某型火箭發(fā)射裝置檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

辛騰達(dá)，范惠林，劉成亮

(空軍航空大學(xué) 作戰(zhàn)指揮系，長(zhǎng)春　130022)

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某型火箭發(fā)射裝置檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

辛騰達(dá)，范惠林，劉成亮

(空軍航空大學(xué) 作戰(zhàn)指揮系，長(zhǎng)春130022)

摘 要:為了保證火箭發(fā)射裝置的工作能力,提高對(duì)火箭發(fā)射裝置的保障水平,依據(jù)某型火箭發(fā)射裝置的工作原理和維護(hù)保障需求,利用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器、邏輯門、模數(shù)顯示等部件,設(shè)計(jì)了該火箭發(fā)射裝置的檢測(cè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)射脈沖個(gè)數(shù),火箭控制盒所分配脈沖個(gè)數(shù)、位置、順序以及點(diǎn)火線路電阻值大小三項(xiàng)檢測(cè)的功能。經(jīng)實(shí)際應(yīng)用證明,該檢測(cè)系統(tǒng)滿足了某型火箭發(fā)射裝置的檢測(cè)需求。

關(guān)鍵詞:火箭發(fā)射裝置;檢測(cè)系統(tǒng);脈沖檢測(cè);電阻檢測(cè)

0引言

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，火箭彈以其輕便、靈活、發(fā)射迅速、對(duì)面攻擊威力大等特點(diǎn)，成為武器裝備家族中不可或缺的一員[1]?；鸺l(fā)射裝置作為發(fā)控信號(hào)的傳輸媒介，其工作狀態(tài)是否正常、是否能達(dá)到正常工作指標(biāo)直接關(guān)系到火箭彈的作戰(zhàn)效能[2-3]?；鸺l(fā)射裝置檢測(cè)設(shè)備用于在裝載火箭彈前，對(duì)火箭發(fā)射裝置的性能進(jìn)行檢測(cè)[4-8]。

本文通過(guò)研究發(fā)射裝置檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合某型火箭發(fā)射裝置的工作原理，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了對(duì)改型火箭發(fā)射裝置檢驗(yàn)其是否工作良好的檢測(cè)系統(tǒng)[9-13]。

1檢測(cè)需求分析

火箭發(fā)射裝置是武器控制系統(tǒng)的重要組成部分，是保證火箭彈攻擊地面和水上目標(biāo)的主要裝備。在進(jìn)行攻擊時(shí)，火箭彈可以根據(jù)作戰(zhàn)需求選擇任意發(fā)射數(shù)進(jìn)行發(fā)射，火箭的發(fā)射和控制由綜合火控系統(tǒng)完成。發(fā)射火箭彈時(shí)，綜合火控系統(tǒng)發(fā)出脈沖電流，通過(guò)工作插座進(jìn)入火箭發(fā)射裝置內(nèi)的控制盒，控制盒首先進(jìn)行彈位判斷，然后將脈沖電流依次分配給各航箭發(fā)射管，脈沖電流經(jīng)電點(diǎn)火管，引燃航箭，完成發(fā)射[14-15]。因此，判斷火箭發(fā)射裝置能否正常工作就需要進(jìn)行以下三項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容：

(1) 火箭發(fā)射裝置接收脈沖的數(shù)量；

(2) 接到脈沖后，火箭發(fā)控盒能否正確地判斷與分配脈沖；

(3) 點(diǎn)火線路電阻值是否滿足要求，達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)。

通過(guò)對(duì)這三項(xiàng)內(nèi)容的檢測(cè)，來(lái)檢測(cè)火箭發(fā)射裝置是否正常，完成火箭發(fā)射裝置檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，以提高火箭發(fā)射裝置的可靠性，減少火箭發(fā)射故障。

2檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)檢測(cè)需求，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行四部分的設(shè)計(jì)： 電源模塊設(shè)計(jì)、脈沖檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)、電阻檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)、面板接口設(shè)計(jì)。

2.1電源模塊設(shè)計(jì)

設(shè)備采用電池供電或外界供電兩種工作模式為檢測(cè)系統(tǒng)提供9 V電源，由于外界直接供電模式時(shí)外界供電為28 V，為滿足后續(xù)芯片工作要求，需要對(duì)電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。本文采用兩級(jí)降壓電源CW7818MK2001與CW7809MK2001，將28 V工作電壓調(diào)制為9 V穩(wěn)定電壓，其原理電路如圖1所示。

圖1降壓電源設(shè)計(jì)

圖1中，28 V電壓通過(guò)U108(CW7818MK2001)將電壓降為18 V，之后又通過(guò)U109(CW7809MK2001)將電壓降為9 V。其中電容C13，C14，C15，C16，C17，C18起到濾波的作用。

此外，為防止電路中出現(xiàn)過(guò)壓情況燒毀電路或是欠壓情況影響系統(tǒng)元件的正常工作，還設(shè)計(jì)了過(guò)壓、欠壓提示電路。

欠壓指示電路的設(shè)計(jì)如圖2所示，欠壓指示電路的功能為檢測(cè)電路中是否存在欠壓的情況。引腳4通過(guò)電阻接入經(jīng)電壓調(diào)制后電壓； 引腳5通過(guò)電阻由外界所提供； V30二極管防止電源反接，起到反接保護(hù)的作用； RP63為電位器，起到分壓的作用； 端口5和6的電壓值是一定的，為參考電壓值； 端口4輸入的標(biāo)準(zhǔn)電壓也應(yīng)為9 V，若其輸入電壓小于9 V，則通過(guò)端口12輸出的電壓大于正常輸出電壓，使欠壓指示燈亮起。過(guò)壓指示電路原理與欠壓指示電路原理相同，此處不再贅述。

圖2欠壓指示電路設(shè)計(jì)

2.2脈沖檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

脈沖檢測(cè)模塊的功能是檢測(cè)傳入火箭發(fā)射裝置的脈沖數(shù)目以及火箭發(fā)射控制盒所分配脈沖數(shù)目的位置是否與所傳入脈沖對(duì)應(yīng)一致。因此，脈沖檢測(cè)模塊的設(shè)計(jì)中需要用到計(jì)數(shù)器，系統(tǒng)采用CC4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，CC4017是5位Johnson計(jì)數(shù)器，具有10個(gè)譯碼輸出端； CP，CR，INH輸入端。時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下降時(shí)間無(wú)限制。INH為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)； 反之計(jì)數(shù)功能無(wú)效。CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。Johnson計(jì)數(shù)器提供了快速操作，2輸入譯碼選通和無(wú)毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計(jì)數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi)保持高電平。

檢測(cè)系統(tǒng)在直接采集傳來(lái)脈沖信號(hào)時(shí)，需要對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行整形，這里采用CC4011設(shè)計(jì)整形電路，CC4011為2 輸入正向邏輯與非門。CC4011與非門為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供了直接的與非功能，補(bǔ)充了已有COS/MOS門系列，所有輸入和輸出經(jīng)過(guò)緩沖，改善了輸入與輸出傳輸特性，使由負(fù)載容量增加引起的傳輸時(shí)間的變化維持到最小。

2.3電阻檢測(cè)模塊設(shè)計(jì)

電阻檢測(cè)模塊的功能是測(cè)量火箭發(fā)射裝置點(diǎn)火線路的電阻值，然后通過(guò)LCD屏幕顯示所測(cè)量阻值大小，檢測(cè)點(diǎn)火線路的電阻值是否滿足要求。電阻檢測(cè)模塊在檢測(cè)前提供自檢功能，查看系統(tǒng)檢測(cè)線路是否能正常工作。

本文電阻測(cè)試模塊的設(shè)計(jì)電路采用ICL7106和相應(yīng)40管腳LCD顯示屏作為核心部件。ICL7106是Intersil公司推出的一款三位半A/D轉(zhuǎn)換器，主要用于儀器儀表，能構(gòu)成液晶顯示的數(shù)字電壓表。它性能高、功耗低，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。含有七段譯碼器、顯示驅(qū)動(dòng)器、參考源、時(shí)鐘系統(tǒng)以及背光電極驅(qū)動(dòng)，可直接驅(qū)動(dòng)LCD。本模塊的應(yīng)用電路如圖3所示，圖中A1～AB4為驅(qū)動(dòng)LCD管腳。

圖3ICL7106電路

2.4面板接口設(shè)計(jì)

根據(jù)檢測(cè)需求以及檢測(cè)模塊設(shè)置，面板的設(shè)置為XK14-3系列插座一個(gè)，XK24-20系列插座兩個(gè)，LCD液晶屏幕一塊，脈沖指示燈七盞，欠壓指示燈以及過(guò)壓指示燈各一盞，9位波段開(kāi)關(guān)一個(gè)，電源開(kāi)關(guān)一個(gè)。其中，電源電纜的一端連接X(jué)K14-3系列插頭，與電源接口相連； 另一端連接插頭，連接到外界電源上，給設(shè)備供電。此電纜共兩根線，1號(hào)端接電源正，2號(hào)端接電源負(fù)。

3檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)具體電路的設(shè)計(jì)，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

3.1串行脈沖檢測(cè)

檢測(cè)前，用電纜連接飛機(jī)與測(cè)試面板上的脈沖檢測(cè)接口。將電源開(kāi)關(guān)置于通位置，檢驗(yàn)儀器便可以通過(guò)面板上的脈沖指示燈指示發(fā)來(lái)的串行脈沖的個(gè)數(shù)。

檢測(cè)時(shí)，由外界為檢測(cè)系統(tǒng)提供28 V電壓，然后由電源模塊轉(zhuǎn)換電壓，原理電路如圖4所示?？刂苹鹂叵到y(tǒng)發(fā)射脈沖，通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)吸合接通，經(jīng)CC4011對(duì)脈沖波形進(jìn)行整形后，高電平脈沖經(jīng)過(guò)V22進(jìn)入CC4017觸發(fā)14腳CLK，其中V22起到防止電流回泳的作用，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。高電平產(chǎn)生一次計(jì)數(shù)，此時(shí)CC4017的2腳輸出高電平，由V8回到CC4043的S1，此時(shí)為R1低電平，根據(jù)CC4043真值表可知，Q1輸出高電平，三極管導(dǎo)通，因此燈1點(diǎn)亮； 另外6盞燈點(diǎn)亮原理相同，依次類推，接收幾個(gè)脈沖，則點(diǎn)亮相應(yīng)的指示燈。

圖4串行脈沖檢測(cè)電路

3.2分配脈沖檢測(cè)

檢測(cè)前，用電纜連接某型火箭發(fā)射器和檢測(cè)系統(tǒng)面板上的脈沖檢測(cè)接口，將電源開(kāi)關(guān)置于通位置，檢測(cè)儀可通過(guò)面板上的脈沖檢測(cè)指示燈指示火箭控制盒分配脈沖個(gè)數(shù)、位置和順序。

檢測(cè)時(shí)，由外界提供28 V電壓，然后由電源模塊轉(zhuǎn)換電壓。發(fā)射的脈沖信號(hào)，傳至火箭控制盒，控制盒對(duì)脈沖進(jìn)行分配，系統(tǒng)分配脈沖檢測(cè)電路如圖5所示。假設(shè)脈沖由7號(hào)線路傳來(lái)，脈沖信號(hào)由7號(hào)接入點(diǎn)進(jìn)入電路，經(jīng)設(shè)計(jì)好的分壓線路分壓，高電平傳入CC4043，根據(jù)CC4043RS與非門真值表，CC4043輸出高電平，致使三極管導(dǎo)通，7號(hào)信號(hào)燈亮。同理，其余信號(hào)也由相應(yīng)的端口進(jìn)入檢測(cè)系統(tǒng)，觸發(fā)相應(yīng)指示燈。

圖5分配脈沖檢測(cè)電路

3.3點(diǎn)火線路電阻檢測(cè)

檢測(cè)前，用電纜連接某型火箭發(fā)射器和面板上的點(diǎn)火具電阻檢測(cè)接口。由系統(tǒng)自帶9 V電池供電，檢測(cè)點(diǎn)火電路的電阻時(shí)，波段開(kāi)關(guān)的1～7分別控制點(diǎn)火電路中的1～7號(hào)電爆管。調(diào)節(jié)波段開(kāi)關(guān)依次將電爆管接入檢測(cè)電路中，利用圍繞ICL7106芯片的30腳和31腳之間所設(shè)計(jì)的電阻檢測(cè)電路，通過(guò)測(cè)量30腳和31腳之間的電壓差，將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電爆管的阻值，利用LCD顯示出所測(cè)電爆管的實(shí)際阻值。以此類推，依次轉(zhuǎn)動(dòng)波段開(kāi)關(guān)于1～7位置，即可以在液晶模塊上顯示該路點(diǎn)火具電阻值。需要注意的是，電阻檢測(cè)完畢，要將電源開(kāi)關(guān)和波段開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)的位置。

4結(jié)論

利用模塊化設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)的火箭發(fā)射裝置檢測(cè)系統(tǒng)將電源、脈沖檢測(cè)、電阻檢測(cè)分立，在個(gè)別模塊出現(xiàn)故障時(shí)，便于系統(tǒng)的維護(hù)。各模塊工作相對(duì)獨(dú)立，有利于減少之間相互干擾造成的檢測(cè)誤差。脈沖檢測(cè)直觀形象地提示脈沖分配位置，可以幫助維護(hù)人員迅速發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，提高排故效率。電阻檢測(cè)所采用的檢測(cè)方法以及所設(shè)計(jì)的分壓電路，有效地保證了檢測(cè)時(shí)的安全，有效防止因電流過(guò)大，導(dǎo)致火箭發(fā)射裝置誤發(fā)射情況的發(fā)生。

經(jīng)對(duì)某型火箭發(fā)射裝置的實(shí)際檢測(cè)應(yīng)用，證明該檢測(cè)系統(tǒng)能夠滿足某型火箭發(fā)射裝置對(duì)接收脈沖數(shù)量、發(fā)射控制盒脈沖分配和點(diǎn)火線路阻值的檢測(cè)需求，符合某型火箭發(fā)射裝置的維護(hù)要求，有利于提高火箭發(fā)射裝置的可靠性。

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Design and Realized of Test System for a Type of Rocket Launcher

Xin Tengda, Fan Huilin, Liu Chengliang

(Operational Command Department, Air Force Aviation University, Changchun 130022, China)

Abstract:In order to guarantee the work capability of the rocket launcher and improve its security level, a test system of the rocket launcher is designed by using the components of decimal counter, logic elements and analog to digital display according to the working principle and the maintain security requirements of a type of rocket launcher. This system achieves three test functions, including the number of pulses sent by plane, the number, position and order of pulses which are sent by rocket control box and the resistance of fire circuit. The practical application shows that the test system satisfies the test requirement of rocket launcher.

Key words:rocket launcher; test system; pulse test; resistance test

DOI：10.19297/j.cnki.41-1228/tj.2016.01.015

收稿日期：2015-05-05

作者簡(jiǎn)介：辛騰達(dá)(1990-)，男，河北廊坊人，碩士研究生，研究方向?yàn)橹茖?dǎo)武器的作戰(zhàn)使用與仿真。

中圖分類號(hào):TP271.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1673-5048(2016)01-0077-04