武器外掛模擬器的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

張梅梅，王利祥，任 丹，曹碩男，萬(wàn) 鳴

（中航工業(yè)洪都，江西南昌330024）

0 引言

某型機(jī)航電系統(tǒng)中引入了外掛管理裝置，取代了以前機(jī)型的武器投放線路，使該型機(jī)的武器管理及投放控制更加靈活和方便。但是,同時(shí)也需要在試驗(yàn)室進(jìn)行大量的軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)試試驗(yàn)；而試驗(yàn)室又缺乏使用真實(shí)武器的條件，這就需要研制武器外掛模擬器，以取代真實(shí)武器接入系統(tǒng)，進(jìn)行武器的加載及投放控制試驗(yàn)。

根據(jù)某型機(jī)的外掛掛載能力，該型武器模擬器應(yīng)不僅能模擬以下武器的接口與外掛系統(tǒng)相連，還應(yīng)能模擬武器的發(fā)射過(guò)程。

1)模擬紅外彈；

2)模擬多種火箭彈；

3)模擬各種炸彈、子母彈及副油箱；

4)模擬各種彈型系數(shù)的訓(xùn)練彈；

5)模擬航炮吊艙。

1 設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

1.1 硬件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

由于武器外掛模擬器主要用于軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)試試驗(yàn)，同時(shí)可能要兼顧外場(chǎng)的排故，要求模擬器具有便攜并方便調(diào)試的功能，因此在硬件選擇上采用以便攜式計(jì)算機(jī)為硬件平臺(tái)，以Windows操作系統(tǒng)為軟件平臺(tái)，通過(guò)在便攜式計(jì)算機(jī)內(nèi)安裝的插卡實(shí)現(xiàn)接口信號(hào)的輸入和輸出，通過(guò)在Windows操作系統(tǒng)下編寫(xiě)專用軟件實(shí)現(xiàn)接口信號(hào)的工作時(shí)序。

武器外掛模擬器接線見(jiàn)圖1。

1.2 軟件的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

1.2.1 主要軟件模塊

根據(jù)功能要求和相關(guān)技術(shù)要求，該軟件模塊主要有初始化模塊、系統(tǒng)管理模塊、邏輯、時(shí)序控制模塊、總線信息接收、發(fā)送及處理模塊、顯示控制模塊。

初始化模塊主要用于對(duì)模擬器中相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行初始化，主要完成GJB289總線接口卡、I/O卡等初始化。

系統(tǒng)管理模塊主要用于完成模擬器的軟件調(diào)度、控制和管理功能。

邏輯、時(shí)序控制模塊主要用于對(duì)模擬器的時(shí)序進(jìn)行管理控制，主要完成控制程序模擬武器故障或正常工作狀態(tài)及各種信息的聯(lián)鎖控制，完成武器發(fā)射過(guò)程及時(shí)序的控制。

總線信息接收、發(fā)送及處理模塊主要完成GJB289總線信息的接收和發(fā)送，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。

顯示控制模塊主要完成模擬器的狀態(tài)顯示，并根據(jù)發(fā)控邏輯進(jìn)行相應(yīng)的控制，同時(shí)讀取總線接口卡、I/O接口卡輸入和輸出信號(hào)，并將相應(yīng)的信息進(jìn)行顯示。

1.2.2 軟件界面

根據(jù)某型教練機(jī)的武器工作特點(diǎn)，在界面上將模擬器軟件分兩部分，一部分完成常規(guī)武器模擬，另一部分完成紅外彈和航炮工作過(guò)程模擬。

1）常規(guī)武器模擬軟件界面

常規(guī)武器模擬軟件界面如圖2。

2）紅外彈和航炮模擬軟件界面

紅外彈和航炮模擬軟件界面如圖3。

1.2.3 邏輯、時(shí)序控制模塊

1）炸彈和訓(xùn)練彈工作流程

炸彈與外掛系統(tǒng)的接口信號(hào)包括一路輸出信號(hào)和三路輸入信號(hào)，輸出信號(hào)為“炸彈存在”信號(hào)，用于與外掛管理系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)武器外掛；輸入信號(hào)為“炸彈投放”用于實(shí)現(xiàn)武器的正常投放；“應(yīng)急投放”用于實(shí)現(xiàn)武器的應(yīng)急投放及“引信爆”信號(hào)。

炸彈與訓(xùn)練彈的工作流程見(jiàn)圖4。

圖1 武器外掛模擬器接線圖

圖2 常規(guī)武器模擬軟件界面

圖3 紅外彈和航炮模擬軟件界面

2）火箭彈工作流程

火箭彈與外掛系統(tǒng)的接口信號(hào)包括三路輸出信號(hào)和三路輸入信號(hào)。輸出信號(hào)“掛點(diǎn)存在”用于與外掛管理系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)武器掛載，“火發(fā)器識(shí)別1”和“火發(fā)器識(shí)別2”用于外掛管理系統(tǒng)識(shí)別掛載的火箭類型；輸入信號(hào)包括 “火箭控制1”、“火箭控制2”和“火箭發(fā)射”，用于外掛管理系統(tǒng)控制火箭發(fā)射時(shí)發(fā)射的數(shù)量。

火箭彈的工作流程見(jiàn)圖5。

圖4 炸彈與訓(xùn)練彈的工作流程

圖5 火箭彈的工作流程

3）紅外彈工作流程

紅外彈與外掛系統(tǒng)的接口信號(hào)包括一路離散量輸出信號(hào)、四路離散量輸入信號(hào)和一路1553B總線信號(hào)，離散量輸出信號(hào)為“導(dǎo)彈聯(lián)鎖”信號(hào)，離散量輸入信號(hào)包括“直流電源1”、“直流電源2”、“投放允許”和“應(yīng)急發(fā)射”信號(hào)；1553B信號(hào)用于導(dǎo)彈工作參數(shù)加載及導(dǎo)彈控制等。

紅外彈的工作流程見(jiàn)圖6。

圖6 紅外彈模擬器流程

4)航炮工作流程

航炮與外掛管理系統(tǒng)的接口包括兩路輸出信號(hào)及三路輸入信號(hào)，兩路輸出信號(hào)包括：“航炮存在”用于與外掛管理系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)武器掛載和“航炮計(jì)數(shù)信號(hào)”實(shí)現(xiàn)航炮計(jì)數(shù)功能；三路輸入信號(hào)包括“航炮供電”用于外掛管理系統(tǒng)給航炮吊艙供電，“航炮充彈/排故”用于航炮充彈/排故功能和“航炮發(fā)射”。航炮計(jì)數(shù)信號(hào)的輸出與航炮發(fā)射信號(hào)有關(guān)，當(dāng)“航炮發(fā)射”信號(hào)有效/＋28V時(shí)，“航炮計(jì)數(shù)”持續(xù)有效即＋28V/25Hz占空比為50%的方波信號(hào)，直到 “航炮發(fā)射”無(wú)效，其波形圖如圖7所示。

圖7 “航炮發(fā)射”與“航炮計(jì)數(shù)”波形圖

航炮計(jì)數(shù)信號(hào)的產(chǎn)生可以通過(guò)圖8所示電路實(shí)現(xiàn)。

圖8 航炮計(jì)數(shù)信號(hào)產(chǎn)生電路

航炮的工作流程見(jiàn)圖9。

圖9 航炮的工作流程

2 結(jié)論

某型飛機(jī)武器外掛模擬器已投入試驗(yàn)室使用，為外掛系統(tǒng)軟件聯(lián)試和試驗(yàn)提供了一種試驗(yàn)手段，減少了試驗(yàn)的成本和周期，節(jié)省了研發(fā)成本。

[1]吉雷.Protel99電子電路設(shè)計(jì).2000.

[2]王艷平.Windows程序設(shè)計(jì).2008.