空空導彈發(fā)射控制技術(shù)

翟 磊

（中國空空導彈研究院，河南 洛陽471009）

0 引言

空空導彈與載機的安全分離，關(guān)系到載機自身的安全和發(fā)射任務的成敗。在空空導彈發(fā)射時序邏輯設計中，導彈與載機分離過程中產(chǎn)生的彈架分離信號的設計是一項重要內(nèi)容。彈架分離過程中，產(chǎn)生的電信號和機械信號，通過采集和處理，作為關(guān)鍵量參與發(fā)射邏輯的判斷和控制［1］。在導軌發(fā)射和彈射發(fā)射兩種發(fā)射方式中，導彈電池點火和發(fā)動機點火時機不同，應分別討論彈架分離信號的產(chǎn)生機理和應用。

1 發(fā)射時序邏輯

載機攜帶導彈飛入戰(zhàn)區(qū)，當機載雷達截獲目標且進入攻擊區(qū)后，飛行員打開“導彈準備”開關(guān)，給導彈的導引頭和飛控組件供電，完成準備階段。滿足發(fā)射條件后，飛行員就可以操作載機，進入空空導彈的發(fā)射流程。載機給出“投放允許”和“發(fā)射指令”，飛行員按下發(fā)射按鈕發(fā)射導彈。彈內(nèi)的飛行控制組件接收到載機給出的“發(fā)射”信號后，彈內(nèi)的控制電源組件利用載機提供的直流電激活彈內(nèi)電池，當彈內(nèi)電池電壓正常后，舵機進行解鎖并啟動發(fā)射前自檢，自檢正常后導彈發(fā)出“分離請求”信號送給發(fā)射裝置，發(fā)射裝置控制導彈進行機彈分離。相繼產(chǎn)生“電氣分離”信號與“物理分離”信號。導彈與載機安全可靠分離，進入導彈制導飛行階段。圖1為發(fā)射時序控制邏輯圖。

圖1 空空導彈發(fā)射時序邏輯圖

在導彈發(fā)射階段，采集導彈產(chǎn)生的“電氣分離”信號和“物理分離”信號，并將其作為關(guān)鍵量參與導彈發(fā)射邏輯的判斷和控制。當導彈掛裝于發(fā)射裝置之后，利用專用工具落下發(fā)射裝置上的電連接器，使導彈在電氣上與發(fā)射裝置可靠連接［4］。用于傳送飛行任務總線信息、導彈供電信息以及顯示信息等。導彈發(fā)射后，通過剪切掉發(fā)射架和導彈間的臍帶線纜或者拔掉彈架間的分離插頭，中斷導彈與載機的電氣連接，完成電氣分離。信號處理電路通過信號采集和處理產(chǎn)生“電氣分離”信號。導彈采用分離開關(guān)實現(xiàn)與載機的物理連接。分離開關(guān)用兩個螺釘固定在導彈殼體上，通過判斷分離開關(guān)上的物理分離銷的狀態(tài)產(chǎn)生物理分離信號。當導彈掛在發(fā)射裝置上，物理分離銷被壓下，觸點閉合。當導彈離開發(fā)射裝置，物理分離銷彈出，觸點斷開，形成“物理分離”信號［6］。導彈內(nèi)的飛控組件通過采集分離階段的機械信號和電氣信號，控制導彈在制導飛行中的相關(guān)狀態(tài)。

通常，導彈的發(fā)射方式有兩種，導軌發(fā)射和彈射發(fā)射。下面介紹兩種發(fā)射方式的控制技術(shù)。

2 導軌發(fā)射

導軌發(fā)射方式，導彈自身控制完成導彈發(fā)動機點火。導彈發(fā)射指令使彈上化學電源點火，一旦電源正常后，便由機上供電自動轉(zhuǎn)為彈上供電，舵機解鎖、發(fā)動機點火。在發(fā)動機的推力作用下，導彈沿導軌向前運動，導彈與發(fā)射裝置之間的發(fā)射分離插頭（臍帶線纜）被拔掉且產(chǎn)生“電氣分離”信號給導彈。機彈之間的電氣和信息交換全部中斷。導彈在軌上運動一定時間后，導彈與發(fā)射裝置的導軌完全脫離，產(chǎn)生導彈的“物理分離”信號［2］。導彈進入自主飛行狀態(tài)。

導彈離架后，啟動定時電路開始計時，發(fā)動機點火、高壓電池激活控制等均受電氣分離信號的約束。

3 彈射發(fā)射

彈射發(fā)射過程如下，導彈發(fā)射指令使彈上化學電源點火，一旦電源正常后，即由機上供電自動轉(zhuǎn)為彈上供電，舵機解鎖、發(fā)動機通過延遲點火器點火，同時彈射架將導彈彈出，導彈在發(fā)動機推力作用下向前運動［7］。彈射式發(fā)射方式和導軌式發(fā)射方式的發(fā)射過程基本相同，但在發(fā)動機點火的時機和點火方式上存在差異。

在電池激活、電壓正常、舵機自檢正常、舵面解鎖的正常程序后，發(fā)射裝置并不通過導彈發(fā)動機點火觸點點燃發(fā)動機，而是啟動發(fā)射拋放裝置，將導彈以一定的初速度將導彈從發(fā)射裝置向下彈出，形成“電氣分離”信號。

彈射發(fā)射時，載機收到“分離請求”后，提供“彈射啟動”信號，控制啟動彈射發(fā)射裝置，彈射機構(gòu)帶動導彈運動，在彈射裝置的推力作用下拔脫分離插頭，形成機彈間的“電氣分離”。圖2為電氣分離變換原理圖。

圖2 電氣分離變換原理圖

當彈架之間分離插頭拔掉后，電氣分離連鎖線與載機地線斷開，彈上的電源組件將通過上拉電阻產(chǎn)生高電平的“電氣分離信號”送往飛控組件。飛行控制組件采集到“電氣分離”信號后，完成電氣分離信號轉(zhuǎn)換，開始進行自主飛行導航計算［5］。同時將其作為調(diào)理信號，送往邏輯電路參與發(fā)動機點火控制。

“物理分離”信號參與控制接通給發(fā)動機提供的點火電流，用來啟動發(fā)動機的點火器，該點火器自動延時一定時間才點燃發(fā)動機，此時導彈已經(jīng)離開發(fā)射裝置并達到安全距離以外，導彈在發(fā)動機推力的作用下加速飛離載機。

在機彈“電氣分離”到機彈“物理分離”期間，應實現(xiàn)規(guī)定的舵預偏，用于改善軌上運動或彈射段的受力狀態(tài)。導彈拋放時，啟動彈射裝置產(chǎn)生推力，導彈在彈射裝置的推力作用下與發(fā)射裝置分離，物理分離銷彈出，觸點斷開，形成“物理分離”信號。圖3為物理分離變換原理圖。

圖3 物理分離變換原理圖

“物理分離”信號，參與發(fā)動機點火邏輯的控制。“物理分離”標志產(chǎn)生后，延遲一段時間，飛行控制組件向電源組件輸出發(fā)動機點火信號，電源組件收到指令后，在“彈射”和“電氣分離”信號均有效的情況下，將發(fā)動機點火供電加至發(fā)動機點火系統(tǒng)，點燃發(fā)動機。

“物理分離”信號，參與飛行控制制導算法的控制。飛行控制組件在“物理分離”標志有效且彈體縱向加速度達到一定數(shù)值后，延遲接入制導回路，導彈進入中制導段飛行。

“物理分離”信號，參與安保機構(gòu)解保電路的控制。飛行控制組件采集到“物理分離”號后送至安保機構(gòu)，安保機構(gòu)電子計時裝置以“物理分離”為起點，開始計時。當彈體縱向過載達到安保機構(gòu)解保要求，且安保機構(gòu)電子計時達到預定時間時，安保機構(gòu)解除保險。傳爆序列對位，等待引信引爆信號的到來，適時引爆戰(zhàn)斗部，摧毀目標。

引信以“物理分離”信號為起點，開始計時。計時結(jié)束后，形成引信低壓加電信號，用于導彈脫靶后形成自炸信號。

空空導彈發(fā)射過程中產(chǎn)生的分離信號，用于發(fā)射邏輯的判斷和發(fā)射流程的控制，為了保障發(fā)射成功并摧毀目標。發(fā)射架和空空導彈在交付前，還要做相應的實驗室聯(lián)試和交付試驗，來考核導彈系統(tǒng)的性能指標［3］。通過分析分離參數(shù)和相關(guān)數(shù)據(jù)，提出分離過程中的關(guān)鍵參數(shù)值。

4 結(jié)論

本文闡述了空空導彈的發(fā)射時序邏輯，詳細分析了兩種發(fā)射方式下，“電氣分離”信號和“物理分離”信號的產(chǎn)生過程，并討論了兩種信號在導彈發(fā)射過程中的應用。

［1］ 李石山，辜席傳.機械導彈發(fā)射裝置總體設計準則介紹與分析［J］.航空兵器，1989，（6）：12-16.

［2］ 張勝利，倪冬.機載導彈武器系統(tǒng)導軌式發(fā)射的安全性設計［J］.航空兵器，2004，（6）：24-27.

［3］ 侯世明.導彈總體設計與試驗［M］.北京：中國宇航出版社，1996.

［4］ 謝佐慰.固體彈道導彈設計原理［M］.北京：中國宇航出版社，2007.

［5］ 錢杏芳，林瑞雄，趙亞男.導彈飛行力學［M］.北京理工大學出版社，2000.

［6］ 馮金富，楊松濤，劉文杰.戰(zhàn)斗機武器內(nèi)埋關(guān)鍵技術(shù)綜述［J］.飛航導彈，2010，（7）：71-74.

［7］ 陳升，等.導彈安全發(fā)射技術(shù)研究［J］.航空兵器，2002，（5）：17-19.