內(nèi)埋式導(dǎo)彈武器安全分離地面試驗關(guān)鍵技術(shù)

韓穎超，杜廣宇，李雪飛，趙　琦，夏　芒

（北京電子工程總體研究所，北京　100000）

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內(nèi)埋式導(dǎo)彈武器安全分離地面試驗關(guān)鍵技術(shù)

韓穎超，杜廣宇，李雪飛，趙琦，夏芒

（北京電子工程總體研究所，北京100000）

摘要：內(nèi)埋式機載導(dǎo)彈武器在發(fā)射過程中需經(jīng)歷復(fù)雜發(fā)射控制過程，為驗證內(nèi)埋彈射發(fā)射安全分離技術(shù)，提供了一種地面驗證試驗方法，給出了試驗設(shè)計方案，將試驗劃分為綜合對接與地面分離驗證兩部分，設(shè)計了綜合對接試驗系統(tǒng)，給出了導(dǎo)彈模擬裝置原理及組成；設(shè)計了地面分離驗證系統(tǒng)，討論了內(nèi)埋武器艙遮擋導(dǎo)彈遙測信號問題解決辦法及試驗數(shù)據(jù)錄取方法，設(shè)計了試驗驗證序號流程，為內(nèi)埋彈射導(dǎo)彈武器發(fā)射過程地面驗證提供一種技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞：內(nèi)埋式導(dǎo)彈，安全分離，試驗

0　引言

內(nèi)埋式掛載、彈射方式發(fā)射代表了當(dāng)前機載平臺導(dǎo)彈的先進(jìn)使用方式。內(nèi)埋式導(dǎo)彈發(fā)射過程需經(jīng)歷航電系統(tǒng)控制、武器艙門開啟/關(guān)閉、發(fā)射裝置彈出/收回、導(dǎo)彈與發(fā)射裝置電氣分離與物理分離、導(dǎo)彈無控運動、導(dǎo)彈增穩(wěn)控制、發(fā)動機點火等復(fù)雜過程。導(dǎo)彈與發(fā)射平臺分離過程中可能存在翹尾、抬頭、橫向滾動等不穩(wěn)定情況，產(chǎn)生機械卡滯、碰撞艙壁或艙門、無法分離等問題。這對內(nèi)埋導(dǎo)彈武器安全分離驗證技術(shù)提出了新要求［1-4］，目前關(guān)于內(nèi)埋式導(dǎo)彈武器安全分離相關(guān)試驗驗證技術(shù)少有報道，文中討論了一種內(nèi)埋式導(dǎo)彈武器安全分離地面試驗關(guān)鍵技術(shù)方法，對試驗中存在的技術(shù)問題給出了解決辦法。該方法為導(dǎo)彈發(fā)射過程中與發(fā)射平臺聯(lián)合工作控制邏輯、結(jié)構(gòu)與機械相容性提供一種地面驗證手段。

1試驗技術(shù)設(shè)計

將內(nèi)埋導(dǎo)彈安全分離地面試驗設(shè)計為“綜合對接”與“地面分離試驗”兩部分。其中“綜合對接”需研制與導(dǎo)彈相匹配的模擬裝置，構(gòu)建綜合對接系統(tǒng)，驗證導(dǎo)彈與發(fā)射平臺控制命令、控制邏輯、控制時序相應(yīng)相容性；“地面分離試驗”需建立地面分離試驗系統(tǒng)，將發(fā)射平臺停放在地面，向投放坑中彈射導(dǎo)彈，驗證導(dǎo)彈與發(fā)射平臺聯(lián)合控制邏輯、機械控制相容性。試驗中需解決武器艙關(guān)艙對導(dǎo)彈遙測信號遮擋及彈射過程數(shù)據(jù)錄取等問題。

2綜合對接試驗技術(shù)

研制導(dǎo)彈模擬裝置，組成如圖1所示，該裝置主要由工控機、1553 B通信模塊、離散量模塊、顯示器、模擬軟件等組成，可加載運行導(dǎo)彈飛行控制軟件［5］。

圖1　導(dǎo)彈模擬裝置框圖

導(dǎo)彈模擬裝置實物如圖2所示，其具有與導(dǎo)彈一致的電氣接口、能夠模擬導(dǎo)彈的工作流程，通過GJB-289A數(shù)據(jù)總線與發(fā)射平臺進(jìn)行信息交換，通過GJB-1553B總線通信接口接收發(fā)射平臺指令信息，對總線交互信息能夠?qū)崟r顯示并記錄為所設(shè)置的格式文件，面板狀態(tài)指示燈顯示關(guān)鍵狀態(tài)信息。

圖2　導(dǎo)彈模擬裝置

基于1553b總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立綜合對接驗證系統(tǒng)，典型的1553B總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示［7-8］。

圖3　1553B總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

組建綜合對接系統(tǒng)組成如圖4所示，航電控制系統(tǒng)為總線控制器（BM），是數(shù)據(jù)總線上執(zhí)行信息傳輸任務(wù)的唯一終端，運行發(fā)射平臺控制軟件，導(dǎo)彈模擬裝置為終端（RT），加載運行導(dǎo)彈飛行控制軟件。通過對接，聯(lián)合檢查發(fā)射平臺對導(dǎo)彈安全分離過程控制能力，控制時序、導(dǎo)彈與發(fā)射平臺之間的模擬通道和數(shù)字通道交聯(lián)關(guān)系。

圖4　綜合對接試驗系統(tǒng)組成

3地面分離驗證技術(shù)

3.1構(gòu)建試驗系統(tǒng)

建立導(dǎo)彈武器安全分離地面試驗系統(tǒng)，組成如圖5所示，主要包括：載機、投放坑、剛度彈、彈射分離彈、彈射發(fā)射裝置、地面遙測設(shè)備、高速攝影設(shè)備、攝像設(shè)備、空調(diào)車等。

圖5　地面分離試驗系統(tǒng)組成

①載機停放在投放坑上，發(fā)射裝置掛裝在載機內(nèi)埋武器艙內(nèi)，在真實環(huán)境下對導(dǎo)彈進(jìn)行彈射分離驗證；

②投放坑內(nèi)墊海綿墊減小導(dǎo)彈墜地沖擊；

③剛度彈掛裝在發(fā)射裝置上，用于分離試驗演練，剛度彈機械接口、電氣接口、質(zhì)量、質(zhì)心、包絡(luò)等與分離試驗彈一致；

④分離試驗彈掛裝在發(fā)射裝置上，用于載機控制發(fā)射裝置對其進(jìn)行安全分離試驗；

⑤地面遙測設(shè)備放置在地面，用于接收遙測信號；

⑥空調(diào)車用于對機載設(shè)備進(jìn)行降溫處理。

3.2遙測信號轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)計

導(dǎo)彈掛裝后，武器艙門關(guān)閉，存在的問題是導(dǎo)彈遙測信號受武器艙壁、艙門遮擋影響，艙外地面遙測設(shè)備無法直接接收導(dǎo)彈輻射的遙測信號，無法實時掌握導(dǎo)彈響應(yīng)發(fā)射平臺命令情況及導(dǎo)彈實時狀態(tài)。為解決這一問題，研制遙測信號合路裝置，為導(dǎo)彈遙測信號提供轉(zhuǎn)發(fā)通路。導(dǎo)彈遙測信號轉(zhuǎn)發(fā)裝置工作原理框圖如圖6所示。

圖6　遙測信號合路器原理圖

導(dǎo)彈遙測信號通過脫落插頭引出后，經(jīng)連接電纜轉(zhuǎn)發(fā)至遙測信號合路裝置，遙測信號合路器將導(dǎo)彈遙信號采集編碼、調(diào)頻放大后，與發(fā)射平臺遙測信號合路，通過電纜傳送至發(fā)射平臺遙測天線后輻射出去，地面遙測設(shè)備接收天線指向發(fā)射平臺遙測天線方向，接收導(dǎo)彈遙測信號。

3.3數(shù)據(jù)錄取技術(shù)設(shè)計

地面分離驗證試驗關(guān)注導(dǎo)彈與發(fā)射平臺、發(fā)射裝置的聯(lián)合工作過程及機械、結(jié)構(gòu)相容性，需對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行錄取分析，但導(dǎo)彈與發(fā)射裝置脫離在秒級內(nèi)完成，導(dǎo)彈掛裝后，彈體遮擋掛裝吊耳觀察視線，不易于觀察，武器艙內(nèi)狹小空間影響導(dǎo)彈分離過程和彈體姿態(tài)數(shù)據(jù)錄取。為此，設(shè)計了數(shù)據(jù)錄取方法，合理設(shè)置高速攝影機和高速攝像機機位，錄取導(dǎo)彈分離過程用于數(shù)據(jù)分析。高速攝影機與高速攝像機機位布置如圖7所示。

圖7　數(shù)據(jù)錄取機位布置

其中高速攝影機C1、C2用于拍攝導(dǎo)彈分離后前向彈體姿態(tài)，C3、C4位用于拍攝導(dǎo)彈分離時與發(fā)射裝置吊掛機械配合情況、側(cè)向彈體姿態(tài)，C5、C6用于拍攝舵面動作、后向彈體分離姿態(tài)。攝像設(shè)備布置在武器艙內(nèi)，1號位于武器艙前頂部，拍攝導(dǎo)彈分離全程；2號、3號位于武器艙側(cè)壁，拍攝導(dǎo)彈懸掛時與外壁間隙情況，導(dǎo)彈發(fā)射時與外壁間隙情況、分離過程、側(cè)向彈體姿態(tài)、與吊掛配合情況；4號位于主武器中頂部，5號位于武器艙后壁，4號、5號拍攝后向艙門開啟、導(dǎo)彈發(fā)射過程中尾翼之間以及尾部與武器艙后壁間隙情況、分離時導(dǎo)彈姿態(tài)，6號、7號位于武器艙中后側(cè)壁，用于拍攝導(dǎo)彈吊掛與發(fā)射裝置吊耳分離過程及舵面動作后于艙體間隙。

4試驗序號設(shè)計

考慮循序漸進(jìn)，逐步深入的原則，首先進(jìn)行分投驗證，然后進(jìn)行聯(lián)合投放驗證，首先對剛度彈進(jìn)行彈射，然后對投放試驗彈進(jìn)行彈射，驗證導(dǎo)彈全分離過程控制邏輯、控制時序及機械、電氣相容性。設(shè)計試驗序號為：

①剛度彈分投：剛度彈掛裝后，武器艙門打開情況下實施導(dǎo)彈發(fā)射分離；

②剛度彈聯(lián)投：剛度彈掛裝完成，武器艙門關(guān)閉情況下，完成艙門打開/導(dǎo)彈投放/導(dǎo)艙門關(guān)閉聯(lián)合發(fā)射分離過程；

③分離試驗彈分投：導(dǎo)彈掛裝完成后，武器艙門打開情況下實施導(dǎo)彈發(fā)射分離；

④分離試驗彈聯(lián)投：導(dǎo)彈掛裝完成，武器艙門關(guān)閉情況下，完成艙門打開/導(dǎo)彈投放/導(dǎo)艙門關(guān)閉聯(lián)合發(fā)射分離過程。

試驗完成后，根據(jù)遙測數(shù)據(jù)，分析導(dǎo)彈與發(fā)射平臺控制邏輯與時序、響應(yīng)情況、電氣相容性等；根據(jù)高速攝影數(shù)據(jù)，分析導(dǎo)彈分離過程彈體姿態(tài)、分離速度、發(fā)射過載等；根據(jù)攝像數(shù)據(jù)分析導(dǎo)彈分離過程與發(fā)射平臺機械相容性等，全面驗證導(dǎo)彈與發(fā)射平臺在內(nèi)埋武器艙內(nèi)發(fā)射流程。

5　結(jié)論

本文提供了一種內(nèi)埋導(dǎo)彈武器機彈安全分離地面試驗方法，在全系統(tǒng)閉合狀態(tài)下，通過地面試驗手段對發(fā)射平臺與導(dǎo)彈的控制邏輯、控制時序，電氣響應(yīng)、機械動作聯(lián)合驗證，解決了試驗中存在的武器艙遮擋導(dǎo)彈遙測信號的問題和數(shù)據(jù)錄取問題，為內(nèi)埋式導(dǎo)彈武器安全分離驗證實際應(yīng)用提供一種參考手段。

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Security Launching Ground Test Technology Research of Embedded Airborne Missile Weapon

HAN Ying-chao，DU Guang-yu，LI Xue-fei，ZHAO Qi，XIA Mang
（Beijing General Research Institute of Electronic Engineering，Beijing 100000，China）

Abstract：The launch process of embedded airborne missile weapon is very complex.The ground test scheme has been given for the sake of verifying launch technology of embedded airborne missile weapon.The ground test scheme has been divided into joint debugging with the ground verification.The experiment scheme has been designed and the principle of missile simulator has been given.In order to overcome missile telemetry signal occluded by embedded weapons bay，the telemetry signal combiner scheme is discussed too.

Key words：embedded airborne missile，test，security launch

作者簡介：韓穎超（1987-），男，北京人，工程師。研究方向：武器系統(tǒng)總體設(shè)計工作。

收稿日期：2015-03-11修回日期：2015-05-16

文章編號：1002-0640（2016）03-0170-03

中圖分類號：TJ760.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A