И наконец, в третьем режиме лабораторные ЭВМ используются для автоматизации процесса сбора, накопления и обработки результатов измерений в реальном масштабе времени. При этом массивы данных фиксируются на гибких дисках или передаются в ВЦ. Одновременно массивы данных от лабораторных ЭВМ можно вывести на дисплей, печатающее устройство и на графопостроитель, выдающий графики и схемы.
На судне установлена автоматизированная навигационная система, основой которой является навигационная ЭВМ. Что же она умеет делать? Очень многое. Навигационная ЭВМ оценивает и анализирует данные о курсе скорости судна, поступающие от судового гирокомпаса и лага, а также радиосигналы от навигационных ИСЗ и береговых радионавигационных систем. В результате анализа определяется местонахождение судна, причем параметры точки, где находится судно в данный момент, высвечиваются на видеомониторах, расположенных в рулевой и штурманской рубках, в ряде лабораторий и в других местах.
При необходимости данные о местоположении судна автоматически печатаются на специальных бланках и передаются в ВЦ.
Затем навигационная ЭВМ обеспечивает автоматическое вычерчивание маршрута движения судна на навигационных картах. И наконец, эта же ЭВМ может управлять автоматическим удержанием судна на курсе при его движении по определенным исследовательским линиям. Так, можно проводить автоматическое удержание судна на курсе при плавании по дуге большого круга, отрезок которой является кратчайшим расстоянием между географическими пунктами.
По заранее разработанной программе навигационная ЭВМ обеспечит автоматический переход судна с одного исследовательского маршрута на другой, выдавая команды на руль для поворота в намеченных программой точках.
Мозговым центром всей системы автоматизированной обработки данных на судне является ВЦ. Именно туда по линиям связи стекаются все многочисленные данные от лабораторных ЭВМ, навигационной системы, автоматический метеостанции, исследовательских эхолотов. В ВЦ установлены две мини-ЭВМ, которые называются «ЭВМ регистрации данных» и «ЭВМ обработки данных». Сами названия определяют их основное назначение, хотя обе центральные ЭВМ полностью взаимозаменяемы. К ним подключены блоки дисковой памяти, устройства с магнитными лентами, где записаны массивы данных, печатающие вводно-выводные устройства, видеомониторы и многое, многое другое.
ЭВМ регистрации данных по специальной программе может регистрировать данные в реальном масштабе времени, поступающие от нескольких измерительных комплексов непосредственно либо через лабораторные ЭВМ.
Все результаты измерений при регистрации объединяются в массивы стандартного формата и, что особенно ценно, автоматически снабжаются заголовками, которые включают сведения о дате, времени, местонахождении судна в момент проведения измерений, а также метеоусловия в это время. После этого происходит автоматическая перезапись массива на магнитные ленты.
Все заложенные в память ЭВМ измеренные значения параметров водных масс и анализов проб составляют базу данных. Каждый параметр имеет свой алфавитно-цифровой код, каждый заголовок – свой индекс, кодируются также обозначения экспериментов, к которым относится тот или иной массив информации.
Вся эта подробная кодификация позволяет по специальной программе запроса разыскать в памяти ЭВМ и извлечь оттуда те или иные сведения по определенному научному направлению. Значит, ученые имеют возможность в любой момент получить необходимые данные по проведению экспериментов, причем не просто набор данных в заданном научном разрезе, а обработанные данные в соответствии с программами, имеющимися в судовой библиотеке программ, если нужно, то в виде графиков, схем, контурных карт.
Для этого к ЭВМ подключены специальные самописцы. Работе картопостроителя помогает устройство оцифровки. С его помощью с карт и различных схем можно автоматически считывать значения координат опорных точек и записывать их в массив данных. А в последующем по другой программе можно вывести эти данные на графопостроитель и вновь построить контурные карты и схемы.
Надо прямо сказать, что наличие системы автоматизированного сбора и обработки данных с помощью ЭВМ позволило вывести исследования океана на новую ступень, а ученым выявить новые закономерности, определяющие изменения во времени сложной физической системы под названием «океан – атмосфера».
Океан и тайны эволюции биосферы
Многие загадки океана были раскрыты учеными с помощью подводных аппаратов (ПА). Поэтому на НИС «Академик Мстислав Келдыш» также установили ангар и спуско-подъемное устройство для ПА. Вначале на судне разместили обитаемый исследовательский ПА «Пайсис», способный погружаться на глубину до 2000 м. Эти отличные ПА освоены советскими учеными из Института океанологии АН СССР и успешно используются для проведения исследований во многих районах Мирового океана.
ПА «Пайсис» имеет водоизмещение всего 11,3 т, а длину – 6 м. Гребной электродвигатель, получающий электропитание от аккумуляторной батареи, обеспечивает дальность плавания около 10 миль при скорости до 2 узлов. Экипаж ПА состоит из двух пилотов-гидронавтов и гидронавта-наблюдателя. Система жизнеобеспечения ПА позволяет экипажу работать непрерывно в течение трех суток.
Как же экипаж ПА определяет свой курс, как ориентируется в толще вод на океанских глубинах? Работа ПА на глубине обеспечивается оригинальной гидроакустической системой ориентирования и локальной навигации. Эта система позволяет определять положение ПА относительно донных акустических маяков, которые устанавливаются в борта НИС – носителя ПА перед началом работ. Точность определения места с ее помощью – несколько метров при дальности действия до 4 км.
В состав системы входят установленные на ПА приемное, передающее и регистрирующее устройство, а также специализированная микро-ЭВМ, которая вычисляет по данным запросов и ответов донных маяков расстояние до каждого из них, а также направление на каждый маяк.
Вычисленные расстояния высвечиваются на электронно-лучевом индикаторе, на котором в виде светящихся точек видны маяки, а рядом с ними светятся цифры, обозначающие номер маяка и расстояние до него. Местонахождение ПА обозначается светящимся треугольником, а квадратом – цель, к которой он движется.
Второй комплект микро-ЭВМ устанавливается на борту. судна-носителя ПА. Данные от нее вводятся в ЭВМ ВЦ, и оттуда результаты вычислений поступают на графопостроитель, где отображается маршрут движения ПА и по которому руководитель погружения следит за работой гидронавтов.
ПА «Пайсис» снабжен системой подводного акустического телефона. Кроме использования в обычном разговорном режиме, она применяется также для пеленгования: при определении направления на ПА с борта судна – с помощью направленного гидрофона, установленного на судне; при определении направления на судно-носитель из ПА – с помощью установленной на нем направленной акустической антенны. Так же используется эта система при поиске одним ПА другого в аварийной ситуации.
«Пайсис» оборудован разнообразной научной аппаратурой для изучения океана: датчиками скорости течения, температуры, электропроводности морской воды, глубины, скорости распространения звуковых волн в воде, датчиком содержания растворенного кислорода, Автоматизированная система сбора океанологических данных периодически опрашивает все датчики и записывает полученные значения параметров на видеомагнитофон. Одновременно фиксируется видеоизображение поступающее от подводной камеры, установленной на корпусе ПА.
ПА снабжен гидролокатором бокового обзора и приемным устройством сейсмопрофилографа, которое фиксирует акустические колебания и позволяет получить разрез осадочных отложений на глубину 200 м от поверхности дна, причем выделяются неоднородности размером не менее 300 мм.
Все видеомагнитофонные записи, сделанные на ПА при проведении геофизических и гидрофизических исследований, после подъема ПА на поверхность вводятся в ЭВМ ВЦ судна-носителя и там обрабатываются с выдачей результатов либо на цифропечатающее устройство, либо на графопостроитель, либо на ленточный самописец.
ПА оборудован поворотным устройством, на котором установлена фотокамера с осветительными приборами, включаемая в работу гидронавтами. И наконец, при помощи манипулятора гидронавты могут доставлять на поверхность образцы пород и биологические пробы.
Как видим, исследовательские возможности ПА велики и многообразны, что и подтвердилось при многочисленных их погружениях в океане.
Комплекс ПА «Пайсис» является исключительно сложным. Безаварийная его эксплуатация требует от пилотов-гидронавтов, инженеров и техников, участвующих в подготовке его к погружению, высокой компетентности и ответственности. Отсюда и особые требования к личному составу, выполняющему на судне-носителе контрольно-регулировочные операции.
