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超级计算机助力军事实打实的黑科技

发布时间:2019-09-14 05:37:34 编辑:笔名

超级计算机助力军事:实打实的“黑科技”

当地时间7月29日,美国总统奥巴马以行政命令授权建立“国家战略计算项目”,目的是创建美国高性能计算的研发地位,研制世界上第一台百亿次计算系统。此前发布的全球500强排行榜中,泰坦系统排名第二,但其运算速度几乎比名列第一的中国天河二号慢了一半。那么,美国为什么如此重视超级计算机的发展?超级计算机除了民用外,还有怎样的军事用途?

超级计算机也称巨型计算机或高性能计算机,是指具有超强存储、计算和处理能力的超大型计算机系统。如此之大的存储容量和如此之快的运算速度,决定了超级计算机可在很短的时间内,提供最大容量和最强能力的计算,所以它无可争议地成为国家科研的重要基础工具,同时也是工程设计和工农业生产的重要基础设施,对国民经济、社会发展、国家安全有着举足轻重的意义。

超级计算机机房

然而,超级计算机更重要的应用,还是在离普通公众距离较远的国防和军事领域。因为从发展历史看,计算机至始至终都与国防和军事应用密不可分。

第二次世界大战期间,美军为计算新型火炮的弹道,迫切需要具有强大自动运算能力的计算机,由此于1946年催生出了世界上第一台电子计算机ENIAC,这也算是那个时代的超级计算机。这台计算机不仅被运往美军阿伯丁试验基地,顺利完成了弹道计算任务,还解决了当时原子弹和风洞设计的许多计算问题。此后,在1976年问世的世界上第一台真正意义上的超级计算机Cray,也主要是为国防和军事领域的复杂计算和设计所用。这些年来,美国在全球超级计算机500强排行榜名列前茅的着名超级计算机,比如泰坦、红杉、米拉、蓝色基因等,都有着很深的国防和军事应用背景,而且不断地被做强做大,其中国防和军事需求的牵引作用功不可没。

由此,可以毫不夸张地说,世界上性能最强的超级计算机,很多都源自军事需求,并总是在国防和军事领域发挥了关键作用,这至少能从以下几个方面的应用充分加以说明。

超级计算机机房

应用一:武器装备设计制造

现代武器装备,特别是科技含量高的武器装备,设计制造过程基本都离不开超级计算机。首先,坦克和装甲战车等。为让它们适应险恶的战场环境,在复杂的野战条件下安全行驶,必须进行颠簸、碰撞和抗打击等性能的研究,但用传统方法需要进行上百次实车试验,花费几十个月时间,而通过超级计算机模拟的方式,几次试验采集到足够数据后,两个月就能完成设计。其次,战机和舰艇。设计制造时的困难之一,就是进行复杂空气力学和流体力学的试验和分析,这都需要搜集众多数据和精细建模,并进行大量的数学运算、模拟仿真和优化处理,而这正是超级计算机之所长,它能在最短时间内、高效率地设计出最佳性能的战机和舰艇。第三,弹道导弹。需按预定弹道飞行去攻击目标,而且为提高突防能力,往往还携带若干诱饵或假弹头,或者是多枚分导式多弹头,它们被释放后如何飞行、分开多远、什么时候变轨、再入后怎样机动飞向目标,都离不开超级计算机对弹道的精确计算和模拟。鉴于超级计算机对武器装备研发的重要性,早在2007年,美国国防部就通过为期8年的“高性能计算现代化计划”,投资20亿美元研制超级计算机,用于武器装备的流体力学、空气力学以及空间和海洋环境特性的建模和仿真。


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