DE102015008093B3

DE102015008093B3 - Flugkörper-Interface-Modul

Info

Publication number: DE102015008093B3
Application number: DE102015008093.8A
Authority: DE
Inventors: Michael Grabmeier; Konrad Ruisinger; Moritz Held
Original assignee: MBDA Deutschland GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2016-02-11
Anticipated expiration: 2035-06-26
Also published as: DE202015004074U1

Abstract

Ein Flugkörper-Interface-Modul (1, 1') als Schnittstellenelement zwischen einem Waffenrechner (3) und einem Flugkörper-Startgerät (2) zeichnet sich aus durch eine waffenrechnerseitige, erste elektrische Schnittstelle (10, 10'); eine flugkörperstartgeräteseitige, zweite elektrische Schnittstelle (12, 12'); elektrische Energiemanagementmittel (14, 14'), die zwischen zumindest einem waffenrechnerseitigen Energieversorgungsanschluss (100, 100') der ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') und zumindest einem diesem zugeordneten flugkörperstartgeräteseitigen Energieversorgungsanschluss (170, 170') der zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') vorgesehen sind, und elektrische Signalmanagementmittel (16, 16'), die zwischen zumindest einem waffenrechnerseitigen Signalleitungsanschluss (110, 110') der ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') und zumindest einem diesem zugeordneten flugkörperstartgeräteseitigen Signalleitungsanschluss (180, 180') der zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') vorgesehen sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flugkörper-Interface-Modul als Schnittstellenelement zwischen einem Waffenrechner und einem Flugkörper-Startgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Flugkörper-Startvorrichtungen, beispielsweise von taktischen Flugabwehrsystemen, die als Flugkörper-Startgerät zum Beispiel einen Werfer oder einen Launcher aufweisen, besitzen einen zentralen Waffenrechner, der die Subsysteme des Flugkörper-Startgerätes, wie zum Beispiel die Energieversorgung, die hydraulische Anlage, das Kommunikationssystem und das Navigationssystem, steuert und der mit einer übergeordneten Operationszentrale kommuniziert.
Für die Steuerung der Flugkörper enthält der Waffenrechner neben einem Steuer-Modul und einem Energie-Modul, das die Versorgungsspannungen für das Flugkörper-Startgerät aufbereitet, schaltet und verteilt, zumindest ein Flugkörper-Modul, über das Signale von und zu dem zumindest einen Flugkörper geführt sind und das die elektrische und funktionale Schnittstelle zwischen dem Flugkörper-Startgerät und dem zumindest einen Flugkörper bildet. Die flugkörper-spezifischen Funktionen sind dabei auf das Flugkörper-Modul, das Steuer-Modul und das Energie-Modul verteilt. Herkömmliche Waffenrechner sind somit auf vielfältige Weise mit dem Flugkörper-Startgerät und somit mit dem oder den Flugkörper(n) verbunden. Die hierzu erforderlichen Schnittstellen im Waffenrechner sind flugkörperspezifisch ausgestaltet, so dass in herkömmlichen Flugkörper-Startvorrichtungen der Waffenrechner speziell für einen Flugkörpertyp entwickelt und gefertigt wird. Diese flugkörper-individuelle Ausgestaltung eines Waffenrechners mit der genannten Verteilung der flugkörperspezifischen Signale und Funktionen auf mehrere Komponenten des Waffenrechners verhindert eine einfache Adaptierbarkeit eines einmal konstruierten Waffenrechners an unterschiedliche Flugkörpertypen.
Diese Verteilung der flugkörper-spezifischen Signale und Funktionen erschwert die Adaptierbarkeit der Flugkörper-Startvorrichtung an neue Flugkörpertypen. Eine solche Anpassung an neue Flugkörpertypen kann jedoch im Laufe der Nutzungsdauer eines taktischen Luftverteidigungssystems aufgrund geänderter Bedrohungslagen erforderlich werden. In Anbetracht der jahrzehntelangen Nutzung eines taktischen Flugabwehrsystems ist diese Inflexibilität ein wesentlicher Nachteil einer solchen Flugkörperstartvorrichtung. Die Integration von neuen oder modernisierten Flugkörpern sollte daher möglichst aufwandsarm erfolgen können, ohne die gesamte Flugkörper-Startvorrichtung einschließlich Waffenrechner und Flugkörper-Startgerät ersetzen zu müssen.
Ein Flugkörperhersteller erlaubt zumeist den Verschuss seines Flugkörpers nur mit eigener Schnittstellen-Elektronik, um den Erfolg des Flugkörperverschusses gewährleisten zu können. Der Hersteller eines Flugkörpers besitzt das Wissen über die Schnittstelle und die Ansteuerung des Flugkörpers, die bei taktischen Flugabwehrsystemen komplex sind, und entwickelt deswegen auch das Flugkörper-Modul, das die elektrische und funktionale Schnittstelle zwischen Waffenrechner und Flugkörper implementiert. Da die Ansteuerung des Flugkörpers oftmals die komplizierteste Funktion des Waffenrechners ist, ist der Flugkörperhersteller oftmals auch der Hersteller des kompletten Waffenrechners. Es ist somit ihm freigestellt, die flugkörperspezifischen Funktionen auf die Elemente des Waffenrechners zu verteilen. Die zentrale Informationsverarbeitung der Flugkörper-Startvorrichtung ist daher spezifisch auf diesen Flugkörper festgelegt und die Implementierung von anderen Flugkörpern fremder Hersteller ist quasi unmöglich. Des Weiteren findet keine Trennung der flugkörperspezifischen Funktionalitäten und sonstiger Funktionalitäten statt. Sowohl die Kommunikation mit der Operationszentrale als auch die Steuerung des Navigationssystems, Kommunikationssystems, etc. stehen somit ebenfalls unter der Verantwortung des Flugkörperherstellers, welche im allgemeinen nicht an einen spezifischen Flugkörper gebunden sind.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wäre es hilfreich, wenn der Waffenrechner so beschaffen wäre, dass die Implementierung von anderen Flugkörpern ermöglicht ist.
STAND DER TECHNIK
Aus der DE 10 2012 000 671 A1 sind eine Prüf- und Testvorrichtung für ein Flugkörperstartgerät und ein Verfahren zum Prüfen und/oder Testen der Funktionsfähigkeit eines Flugkörperstartgeräts mit einem Waffensteuerungscomputer bekannt, der neben einer zentralen Rechnereinheit mit einem ersten Flugkörperschnittstellenmodul und einem zweiten Flugkörperschnittstellenmodul versehen ist, die jeweils eine Schnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Waffensteuerungscomputer und der ersten elektrischen Anschlusseinrichtung beziehungsweise der zweiten elektrischen Anschlusseinrichtung der Startvorrichtung beziehungsweise bilden und mit diesen verbunden sind. Des Weiteren ist der Waffensteuerungscomputer mit einer Stromversorgungseinheit versehen, die die erste Startvorrichtung und die zweite Startvorrichtung mit elektrischer Energie versorgt. Der Waffensteuerungscomputer weist weiterhin eine Bedieneinheit für das Flugkörperstartgerät auf, mittels der das Flugkörperstartgerät direkt bedienbar ist. Schließlich ist der Waffensteuerungscomputer noch mit einer internen Diagnoseeinheit versehen. Die zentrale Rechnereinheit des Waffensteuerungscomputers ist mit einer im Flugkörperstartgerät vorgesehenen Navigations- und Lokalisierungseinheit verbunden, beispielsweise über eine serielle Schnittstelle des Waffensteuerungscomputers. Der Waffensteuerungscomputer ist über eine Datenleitung, beispielsweise eine Ethernet-Leitung, mit einem tragbaren Wartungshilfegerät des Flugkörperstartgeräts verbunden. Der Waffensteuerungscomputer ist außerdem über eine Datenleitung, beispielsweise eine Ethernet-Leitung, mit einer Stromversorgungseinheit des Flugkörperstartgeräts verbunden. Schließlich ist der Waffensteuerungscomputer über eine weitere Datenleitung, beispielsweise ebenfalls eine Ethernet-Leitung, mit einer Hydrauliksteuerungseinrichtung verbunden, die auf die Startvorrichtungen für die Flugkörper einwirkt und diese für den Start des Flugkörpers in einer vorgegebenen Weise ausrichtet. Die hydraulische Steuerungseinrichtung steuert weiterhin die Empfangsantenne sowie gegebenenfalls auch eine Sprechfunkempfangsantenne zum Empfang der über die Sprechfunkverbindung an den Sprechfunk-Sender-Empfänger gesandten Signale ausgebildet ist. Zur Steuerung dieses Antennenmastes steht die hydraulische Steuerungseinrichtung über eine, beispielsweise serielle, Datenverbindung mit einer Antennensteuerungs-Bedientafel in einer Datenübertragungsverbindung. Die zentrale Rechnereinheit des Waffensteuerungscomputers ist weiterhin über eine Datenverbindung, beispielsweise über eine Ethernet-Verbindung oder über einen internen Datenbus, mit einem in das Flugkörperstartgerät integrierten Kommunikationssystem verbunden. Über das Kommunikationssystem kommuniziert eine externe Waffensystemzentrale mit dem Waffensteuerungscomputer. Wie die Schnittstelle zwischen der zentralen Rechnereinheit und dem Flugkörperschnittstellenmodul ausgestaltet ist und wie die flugkörperspezifischen Funktionen verteilt sind, bleibt unerwähnt.
Die US 7,228,261 B2 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen und zur Diagnose von Waffensteuerungssystemen. Eine derartige Vorrichtung weist einen Computer und eine Interface-Einheit auf, wobei der Computer an die Interface-Einheit angeschlossen ist und wobei diese mit dem Waffensteuerungssystem verbindbar ist. Die Interfaceeinheit enthält einen Gleichspannungswandler sowie zwei Signaleingänge und einen Signalausgang. Zwischen diesen Signaleingängen und dem Signalausgang sind in einer Frontplatte eine Vielzahl von Kontrollleuchten sowie Steckerbuchsen vorgesehen, welche mittels Kurzschlusssteckern untereinander verbindbar sind, um ein Signal von einem Signaleingang zum Signalausgang zu leiten. Die dort offenbarte Interface-Einheit simuliert einen Flugkörper während eines Tests der Waffenelektronik eines Trägerflugzeugs und ist nicht für den operationellen Einsatz vorgesehen.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Flugkörper-Interface-Modul als Schnittstellenelement zwischen einem Waffenrechner und einem Flugkörper-Startgerät anzugeben, das die Implementierung von unterschiedlichen Flugkörpern in eine Flugkörper-Startvorrichtung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch dams Flugkörper-Interface-Modul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Das erfindungsgemäße Flugkörper-Interface-Modul bildet ein Schnittstellenelement zwischen einem Waffenrechner und einem Flugkörper-Startgerät und ist versehen mit einer waffenrechnerseitigen, ersten elektrischen Schnittstelle, einer flugkörperstartgeräteseitigen, zweiten elektrischen Schnittstelle, elektrischen Energiemanagementmitteln, die zwischen zumindest einem waffenrechnerseitigen Energieversorgungsanschluss der ersten elektrischen Schnittstelle und zumindest einem diesem zugeordneten flugkörperstartgeräteseitigen Energieversorgungsanschluss der zweiten elektrischen Schnittstelle vorgesehen sind, und elektrischen Signalmanagementmitteln, die zwischen zumindest einem waffenrechnerseitigen Signalleitungsanschluss der ersten elektrischen Schnittstelle und zumindest einem diesem zugeordneten flugkörperstartgeräteseitigen Signalleitungsanschluss der zweiten elektrischen Schnittstelle vorgesehen sind. Dabei ist erfindungsgemäß ein Interface-Computer vorgesehen, der ausgebildet ist, um die Energiemanagementmittel, die Signalmanagementmittel und gegebenenfalls die Datenkommunikationsmittel mittels einer auf dem Interface-Computer ablaufenden Interface-Software zu steuern.
VORTEILE
Die erfindungsgemäße Einbindung von flugkörperspezifischen Komponenten, die bislang in die Waffenrechner-Architektur implementiert gewesen sind, nämlich beispielsweise den Energiemanagementmitteln, und die Anpassbarkeit der Signal- und Datenkommunikation zwischen dem Waffenrechner und dem Flugkörper-Startgerät, beispielsweise durch die Signalmanagementmittel, ermöglicht es, einen Standard-Waffenrechner mittels des erfindungsgemäßen Flugkörper-Interface-Moduls und der auf dem Interface-Computer ablaufenden Interface-Software auf einfache Art und Weise schnell an unterschiedliche Flugkörper-Startgeräte und somit an unterschiedliche Flugkörper anzupassen.
Vorteilhafterweise ist der Waffenrechner modular aufgebaut und die Kommunikation mit einem Flugkörper ist unter Einbeziehung der Datenschnittstelle und der elektrischen Schnittstelle gekapselt. Somit wird sowohl die Integration eines anderen Flugkörpers ermöglicht als auch die Möglichkeit geschaffen, Systemfunktionalitäten des Startgerätes aus dem Waffenrechner abzutrennen und dadurch die Abhängigkeit zu dem Flugkörperhersteller zu reduzieren.
Weitere bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemäßen Flugkörper-Interface-Moduls sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.
Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Energiemanagementmittel Schalteinrichtungen aufweisen, die zumindest eine elektrisch leitende Energieübertragungsverbindung zwischen dem Waffenrechner und dem Flugkörper-Startgerät unterbrechen oder schließen können.
Von Vorteil ist es auch, wenn die Energiemanagementmittel Spannungswandlermittel aufweisen, die zumindest eine an der waffenrechnerseitigen, ersten elektrischen Schnittstelle anliegende elektrische Spannung in zumindest eine elektrische Spannung wandeln, die an der flugkörperstartgeräteseitigen, zweiten elektrischen Schnittstelle anliegt. Dies ermöglicht die Anpassung der vom Energiemodul des Waffenrechners bereitgestellten elektrischen Spannungen an unterschiedliche vom Flugkörper-Startgerät benötigte elektrische Spannungen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Signalmanagementmittel Schalteinrichtungen aufweisen, die zumindest eine elektrisch leitende Signalübertragungsverbindung zwischen dem Waffenrechner und dem Flugkörper-Startgerät unterbrechen oder schließen können.
Auch vorteilhaft ist es, wenn die Signalmanagementmittel Signalwandlermittel aufweisen, die zumindest ein an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle anliegendes Steuersignal in ein an der flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle anliegendes flugkörperspezifisches Steuersignal umwandeln. Dadurch können elektrische Signale, die vom Waffenrechner oder vom Flugkörper-Startgerät ausgesandt werden, in entsprechende Signale konvertiert werden, die vom Flugkörper-Startgerät beziehungsweise vom Waffenrechner standardmäßig verarbeitet werden können.
Schließlich ist es auch vorteilhaft, wenn das Flugkörper-Interface-Modul Datenkommunikationsmittel aufweist, die ausgestaltet sind, um an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle eingehende waffenrechnerspezifische Datenkommunikationsströme in an der flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle ausgehende flugkörperspezifische Datenkommunikationsströme umzuwandeln und/oder um an der flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle eingehende flugkörperspezifische Datenkommunikationsströme in an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle ausgehende waffenrechnerspezifische Datenkommunikationsströme umzuwandeln. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine einseitige oder auch eine gegenseitige Anpassung an jeweils proprietäre Datenformate.
Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der Interface-Computer ausgebildet ist, um die waffenrechnerseitige, erste elektrische Schnittstelle und/oder die flugkörperstartgeräteseitige, zweite elektrische Schnittstelle derart zu steuern, dass einzelne Anschlüsse von zumindest einer der Schnittstellen unterbrochen oder gegen Masse geschaltet werden können.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist die auf dem Interface-Computer ablaufende Interface-Software in einen wiederbeschreibbaren Speicher des Interface-Computers ladbar, so dass der Interface-Computer durch einen Austausch der Interface-Software umkonfigurierbar ist, um an einen anderen Flugkörpertyp angepasst zu werden.
Alternativ dazu ist die auf dem Interface-Computer ablaufende Interface-Software in einem austauschbaren Speicher des Interface-Computers gespeichert, so dass der Interface-Computer durch einen Austausch des Speichers umkonfigurierbar ist, um an einen anderen Flugkörpertyp angepasst zu werden.
Diese Konfigurierbarkeit des Flugkörper-Interface-Moduls durch Austausch der Software entweder durch einen Software-Upload oder durch Austausch des die Software enthaltenden Speichers schafft eine besondere Flexibilität, die es ermöglicht, das Flugkörper-Interface-Modul an Änderungen des Flugkörper-Startgeräts oder der Flugkörper anzupassen, wie es beispielsweise während der Lebensdauer eines Waffensystems bei einer Weiterentwicklung der Flugkörper erforderlich werden kann.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung mit zusätzlichen Ausgestaltungsdetails und weiteren Vorteilen sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben und erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigt:
1 ein schematisches Blockschaltbild einer Flugkörper-Startvorrichtung mit erfindungsgemäßen Flugkörper-Interface-Modulen;
2 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Flugkörper-Interface-Moduls;
3 ein Diagramm, das einzelne Betriebszustände zur Steuerung der Flugkörper-Interface-Module wiedergibt, und
4 eine detailliertere Darstellung der in 3 gezeigten Betriebszustände.
DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In 1 ist ein schematisches Blockschaltbild einer Flugkörper-Startvorrichtung S wiedergegeben, die ein Flugkörper-Startgerät 2 und einen Waffenrechner 3 aufweist. Das Flugkörper-Startgerät 2 ist mit einer Flugkörper-Abschussanordnung 4 versehen, die im gezeigten Beispiel vier Startkanister 40, 42, 44, 46 für jeweils einen Flugkörper 41, 43, 45, 47 aufweist.
Das Flugkörper-Startgerät 2 weist weiterhin eine elektrische Verteilereinrichtung 20 auf, die eingangsseitige (waffenrechnerseitige) elektrische Schnittstellen 22A, 23A aufweist, die mit eingangsseitigen elektrischen Versorgungsanschlüssen 22A', 23A', mit eingangsseitigen Signalleitungsanschlüssen 22A'', 23A'' und mit eingangsseitigen Datenkommunikationsanschlüssen 22A''', 23A''' versehen ist.
Ausgangsseitige Schnittstellen 22B, 23B, 24B, 25B der elektrischen Verteilereinrichtung 20 weisen elektrische Energieversorgungsanschlüsse 22B', 23B', 24B', 25B' auf, die mit einem jeweiligen elektrischen Versorgungsanschluss eines zugeordneten Startkanisters 40, 42, 44, 46 der Flugkörper-Abschusseinrichtung 4 elektrisch leitend verbunden sind. Weiterhin sind in den ausgangsseitigen Schnittstellen 22B, 23B, 24B, 25B Signalleitungsanschlüsse 22B'', 23B'', 24B'', 25B'' sowie Datenkommunikationsanschlüsse 22B''', 23B''', 24B''', 25B''' vorgesehen, die mit entsprechenden Signalleitungsanschlüssen beziehungsweise Datenkommunikationsanschlüssen eines zugeordneten Startkanisters 40, 42, 44, 46 elektrisch leitend verbunden sind.
Der Waffenrechner 3 weist einen Waffenrechnerkern 30 auf, der den eigentlichen Computer des Waffenrechners 3 enthält. Des Weiteren ist der Waffenrechner 3 mit einer elektrischen Stromversorgungseinheit 31 versehen, die über eine Leitung 31' von außen mit elektrischer Spannung versorgt wird. Diese externe Versorgungsspannung kann eine Wechselspannung und/oder eine Gleichspannung sein. An den Waffenrechnerkern 30 ist ein externer Bediencomputer 30' mit einem Anschlusskabel 30'' angeschlossen, so dass der Waffenrechner 3 mittels des externen Bediencomputers 30' steuerbar ist.
Im Waffenrechner 3 sind außerdem zwei erfindungsgemäße Flugkörper-Interface-Module (FIM) 1, 1' vorgesehen, die beispielsweise mechanisch als Einschubeinheiten ausgebildet sind und die auf diese Weise mit dem Waffenrechner 3 mechanisch austauschbar verbindbar sind. Auf dem Computer im Waffenrechnerkern 30 des Waffenrechners 3 läuft ein Steuermodul (SM) zur Steuerung der Flugkörper-Interface-Module 1, 1' als Software ab.
Elektrisch sind die Flugkörper-Interface-Module 1, 1' jeweils mit einer standardisierten waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle 10, 10' und mit einer flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle 12, 12' versehen. Da die Flugkörper-Interface-Module 1, 1' in dem in 1 gezeigten Beispiel in den Waffenrechner 3 als Einschubeinheiten integrierbar ausgebildet sind, ist die jeweilige waffenrechnerseitige, erste elektrische Schnittstelle eine waffenrechnerinterne Schnittstelle. Die jeweilige flugkörperstartgeräteseitige elektrische Schnittstelle 12, 12' kann dann gleichzeitig auch eine waffenrechnerexterne elektrische Schnittstelle sein.
Die waffenrechnerseitige erste elektrische Schnittstelle 10, 10' eines jeden Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' weist elektrische Energieversorgungsanschlüsse 100, 100' auf, die mit der elektrischen Stromversorgungseinheit 31 elektrisch leitend verbunden sind. Über diese Verbindungen können eine oder mehrere elektrische Versorgungsspannungen (Gleichstrom und/oder Wechselstrom) für das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' und/oder für das Flugkörper-Startgerät 2 bereitgestellt werden.
Die waffenrechnerseitige erste elektrische Schnittstelle 10, 10' weist weiterhin Signalleitungsanschlüsse 110, 110' auf, die jeweils mit dem Waffenrechnerkern 30 elektrisch leitend zur Signalübertragung verbunden sind. Über diese Signalleitungsverbindungen können Steuer- und/oder Regelsignale vom Waffenrechnerkern 30 an das jeweilige Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' und auch in Gegenrichtung übertragen werden.
Schließlich weist die jeweilige waffenrechnerseitige erste elektrische Schnittstelle 10, 10' noch elektrische Datenkommunikationsanschlüsse 120, 120' auf, die über Datenkommunikationsleitungen mit dem Waffenrechnerkern 30 zur Datenübertragung elektrisch leitend verbunden sind.
Die jeweilige waffenrechnerseitige erste elektrische Schnittstelle 10, 10' ist sowohl von der mechanischen Anordnung der entsprechenden waffenrechnerseitigen Kontakte für die Kontaktierung mit den zugeordneten Kontakten des jeweiligen Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' als auch hinsichtlich der an den entsprechenden waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstellen 10, 10' bereitgestellten Spannungen, Signale und Daten standardisiert und die zugehörigen austauschbaren Flugkörper-Interface-Module 1, 1' sind auf ihrer waffenrechnerseitigen Seite an diese Standardisierungen angepasst.
Das jeweilige Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' ist an seinen flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstellen 12, 12' mit elektrischen Energieversorgungsanschlüssen 170, 170' versehen, die über entsprechende elektrische Verbindungsleitungen eines Kabelbaums K mit den zugeordneten elektrischen Anschlüssen 22A', 23A' der eingangsseitigen elektrischen Schnittstellen 22A, 23A der elektrischen Verteilereinrichtung 20 des Flugkörper-Startgeräts 2 elektrisch leitend verbunden oder verbindbar sind.
Dazu stellt das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' an seinem flugkörperstartgeräteseitigen elektrischen Versorgungsanschluss 170, 170' zumindest eine elektrische Spannung (Gleichspannung und/oder Wechselspannung) in der erforderlichen Stromstärke zur Verfügung, die von dem Flugkörper-Startgerät 2 benötigt wird. Das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' ist dazu mit elektrischen Energiemanagementmitteln 14, 14' versehen. Die elektrischen Energiemanagementmittel 14, 14' können, wie in 2 gezeigt ist, können Schalteinrichtungen 130 aufweisen, die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Waffenrechner 3 und dem Flugkörper-Startgerät 2 unterbrechen oder schließen können. Sie können aber auch Spannungswandlermittel 140 aufweisen, um die zumindest eine an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle 10, 10' anliegende elektrische Spannung in zumindest eine elektrische Spannung zu wandeln, die an der flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle 12, 12' anliegt.
Weiterhin weist die flugkörperstartgeräteseitige zweite elektrische Schnittstelle 12, 12' eines jeden Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' Signalleitungsanschlüsse 180, 180' auf, die über entsprechende Leitungen des Kabelbaums K mit zugeordneten eingangsseitigen Signalleitungsanschlüssen 22A'', 23A'' der elektrischen Verteilereinrichtung 20 elektrisch verbunden oder verbindbar sind. Das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' ist mit elektrischen Signalmanagementmitteln 16, 16' versehen. Die elektrischen Signalmanagementmittel 16 können Schalteinrichtungen aufweisen, die eine elektrisch leitende Signalverbindung zwischen dem Waffenrechner 3 und dem Flugkörper-Startgerät 2 unterbrechen oder schließen können. Sie können aber auch Signalwandlermittel aufweisen, die das zumindest eine an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle 10, 10' anliegende Steuersignal in zumindest ein an den flugkörperstartgeräteseitigen Signalleitungsanschlüssen 12, 12' anliegendes Steuersignal wandeln.
Schließlich weist die flugkörperstartgeräteseitige zweite elektrische Schnittstelle 12, 12' eines jeden Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' Datenübertragungsanschlüsse 190, 190' auf, die über entsprechende Leitungen des Kabelbaums K mit zugeordneten eingangsseitigen Datenübertragungsanschlüssen 22A''', 23A''' der elektrischen Verteilereinrichtung 20 elektrisch verbunden oder verbindbar sind. Das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' ist mit Datenkommunikationsmitteln 18, 18' versehen, die Daten oder einen Datenstrom, die beziehungsweise der entweder an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle 10, 10' oder an der flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle 12, 12' eingehen beziehungsweise eingeht, in ein anderes Datenformat wandeln, so dass diese Daten beziehungsweise dieser Datenstrom über die jeweils andere elektrische Schnittstelle an das Flugkörper-Startgerät 2 beziehungsweise an den Waffenrechnerkern 30 in dem dort erwarteten Datenformat abgegeben werden können.
Das jeweilige Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' bildet somit eine Adaptionshardware, die entsprechend dem aktuellen Bedarf, das heißt entsprechend dem an den Waffenrechner 3 angeschlossenen Flugkörper-Startgerät 2 beziehungsweise den in einem solchen Flugkörper-Startgerät 2 verwendeten Flugkörpern 41, 43, 45, 47, einsetzbar ist. So kann der Waffenrechner 3 durch simplen Austausch eines Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' an das Flugkörper-Startgerät 2 beziehungsweise deren Flugkörper schnell und problemlos angepasst werden, ohne dass es einer weiteren Änderung des Waffenrechners 3 und insbesondere von dessen Waffenrechnerkern 30 und der darauf ablaufenden Software bedarf.
2 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Flugkörper-Interface-Moduls 1, das modular im Waffenrechner 3 angeordnet ist. Auch das in 1 gezeigte Flugkörper-Interface-Modul 1' ist entsprechend aufgebaut, so dass die nachstehenden Ausführungen auch für das Flugkörper-Interface-Modul 1' zutreffen und daher zur Vermeidung von Wiederholungen von dessen gesonderter Beschreibung abgesehen wird.
Das Flugkörper-Interface-Modul 1 ist über die erste, waffenrechnerseitige elektrische Schnittstelle 10 mit Komponenten des Waffenrechners 3 verbunden und über die zweite, flugkörperstartgeräteseitige elektrische Schnittstelle 12 mit dem Flugkörper-Startgerät 2 verbunden. Ein Interface-Computer 11 des Flugkörper-Interface-Moduls 1 steuert den elektrischen Kontakt von elektrischen Verbindungsleitungen innerhalb des Flugkörper-Interface-Moduls 1, indem er die Schalteinrichtungen 130, 150 mit Schaltsignalen beaufschlagt, und ist weiterhin eingerichtet, um Signale und Daten zu konvertieren. Im gezeigten Beispiel sind die Signalmanagementmittel 16 und die Datenkommunikationsmittel 18 also in den Interface-Computer 11 integriert, obwohl sie grundsätzlich auch als eigenständige Komponenten des Flugkörper-Interface-Moduls 1 vorgesehen sein können. Es ist anzumerken, dass das Vorsehen der Datenkommunikationsmittel 18 im Flugkörper-Interface-Modul 1 eine Option ist und dass diese Datenkommunikationsmittel 18 nicht zwingend vorgesehen sein müssen.
Die erste, waffenrechnerseitige elektrische Schnittstelle 10 ist im Beispiel der 2 unterteilt in einen ersten Schnittstellenbereich ”Sicherheit” 10A, einen zweiten Schnittstellenbereich 10B ”Kommunikation und Gleichstromenergieversorgung” und in einen dritten Schnittstellenbereich 10C ”Wechselstromenergieversorgung”. Die elektrischen Energieversorgungsanschlüsse 100, die elektrischen Signalleitungsanschlüsse 110 und gegebenenfalls die elektrischen Datenkommunikationsanschlüsse 120 können auf diese drei Schnittstellenbereiche funktional verteilt sein.
Die zweite, flugkörperstartgeräteseitige elektrische Schnittstelle 12 ist im Beispiel der 2 unterteilt in einen ersten Schnittstellenbereich 12A ”Signale”, einen zweiten Schnittstellenbereich 12B ”Gleichstromenergieversorgung” und einen dritten Schnittstellenbereich 12C ”Wechselstromenergieversorgung”. Die elektrischen Energieversorgungsanschlüsse 170 sind vorwiegend im zweiten Schnittstellenbereich 12B ”Gleichstromenergieversorgung” und im dritten Schnittstellenbereich 12C ”Wechselstromenergieversorgung” vorgesehen. Die Signalleitungsanschlüsse 180 und gegebenenfalls auch die Datenübertragungsanschlüsse 190 sind vorwiegend im ersten Schnittstellenbereich 12A ”Signale” vorgesehen. Einzelne der jeweiligen Anschlüsse können aber auch auf diese drei Schnittstellenbereiche funktional verteilt sein.
Im erfindungsgemäßen Flugkörper-Interface-Modul (FIM) 1, 1' werden alle flugkörperspezifischen Schnittstellensignale und -funktionen gekapselt und implementiert, so dass das Flugkörper-Interface-Modul (FIM) 1, 1' dadurch eine 'echte' Flugkörper-Interaktions-Einheit bildet. Das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' weist dazu folgende Schnittstellen auf:

a) waffenrechnerseitig: • Gleich- und Wechselspannungsversorgung, • Datenbus-Anbindung (Ethernet) zum Waffenrechenkern 30 des Waffenrechners 3, • sicherheitskritische diskrete Sperrsignale für Zündkreise (Batterie, Schärfen), • Test&Debug-Mittel;
b) flugkörperstartgeräteseitig: • Energie-Schnittstelle(n), • Signal-Schnittstelle(n), • Stromversorgung für Startkanister-Heizung(en), • optionale Kühlung des Flugkörpersuchkopfs, • optionale Steuerung des Datenlinksystems zum Flugkörper im Flug.

Das Flugkörper-Interface-Modul (FIM) 1, 1' kapselt und implementiert dabei folgende Flugkörperschnittstellen-Funktionen:

• die Wandlung von Eingangsspannungen zu den vom Flugkörper benötigten Spannungen (Wechsel- und Gleichstrom),
• die Generierung von Zündimpulsen (Batterie, Schärfung) aus der Eingangsgleichspannung bei Verarbeitung der sicherheitskritischen, diskreten Sperrsignale (Enable/Disable, Enable Power to critical relays),
• die Datenbus-Kommunikation (z. B. Milbus, Bus Control Unit) mit dem Flugkörper beziehungsweise dem Startkanister,
• die Steuerung der Startkanister-Heizung basierend auf der im Kanister gemessenen Temperatur,
• die Steuerung der Signale und der Datenbus-Botschaften, die während der Startsequenz zwischen Flugkörper und Waffenrechner gesendet, empfangen und ausgewertet werden (im Gegensatz zu bisherigen Lösungen also nicht im Rechenkern des Waffenrechners, sondern im FIM),
• die Kommunikation mit dem Rechenkern des Waffenrechners nach Server-Client-Schema, das heißt: das Flugkörper-Interface-Modul sendet keine Botschaft selbständig, sondern nur auf Anforderung durch den Rechenkern; zum Beispiel: – Request für Health-Status, BIT-Ergebnisse (Selbsttest-Ergebnisse), Spannungs-Messwerte, Konfiguration, Startergebnis – einige Daten sendet der Rechenkern (z. B. Startkommando mit allen Daten, die der Flugkörper zum Start benötigt) zum Flugkörper-Interface-Modul, die das Flugkörper-Interface-Modul dann mit 'Ack' bestätigt;
• vorzugsweise interagiert ein Flugkörper-Interface-Modul mit vier Flugkörpern beziehungsweise vier Startkanistern.

3 zeigt ein Diagramm, das einzelne Betriebszustände zur Steuerung der Flugkörper-Interface-Module (FIM) wiedergibt. Das FIM ist nach außen als Zustandsautomat vom Steuer-Modul über den Flugkörper-Bus ansteuerbar. Ein Zustandsautomat in diesem Sinne ist eine in der Softwareentwicklung übliche Methode, durch die das zeitliche Verhalten einer Funktion dargestellt werden kann. Eine Funktion kann dabei durch Zustände beschrieben werden, die definieren, wie das Verhalten der Funktion in einer bestimmten Zeitspanne ist. Die Funktion wechselt den Zustand durch definierte Übergangsbedingungen. Das FIM wird dabei als eine Funktion betrachtet, deren Arbeitsweise der übergeordnete Zustandsautomat definiert. Dies sind die als Kästchen in 3 gezeigten Zustände:

– Starttest
– Konfiguration Laden
– Einzel-Signal Mode
– Automtik Mode
– Software-Update
– Safe FIM und
– Test.

Die Übergangsbedingungen zwischen diesen Zuständen sind in 3 als Pfeile zwischen den Kästchen angegeben.
Folgende Hauptmodi weist der Zustandsautomat der FIM auf:

• Starttest: Einschalttest nach power-on, Test der internen Elemente des FIM;
• Konfiguration Laden: Übertragung von klassifizierten Konfigurationsdaten, die das Verhalten des FIM definieren;
• Einzel Signal Mode: das Steuer-Modul kann einzelne Signale des FIM steuern bzw. den Signalzustand auslesen, wodurch zudem der Einsatz des FIM in einem Flugkörpertestgerät ermöglicht wird;
• Test: Test, der durch das Steuer-Modul auslösbar ist und der alle internen Elemente des FIM prüft;
• Safe FIM: Das FIM wechselt selbstständig in diesen Mode im Falle eines sicherheitskritischen Ereignisses, dieser Mode ist ebenso vom Steuer-Modul kommandierbar;
• Software Update: eine neue Software Version ist in diesem Mode ladbar. Das Betriebssystem des FIM programmiert den Code in den dafür vorgesehenen Programmspeicher;
• Automatik Mode: die FIM steuern hier selbstständig die Sequenzen zum Starten der Flugkörper und zwar für Einzel- und Salvenschuss. Für jeden von einem FIM gesteuerten Flugkörper existiert eine zugehörige Zustandsmachine (siehe 3), die jeweils unabhängig voneinander arbeiten.

Die einzelnen Modi werden nachstehend im Detail beschrieben, um die Funktionsweise des FIM zu erläutern.
Mode Starttest:
Nach dem Einschalten (”power-on”-Signal) wechselt das FIM autonom in den Mode Starttest, in welchem die internen Elemente des FIM getestet werden. Auch das Software-Reset-Kommando (Kommando ”FIM-Reset”) erzwingt den Übergang in den Mode Starttest, der innerhalb von 10 sec beendet wird. Folgende Aktionen werden in diesem Mode durchgeführt:

• Test der internen Elektronik
• rücksetzen und Konfiguration der Milbus Hardware und der Ethernet Elektronik
• schalten der Relais, die Signale zu den FKs führen, in den Aus-Zustand
• frühestens 10 sec nach Eintritt in Starttest nach Anforderung berichten, dass der Starttest fertig ist
• sammeln der Testergebnisse und der FIM Versionsdaten (Hard/Software) und Übergabe an das Steuer-Modul nach Anfrage.
• im Falle eines fatalen Fehlers oder eines nicht rechtzeitig beendeten Starttests soll nach Safe FIM gewechselt werden.
• messen aller waffenanlagenseitigen Flugkörper-Eingangsspannungen und prüfen auf Spannungslosigkeit, falls nicht Wechsel nach Safe FIM erfolgt.
• messen der Flugkörper-Monitor-Signale und prüfen, ob sie spannungslos ist
• messen der FIM-internen Temperatur, der intern generierten Spannungen und der von außen zugeführten FIM Versorgung sowie Bereitstellen für Abfrage durch das Steuer-Modul
• identifizieren der FIM-Identität durch Auswertung der Identifikationssignale
• sammeln der Daten, die für den Report des FIM-Status benötigt werden und Ausgabe nach Anforderung
• Wechsel nach Mode Konfiguration Laden oder Mode Einzel Signal Mode oder Safe FIM im Falle von Empfang von Kommando FIM-Mode
• Wechsel in den Mode Safe FIM bei Auftreten eines Fehlverhaltens.

Mode Konfiquration Laden:
In diesem Mode überträgt das Steuer-Modul aus seinem Konfigurationsdatenspeicher klassifizierte Konfigurationsdaten in das FIM. Folgende Aktionen werden in diesem Mode durchgeführt:

• melden des Reports FIM-Status an das Steuer-Modul: aktueller FIM mode = Konfiguration Laden, Konfiguration Lade Status = nicht ausgeführt. Falls bereits ein erfolgreiches Laden stattgefunden hat: Konfiguration Lade Status = erfolgreich und verifiziert
• prüfen innerhalb 5 sec, ob die Konfigurationdaten komplett und konsistent übertragen wurden und ob die Checksumme korrekt ist. Ist das der Fall, soll die erhaltene Konfigurationsdatenliste im weiteren Verlauf benutzt werden
• senden der Identifikatoren der geladenen Konfigurationsdatenliste und des Status des FIM an das Steuer-Modul nach Anfrage
• periodischen Überwachung CBIT:
• prüfen ob die FIM Temperatur im Toleranzbereich ist
• FIM-interne Spannungsprüfung (e. g. 28 VDC, 5 VDC) auf Sollwerteinhaltung
• FIM-externe Spannungsprüfung auf Sollwerteinhaltung
• prüfen, ob die GPS-Signale (UTC-Zeit und PPS-Pulse) korrekt sind und mit 1 Hz empfangen werden
• messen aller waffenanlagenseitigen Flugkörper-Eingangsversorgungsspannungen und prüfen auf Spannungslosigkeit
• messen der Flugkörper-Monitor-Signale auf Spannungslosigkeit
• melden des Report FIM-Status an das Steuer-Modul: aktueller FIM Mode = Konfiguration Laden, Konfiguration Lade Status = ausgeführt
• Wechsel nach Starttest bei Erhalt von Kommando ”FIM-Reset”
• Wechsel nach Automatik Mode oder Safe FIM bei Erhalt von Kommando ”FIM-Mode”
• Wechsel nach Safe FIM bei erkannter Fehlfunktion.

Mode Software Update:
Innerhalb des Mode Software Update wird die Übertragung des Codes einer neuen Software-Version durchgeführt sowie die Reprogrammierung der FIM-Anwendersoftware. Folgende Aktionen werden in diesem Mode durchgeführt:

• melden des Reports FIM-Status an das Steuer-Modul: aktueller FIM Mode = Software Update, aktuelle Bedingung = in Arbeit
• sammeln der vom Steuer-Modul gesendeten Datenpakete, prüfen der Checksumme und Check des Paketzählers, ob es das letzte Datenpaket ist. Falls dies nicht der Fall ist, warten auf das nächste Paket. Im Falle des gescheiterten Transfers antworten mit Bestätigung (invalide Botschaft) und warten auf die Wiederholung der Botschaft
• falls das letzte Software-Packet erhalten wurde, Übergabe der gesammelten Pakete an das FIM-Betriebssystem, das den Programm Code in den Anwendungsprogrammspeicher speichert, die Checksumme nachberechnet und mit der gelieferten vergleicht. Der ganze Vorgang der Reprogrammierung ist innerhalb von 30 sec abgeschlossen. Der Programmierungsfortschritt, die Versions-Identifikatoren inklusive Checksumme werden an der Test&Debug-Schnittstelle ausgegeben
• im Falle einer erfolgreichen Reprogrammierung wartet das FIM-Betriebsystem auf die Status-Anfrage, die beantwortet wird mit Report FIM-Status: (aktueller FIM Mode = Software Update, aktuelle Bedingung = ausgeführt), andernfalls mit Report FIM-Status: aktueller FIM Mode = Software Update, aktuelle Bedingung = NoGo
• warten auf power-aus.

Einzel Signal Mode:
Im Einzel-Signal-Mode kann das Steuer-Modul einzelne Signale des FIM steuern bzw. den Signalzustand auslesen, wodurch zudem der Einsatz des FIM in einem Flugkörpertestgerät ermöglicht wird. Folgende Aktionen werden in diesem Mode durchgeführt:

• antworten auf Anfrage mit Report FIM-Status: aktueller FIM Mode = Einzel Signal Mode, aktuelle Bedingung = in Arbeit
• das Steuer-Modul kann den Zustand jedes elektrischen Signales des FIM einzeln anfragen und erhält für jedes Signal einen detaillierten, aktuellen Zustandsbericht als Antwort
• das Steuer-Modul kann den Inhalt jeder Milbus Botschaft, die vom FIM empfangen wird, einzeln anfragen und für jede angefragte Milbus Botschaft den zuletzt erhaltenen Botschaftsinhalt auslesen
• das Steuer-Modul kann das Senden jeder einzelnen Milbus Botschaft, die das FIM an den Flugkörper sendet, aktivieren mit Übergabe von zugehörigen Botschaftsinhalten
• das Steuer-Modul kann jedes Kommando, das das FIM zum Flugkörper aussenden kann, ein- oder ausschalten und kann den Kommando-Status einzeln abfragen
• Wechsel nach Mode Starttest bei Erhalt von Kommando ”FIM-Reset”
• Wechsel nach Mode Konfiguration Laden oder Safe FIM bei Erhalt von Kommando ”FIM-Mode”.

Mode Test:
Dieser vom Steuer-Modul auslösbare Test wird zum Zwecke der Fehler-Lokalisierung ausgeführt, wenn die periodische CBIT-Überwachung einen Fehler nicht auf Baugruppenebene (LRU) lokalisieren kann. Folgende Aktionen werden in diesem Mode durchgeführt:

• beantworten der Anfrage mit Report FIM-Status: aktueller FIM Mode = Test, aktuelle Bedingung = in Arbeit
• deaktivieren der periodischen CBIT-Überwachung
• Test der internen Elektronik:
• Prozessoreinheit (CPU/FPGA/PLD, Speicher, Schnittstellen)
• äußere Schnittstellen: Milbus, Ethernet und USB Elektronik
• interne FIM Spannungserzeugung
• Messaufnehmer für Temperatur, Spannungen/Ströme
• Temperatursensor
• schaltbare elektrische Lasten
• Aufbereitung elektrischer Signale
• Test der Relais
• reinitialisieren der internen Variablen und der Prozessorausgänge und rekonfigurieren von Milbus und der Ethernet Links
• alle Output-Relais in den Zustand AUS (Relais offen) schalten
• messen und prüfen der internen Temperatur und der von außen gelieferten Spannungen als auch der intern erzeugten Spannungen
• prüfen der Elektronik zum Vermessen des GPS-Signales (PPS-Puls)
• sammeln der Testergebnisse
• dem Steuer-Modul wird der aktuelle Status der Testaktivität nach Anfrage gemeldet sowie die detaillierten Testergebnisse nach Testvollendung
• im Falle von sicherheitskritischen Fehlern erfolgt der Wechsel nach Mode Safe FIM
• Reaktivierung der periodischen Überwachung CBIT
• Wechsel nach Mode Starttest bei Erhalt von Kommando ”FIM-Reset”
• Wechsel nach Mode Automatik Mode oder Safe FIM bei Erhalt von Kommando ”FIM-Mode”.

Mode Safe FIM:
Der Mode Safe FIM etabliert sichere Zustände und Bedingungen hinsichtlich der Flugkörper-Signalausgänge des FIM. Der Mode Safe FIM wird durch das FIM selber eingenommen, wenn es selbstständig sicherheitskritische Ereignisse erkennt oder das Steuer-Modul kommandiert das FIM nach Safe FIM, wenn auf übergeordneter Ebene eine sicherheitsgefährdende Situation erkannt wird. Folgende Aktionen werden in diesem Mode durchgeführt:

• ausschalten aller Output Relais in den geöffneten Zustand, so dass alle Signale zu den Flugkörpern spannungslos sind. Öffnen der Signale Schussfreigabe Steuer-Modul und Schussfreigabe Bediener um die Flugkörper spannungslos zu machen
• senden eines Sicherheitsalarm-Reportes an das Steuer-Modul mit Anzeige des Ereignisses, das den Wechsel nach Safe FIM verursachte
• das Steuer-Modul kann den Zustand jeden elektrischen Signales der FIM einzeln anfragen und erhält für jedes Signal einen detaillierten, aktuellen Zustandsbericht als Antwort (lokale Gefährdungs-Analyse)
• das Steuer-Modul kann den Inhalt jeder Milbus-Botschaft, die vom FIM empfangen wird, einzeln anfragen und für jede angefragte Milbus-Botschaft den zuletzt erhaltenen Botschaftsinhalt auslesen (lokale Gefährdungs-Analyse)
• Wechsel nach Mode Starttest bei Erhalt von Kommando ”FIM-Reset”.

Automatik-Mode (Fig. 4):
Jeder durch das FIM kontrollierte Flugkörper wird im Automatik-Mode durch eine eigene Zustandsmaschine abgebildet. Die Submodi und die zugehörigen Übergänge einer Flugkörper-Zustandsmaschine werden zumeist durch das FIM gesteuert (Ausnahme Kommando ”Flugkörper-Start”) und nicht durch das Steuer-Modul. Im Gegensatz sind die FIM Hauptmodi (Starttest, Safe FIM, Konfiguration Laden etc.) auf das FIM als Ganzes bezogen und werden vom Steuer-Modul kontrolliert.
Die Interaktion zwischen dem FIM und dem Steuer-Modul ist grundsätzlich flugkörperunspezifisch. Nachstehend werden die einzelnen Sub-Modi des Automatik-Modes mit Bezug auf 4 kurz erläutert.
Submode Flugkörper (FK) Kondition Identifikation:
In diesem Submode wird ermittelt in welchem Zustand sich der Flugkörper-Behälter (Startkanister 40, 42, 44, 46) und der Flugkörper (FK) 41, 43, 45, 47 befinden. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– prüfen, ob die Monitorsignalverbindung zur Verteiler-Box (Verteilereinrichtung 20) besteht
– Behälter Alive Check: prüfen ob die DC Vorstartversorgung des Flugkörpers vorhanden ist und einschalten der Suchkopfheizung
– Flugkörper Alive Check: prüfen des Signales Monitor Interlock auf geschlossenen Schaltkreis und einschalten der Steuerelektronik-Power, die von der DC Vorstartversorgung abgeleitet wird. Anfordern der Milbus Botschaft Flugkörper Status vom Flugkörper, empfangen und auswerten der erhaltenen Botschaft
– Check Flugkörper Monitorsignale auf spannungslos: wenn wenigstens eines der Signale Monitor Steuerelektronik Power/Monitor Suchkopfelektronik Power/Monitor Rudermaschinen Power/Monitor Batterie Power nicht spannungslos ist, Wechsel nach Mode FK NOGO
– Wechsel nach Mode FK Vorbereitung, wenn die elektrische Verbindung zur Verteiler-Box vorhanden ist und ein Behälter mit Flugköper vorhanden und alive ist und die Monitorsignale des Flugkörpers spannungslos sind. Andernfalls Wechsel nach Mode FK Nogo bei Fehlfunktion.

Submode FK Vorbereitung:
Innerhalb des Submode FK Vorbereitung soll der Flugkörper in den für den Abschuss erforderlich Zustand gebracht werden. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– weiterführen der Suchkopfheizung
– steuern der Behälterheizung
– FK spezifische CBIT Überwachung:
– prüfen des Signales Monitor Interlock des FKs auf geschlossenen Schaltkreis
– check ob die DC Vorstartversorgung des FKs verfügbar ist
– check ob die Monitor Signale des FKs spannungslos sind
– Wechsel nach FK PyroBIT, falls
– die Suchkopfheizung mindestens die spezifizierte Dauer aktiviert war
– die berechnete Temperatur des FK-Feststoffmotors (Sensorik im Behälter) innerhalb der definierten Toleranz ist
– das GPS-Signal (PPS-Puls und UTC Zeit) ok ist, andernfalls Wechsel nach Mode FK Nogo bei Fehlfunktion.

Submode FK PyroBIT:
Der Submode PyroBIT evaluiert essentielle Funktionen, die für den Flugkörperstart benötigt werden. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– Test der FIM Relais für Steuerelektronik Power, Suchkopfelektronik Power A&B und CAS Fin Power
– Test der FIM Relais von Schärfung Raketenmotor und Batterie Aktivierung
– Test der Pyrolast
– FK spezifische CBIT Überwachung während der PyroBIT Sequenz:
– prüfen, ob DC Sicherheits-Energie Schärfung und DC Sicherheits-Energie Batterie A und DC Sicherheits-Energie Batterie B des FKs spannungslos sind
– prüfen des Signales Monitor Interlock auf geschlossenen Schaltkreis
– prüfen ob die Monitor Signale des FKs spannungslos sind
– Wechsel nach Submode FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kdo FK-Reset oder Wechsel nach FK Bereit im Falle der fehlerfreien Beendigung des Modes FK PyroBIT, andernfalls Wechsel nach Mode FK Nogo bei Fehlfunktion.

Submode FK Bereit:
Der Submode FK Bereit wird erreicht wenn alle für den Flugkörperstart erforderlichen Bedingungen erfüllt sind. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– weiterführen der Suchkopfheizung
– steuern der Behälterheizung
– FK CBIT Überwachung:
– prüfen des Signales Monitor Interlock auf geschlossenen Schaltkreis
– check ob die DC Vorstartversorgung des FKs vorhanden ist
– check ob die Monitor Signale des FKs spannungslos sind
– check ob die DC Sicherheit-Energie Schärfung, die DC Sicherheit-Energie Batterie A und die DC Sicherheit-Energie Batterie B des FKs spannungslos sind
– falls das Kommando ”FK-Start” für den FK empfangen wird, Wechsel nach Mode Reversible Start Phase wenn alle Bedingungen erfüllt sind:
– Zeitsynchronisation ok zwischen Steuer-Modul und FIM ist vorhanden
– der Flugkörper-Typ, der im Kommando ”FK-Start” genannt ist, ist verfügbar
– die erhaltene Startzeit, die im Kommando ”FK-Start” genannt ist, ist größer als die aktuelle FIM interne Zeit (um wenigstens die Zeitdauer der Reversible und Irreversible Start Phasen)
– DC Prelaunch Power des FKs ist waffenanlagenseitig verfügbar
– DC Sicherheit-Energie Schärfung des FKs ist waffenanlagenseitig verfügbar
– DC Sicherheit-Energie Batterie A des FKs ist waffenanlagenseitig verfügbar
– DC Sicherheit-Energie Batterie B des FKs ist verfügbar
– Schussfreigabe Steuer-Modul des FKs ist waffenanlagenseitig eingeschaltet
– Schussfreigabe Bediener ist waffenanlagenseitig eingeschaltet
– Wechsel des FKs nach FK PyroBIT im Falle des Erhalts von Kommando ”PyroBIT”
– Wechsel nach Test im Falle des Erhalts von Kommando ”FIM-Mode(Test)”
– Wechsel nach Starttest im Falle des Erhalts von Kommando ”FIM-Reset”
– Wechsel des FKs FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”
– Wechsel nach Mode FK Nogo bei Fehlfunktion.

Submode Reversible Start Phase:
Nach dem Erhalt des Flugkörper-Startkommandos Kommando ”FK Start” werden in diesem Submode alle reversiblen Aktivierungen der Flugkörperstartsequenz durchgeführt. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– berechnen der FK-Aktivierungszeit aus der gelieferten Soll-Startzeit des Kommando ”FK-Start” (FK-Aktivierungszeit = Soll-Startzeit – Dauer der reversiblen und irreversiblen Start Phase). Wenn die errechnete FK-Aktivierungszeit erreicht ist, werden folgende reversiblen Aktionen ausgeführt:
– ausschalten der Suchkopfheizung
– ausschalten der Behälter Heizung falls eingeschaltet
– einschalten der Steuerelektronik Power A&B und check ob Monitor Steuerelektronik Power die eingeschaltete Steuerelektronik Power A&B anzeigt
– einschalten der Suchkopfelektronik Power A&B und check ob Monitor Suchkopfelektronik Power die eingeschaltete Suchkopfelektronik Power A&B anzeigt
– einschalten der Rudermaschine Power
– senden der Milbus-Botschaft Kommando Test (FK Test mit Spannungsversorgung noch durch FIM).
– senden der Milbus-Botschaft Stellungsdaten
– warten auf Ende der FK-Testdurchführung bei Fremdversorgung
– ausschalten der Rudermaschine Power
– Anfrage der Milbus Botschaft Flugkörper Status und prüfen, ob der Inhalt dieser Milbus Botschaft den erfolgreichen FK-Test anzeigt. Falls nicht, Wechsel nach Mode FK Nogo
– Wechsel nach Submode Irreversible Start Phase

Submode Irreversible Start Phase:
Nach erfolgreicher Durchführung der reversiblen Startaktivitäten werden in diesem Submode alle irreversiblen Aktivierungen der Flugkörperstartsequenz durchgeführt. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– zuschalten der Pyrolast in den Pyro Bus des FKs
– erzeugen des Pulses Batterie Zündung A
– erzeugen des Pulses Batterie Zündung B
– check ob die Monitor Batterie Power die aktivierten Batterien anzeigt, wenn nicht Wechsel nach Mode FK Fehlschuss
– ausschalten der Steuerelektronik Power A&B
– ausschalten der Suchkopfelektronik Power A&B
– wegschalten der Pyrolast aus dem Pyro Bus des FKs
– senden der Milbus Botschaft Kommundo Test (Test des sich selbst mit Batteriespannung versorgenden FKs)
– senden der Milbus Botschaften Launch Data 1 und Launch Data 2
– warten auf Ende der FK-Testdurchführung bei Eigenversorgung
– Anfrage der Milbus Botschaft Flugkörper Status und prüfen, ob der Inhalt dieser Milbus Botschaft den erfolgreichen FK-Test anzeigt. Falls nicht, Wechsel nach Mode FK Fehlschuss
– erzeugen des Pulses Schärfung Raketenmotor
– Anfrage der Milbus Botschaft Raketenmotor Schärfung Status und prüfen, ob der Schärfungsstatus ok ist, wenn nicht, Wechsel nach Mode FK Fehlschuss
– senden der Milbus Botschaft Kdo Flugkörper Zündung
– Flugkörper Ist Weg Check: falls Monitor Batterie Power spannungslos ist und Monitor Steuerelektronik Power spannungslos ist und Monitor Interlock offene Verbindung anzeigt, Wechsel nach Mode FK Ist Weg, andernfalls Wechsel nach Mode FK Hänger.

Submode FK ist Weg:
Der Submode FK ist Weg wird eingenommen, wenn die reversiblen und die irreversiblen Startaktivitäten erfolgreich durchlaufen wurden. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– senden des Reports FK-Status an das Steuer-Modul mit FK Identifier, aktueller FK Zustand = FK Ist Weg
– ausschalten (FIM intern) von DC Vorstartversorgung des FKs
– messen von DC Vorstartversorgung und von den anderen DC Sicherheits-Energie Signalen des FKs und check ob diese Versorgungen spannungslos sind
– ausschalten aller Relais, die Signale zum FK führen
– senden des Reports Startergebnis zum Steuer-Modul mit Angabe des erfolgreichen Startes und der vorgeplanten Soll-Startzeit und der gemessenen Ist-Startzeit
– Wechsel nach Submode FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”.

Submode FK Hänger:
Der Submode FK Hänger wird eingenommen, wenn der Flugkörper ist Weg Check der irreversiblen Startphase scheitert (Flugkörper ist noch im Behälter). Dabei wird folgendes ausgeführt:

– senden des Reports FK-Status an das Steuer-Modul mit FK Identifier, aktueller FK Zustand = FK Hänger
– ausschalten (FIM intern) von DC Vorstartversorgung des FKs
– ausschalten aller Relais, die Signale zum FK führen
– Wechsel nach Submode FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”.

Submode FK Fehlschuss:
Der Submode FK Fehlschuss wird eingenommen, wenn während der irreversiblen Startphase ein fataler Fehler erkannt wird (Flugkörper ist noch im Behälter). Dabei wird folgendes ausgeführt:

– senden des Reports FK-Status an das Steuer-Modul mit FK Identifier, aktueller FK Zustand = FK Fehlschuss
– ausschalten (FIM intern) von DC Vorstartversorgung des FKs
– ausschalten aller Relais, die Signale zum FK führen
– Wechsel nach Submode FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”.

Submode FK NOGO:
Der Submode FK NOGO wird eingenommen, insbesondere wenn das FIM eine fatale Fehlersituation während der Reversiblen Startphase erkennt. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– senden des Reports FK-Status an das Steuer-Modul mit FK Identifier, aktueller FK Zustand = FK Nogo
– ausschalten (FIM intern) von DC Vorstartversorgung des FKs
– ausschalten aller Relais, die Signale zum FK führen
– der CBIT Fehler oder PyroBIT Fehler oder Test Fehler, der zum Wechsel nach FK NOGO führte, wird dem Steuer-Modul zur Verfügung gestellt
– Wechsel nach FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”.

Submode Leerer Behälter:
Dieser Submode wird eingenommen, wenn im Submode FK Kondition Identifikation erkannt wird, dass sich kein Flugkörper im Behälter befindet. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– senden des Reports FK-Status an das Steuer-Modul mit FK Identifier, aktueller FK Zustand = Leerer Behälter
– ausschalten (FIM intern) von DC Vorstartversorgung des FKs
– ausschalten aller Relais, die Signale zum FK führen
– Wechsel nach FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”.

Submode Leere Station:
Dieser Submode wird eingenommen, wenn im Submode FK Kondition Identifikation erkannt wird, dass kein Behälter an der entsprechenden FK-Schnittstelle vorhanden ist. Dabei wird folgendes ausgeführt:

– senden des Reports FK-Status an das Steuer-Modul mit FK Identifier, aktueller FK Zustand = Leere Station
– ausschalten (FIM intern) von DC Vorstartversorgung des FKs
– ausschalten aller Relais, die Signale zum FK führen
– Wechsel nach FK Kondition Identifizierung im Falle des Erhalts von Kommando ”FK-Reset”.

Wie bereits ausgeführt worden ist, können insbesondere die Steuerung der Schalteinrichtungen 130, 150 in den elektrischen Verbindungsleitungen innerhalb des Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' und die Konvertierung von Signalen und Daten vom Interface-Computer 11 ausgeführt werden. Auf dem Interface-Computer 11 ist dazu eine Interface-Software ablaufbar vorgesehen, die entweder in einem wiederbeschreibbaren Speicher 11' des Interface-Computers 11 oder in einem austauschbaren Speicher 11'' (als Alternative in 2 gestrichelt dargestellt) gespeichert ist.
Durch Überschreiben der Software im wiederbeschreibbaren Speicher 11' oder durch Austauschen des austauschbaren Speichers 11'' kann auf dem Interface-Computer 11 ein Software-Update durchgeführt werden, um beispielsweise das Flugkörper-Interface-Modul 1, 1' an eine neue Hard- und/oder Software auf Seiten des Flugkörper-Startgeräts 2 oder der Flugkörper 41, 43, 45, 47 anzupassen. Andere Flugkörper oder mittels eines Software-Upgrades modernisierte Flugkörper, können so durch ein schnell und kostengünstig durchführbares Software-Update des Flugkörper-Interface-Moduls 1, 1' weiterhin mit dem vorhandenen Waffenrechner 3 angesteuert werden.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.
Bezugszeichenliste

1: Flugkörper-Interface-Module (FIM)
1': Flugkörper-Interface-Module (FIM)
2: Flugkörper-Startgerät
3: Waffenrechner
4: Flugkörper-Abschussanordnung
10: waffenrechnerseitige erste elektrische Schnittstelle
10': waffenrechnerseitige erste elektrische Schnittstelle
10A: Schnittstellenbereich ”Sicherheit”
10B: Schnittstellenbereich ”Kommunikation und Gleichstromenergieversorgung”
10C: Schnittstellenbereich ”Wechselstromenergieversorgung”
11: Interface-Computer
11': wiederbeschreibbarer Speicher
11'': austauschbarer Speicher
12: flugkörperstartgeräteseitige zweite elektrische Schnittstelle
12': flugkörperstartgeräteseitige zweite elektrische Schnittstelle
12'': flugkörperstartgeräteseitiger elektrischer Versorgungsanschluss
12A: Schnittstellenbereich ”Signale”
12B: Schnittstellenbereich ”Gleichstromenergieversorgung”
12C: Schnittstellenbereich ”Wechselstromenergieversorgung”
14: elektrisches Energiemanagementmittel
14': elektrisches Energiemanagementmittel
16: elektrisches Signalmanagementmittel
16': elektrisches Signalmanagementmittel
18: Datenkommunikationsmittel
18: Datenkommunikationsmittel
20: Verteilereinrichtung
22A: eingangsseitige (waffenrechnerseitige) elektrische Schnittstelle
22A': eingangsseitiger elektrischer Versorgungsanschluss
22A'': eingangsseitiger Signalleitungsanschluss
22A''': eingangsseitiger Datenkommunikationsanschluss
22B: Ausgangsseitige Schnittstelle
22B': elektrischer Energieversorgungsanschluss
22B'': Signalleitungsanschluss
22B''': Datenkommunikationsanschluss
23A: eingangsseitige (waffenrechnerseitige) elektrische Schnittstelle
23A': eingangsseitiger elektrischer Versorgungsanschluss
23A'': eingangsseitiger Signalleitungsanschluss
23A''': eingangsseitiger Datenkommunikationsanschluss
23B: Ausgangsseitige Schnittstelle
23B': elektrischer Energieversorgungsanschluss
23B'': Signalleitungsanschluss
23B''': Datenkommunikationsanschluss
24B: Ausgangsseitige Schnittstelle
24B': elektrischer Energieversorgungsanschluss
24B'': Signalleitungsanschluss
24B''': Datenkommunikationsanschluss
25B: Ausgangsseitige Schnittstelle
25B': elektrischer Energieversorgungsanschluss
25B'': Signalleitungsanschluss
25B''': Datenkommunikationsanschluss
30: Waffenrechnerkern
30': externer Bediencomputer
30'': Anschlusskabel
31: elektrischen Stromversorgungseinheit
31': Leitung
40: Startkanister
41: Flugkörper
42: Startkanister
43: Flugkörper
44: Startkanister
45: Flugkörper
46: Startkanister
47: Flugkörper
100: elektrische Energieversorgungsanschluss
100': elektrische Energieversorgungsanschluss
110: elektrische Signalleitungsanschluss
110': elektrische Signalleitungsanschluss
120: elektrische Datenkommunikationsanschluss
120': elektrische Datenkommunikationsanschluss
130: Schalteinrichtungen
140: Spannungswandlermittel
170: Energieversorgungsanschluss
170': Energieversorgungsanschluss
180: Signalleitungsanschluss
180': Signalleitungsanschluss
190: Datenübertragungsanschluss
190': Datenübertragungsanschluss
K: Kabelbaum
S: Flugkörper-Startvorrichtung

Claims

Flugkörper-Interface-Modul (1, 1') als Schnittstellenelement zwischen einem Waffenrechner (3) und einem Flugkörper-Startgerät (2) mit – einer waffenrechnerseitigen, ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10'); – einer flugkörperstartgeräteseitigen, zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12'); – elektrischen Energiemanagementmitteln (14, 14'), die zwischen zumindest einem waffenrechnerseitigen Energieversorgungsanschluss (100, 100') der ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') und zumindest einem diesem zugeordneten flugkörperstartgeräteseitigen Energieversorgungsanschluss (170, 170') der zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') vorgesehen sind, und – elektrischen Signalmanagementmitteln (16, 16'), die zwischen zumindest einem waffenrechnerseitigen Signalleitungsanschluss (110, 110') der ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') und zumindest einem diesem zugeordneten flugkörperstartgeräteseitigen Signalleitungsanschluss (180, 180') der zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') vorgesehen sind; dadurch gekennzeichnet, – dass ein Interface-Computer (11) vorgesehen ist, der ausgebildet ist, um die Energiemanagementmittel (14, 14'), die Signalmanagementmittel (16, 16') und gegebenenfalls die Datenkommunikationsmittel (18, 18') mittels einer auf dem Interface-Computer (11) ablaufenden Interface-Software zu steuern.
Flugkörper-Interface-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemanagementmittel (14, 14') Schalteinrichtungen (130) aufweisen, die zumindest eine elektrisch leitende Energieübertragungsverbindung zwischen dem Waffenrechner (3) und dem Flugkörper-Startgerät (2) unterbrechen oder schließen können.
Flugkörper-Interface-Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energiemanagementmittel (14, 14') Spannungswandlermittel (140) aufweisen, die zumindest eine an der waffenrechnerseitigen, ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') anliegende elektrische Spannung in zumindest eine elektrische Spannung wandeln, die an der flugkörperstartgeräteseitigen, zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') anliegt.
Flugkörper-Interface-Modul nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalmanagementmittel (16, 16') Schalteinrichtungen aufweisen, die zumindest eine elektrisch leitende Signalübertragungsverbindung zwischen dem Waffenrechner (3) und dem Flugkörper-Startgerät (2) unterbrechen oder schließen können.
Flugkörper-Interface-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalmanagementmittel (16, 16') Signalwandlermittel aufweisen, die zumindest ein an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') anliegendes Steuersignal in ein an der flugkörperstartgeräteseitigen zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') anliegendes flugkörperspezifisches Steuersignal umwandeln.
Flugkörper-Interface-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flugkörper-Interface-Modul Datenkommunikationsmittel (18, 18') aufweist, die ausgestaltet sind, um an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') eingehende waffenrechnerspezifische Datenkommunikationsströme in an der flugkörperstartgeräteseitigen, zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') ausgehende flugkörperspezifische Datenkommunikationsströme umzuwandeln und/oder um an der flugkörperstartgeräteseitigen, zweiten elektrischen Schnittstelle (12, 12') eingehende flugkörperspezifische Datenkommunikationsströme in an der waffenrechnerseitigen ersten elektrischen Schnittstelle (10, 10') ausgehende waffenrechnerspezifische Datenkommunikationsströme umzuwandeln.
Flugkörper-Interface-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Interface-Computer (11) ausgebildet ist, um die waffenrechnerseitige, erste elektrische Schnittstelle (10, 10') und/oder die flugkörperstartgeräteseitige, zweite elektrische Schnittstelle (12, 12') derart zu steuern, dass einzelne Anschlüsse von zumindest einer der Schnittstellen (10, 10', 12, 12') unterbrochen oder gegen Masse geschaltet werden können.
Flugkörper-Interface-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Interface-Computer (11) ablaufende Interface-Software in einen wiederbeschreibbaren Speicher (11') des Interface-Computers (11) ladbar ist, so dass der Interface-Computer (11) durch einen Austausch der Interface-Software umkonfigurierbar ist, um an einen anderen Flugkörpertyp angepasst zu werden.
Flugkörper-Interface-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Interface-Computer (11) ablaufende Interface-Software in einem austauschbaren Speicher (11'') des Interface-Computers (11) gespeichert ist, so dass der Interface-Computer (11) durch einen Austausch des Speichers (11'') umkonfigurierbar ist, um an einen anderen Flugkörpertyp angepasst zu werden.