CN111750741A - 一种教练机的分布式外挂管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种教练机的分布式外挂管理系统，由1个外挂管理计算机（1）、多个远程接口单元（2）及若干双联挂架接口单元（3）组成；外挂管理计算机（1）安装在飞机设备舱，远程接口单元（2）分布在飞机通用挂梁内，双联挂架接口单元（3）安装在双联挂架内；外挂管理计算机（1）、远程接口单元（2）、双联挂架接口单元（3）共同配合完成飞机所有挂点所悬挂的各种武器的投射控制管理、火控解算以及飞机悬挂的各种外挂物的应急投弃等功能。所设计的教练机的分布式外挂管理系统减少了大量的外挂管理计算机至武器的电缆，减轻了飞机重量，提高了武器系统的安全性，降低了外挂管理系统与武器紧耦合关系。
Description
技术领域
本发明属于飞机武器系统设计技术领域，具体为一种教练机的分布式外挂管理系统。
背景技术
目前教练机的外挂管理系统为一种集中式系统架构，一般由任务机和外挂接口装置构成。任务机主要完成武器的火控解算、外挂管理功能，接收来自座舱开关、双杆信号控制外挂接口装置完成武器的投放任务，外挂接口装置为执行部件，执行任务机的控制命令、控制和管理外挂物。但随着教练机作战训练功能及伴随战斗机协调作战任务的需求，教练机的武器种类、数量不断增多，作为集中式外挂管理系统的架构，外挂管理系统与武器是紧耦合关系，新增武器对系统改动量较大，不利于系统功能的扩展。
此外，三代及四代战斗机的外挂管理系统为一种分布式系统架构，但系统复杂，有多个外挂管理计算机，设备体积大、重量重，不适用于教练机。
发明内容
为解决上述现有技术存在的不足，本发明提供一种教练机的分布式外挂管理系统，是一种开放式系统架构，具有可扩展性。新增贯标武器，不需对外挂管理计算机的硬件、机上电缆进行更改，仅对外挂管理系统的软件进行更改；新增非标武器（不同种类），不需对外挂管理计算机的硬件、机上电缆进行更改，仅对外挂管理系统的软件进行更改及增加通用挂梁内电缆即可。
为解决上述技术问题，本发明所述的外挂管理系统由1个外挂管理计算机、多个远程接口单元及若干双联挂架接口单元组成，外挂管理计算机安装在飞机设备舱，远程接口单元分布在飞机通用挂梁内，双联挂架接口单元安装在双联挂架内（1个通用挂梁配装1个远程接口单元，1个双联挂架配装1个双联挂架接口单元，数量根据挂架的需求确定）。外挂管理计算机、远程接口单元、双联挂架接口单元共同配合完成飞机所有挂点所悬挂的各种武器的投射控制管理、火控解算以及飞机悬挂的各种外挂物的应急投弃等功能。
进一步地，外挂管理计算机与远程接口单元之间设计有关键控制离散量，这些离散量用于远程接口单元工作模式（自检、地面准备、空中准备、解除保险、发射、应急投弃）控制，远程接口单元收到外挂管理计算机通过GJB289A总线发送的武器控制指令与离散量的模式控制一致的情况下，远程接口单元才会完成挂点武器的识别、供电、投射、应急投射控制。大大减少了外挂管理计算机与远程接口单元之间的接线。
进一步地，所述的外挂管理系统为了保证安全性，将影响安全的输出信号与座舱开关、起落架和双杆等信号进行了软、硬件联锁，只有在软件命令有效，并且安全联锁状态满足的情况下，武器投放、火箭发射、航炮射击等信号才会输出。
进一步地，所述的外挂管理系统增设有应急投弃电路，在外挂管理计算机、远程接口单元故障情况下，通过应急投弃电路完成武器/悬挂物的应急投弃，应急投弃电路由硬件安全联锁电路组成，不受软件控制。
在上述技术方案中，所设计的教练机的分布式外挂管理系统减少了大量的外挂管理计算机至武器的电缆，减轻了飞机重量，提高了武器系统的安全性，降低了外挂管理系统与武器紧耦合关系。
附图说明
图1为本发明教练机的分布式外挂管理系统交联图。
图2为一种外挂管理计算机组成及外形图。
图3为一种远程接口单元组成及外形图。
图4为一种双联挂架接口单元组成及外形图。
图1、图2、图3和图4中：1、外挂管理计算机，2、远程接口单元，3、双联挂架接口单元，4、WRC模块，5、WPC模块，6、CPU模块（远程接口单元），7、PS模块， 8、IPM模块，9、CPU模块（双联挂架接口单元），10、PS模块(远程接口单元），11、IPM模块，12、WPC模块（双联挂架接口单元），13、PS模块（双联挂架接口单元）。
具体实施方式
下面将结合图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，一种教练机的分布式外挂管理系统，主要由1个外挂管理计算机1、多个远程接口单元2及若干双联挂架接口单元3组成。
外挂管理计算机1通过远程接口单元2接收武器的种类及状态，通过航电总线接收火控解算所需的参数，通过离散量接收座舱开关、双杆、起落架等信号，满足投放条件时，外挂管理计算机1通过GJB289A总线下发投放命令控制信号；同时考虑投放的安全性，通过关键控制离散量下发投放命令，远程接口单元2同时接收到总线的投放命令和关键控制离散量信息时，将投放的供电电流下发至武器（如挂弹钩开钩供电、直流2供电）完成投放过程。
外挂管理计算机1的组成及外形如图2所示。CPU模块6是远程接口单元的核心模块，集成了处理器、航电总线、GJB289A总线，用于控制整个组件的工作逻辑。WPC模块5要用于完成对远程接口单元的联锁、挂点、座舱开关、双杆、起落架等离散量信号的采集。WRC模块4主要用于完成所有挂点应急投放/发射供电控制。PS模块7为电源模块，主要为外挂管理计算机组件内部模块提供工作电源。
远程接口单元2为智能组件，自带CPU及GJB289A总线接口，作为RT终端始终挂接在GJB289A总线上，远程接口单元2的RT号与所在挂点贯标武器的物理RT号区别开，根据外挂管理计算机1指令完成挂点非标武器（含副油箱）的识别、供电、投射、应急投弃控制及输出。
远程接口单元2的组成及外形如图3所示。IPM模块8主要用于控制整个组件的工作逻辑，并提供离散量输入采集、离散量输出控制，实现大电流信号输出控制。CPU模块9实现GJB289A总线协议编/解码、数字量IO、A/D转换控制等功能，接收离散量接口单元采集的投放控制编码，输出联锁信号，用于控制切换单元输出贯标/非贯标接口信号。PS模块10为电源模块，主要为远程接口单元组件内部模块提供工作电源。
双联挂架接口单元3为智能组件，自带CPU及GJB289A总线接口，一路作为RT终端挂接在武器总线上，一路作为BC，完成挂架内2枚武器（作为RT）的通信管理调度，主要完成挂点1路GJB1188A信号转换成2路GJB1188A信号的转换工作，以及挂架内武器应急投弃控制。
双联挂架接口单元3的组成及外形如图4所示。IPM模块11主要用于控制整个组件的工作逻辑，并提供离散量输入采集、离散量输出控制，实现大电流信号输出控制。WPC模块12为非标准继电器控制模块，为保证安全性，在WPC模块12中设置了安全联锁条件，只有满足安全联锁条件时，武器投放才能完成。PS模块13为电源模块，主要为双联挂架接口单元组件内部模块提供工作电源。
该教练机的分布式外挂管理系统投射流程为：以3#、4#挂点发射火箭弹为例，火箭弹通过火箭发射器悬挂于通用梁下；系统上电后，远程接口单元2通过“火箭识别”信号完成火箭发射器的识别，通过GJB289A总线上报武器类型为火箭，在显示设备选择发射程序，如发射数量2枚，筒数2筒，座舱内开关拨至“作战”位，机上电源供电至远程接口单元2，用于火箭发射；外挂管理计算机1进行火控解算，同时采集座舱开关、起落架及双杆的“发射信号”均有效，通过GJB289A总线向3#、4#挂点的远程接口单元2下发“发射命令”及“发射数量2枚”，通过“关键控制离散量”下发“发射命令”；远程接口单元2接收到GJB289A总线的命令及“关键控制离散量”的命令均有效时，向火箭发射器输出2个“发射脉冲”，控制2枚火箭弹的发射。
Claims (7)
1.一种教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的外挂管理系统由1个外挂管理计算机（1）、多个远程接口单元（2）及若干双联挂架接口单元（3）组成，外挂管理计算机（1）安装在飞机设备舱，远程接口单元（2）分布在飞机通用挂梁内，双联挂架接口单元（3）安装在双联挂架内（1个通用挂梁配装1个远程接口单元，1个双联挂架配装1个双联挂架接口单元，数量根据挂架的需求确定）；外挂管理计算机（1）、远程接口单元（2）、双联挂架接口单元（3）共同配合完成飞机所有挂点所悬挂的各种武器的投射控制管理、火控解算以及飞机悬挂的各种外挂物的应急投弃等功能。
2.根据权利要求1所述的教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的外挂管理计算机（1）与远程接口单元（2）之间设计有关键控制离散量，这些离散量用于远程接口单元（2）工作模式（自检、地面准备、空中准备、解除保险、发射、应急投弃）控制，远程接口单元（2）收到外挂管理计算机（1）通过GJB289A总线发送的武器控制指令与离散量的模式控制一致的情况下，远程接口单元（2）才会完成挂点武器的识别、供电、投射、应急投射控制。
3.根据权利要求1所述的教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的外挂管理系统为了保证安全性，将影响安全的输出信号与座舱开关、起落架和双杆等信号进行了软、硬件联锁，只有在软件命令有效，并且安全联锁状态满足的情况下，武器投放、火箭发射、航炮射击等信号才会输出。
4.根据权利要求1所述的教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的外挂管理系统增设有应急投弃电路，在外挂管理计算机（1）、远程接口单元（2）故障情况下，通过应急投弃电路完成武器/悬挂物的应急投弃，应急投弃电路由硬件安全联锁电路组成，不受软件控制。
5.根据权利要求1所述的教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的外挂管理计算机（1）由WRC模块（4）、WPC模块（5）、CPU模块（6）和PS模块（7）组成；CPU模块（6）是远程接口单元集成了处理器、航电总线、GJB289A总线，用于控制整个组件的工作逻辑；WPC模块（5）要用于完成对远程接口单元（2）的联锁、挂点、座舱开关、双杆、起落架等离散量信号的采集；WRC模块（4）主要用于完成所有挂点应急投放/发射供电控制；PS模块（7）为电源模块，主要为外挂管理计算机（1）组件内部模块提供工作电源。
6.根据权利要求1所述的教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的远程接口单元（2）由IPM模块（8）、CPU模块（9）、PS模块（1）0组成；IPM模块（8）主要用于控制整个组件的工作逻辑，并提供离散量输入采集、离散量输出控制，实现大电流信号输出控制；CPU模块（9）实现GJB289A总线协议编/解码、数字量IO、A/D转换控制等功能，接收离散量接口单元采集的投放控制编码，输出联锁信号，用于控制切换单元输出贯标/非贯标接口信号；PS模块（10）为电源模块，主要为远程接口单元组件内部模块提供工作电源。
7.根据权利要求1所述的教练机的分布式外挂管理系统，其特征在于：所述的双联挂架接口单元（3）由IPM模块（11）、WPC模块（12）、PS模块（13）组成；IPM模块（11）主要用于控制整个组件的工作逻辑，并提供离散量输入采集、离散量输出控制，实现大电流信号输出控制；WPC模块（12）为非标准继电器控制模块，为保证安全性，在WPC模块（12）中设置了安全联锁条件，只有满足安全联锁条件时，武器投放才能完成；PS模块（13）为电源模块，主要为双联挂架接口单元（3）组件内部模块提供工作电源。
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