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.