ウツーじん・ささきさんによるアナログコンピュータの解説とフライトコンピュータの使い方

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse 電圧とか周波数とか時間をパラメーターとして扱う電子アナログコンピュータってのもありますよ。今では微弱電力増幅器として使われる「オペアンプ」ってICはもともとアナログコンピュータの心臓部でした。

松田未来　コミケ104二日目東ホ38b"TEAM Firebird" @macchiMC72

@uchujin17 @miduse 「電子アナログコンピュータ」は70年代の戦闘機にも使われている技術なんでしょうか？どうもこの世代のコンピュータのことはよくわからなくて。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse 軍用技術のことは良く知らないのですけど、1970年代に「信頼性のある」「小型計算器」が必要ならば、OPアンプを使ったアナログ回路が最適だったと思います。簡単な微分方程式を解くくらいのことはできるんですよ。

みづせゆう @miduse

戦闘機へのデジコン搭載はわりと最近？とゆー印象がありますが、具体的な資料が今手元にないので後で調べてみます（大した資料ないんですが…） RT @macchiMC72: @uchujin17 「電子アナログコンピュータ」は70年代の戦闘機にも使われている技術なんでしょうか？

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse @macchiMC72 F-15AにDECのミニコンピュータVAX-11が二台搭載されたと聞いたこともあるのですが、真偽のほどがわかりませぬ。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse @macchiMC72 ただ、マイコンで浮動少数計算が使えるようになったのはほんのここ10年くらいの出来事ですよ。8080なんて16bit整数演算を秒間10～20万回こなすのがせいぜいだったので、三次元機動する敵機の未来位置予測なんて到底演算できませんでした。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse @macchiMC72 アナログコンピュータは増幅器と抵抗とコンデンサとココイルの接続形態と特性値で方程式を表現するのですが、回路とパラメータが決まって信号を入れれば一瞬で答えが出ます。

ウチューじん・ささき @uchujin17

miduse @macchiMC72 私も大学(1986-87)で概念を習っただけで、業務でアナログコンピュータ回路なんて組んだことはありませんが…その逆をやったことはあります。1989年にクレーンの腕長と角度と吊り重量からモーメントを求めて強制停止かける装置に関わりました。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse @macchiMC72 向こうの担当者が出してきた腕モーメントの計算式は8cmバインダー一杯の紙束(笑)。これを16MHzの80186とMS-Cで組んだら、要求反応時間が0.3秒のところ10秒以上もかかってしまって…。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse @macchiMC72 「デジタルコンピュータ」と呼ばれているものがシーケンサー(順序制御装置)であって、決して数値演算装置ではないことを嫌というほど思い知らされました。

永瀬唯 @kakansaku

宇宙機だと最初のデジコン搭載はジェミニですね。 RT @miduse 戦闘機へのデジコン搭載はわりと最近？とゆー印象が／ RT @macchiMC72: @uchujin17 「電子アナログコンピュータ」は70年代の戦闘機にも使われている技術／？

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse @macchiMC72 89年にしてそんな状態でしたから、70年代の兵器でデジタルコンピュータが出来たことなんて多寡が知れてると思うのです。

松田未来　コミケ104二日目東ホ38b"TEAM Firebird" @macchiMC72

@uchujin17 @miduse やっと分かって来ました。やっぱりデジタル回路のコンピュータとアナログ回路のコンピュータがあって、明確に違うものなんですね。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse そこは中々判って貰えないところなんですよねー。ノイマン式のデジタルコンピュータが当たり前になりすぎちゃってるから、アナログとか機械式はノイマンコンピュータの原理を真空管や歯車で実現するものだと思われちゃう。

松田未来　コミケ104二日目東ホ38b"TEAM Firebird" @macchiMC72

@uchujin17 @miduse セントラルコンピュータはデジタルでも、周辺の機能（レーダー・火器管制）ごとの回路はアナログだったということですかね。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse 例えば0～100の数を表現するとき、デジタルコンピュータでは「0」から「100」に相当するシンボルを定義するけど、アナログコンピュータでは0～10Vの電圧を0.1V刻みに扱ったりするんです。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse でも電圧には区切りなんてありません。0.1Vの次がいきなり0.2Vになるわけではなく、0.159278Vとか幾らでも中間値をとりえます。つまり「連続」しており、これが「アナログ」の概念なんです。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse そして自然界の数値はほとんどが連続系です。微積分の概念は連続系に対して考えられたものなので、デジタルコンピュータで微積分を扱うのは難しくて誤差も出るのに対し、アナログコンピュータはごく自然に微積分を扱えます。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse うーん、具体的な実装がどうなっていたのかは中身を知らないので何とも言えませんが…私にわかるのは、70年代のデジタルコンピュータは兵器に必要な数値演算の速度・精度とも満たしていなかったので、違う技術が使われていたろうと類推するだけです。

ウチューじん・ささき @uchujin17

空気抵抗のある減速運動って微分方程式で書けばとても単純で、加速度a=-Cd1/2mv^2が掛かるだけなんだけど、v^2が入ってるからいわゆる非連続の微分方程式で、これをv(t)の一般形式に解くのは実は容易じゃなかったりします。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@miduse DSPが出てきてからだいぶ廃れましたねぇ。アナコンは高くつくんですよ。高精度な抵抗やコンデンサが必要だし、温度や湿度によって特性が変化するので、必要に応じて基盤をドープ液で固めて防湿化したうえ恒温槽に入れなきゃならないから。

松田未来　コミケ104二日目東ホ38b"TEAM Firebird" @macchiMC72

@uchujin17 @miduse 逆に電磁波とかの外乱には強かったりするんでしょうか。

ウチューじん・ささき @uchujin17

@macchiMC72 @miduse 電子式である以上、外乱には弱いです。ただデジタルコンピュータが一旦暴走したらリセットするまで戻らないのに対し、アナコンは外乱源が無くなれば即座に元の動作に戻ります。昔のAMラジオみたいなものですから。

Хаями🍥Расэндзин @RASENJIN

.@uchujin17 フライトコンピュータはロシアの蚤の市で買ったのがどこかに……使い方全然知りませんが！

Хаями🍥Расэндзин @RASENJIN

@uchujin17 父が計算尺世代でスラスラ使えるので、教えてもらって原理は知ってるんですよ。日常で使ったら慣れるんでしょうけどもねえ。