Slagfältet blir digitalt och markstyrkorna förlitar sig allt mer på datorer som bärs av soldater eller är inbäddade i fordon. Dessa system måste klara extrema förhållanden samtidigt som de bästa designlösningarna från den civila världen integreras
Fordonsdatorer används för en mängd olika uppgifter, från situationsmedvetenhet till datainsamling och övervakning, från kommunikation till spårning av sina styrkor. Många av dessa system, monterade i standardställ, fungerar oberoende av användaren på olika sätt; de liknar ofta inte på något sätt datorerna med displayen och tangentborden vi är vana vid.
Standarder
Enligt Brian Reinhart, CTO för Special Projects på Crystal Group, leverantör av inbäddade datorer och relaterade produkter för verksamhetskritiska applikationer, finns det ett antal utmanande problem i samband med inbäddning av datorer i fordon. Till exempel måste många av applikationerna fungera i en miljö som inte tillåter traditionell kylteknik, vilket innebär att "vi måste skapa ett system som kan överleva vid förhöjda temperaturer utan hjälp av fläktar." Dessutom måste datorer ofta placeras på platser som inte passar in i måtten på ett standard EIA-310-serverrack (482,6 mm), vilket har blivit ett välbekant inslag i kommersiella dators värld. Detta innebär att företag som Crystal måste skapa system av en viss storlek eller "formfaktor" som kan fungera i en begränsad mängd.”De måste vara formade för att passa in i vilken volym som helst som finns på plattformen, vare sig det är stänkskärm eller motorrum i ett fordon. De kan placeras på golvet i bilen eller bredvid bränsletanken."
Dessutom måste "vissa luftburna system fungera vid lägre ingångsspänningar än vanligt", förklarade han, "för att uppfylla MIL-STD-1275, en av det amerikanska försvarsdepartementets svit av militära standarder som definierar design och konstruktion. system ". Detta innebär att företag måste utforma energiförsörjning för att uppfylla dessa standarder. Om det inte finns någon lämplig kommersiell teknik som kan anpassas för att fungera under ogynnsamma förhållanden, så "utvecklar och distribuerar vi vår egen och integrerar den i de uppgifter vi behöver."
Idag spelar datorer en viktig roll i driften av de flesta markfordon, noterade chefsteknologen för det amerikanska företaget General Micro Systems, som producerar små inbyggda produkter, robusta smarta skärmar, serverhyllor och andra datorsystem och deltar i ett antal av stora program, till exempel, levererar sina produkter för pansarfordon. av Stryker -familjen i den amerikanska armén. Som exempel nämnde han system som gör det möjligt för operatören att titta på bildskärmarna för att styra maskinen i fullständigt mörker i realtid. "Dessa datorer är inrymda i små, robusta block."
"Denna teknik, tillsammans med flera andra, har exploderat under de senaste åren", säger David Yedinak, teknikchef på Curtiss-Wright, som levererar inbyggda datorer för markfordon och robusta skärmar. Han uppmärksammade den växande trenden med "distribuerad databehandling", där datorer i allt högre grad är nätverksbundna snarare än att fungera som separata system. Program som Storbritanniens GVA (Generic Vehicle Architecture) eller den amerikanska motsvarigheten till Victory förstärker denna trend och kommer som ett resultat att leda till "minskning av storlek, vikt, energiförbrukning och kostnad genom datadistribution." … Yedinak pekade på ett antal andra utvecklingsvägar, särskilt noterade framsteg inom databehandlingsteknik. Sammantaget är en av de största militära utmaningarna för företag som Curtiss-Wright moderniseringens utmaning: det är nödvändigt att bädda in ny datorteknik, samtidigt som man inser att de kommer att fungera sida vid sida med andra, äldre system. Som kanske inte uppdateras för ytterligare ett decennium. "Hur sammanför du dessa två världar?"
Ogynnsamma förhållanden
Robusta datorer är konstruerade för att klara extrema förhållanden och måste därför uppfylla ett antal stränga standarder. Förutom standarden MIL-STD-1275 har det amerikanska försvarsdepartementet i sin arsenal även standarden MIL-STD-810, som definierar kraven för motståndskraft mot stötar och vibrationer, och MIL-STD-461, som bestämmer immunitet mot elektromagnetisk strålning. "Dessa tre standarder är kärnan i all testning, även om det också finns många specifika tester som körs efter behov", säger Mike Southworth, projektledare för robusta små formfaktordatorer på Curtiss-Wright. När det gäller inbyggda datorer med liten formfaktor tror han att med det ökande kravet på autonomi kommer militära datorer alltmer att använda maskininlärning och andra former av artificiell intelligens. Han förutspår uppkomsten av inbäddade datorer med "betydligt starkare intelligens", med mer datainsamlingskapacitet. Robust och pålitlig konstruktion är också en integrerad egenskap hos displayerna som används för att presentera bilder och information för fordonets besättning. Argon har flera sådana displayer i sin portfölj och har nyligen genomfört tester av tre nya produkter som de planerar att lansera i massproduktion snart.
Reinhart sa att han förväntar sig att se högre säkerhetsnivåer på datorer, särskilt när de blir en del av ett bredare nätverk. "I takt med att bandbredden för nätverket ökar finns det ett behov av att förbättra dess säkerhet." Han uppmärksammade också den utbredda användningen av SSD -enheter eller flash -enheter (engelska Solid State Drive, SSD). Till skillnad från konventionella hårddiskar har de inga rörliga delar, vilket gör dem mindre sårbara för skador orsakade av kraftiga stötar som tappning. SSD -enheterna var ursprungligen högre priser, men priserna har sjunkit avsevärt under de senaste åren, med själva enheterna blivit mindre och deras kapacitet ökat. "Detta är av stor vikt för applikationer som datainsamling och lagring," tillade han. SSD är också en integrerad del av robusta bärbara datorer och surfplattor, som nu är den demonterade soldatens främsta verktyg och kan också integreras i fordon. Många av de stora tillverkarna av persondatorer utvecklar också för militären. Till exempel erbjuder Dell en rad robusta Latitude Rugged -datorer i olika former och storlekar. "Under de senaste fem till tio åren har branschen gjort stora framsteg med SSD -teknik", säger Umang Patel, chef för Dell Rugged och noterar att SSD: er är robusta i miljöhänsyn och överlägsen prestanda. "Jag kan installera mer på mindre utrymme med det förbrukar mindre energi och lanserar applikationer snabbare."
Det finns också ett antal områden att tänka på när man tillverkar robusta datorenheter. Patel påpekade de fleråriga problemen i samband med temperatur; Att installera en fläkt för att kyla ett datasystem skapar en föroreningskälla och mekaniska rörliga delar som systemet förlitar sig på för att driva. Robusta datortillverkare bör därför överväga andra sätt att kyla systemet, inklusive passiva system, samt kraftfullare fläktar avsedda för tuffa miljöer.”Jag måste kyla systemet, men samtidigt måste jag skydda det mot damm, vatten och andra skadliga faktorer. Jag måste tillhandahålla detta under en mycket lång tid med större tillförlitlighet. " Enligt Jackson White, chef för Getac, som tillverkar robusta surfplattor, bärbara datorer och andra system, är det nödvändigt att ta reda på om det uppfyller vissa standarder innan man överväger någon enhet för militärt bruk.”Dataskydd är utan tvekan en prioritet, men tillförlitlighet och motståndskraft krävs också för att klara hårda eller till och med extrema miljöförhållanden, plus kompatibilitet med annan viktig teknik som används av personal. Det finns andra faktorer, såsom kostnad, användarvänlighet, lämplighet för avsedd användning och slutligen livslängd."
White anser att robusta enheter inte bara tål droppar, stötar, vibrationer, vatten och kemikalier, utan också extrema scenarier som en öken med sina brännande temperaturer. Han meddelade att hans företags produkter är IP67 (International Protection Marking) eller högre. detta betyder att "de är testade enligt militära standarder och kan motstå de fall och temperaturer som anges av den militära kunden." Han noterade ett antal andra aspekter av tekniken relaterade till militära användare. Till exempel måste avmonterade soldater ofta bära skyddskläder, inklusive handskar, så pekskärmar måste vara känsliga för dem. Dessutom måste skärmen vara tydligt synlig under olika ljusförhållanden eller kompatibel med mörkerglasögon. White noterade flera riktningar där tekniken har utvecklats under de senaste åren. Till exempel, under de senaste åren har många innovationer introducerats i civila enheter, genombrottslösningar har implementerats och därför "vill militären att industrin i de system som utvecklats för att de ska använda allt detta djärvare för att uppnå bättre interaktion och öka effektivitet i en stridsituation."
Batteriteknik
Samtidigt blir batterierna mer kraftfulla och håller i åtta till tio timmar, samtidigt som de förbättrar anslutningen och, enligt White,”Med en mängd olika frekvenser och anslutningsmetoder till sitt förfogande kan personal komma åt och mata in data snabbare med en högre säkerhetsnivå”. Det finns vissa framsteg inom pekskärmstekniken, och användningen av kompositplast tillåter "att avsevärt minska anordningens tjocklek och vikt samtidigt som styrkaegenskaperna bibehålls."
John Tucker, chef för Europa för Panasonic, noterade att de använder en mängd olika material, till exempel magnesiumlegeringar, för sin robusta Toughbook -serie bärbara datorer och bärbara datorer. De är 20 gånger starkare än ABS -plast (ABS, akrylnitrilbutadienstyren - akrylnitrilbutadienstyren), men relativt lätt. Dessutom finns det material som är utformade för att minska stötbelastningar. Bland dem namngav han en elastomer polymer, som till exempel absorberar det mesta av stötarna när den tappas. Tillverkarna ägnar också stor uppmärksamhet åt det inre i sina system. Till exempel använder de omfattande guldpläterade kontakter för att undvika rost med hög luftfuktighet och andra problem. "Även om du använder dina system i låga och höga temperaturer, hög luftfuktighet, regn och snö, bör du inte ha den minsta korrosion."
En talesman för den robusta tablet -tillverkaren Xplore sa att stridsförhållandena dikterar behovet av tillförlitlighet och motståndskraft mot extrema temperaturer, regn och damm. Han nämnde också de olika uppgifter som den militära surfplattan borde lösa. "Han måste göra nästan allt du kan tänka dig, som lastbil, logistik och konstruktion." Under de senaste åren har militära kunder letat efter mindre, mer funktionella enheter. Framåt ser de "de integrerar surfplattor och andra bärbara datorer i ett integrerat kommunikations- och informationsöverordnat system." I detta avseende pekade Tucker på framväxten av begreppet "ansluten soldat" och det faktum att Panasonic arbetar i denna riktning med flera europeiska militära strukturer. I själva verket kommer detta att tillåta befälhavare att ha omfattande information om krigszonen, ner till hälsotillståndet för varje soldat. Detta kan stimulera efterfrågan på bärbar och till och med röstaktiverad teknik.
En av huvudriktningarna i utvecklingen av militära datorsystem är naturligtvis användningen av modern kommersiell teknik, samtidigt som man behåller den tillförlitlighet som krävs på slagfältet. Till exempel är användarvänligheten för smartphones, bärbara datorer och surfplattor, som en soldat kan använda i sitt civila liv, viktig. Tucker sa att det finns ett slags utbyte mellan det militära och civila området, även om det numera i många fall strömmar teknik in i försvarssektorn.”Det är viktigt att ta teknik som är populär inom det civila området och göra den lämplig för militära uppgifter. Denna process måste dock vara extremt meningsfull. Det verkar ta USB -kontakten (Universal Serial Bus). Vad är speciellt med det? Men militären behöver pålitliga, dammtäta och vattentäta USB -kontakter.”
Utöver kostnaden
Getac integrerar bekvämligheten och funktionaliteten hos kommersiella system i alla sina robusta mobila enheter. White noterade att "detta är ett av de viktigaste kraven för militära kunder när de väljer sina leverantörer." En balans behövs, sade han, eftersom civila anordningar "oundvikligen inte kommer att vara tillräckligt robusta och hållbara för att möta kraven från avmonterade soldater eller de förhållanden under vilka de måste arbeta." Å andra sidan kan vissa specifika enheter med stor säkerhetsmarginal vara för tunga och besvärliga.”För att verkligen matcha militära (kommando- och kontrollfunktioner) operativa uppgifter och tekniska mål för omutrustning, bör försvarsupphandling fokusera på förvärv av ny kommersiell hårdvara och mjukvara och till och med applikationer som sakernas internet (förmågan för att upprätta kommunikation mellan elektroniska enheter utan deltagande av datorer). En ny generation kommersiella enheter på hyllan med ökad tillförlitlighet kan hitta rätt balans eftersom de är lätta, kraftfulla, lättanvända och uppfyller stränga säkerhets- och dataöverföringsstandarder.”
