|
Flygdator CK 37
Sammanställt och fotad av Göran Gustafsson
Senast uppdaterad 2025-03-12
HISTORIK om utveckling och funktioner.
I början av 1960 –
talet beslutades att Fpl Saab 37 Viggen skulle bestyckas med en
centralkalkylator CK37. En centraldator och head-up display gjorde det möjligt
att ersätta en människa som navigatör. Datorn var den centrala beräknings- och
integreringsenheten för alla elektronisk utrustning för att stödja piloten.
Denna dator, CK37 som används i Saab AJ37, var den första luftburna datorn i
världen.
Bakgrund
Den första
elektroniska rördatorn i Sverige var BESK (Binär Elektronisk Sekvens
Kalkylator). Strax efter denna dators introduktion blev Saab en av dess största
användare. Men datorkapaciteten räckte inte till och Saab byggde en egen
avancerad kopia. Denna dator användes från 1957 och var den andra kraftfulla
elektroniska datorn i Sverige.
Flygvapnet och Saab gjorde en undersökning och kom fram till att en flygburen
systemdator kan ersätta navigatörens funktioner i AJ 37 Viggen. En viktig fördel
med att använda en dator var flexibiliteten i program och taktiskt funktioner
som lätt kan ändras. Samspelet mellan pilot och datorn (bildskärm) är ett mycket
viktigt område som också måste noggrant utvecklas.
Prototyp
Man insåg att det var
nödvändigt att bygga en praktisk digital dator som använder transistorer,
kärnminne och analoga/digitala komponenter. Flygvapnet gav Saab i uppdrag att
bygga en prototyp och visa om det skulle vara möjligt att använda en sådan dator
i flygplan. Prototypen var färdig 1960. Datorn arbetade med en ordlängd på 20 bitar och hade
en beräkningshastighet på ca 100 000 instruktioner/sek. Den var utrustad med två
ferritkärnminnen, ett för program och ett för variabeldata och de hade snabba
omvandlare för analoga in/ut - signaler. Det visades också att en mer kompakt
design var tvungen att utvecklas för en flygburen användning. Den här
prototypdatorn var ursprungen avsedd till Saab CK37 och Saab D21. (D21 för
civilt bruk.)

Elektronikutrustningen i Viggen
Systemfunktioner
Det var också mycket
intressant att se hur en dator kunde hantera navigering och information från
andra elektriska utrustningar. Nödvändig information visas på en head-up display
och presenteras för piloten. En viktig del av utvecklingen var hårdvaran och
mjukvaran och bestämma datorns hastighet, instruktionstyper och minnesstorlek.
Hastigheten är beroende av kravet på att hela programmets skriv och
läsfunktioner bör utföras inom max 100 millisekunder. Minnesstorlekarna blev en
kompromiss mellan fysisk storlek och programmets volym. Flera gånger måste
programkoden optimeras för att passa in i minne och tid.
Systemarkitekturen och relaterade rutiner överfördes och förbättrades sedan från
attackversionen, Saab AJ37, till jaktversionen, Saab JA37, och även till nästa
generation, Saab JAS39 Gripen.
Datorutveckling
Det var en svår
uppgift att utveckla en dator till flygplan AJ37 Viggen. Kraven och designen för
en flygburen dator var nästan okända.
Komponenttillförlitlighet, logikkretsdesign, transistorfunktioner, kärnminne och
en stabil kraftenhet måste undersökas och bestämmas. Hantering av A/D- signaler
och av in/ut -signaler var nödvändigt. En kompakt och stabil konstruktion som
tål mekaniska och klimatiska påkänningar måste konstrueras.
Detta pionjärarbete sträckte sig över flera år med många reviderade
specifikationer och två generationer av prototyper.
År 1961 kom den första generationen av integrerande kretsar (IC) för användning.
Användningen av IC gav en betydande minskning av antalet komponenter, vikt och
volym.
Genom att byta från transistor till IC-design blev enheten lättare och snabbare.

IC- krets från 1961 inmonterad i en TO5 kapsel med 7st
terminaler. Chippet är 2x2 mm.
För att öka tåligheten mot skakningar och vibrationer har
komponenterna, kretsarna och kablarna stabiliserats med ”ingjutningsmassa” som
har lämplig elasticitet.
En datorenhet består
av fyra ramar och några är försedda med förbindningsdon. Fyra datorenheter
bildar en optimal dator för installation i flygplan.

Konstruktion av elektronikenhet med transistorer (IC) och
kablar
Ferritkärnminne
Datorn är försedd med
två lika ferritkärnminnen, ett för program och ett för datavariabler.

Minnesplan med ferritkärnor. Kärnminne 1960.
Ferritkärnminnet har hög tillförlitlighet och lagrar information under en lång
driftperiod. De krävde många elektroniska kretsar för att läsa och skriva data.
Minnet bevarar lagrad data även vid avstängd matningsspänning.
Slutprodukt
I början av 1969
beställde FMV serietillverkning av 114 stycken CK37 enheter. Första leveransen
var i april 1970. Samma år utökades antalet till 196 stycken. Den slutliga
serieleveransen av CK37 bestod av 4 enheter vardera med en vikt mellan 11 och 16
kg. Strömförbrukningen var ca 600 Watt.

Enhet till systemdator CK37.
Flygplan AJ37 Viggen blev utrustad med en svensk Central Kalkylator CK37 efter
en specifikation från Försvarets Materielverk FMV. Den utvecklades i huvudsak av
Svenska Aeroplan Aktiebolaget SAAB.
Funktion
CK var programmerad
för att utföra helautomatisk navigering inklusive tid- och bränsleberäkning,
primärdata-, presentation-, siktes-, och vapenberäkningar samt
funktionsövervakning och funktionskontroll av alla samverkande utrustningar.
Snabbt och direkt tillgängligt minne för program och data.
In- och ut system med analoga, serie- och parallella kanaler.
Avbrottssystem för realtidsoperationer. Inbyggd funktionsövervakning mm.
CK medverkar i
systemfunktionerna genom att lösa beräkningsmässiga, logiska och administrativa
uppgifter i samverkan med ovan nämnda anpassningsenheter och andra system.

Datorenheter till systemdator CK37 som installerades i flygplan
AJ37 Viggen
Kommunikation
Flygförarens och
teknikers kommunikationen med CK utfördes via en Datapanel DAP.
En del information presentation också på SI.

Datapanel DAP.
CK37 tillförlitlighet
Drifttid och
felfunktioner har visats att CK37 har uppfyllt de tekniska kraven som ställs för
en enhet som installeras i flygplan 37 Viggen. De miljökrav och elmiljökrav som
ett stridsflygplan utsätter datorn för har ej påverkat systemet speciellt
mycket. Felbidrag från lödningar, kontakter och komponenter har varit de största
enskilda bidragen till felfunktion. I materialfellistor har noterats anmärkning
från mark- respektive flygdrift. Varje sådan anmärkning har föranlett en åtgärd
på någon av datorns enheter.
Antal komponenter som har bytts har summerats och noterats under en
tioårsperiod. Olika typer av modifieringar, liksom prestandaökande ändringar har
utförts. Vidare har programvaran uppgraderats efter hand för att förbättra
prestanda och säkerhet.
FFV Aerotech i Arboga
tog sedan över underhållsarbetet år 1983. En reparations-, kontroll- och
testverkstad upprättades i bergverkstaden.
Felaktiga enheter från alla svenska flottiljer transporterades till FFV för
underhåll och ev. reparation.

En testutrustning ATS 3 togs fram för att kunna utföra en komplett test av
hårdvaran och programvaran. I testutrustningen kunde hela elektroniksystemet
testas dynamiskt. Under alla prover är CK37 funktionsövervakad.
Ett särskilt viktigt område var samverkan med föraren. Presentations- och
manövreringsfunktioner testas dynamiskt.
ATS 3 utvecklades, konstruerades och byggdes vid FFV i Arboga
Ett antal
modifieringar infördes på hårdvara och ändringar av mjukvaran utfördes under
hela CK37s operativa tid.
I början av 1990-talet ändrades CK37s programvara i och med införande av mer
datorkraft samtidigt moderniserades vissa andra system i flygplanet.
Minnet utökades (med halvledare) och en extra mikroprocessor MPE
(multiprocessorenhet) inkluderades för att införliva program för nyare vapen.
Centralenheten är uppbyggd av ”subutbytesenheter ” som lätt kan bytas. (Som
subutbytesenhet räknas apparatstativ, kraftenhet, kretskort och -enhet.)
Förbättringar infördes för att öka datorns tillförgiltighet och livslängd.
-
Införande av integrerande kretsar.
-
Byta komponenttyp och fabrikat för att öka prestanda.
-
Byta passiva komponenter som ej tål klimatpåkänningar och mekaniska
påkänningar.
-
Förbättra lödförbindningarna.
-
Hårdare funktionskontroll i testutrustning och i testrigg.
Flygplanet AJ37 Viggen med dator var
fortfarande i aktiv tjänst i början av det tjugoförsta århundradet.
CK37s systemarkitektur och relaterade rutiner överfördes och förbättrades från
attackversionen AJ37, till jaktversionen JA37 och även till nästa generation
JAS39 Gripen.
|