniteleri ve diğer konuşlandırılmış ünitelerin operasyonları için nasıl görüneceğini
Tüm parçaları bir araya getirmek, IBM blade sunucularda çalışan ara katman yazılımına izin verir. Birçok gemi sistemi, taşıyıcı konsollarla iletişim kurmak için ticari ara platformlar kullanmaktadır. Ancak, daha yakından ilgili olması gereken sistemler için (örneğin, füze fırlatma ekipleri), Donanma, kritik ara modele askeri olarak favori bir çözüm olan Ortak Nesne İsteği Broker Mimarisi'ni (nesne istek brokerinin ortak mimarisi, CORBA) kullanmayı seçti. (Ortak Taktik Telsiz Sistemi yazılımı - ortak bir taktiksel telsiz sistemi - ayrıca CORBA kullanır.)
Bir sonraki sürüm
Şekil 7. Banyoda metalurji fabrikasında Zumwalt. ABD'li DDG-1001, onu takip eden Michael Monsoor, yüzde 60'ten daha fazlasına hazır.
Zumwalt henüz yelken açmamasına rağmen, yazılımı altı kez güncellendi. 5 sürümü tamamlandığında, Raytheon, belirli bir sayıda savaş senaryosundan geçmek için tüm gemi simülatörünü kullanarak sistemi test etmek için daha da fazla denizci çekti. Froncillo, "Denizaltı karşıtı, hava ve kara misyonları düzenledik" dedi. Alınan dersler, 6 sürümüne yansıtıldı ve test seyirinden önce 7 gemiye kurulacak. Bir sonraki güncelleme teslimat sırasında kurulacak ve daha sonra yazılım serinin diğer iki gemisine dağıtıldığı için sürekli iyileştirmeler yapılacaktır.
Ancak Zumwalt'ta konuşlandırılan teknolojinin ömrü burada bitmiyor. CDS kontrol konsolu, kruvazör ve imha edenler için Aegis güdümlü füze sistemi yükseltme programının bir parçası olarak kullanılacak. Tom Moore, “Yeniden kullanacağımız birçok şey var,” dedi.
Zumwalt'ı inşa etmek için son on yıldaki maliyetler ve süreçte geliştirilen çeşitli teknolojiler göz önüne alındığında, bunların çoğunun bir dizi ek uygulama alacağını söylemek güvenlidir.
Ek bağlantılar:
linux.org.ru/news/opensource/9713342
arstechnica.com/information-technology/2013/10/the-navys-newest-warship-is-powered-by-linux/
Yazan Sean Gallagher - Ekim 18, 2013
ru.wikipedia.org/wiki/Эскадренные_миноносцы_типа_«Замволт »
ru.wikipedia.org/wiki/Джеймс_Кирк
ru.wikipedia.org/wiki/Винт_Серф
ru.wikipedia.org/wiki/Red_Hat_Enterprise_Linux
ru.wikipedia.org/wiki/IBM_BladeCenter
ru.wikipedia.org/wiki/TSCE