CN109398716B - 外置式机载控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种外置式机载控制系统，包括：悬挂装置，该悬挂装置可拆卸地固定在待适配飞机外部，同时，悬挂装置用于悬挂待搭载的悬挂物；控制管理分系统，该控制管理分系统可拆卸地固定在待适配飞机外部，控制管理分系统配置成接收操控指令和/或数据信息，并根据操控指令和/或数据信息对悬挂物进行相应的操控；操控设备，该操控设备用于受控的向控制管理分系统发送操控指令和/或数据信息。本申请的外置式机载武器火控系统为一套外置式的独立的机载武器火控系统，并能与飞机原有武器火控系统并行工作，能够快速实现不同作战飞机对所需武器/悬挂物的加装和使用需求，加装后能有效的提升飞机作战能力。

Description

外置式机载控制系统

技术领域

本申请属于作战飞机武器火控系统设计研制和飞机、武器加改装领域，特别涉及一种外置式机载控制系统。

背景技术

作战飞机的武器攻击能力主要是通过安装在飞机上的各种机载设备(机载武器火控系统)交互协同工作来实现，而武器攻击能力大多需要在飞机研制之初与飞机一起设计研制和验证，或通过对机载系统进行专门的加改装来研制实现。

目前，一型作战飞机的服役寿命在30年左右或以上，随着机载武器的不断发展和更新，现役飞机适时增加新的武器攻击能力已成为一种常规需求；但是，受作战飞机初始系统架构设计限制和约束，增加新的武器攻击能力通常都需要对飞机原有的复杂系统进行重新改装升级设计、集成和验证，每增加一次武器均需要重复一遍该研制开发验证过程，且设计改装者均需要熟悉和掌握飞机原有设计状态，所需经费高、工作量大、时间周期长，实现难度大、技术风险高、适用范围小。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种外置式机载控制系统，以解决上述至少一方面的问题。

本申请公开了一种外置式机载控制系统，包括：

悬挂装置，所述悬挂装置可拆卸地固定在待适配飞机外部，同时，所述悬挂装置用于悬挂待搭载的悬挂物；

控制管理分系统，所述控制管理分系统可拆卸地固定在所述待适配飞机外部，所述控制管理分系统配置成接收操控指令和/或数据信息，并根据所述操控指令和/或数据信息对所述悬挂物进行相应的操控；

操控设备，所述操控设备具备显示控制和/或信息解算功能，并能够与所述控制管理分系统进行所述操控指令和/或数据信息的交互。。

根据本申请的至少一个实施方式，所述悬挂装置可拆卸地固定在所述待适配飞机的挂点位置处。

根据本申请的至少一个实施方式，所述悬挂装置的顶部结构，配置成与所述待适配飞机挂点一级挂架的悬挂接口相适配，固定悬挂在所述一级挂架下部。

根据本申请的至少一个实施方式，所述控制管理分系统包括：

通信设备；

控制管理设备，所述控制管理设备通过所述通信设备与所述操控设备进行操控指令和/或数据信息交互，并根据所述操控指令和/或数据信息对所述悬挂物进行操控；

电源设备，所述电源设备用于为所述控制管理设备、通信设备以及所述悬挂装置供电。

根据本申请的至少一个实施方式，所述悬挂物为武器，其中

所述悬挂装置为挂弹架或发射架，所述悬挂装置的底部配置有与所述武器的悬挂接口相适配的挂弹钩。

根据本申请的至少一个实施方式，所述控制管理分系统包括：

导航设备，所述导航设备与所述控制管理设备连接；

卫星信号接收天线，所述卫星信号接收天线分别与所述控制管理设备及所述导航设备连接；其中

所述控制管理设备配置成根据接收到的对准指令或导航指令，控制所述导航设备进入对准状态或导航状态；

所述操控设备用于受控的向所述控制管理设备发送所述对准指令或导航指令；

所述电源设备与所述导航设备连接，用于为所述导航设备供电。

根据本申请的至少一个实施方式，所述导航设备为惯性/卫星组合导航设备。

根据本申请的至少一个实施方式，所述控制管理设备包括：

武器控制单元，所述武器控制单元通过所述通信设备接收所述操控设备发送的操控指令和/或数据信息，并根据所述操控指令和/或数据信息对所述武器进行对应的操控。

根据本申请的至少一个实施方式，所述武器控制单元包括：

上电单元，所述上电单元通过所述通信设备接收所述操控设备发送的上电指令，并根据所述上电指令控制所述电源设备为所述武器进行上电；其中

所述操控设备用于受控的向所述控制管理设备发送所述上电指令。

根据本申请的至少一个实施方式，所述武器控制单元包括：

准备单元，所述准备单元通过所述通信设备接收所述操控设备发送的准备指令，并根据所述准备指令控制所述武器进行发射前准备操作；

参数装订单元，所述参数装订单元通过所述通信设备接收所述操控设备发送的武器使用方案和目标数据装订指令，并根据所述目标数据装订指令对所述武器进行目标数据装订操作；

发射解算单元，所述发射解算单元完成武器攻击包线和发射条件解算，将解算结果通过所述通信设备上报给所述操控设备，同时接收所述操控设备发送的发射指令，并根据所述发射指令控制所述悬挂装置完成对所述武器的投放操作。

根据本申请的至少一个实施方式，所述控制管理设备包括：

状态上报单元，所述状态上报单元用于将所述控制管理设备响应于所述操控设备操控指令时的状态，通过所述通信设备上报至所述操控设备。

根据本申请的至少一个实施方式，所述操控设备为无线控制器，所述通信设备为无线通信设备。

根据本申请的至少一个实施方式，所述无线控制器为便携式无线智能显示控制终端。

根据本申请的至少一个实施方式，所述无线控制器具备显示控制和信息解算功能。

根据本申请的至少一个实施方式，所述悬挂装置内部设置有安装空间，所述控制管理分系统固定安装在所述悬挂装置的所述安装空间内。

根据本申请的至少一个实施方式，所述无线通信设备所用频段为UHF频段。

根据本申请的至少一个实施方式，所述无线通信设备所用频段为300兆Hz至850兆Hz。

本申请至少存在以下有益技术效果：

本申请的外置式机载控制系统为一套外置式的独立的机载控制系统，并能与飞机原有武器火控系统并行工作，能够快速实现不同作战飞机对悬挂物(新型武器/其它悬挂物)的加装和使用需求，加装后不影响原机系统的正常工作和作战能力发挥；并且，该系统自备工作电源并为所挂装的武器/悬挂物提供工作用电，不需要飞机提供电源和进行控制信号交联；进一步，该系统通过通用机械接口挂装在飞机挂点一级挂架下，不需要对飞机进行软硬件更改，可以适配多种作战飞机平台，能够满足不同作战飞机对悬挂物(新型武器/其它悬挂物)的加装和使用需求，并能快速形成作战能力。

附图说明

图1是本申请外置式机载控制系统的系统组成框图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

下面结合附图1对本申请的外置式机载控制系统做进一步详细说明。

本申请公开了一种外置式机载控制系统，可以包括悬挂装置1、控制管理分系统3以及操控设备4。

悬挂装置1可拆卸地固定在待适配飞机外部，例如飞机机体底部；同时，悬挂装置1用于悬挂待搭载的悬挂物2，悬挂物2可以是例如武器、吊舱等。

控制管理分系统3是可拆卸地固定在待适配飞机外部；其中，控制管理分系统3配置成能够接收对应操控设备4发送的操控指令(可以包括例如上电指令、发射指令等)和/或数据信息(例如武器使用方案信息)，并根据操控指令和/或数据信息对悬挂物2进行对应的操控，例如控制武器上电、投放、发射，控制吊舱加电、工作等操作。

操控设备4具备显示控制和/或信息解算功能，并能够与控制管理分系统3进行操控指令和/或数据信息的交互。。

本申请的外置式机载控制系统为一套外置式的独立的机载控制系统，并可以与飞机原有武器火控系统并行工作，能够快速实现不同作战飞机对悬挂物(新型武器/其它悬挂物)的加装和使用需求，加装后不影响原机系统的正常工作和作战能力发挥。

在一些可选的实施方式中，悬挂装置1可拆卸地固定在待适配飞机的挂点位置处。进一步地，悬挂装置1可拆卸地固定在待适配飞机一级挂架下部，其中，悬挂装置1的顶部结构，可以配置成与待适配飞机挂点一级挂架的悬挂接口相适配，从而固定悬挂在一级挂架下部。

在一些可选的实施方式中，控制管理分系统3可以包括通信设备31、控制管理设备32以及电源设备33。

通信设备31可以采用已知的例如有线通信设备或无线通信设备，与上述操控设备4配合使用。优选地，无线通信设备所用频段为UHF频段，并且，无线通信设备所用频段选择为300兆Hz至850兆Hz之间。

优选地，操控设备4为无线控制器，例如便携式无线智能显示控制终端中的平板、手机等，相应地地，通信设备31为无线通信设备，例如无线路由器、无线通信天线。在一些可选的实施方式中，便携式无线智能显示控制终端集成了小型化板卡和无线天线，工作频段和信号强度可设可调，同区域内可以实现24个无线控制器同时工作，单个无线控制器可同时控制管理10个无线通信终端；采用抗强光反射触摸显示屏，支持昼夜模式，在强阳光下可视；采用小型高效长时工作可充电电池，工作时间不小于4小时。具有通过物理按键实现电源开关、锁屏、武器发射、应急投放等功能。可通过绑带等方式可靠固定在人的四肢或座舱设备安装架上，具有小型、便携、图像清晰、处理能力强等特点。

控制管理设备32主要用于通过通信设备31与操控设备4进行操控指令和/或数据信息的交互，并根据操控指令和/或数据信息对悬挂物2进行操控。

本申请的外置式机载控制系统中，上述控制管理设备32可以为武器火控计算机设备；武器火控计算机采用小型化高度集成技术，主要由机箱、计算机模块、总线通信模块、采集记录模块、射频无线模块、离散接口模块、电源及监控模块、总线底板等组成，软件采用开放式架构和模块化设计，可扩展能力强。必要时可以将该设备功能合并到便携式无线控制器和蓄电池电源中。

电源设备33可以与控制管理设备32、通信设备31以及悬挂装置1连接，用于为控制管理设备32、通信设备31以及悬挂装置1供电。电源设备33可以采用已知多种适合的电池或电源设，本实施例中，优选为蓄电池电源；蓄电池电源主要由单体电池组、外壳结构、跨接片、电连接器、断路器、保温层及紧固件等组成，采用实时监控和快速装卸接口，具有长续航时间、耐宽温和复杂工作环境、维护周期间隔长等特点。

在一些可选的实施方式中，悬挂物2为武器；对应地，悬挂装置1为挂弹架或发射架；在悬挂装置1的底部配置有与武器的悬挂接口相适配的挂弹钩。

对应地，当悬挂物2为武器时，控制管理分系统3进一步还可以包括导航设备34、卫星信号接收天线35(例如GPS天线)。

导航设备34的数量为一个，与控制管理设备32连接。进一步，优选导航设备34为惯性卫星组合导航设备，主要由机箱、惯性敏感组件和电子组件三部分组成，具有纯惯性和GPS、北斗等卫星组合导航工作模式，用于提供具备高精度的位置、速度、姿态信息。

卫星信号接收天线35的数量为一个，分别与控制管理设备32及导航设备34连接；卫星信号接收天线35(卫星天线)用于接收转发卫星信号给惯性/卫星组合导航设备和控制管理设备32，具备卫星信号和北斗卫星信号接收能力。

其中，控制管理设备32配置成根据接收到的对准指令或导航指令，控制导航设备34进入对准状态或导航状态。相应地，操控设备4用于受控的向控制管理设备32发送对准指令或导航指令。进一步，上述电源设备33还可以与导航设备34连接，从而为导航设备34供电。

进一步地，当悬挂物2为武器时，上述控制管理设备32还可以包括武器控制单元。武器控制单元是通过通信设备31接收操控设备4发送的包含操控指令和/或数据信息的控制信息，并根据操控指令和/或数据信息对武器进行控制操作。

具体地，武器控制单元又可以包括上电单元、准备单元、参数装订单元以及发射解算单元。

上电单元可以通过通信设备31接收操控设备4发送的上电指令，并根据上电指令控制电源设备33为武器进行上电；其中，操控设备4还用于受控的向控制管理设备32发送包含有上电指令的控制信息。

准备单元可以通过通信设备31接收操控设备4发送的准备指令，并根据准备指令控制武器进行发射前准备操作。

参数装订单元可以通过通信设备31接收操控设备4发送的武器使用方案和目标数据装订指令，并根据目标数据装订指令对武器进行目标数据装订操作。

发射解算单元完成武器攻击包线和发射条件解算，将解算结果通过通信设备31上报给操控设备4，同时接收操控设备4发送的发射指令，并根据发射指令控制悬挂装置1完成对武器的投放操作。

需要说明的是，在本申请的其他优选实施例中，操控设备4(即无线控制器)除了具备显示控制功能外，还可以具备信息解算功能，即能够通过操控设备4对悬挂物2进行火控解算；以武器为例，主要是完成武器攻击包线和发射条件解算。

进一步，控制管理设备32还可以包括状态上报单元；状态上报单元可以用于将控制管理设备32响应于操控设备4操控指令和/或数据信息时的状态，通过通信设备31上报至操控设备4。

在一些可选的实施方式中，悬挂装置1内部设置有安装空间，控制管理分系统3中的各个设备都是固定安装在悬挂装置1的安装空间内；其中，安装空间的数量、大小、结构可以根据具体预容纳设备进行适合的设置。特别是当悬挂物2为武器时，悬挂装置1(即挂弹架)是武器/悬挂物和系统设备的安装运载平台，用于与飞机挂点接口对接和悬挂运载发射武器/悬挂物，用于安装运载系统能源(蓄电池)、控制管理设备(武器火控计算机)、传感器(惯导/卫星组合导航设备)等设备。此时，挂架结构需具有足够的强度刚度和外形空间，以满足安装布置挂弹钩、系统设备和悬挂运载发射武器/悬挂物需求，挂架上接口需具有与不同形式飞机一级挂架接口对接的通用接口能力，挂弹钩采用单挂距或复合挂距(挂距和结构形式可选)形式，以满足不同接口武器/悬挂物的对接和悬挂投放需求。

综上所述，本申请的外置式机载控制系统的一些可选的实施方式中，控制管理设备32(即武器火控计算机)是控制核心，具备GPS、北斗等卫星导航信息接收处理能力，分别与蓄电池电源、惯导/卫星组合导航设备、操控设备4(即便携式无线控制器)等交联，通过与便携式无线控制器进行信息交互，完成对武器的供电、对准、解算、发射、武器切换、挂点切换等逻辑控制及状态显示上报。

进一步，操控设备4(即便携式无线控制器)具有长时自供电能力，通过天线与系统武器火控计算机之间建立无线通信，为飞行员/操作员提供系统状态、武器状态、攻击态势、攻击区等重要信息显示和解算，提供武器供电、传递对准、武器发射和应急发射指令等人机控制接口。

进一步地，本申请的外置式机载控制系统中还可以包括地面任务管理设备；地面任务管理设备主要由便携式计算机、转接电缆、任务管理软件等组成，用于规划生成目标数据、武器装订参数、工作频点信息。地面任务管理设备可以还用于在地面根据作战构想预先解算规划生成武器使用方案、攻击参数、攻击航路、解算武器计划攻击区等，并将结果装订到便携式无线控制器和武器火控计算机中，作为实际飞行和攻击解算的参考依据。

本申请的外置式机载控制系统为一套外置式的独立的机载控制系统，并能与飞机原有武器火控系统并行工作，能够快速实现不同作战飞机对悬挂物(新型武器/其它悬挂物)的加装和使用需求；并且，仅与飞机进行机械连接，加装后不影响原机系统的正常工作和作战能力发挥；进一步，是由该系统自身提供工作用电和实现对武器/悬挂物的供电、控制、显示和信息交互，不需要飞机提供电源和进行控制信号交联；进一步，该系统通过通用机械接口挂装在飞机挂点一级挂架下，不需要对飞机进行软硬件更改，可以适配多种作战飞机平台，能够满足不同作战飞机对悬挂物(新型武器/其它悬挂物)的加装和使用需求，并能快速形成作战能力。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种外置式机载控制系统，其特征在于，包括：

悬挂装置（1），所述悬挂装置（1）可拆卸地固定在待适配飞机外部，同时，所述悬挂装置（1）用于悬挂待搭载的悬挂物（2）；

控制管理分系统（3），所述控制管理分系统（3）可拆卸地固定在所述待适配飞机外部，所述控制管理分系统（3）配置成接收操控指令和/或数据信息，并根据所述操控指令和/或数据信息对所述悬挂物（2）进行相应的操控；

操控设备（4），所述操控设备（4）具备显示控制和/或信息解算功能，并能够与所述控制管理分系统（3）进行所述操控指令和/或数据信息的交互；

所述悬挂装置（1）可拆卸地固定在所述待适配飞机的挂点位置处；

所述悬挂装置（1）的顶部结构，配置成与所述待适配飞机挂点一级挂架的悬挂接口相适配，固定悬挂在所述一级挂架下部；

所述控制管理分系统（3）包括：

通信设备（31）；

控制管理设备（32），所述控制管理设备（32）通过所述通信设备（31）与所述操控设备（4）进行操控指令和/或数据信息交互，并根据所述操控指令和/或数据信息对所述悬挂物（2）进行操控；

电源设备（33），所述电源设备（33）用于为所述控制管理设备（32）、通信设备（31）以及所述悬挂装置（1）供电；

所述悬挂物（2）为武器，其中

所述悬挂装置（1）为挂弹架或发射架，所述悬挂装置（1）的底部配置有与所述武器的悬挂接口相适配的挂弹钩，所述悬挂装置内安装有惯导/卫星组合导航设备；

所述控制管理分系统（3）包括：

导航设备（34），所述导航设备（34）与所述控制管理设备（32）连接；

卫星信号接收天线（35），所述卫星信号接收天线（35）分别与所述控制管理设备（32）及所述导航设备（34）连接；其中

所述控制管理设备（32）配置成根据接收到的对准指令或导航指令，控制所述导航设备（34）进入对准状态或导航状态；

所述操控设备（4）用于受控的向所述控制管理设备（32）发送所述对准指令或导航指令；

所述电源设备（33）与所述导航设备（34）连接，用于为所述导航设备（34）供电；

所述控制管理设备（32）包括：

武器控制单元，所述武器控制单元通过所述通信设备（31）接收所述操控设备（4）发送的操控指令和/或数据信息，并根据所述操控指令和/或数据信息对所述武器进行对应的操控；

所述武器控制单元包括：

准备单元，所述准备单元通过所述通信设备（31）接收所述操控设备（4）发送的准备指令，并根据所述准备指令控制所述武器进行发射前准备操作；

参数装订单元，所述参数装订单元通过所述通信设备（31）接收所述操控设备（4）发送的武器使用方案和目标数据装订指令，并根据所述目标数据装订指令对所述武器进行目标数据装订操作；

发射解算单元，所述发射解算单元完成武器攻击包线和发射条件解算，将解算结果通过所述通信设备（31）上报给所述操控设备（4），同时接收所述操控设备（4）发送的发射指令，并根据所述发射指令控制所述悬挂装置（1）完成对所述武器的投放操作。

2.根据权利要求1所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述导航设备（34）为惯性/卫星组合导航设备。

3.根据权利要求1所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述武器控制单元包括：

上电单元，所述上电单元通过所述通信设备（31）接收所述操控设备（4）发送的上电指令，并根据所述上电指令控制所述电源设备（33）为所述武器进行上电；其中

所述操控设备（4）用于受控的向所述控制管理设备（32）发送所述上电指令。

4.根据权利要求1所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述控制管理设备（32）包括：

状态上报单元，所述状态上报单元用于将所述控制管理设备（32）响应于所述操控设备（4）操控指令时的状态，通过所述通信设备（31）上报至所述操控设备（4）。

5.根据权利要求2-4任一项所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述操控设备（4）为无线控制器，所述通信设备（31）为无线通信设备。

6.根据权利要求5所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述无线控制器为便携式无线智能显示控制终端。

7.根据权利要求5所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述无线控制器具备显示控制和信息解算功能。

8.根据权利要求5所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述悬挂装置（1）内部设置有安装空间，所述控制管理分系统（3）固定安装在所述悬挂装置（1）的所述安装空间内。

9.根据权利要求5所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述无线通信设备所用频段为UHF频段。

10.根据权利要求9所述的外置式机载控制系统，其特征在于，所述无线通信设备所用频段为300兆Hz至850兆Hz。