武器外掛模擬器的設計及實現

張梅梅，王利祥，任 丹，曹碩男，萬 鳴

（中航工業洪都，江西南昌330024）

0 引言

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

根據某型機的外掛掛載能力，該型武器模擬器應不僅能模擬以下武器的接口與外掛系統相連，還應能模擬武器的發射過程。

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)模擬各種彈型系數的訓練彈；

5)模擬航炮吊艙。

1 設計及實現

1.1 硬件的設計及實現

由于武器外掛模擬器主要用于軟件調試和系統聯試試驗，同時可能要兼顧外場的排故，要求模擬器具有便攜并方便調試的功能，因此在硬件選擇上采用以便攜式計算機為硬件平臺，以Windows操作系統為軟件平臺，通過在便攜式計算機內安裝的插卡實現接口信號的輸入和輸出，通過在Windows操作系統下編寫專用軟件實現接口信號的工作時序。

武器外掛模擬器接線見圖1。

1.2 軟件的設計及實現

1.2.1 主要軟件模塊

根據功能要求和相關技術要求，該軟件模塊主要有初始化模塊、系統管理模塊、邏輯、時序控制模塊、總線信息接收、發送及處理模塊、顯示控制模塊。

初始化模塊主要用于對模擬器中相應的設備進行初始化，主要完成GJB289總線接口卡、I/O卡等初始化。

系統管理模塊主要用于完成模擬器的軟件調度、控制和管理功能。

邏輯、時序控制模塊主要用于對模擬器的時序進行管理控制，主要完成控制程序模擬武器故障或正常工作狀態及各種信息的聯鎖控制，完成武器發射過程及時序的控制。

總線信息接收、發送及處理模塊主要完成GJB289總線信息的接收和發送，并進行相應的處理。

顯示控制模塊主要完成模擬器的狀態顯示，并根據發控邏輯進行相應的控制，同時讀取總線接口卡、I/O接口卡輸入和輸出信號，并將相應的信息進行顯示。

1.2.2 軟件界面

根據某型教練機的武器工作特點，在界面上將模擬器軟件分兩部分，一部分完成常規武器模擬，另一部分完成紅外彈和航炮工作過程模擬。

1）常規武器模擬軟件界面

常規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、時序控制模塊

1）炸彈和訓練彈工作流程

炸彈與外掛系統的接口信號包括一路輸出信號和三路輸入信號，輸出信號為“炸彈存在”信號，用于與外掛管理系統對接，實現武器外掛；輸入信號為“炸彈投放”用于實現武器的正常投放；“應急投放”用于實現武器的應急投放及“引信爆”信號。

炸彈與訓練彈的工作流程見圖4。

圖1 武器外掛模擬器接線圖

圖2 常規武器模擬軟件界面

圖3 紅外彈和航炮模擬軟件界面

2）火箭彈工作流程

火箭彈與外掛系統的接口信號包括三路輸出信號和三路輸入信號。輸出信號“掛點存在”用于與外掛管理系統對接，實現武器掛載，“火發器識別1”和“火發器識別2”用于外掛管理系統識別掛載的火箭類型；輸入信號包括 “火箭控制1”、“火箭控制2”和“火箭發射”，用于外掛管理系統控制火箭發射時發射的數量。

火箭彈的工作流程見圖5。

圖4 炸彈與訓練彈的工作流程

圖5 火箭彈的工作流程

3）紅外彈工作流程

紅外彈與外掛系統的接口信號包括一路離散量輸出信號、四路離散量輸入信號和一路1553B總線信號，離散量輸出信號為“導彈聯鎖”信號，離散量輸入信號包括“直流電源1”、“直流電源2”、“投放允許”和“應急發射”信號；1553B信號用于導彈工作參數加載及導彈控制等。

紅外彈的工作流程見圖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的接口包括兩路輸出信號及三路輸入信號，兩路輸出信號包括：“航炮存在”用于與外掛管理系統對接，實現武器掛載和“航炮計數信號”實現航炮計數功能；三路輸入信號包括“航炮供電”用于外掛管理系統給航炮吊艙供電，“航炮充彈/排故”用于航炮充彈/排故功能和“航炮發射”。航炮計數信號的輸出與航炮發射信號有關，當“航炮發射”信號有效/＋28V時，“航炮計數”持續有效即＋28V/25Hz占空比為50%的方波信號，直到 “航炮發射”無效，其波形圖如圖7所示。

圖7 “航炮發射”與“航炮計數”波形圖

航炮計數信號的產生可以通過圖8所示電路實現。

圖8 航炮計數信號產生電路

航炮的工作流程見圖9。

圖9 航炮的工作流程

2 結論

某型飛機武器外掛模擬器已投入試驗室使用，為外掛系統軟件聯試和試驗提供了一種試驗手段，減少了試驗的成本和周期，節省了研發成本。

[1]吉雷.Protel99電子電路設計.2000.

[2]王艷平.Windows程序設計.2008.