DE69534735T2

DE69534735T2 - Flugkörpersimulatorvorrichtung

Info

Publication number: DE69534735T2
Application number: DE69534735T
Authority: DE
Inventors: Ronald W. Tucson Monk; David P. Tucson Van Cleve; Robert J. Tucson Curry
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1994-05-31
Filing date: 1995-05-26
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2015-05-27
Also published as: EP1306641A3; EP1306641A2; EP1306641B1; US5591031A; IL113887A; JPH0854197A; CA2150042A1; DE69529941D1; JP3488318B2; NO952108D0; EP0685700A1; DE69534735D1; EP0685700B1; IL113887A0; DE69529941T2; NO952108L

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf Flugkörpersysteme für Flugzeuge und etwas genauer auf eine Flugkörpersimulatorvorrichtung zum Simulieren der Funktionen eines Flugkörpers vor dem Abschuss und zum Aufzeichnen der Datenkommunikation zwischen der Vorrichtung und dem Feuerleitsystem des abfeuernden Flugzeuges.
2. Diskussion
Militärische Flugzeuge sind typischerweise so konstruiert, dass sie mit einer Vielzahl von absetzbaren Flugkörpern ausgerüstet werden können, wie etwa hoch entwickelte Luft-Luft-Flugkörper mit mittlerer Reichweite (hier im Folgenden als AMRAAMs) bezeichnet. Ein Flugkörper und seine entsprechenden Flugkörperstartgeräte, wobei es sich entweder um ein Schienenstartgerät oder ein Auswurfstartgerät handeln kann, bilden zusammen eine Flugkörperstation. In einem militärischen Flugzeug gibt es ein Feuerleitsystem, das auf Kommandos reagiert, die von dem Piloten initiiert werden. Das Feuerleitsystem dient dazu, mit jeder Flugkörperstation zu kommunizieren, um den Status anzuzeigen, Startvorbereitungen durchzuführen und Startkommandos auszuführen. Eine Flugkörperschnittstelle übersetzt die Kommandos von dem Feuerleitsystem, um Daten bereitzustellen, die dazu verwendet werden, die Flugkörperstationen zu überwachen und/oder zu steuern.
Eine typische Flugkörperschnittstelle an Bord eines Flugzeugs beinhaltet eine Nabelschnurschnittstelle („umbilical interface") und eine Schnittstelle zum Datenaustausch. Die Nabelschnurschnittstelle dient als ein Kommunikationskanal zwischen dem Feuerleitsystem und den Flugkörpern vor dem Öffnen der Flugkörperverriegelung und der Trennung beim Start, während die Schnittstelle für den Datenaustausch einen Kommunikationskanal zum Öffnen der Flugkörperverriegelung und zu den Flugkörpern nach der Trennung beim Start zur Verfügung stellt.
Es ist häufig wünschenswert, konventionelle Funktionen eines Flugkörpers vor dem Start zu simulieren, wie etwa die Waffenerkennung, die eingebauten „alles in Ordnung" Tests zur Funktionsüberprüfung (hier nachfolgend BIT genannt) und die Reaktionen beim Startzyklus (einschließlich des Öffnens der Flugkörperverriegelung), und zwar ohne dazu einen funktionsfähigen Flugkörper zu benötigen. Solche Situationen beinhalten Trainingsübungen auf den Gebieten des Flugtrainings für Piloten, Bodentesttraining und Training der Beladungsmannschaften sowie Tests der Flugkörperschnittstelle.
Bislang wurden verschiedene Systeme verwendet, um die Funktionen eines Flugkörpers vor dem Start in einer Trainings- und Testanwendung zu simulieren. Eines dieser Geräte, das allgemein als ein integriertes Testobjekt (ITV, Integration Test Vehicle) bezeichnet wird, ist ein speziell modifizierter AMRAAM-Flugkörper. Das ITV ist ein nahezu vollständiger Flugkörper, der mit einem inaktiven Raketenantrieb und einer Telemetrieeinheit an Stelle eines Gefechtskopfes ausgerüstet ist. Andere bekannte Flugkörpersimulationssysteme beinhalten speziell für Simulationszwecke hergestellte Software, die speziell dazu entwickelt wurde, mit einem bestimmten Typ eines Flugkörpers und dem Feuerleitsystem eines bestimmten Typs von Flugzeug zu funktionieren.
Bei der Mehrzahl der anderen Flugkörper außer AMRAAMs (z.B. Sidewinder) kann man einen einfachen Stecker verwenden, um analoge Signale des Flugzeugs umzuleiten, um so dem Feuerleitsystem des Flugzeugs einen funktionsfähigen Flugkörper vorzuspiegeln. So ein Stecker kann allerdings nicht mit Flugkörperstationen verwendet werden, die für AMRAAMs ausgelegt sind, da die Schnittstelle zu der AMRAAM eine komplexe Kombination von diskreten Signalen und seriellen Daten nach dem Standard MIL 1553 beinhaltet, denen spezielle zeitliche Anforderungen überlagert sind.
Wenngleich sich bekannte Systeme als leidlich erfolgreich erwiesen haben, gibt es kein System ohne inhärente Nachteile. Zum Beispiel benötigen Systeme, wie das oben beschriebene, das einen modifizierten AMRAAM-Flugkörper beinhaltet, im Allgemeinen eine komplexe und teure Telemetriestation am Boden für eine Erfassung in Echtzeit und eine spätere Analyse der Daten vor dem Start und nach dem Start. Des Weiteren sind Systeme, die speziell entwickelte Software beinhalten, aus Kostengründen ungeeignet, und sie sind nicht ohne weiteres kompatibel mit den meisten Flugzeugen. Dazu sind die meisten bekannten Systeme noch außerordentlich kompliziert.
EP 0 579 143 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Testen einer Flugkörperschnittstelle unter Verwendung einer tragbaren Steuereinheit, die man zu dem Flugzeug transportieren kann und unter Verwendung von Mitteln, um die Steuereinheit gleichzeitig mit einer Vielzahl von Flugkörperstationen elektrisch zu verwenden. Die Vorrichtung weist außerdem Simulationsmittel auf, um die Kommunikation, die zwischen dem Flugkörper und dem Flugzeug unmittelbar vor und nach dem Start ausgetauscht wird, zu simulieren, wobei die Simulationsmittel in einem Gehäuse angeordnet sind und so betrieben werden können, dass sie eine Reaktion auf Datenübertragungen erzeugen, die sie von dem Flugzeug empfangen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Flugkörpersimulatorvorrichtung für ein Flugzeug mit einem Feuerleitsystem bereitgestellt, das dazu ausgebildet ist, eine Vielzahl von Steuersignalen zu erzeugen, und mit zumindest einer Flugkörperstation mit einer Flugkörperschnittstelle, wobei die Vorrichtung aufweist:
ein tragbares Trainingsmodul, um eine Vielzahl von Antwortsignalen der Flugkörperschnittstelle eines Flugkörpers weitgehend zu simulieren, wobei das Trainingsmodul ein Gehäuse aufweist und in der Lage ist, eine Antwort auf die Vielzahl der Steuersignale zu erzeugen, die es von dem Feuerleitsystem empfängt, wobei die Vielzahl der Antwortsignale der Flugkörperschnittstelle ein Flugkörperfreigabesignal beinhaltet, um eine Freigabe des Flugkörpers zu simulieren,
Empfangsmittel zum Empfangen der Vielzahl von Steuersignalen von dem Feuerleitsystem des Flugzeugs, wobei die Empfangsmittel innerhalb des Gehäuses angeordnet sind,
Simulationsmittel zum gezielten Simulieren einer Vielzahl von Antwortsignalen der Flugkörperschnittstelle, wobei die Simulationsmittel innerhalb des Gehäuses angeordnet sind,
einen Kommunikationsanschluss, der an dem Trainingsmodul angeordnet ist, und
eine Nabelschnurschnittstelle, die dazu ausgebildet ist, an dem Anschluss befestigt zu werden und einen Datenkommunikationskanal zwischen dem Trainingsmodul und dem Feuerleitsystem bereitzustellen,
wobei das Feuerleitsystem und das Trainingsmodul anhand von kodierten Signalen Informationen austauschen, um die Flugkörperschnittstelle zu testen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für die einschlägigen Fachleute auf diesem Gebiet beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung und unter Bezug auf die folgenden Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine teilweise explodierte Darstellung eines Vorstartmoduls ist, das in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
2 eine schematische Darstellung des Vorstartmoduls aus 1 ist, wie es betriebsmäßig mit einer Flugkörperstation eines Flugzeuges verbunden ist,
3A und 3B sind schematische Darstellungen des Schaltungsbereichs des Vorstartmoduls zum Aufbereiten diskreter Signale,
4 ist eine teilweise freigelegte Seitenansicht eines Flugkörpersimulationsgerätes, das in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
5 ist eine teilweise freigelegte Seitenansicht eines Flugkörpersimulationsgerätes, das in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist,
6 ist ein Blockdiagramm des Flugkörpersimulationsgerätes aus 5, und
7 ist ein Blockdiagramm, das die wesentlichen Funktionen darstellt, die von der Karte mit dem Datenverbindungsspeicher und der Zeitmarkierung des Moduls für die Datenverbindung und die Datenaufnahme aus 6 ausgeführt werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Wenngleich die vorliegende Erfindung in den Figuren mit Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele dargestellt ist, werden die einschlägigen Fachleute auf diesem Gebiet erkennen, dass die speziellen Ausführungsbeispiele, die hier dargestellt sind, nur als Beispiele angeboten werden, welche die Lehre der vorliegenden Erfindung beinhalten, und sie sind als solche nur beispielhaft zu verstehen.
Wenden wir uns der 1 zu, in der die Flugkörpersimulatorvorrichtung bzw. ein Vorstartmodul 10 gezeigt ist, welche bzw. welches in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Vorstartmodul 10 ist insbesondere für ein Einsatztraining eines Piloten eines Flugzeuges (hier nicht dargestellt) mit zumindest einer Flugkörperstation ausgebildet. In dieser Beziehung ist das Vorstartmodul 10 in der Lage, die Vorstartfunktionen eines Flugkörpers in Reaktion auf Signale, die vom Piloten gesteuert werden und die von dem Feuerleitsystem des Flugzeugs empfangen werden, weitgehend zu simulieren. Das Vorstartmodul 10 dient auch dazu, die simulierten Funktionen dem Flugzeug zu übermitteln.
Wie in 6 gezeigt ist, besteht das Vorstartmodul 10 nach der vorliegenden Erfindung aus einem Schaltkreis 12 nach dem Standard MIL 1553B, einem Mikrocomputer 14 mit Speicher, einem Schaltkreis 15 zum Aufbereiten diskreter Signale, einem Leistungsfilter 16 und einem Schaltkreis 18 zur Leistungs- bzw. Energieumwandlung. Das gesamte Vorstartmodul 10 wird mit einer Gleichspannung von 28 Volt betrieben, die von dem Flugzeug bereitgestellt wird.
Das Vorstartmodul 10 ist in geeigneter Weise für eine Flugumgebung verpackt. Unter diesem Aspekt sind die Bestandteile des Vorstartmoduls 10 gemeinsam in einem einzigen Gehäuse 20 untergebracht (siehe 1). Das Gehäuse 20 ist etwa 51 mm × 102 mm × 254 mm (2'' × 4'' × 10''). An einem Ende 22 besitzt das Gehäuse 20 einen Anschluss 24, der dazu ausgebildet ist, ein Nabelschnurkabel 26 aufzunehmen. Das Vorstartmodul 10 ist dazu ausgebildet, an die vorhandene Verkabelung 28 anzudocken, wenn es an einem Pylon 30 bzw. einem Tragteil (wie in 2 gezeigt) befestigt wird, oder an einem Nabelschnursteckverbinder (hier nicht gezeigt) eines Flugkörpers, wie weiter unten in weiteren Details beschrieben wird, wenn es in einem inaktiven Rumpf 32 eines originalgetreuen Flugkörpers angeordnet wird, wie dies in 4 dargestellt ist.
Die Schnittstelle zu einer AMRAAM ist eine komplexe Kombination aus diskreten Signalen und seriellen Daten nach dem Standard MIL 1553B, wobei spezielle Zeitanforderungen zu beachten sind. Aus diesem Grund kann ein einfacher Stecker, wie man ihn dazu verwenden kann, die analogen Signale eines Flugzeuges umzulenken, um einem Feuerleitsystem eines Flugzeuges bei anderen Flugkörpern einen funktionierenden Flugkörper vorzutäuschen, wie etwa bei Sidewinder-Flugkörpern, für eine AMRAAM-Schnittstelle nicht eingesetzt werden.
Es wird weiterhin auf die 6 Bezug genommen, aus der man erkennt, dass Mittel zum Übertragen und Empfangen von Daten bei der vorliegenden Erfindung durch einen Schaltkreis 12 nach dem Standard MIL 1553B bereitgestellt werden. Der 1553-Schaltkreis 12 ist ein kommerziell erhältlicher, doppelt redundanter Schnittstellenchipsatz nach dem militärischen Standard (MIL-STD) 1553, der dazu ausgebildet ist, sämtlichen Informationsaustausch zu und von einem Flugzeug zu übertragen und zu empfangen. Der Chipsatz beinhaltet einen Enkoder/Dekoder, Übertrager und Umwandler zum Ankoppeln an den Bus (hier nicht dargestellt) des Flugzeugs. Kanal A und Kanal B 34, 36 sind in dem 1553-Schaltkreis 12 integriert. Der 1553-Schaltkreis 12 ist dazu ausgebildet, Standardreaktionen auf die Aktivierungsnachrichten und Statusanforderungen zu erzeugen, die von dem Feuerleitsystem des Flugzeuges empfangen werden.
Der Schaltkreis 15 zum Aufbereiten diskreter Signale stellt Mittel zum Umwandeln der statischen Signale auf Signale mit TTL-Pegeln zur Verfügung. Der Schaltkreis 15 nach der vorliegenden Erfindung zum Aufbereiten diskreter Signale, der in den 3A und 3B nur schematisch dargestellt ist, dient dazu, die von den Flugkörperstationen des Flugzeuges empfangenen Signale aufzunehmen, zu filtern und auf TTL-Pegel umzusetzen und die so aufbereiteten Signale einem Mikrocomputer 14 zur Verfügung zu stellen. Diese aufbereiteten Signale beinhalten die Adresse des Flugkörpers, die Freigabezustimmung und die Waffenkontrolle (wie in 3B gezeigt). Der Schaltkreis 15 zum Aufbereiten der diskreten Signale beinhaltet einen Steckverbinder 37 zum Aufnehmen von eingegebenen elektronischen Daten. Die Ausgangssignale mit dem TTL-Pegel werden entweder zu dem Mikrocomputer 14 oder zu einem Steckverbinder 39 (wie in 3A gezeigt) übertragen, der auf dem 1553-Schaltkreis 12 angeordnet ist.
Die Flugkörperadresse teilt dem Flugkörper seine Position innerhalb der 1553-Kommunikation mit. In 3A sind fünf unabhängige Kommunikationspositionen mit A0, A1, A2, A3 und A4 bezeichnet. Die einschlägigen Fachleute auf diesem Gebiet werden erkennen, dass weitere Kommunikationspositionen auf ähnliche Weise untergebracht werden können.
Die Freigabezustimmung ist ein Signal mit +28 Volt, das von einem Flugzeug in Verbindung mit der Verwendung eines 3-phasigen Leistungssignals mit 400 Hz erzeugt wird, um den Beginn eines Startzyklus zu identifizieren. Das Vorhandensein der Freigabezustimmung nach dem Aufschalten der 3-phasigen Leistungsquelle mit den 400 Hz auf Flugkörper zeigt an, dass ein Startzyklus ausgeführt werden soll. Wenn die Freigabezustimmung bei Aufschaltung des 3-phasigen Leistungssignals mit 400 Hz nicht vorhanden ist, führt der Flugkörper nur eine eingebaute Testfolge (BIT) durch.
Waffenkontrolle ist ein Signal, das der Pilot auslösen muss, und es ist eine Art Sicherheit im Hinblick darauf, dass es vor dem Start des Flugkörpers aktiviert sein muss. Das Signal IFOL (In Flight Lock) ist ein Signal, das bei der Aktivierung der Waffenkontrolle normalerweise von der Flugkörperstation erzeugt wird. IFOL zeigt an, dass die Flugkörperstation das Waffenkontrollsignal empfangen hat.
Die Signale Interlock (Verriegelung) und Interlock return (Verriegelungsantwort) werden von dem Flugkörper für das Flugzeug bereitgestellt und sie werden von dem Flugzeug dazu verwendet, das Vorhandensein des Flugkörpers zu erkennen. Wenn der Flugkörper physisch mit dem Startgerät eines Flugzeugs verbunden ist, werden die Signale Interlock und Interlock return elektrisch kurzgeschlossen. Wenn der Flugkörper das Flugzeug verlässt, werden die Signalpfade für Interlock und Interlock return unterbrochen. Store Gone (Speichere Abschuss) ist ein Signal, das den Start eines Flugkörpers anzeigt.
Die Verriegelungssteuerung (interlock control) wird von dem Vorstartmodul 10 nach der vorliegenden Erfindung dazu verwendet, um ein Verriegelungsrelais (nicht dargestellt) zu aktivieren, das in dem Vorstartmodul 10 vorhanden ist, um bei Auswurfstartgeräten die Trennung des Flugkörpers während einer Startabfolge zu simulieren. Ein bevorzugter Aufbau eines Verriegelungsrelais in Verbindung mit einem Schaltkreis zur Aufbereitung diskreter Signale ist in dem US-Patent 5,414,347 gezeigt und beschrieben, das am 13. Juli 1992 angemeldet wurde und auf den gemeinsamen Anmelder der vorliegenden Erfindung übertragen wurde.
Der Schaltkreis 18 zur Leistungs- bzw. Energieumwandlung (wie in 6 dargestellt) setzt eine +28 Volt Gleichspannung des Flugzeuges auf Spannungen von +5 Volt, +15 Volt und –15 Volt um, damit diese zur Logiksteuerung und Relaissteuerung zur Verfügung stehen. Ein geeigneter Leistungswandler ist kommerziell von der Firma Interpoint Corp. erhältlich, und zwar unter der Teile-Nr. MTR28515TF/ES.
Wie in 3B dargestellt ist, beinhaltet der Schaltkreis 15 zur Aufbereitung der diskreten Signale außerdem einen Schaltkreis 38 zum Erkennen des 400 Hz Signals. Beim Aufschalten des 400 Hz Signals liefert der Schaltkreis 38 zur Signalerkennung ein Signal an einen Bus 40 des Mikroprozessors 14. Das Vorstartmodul 10 ist so konstruiert, dass es ein gutes Flugzeug voraussetzt, und daher ist hier keine Verifikation der korrekten Phasendrehung oder Phasenlage erforderlich.
Der Leistungsfilter 16 (dargestellt in 6) des Vorstartmoduls 10 dient dazu, die +28 Volt, die zwischen dem Flug zeug und dem Leistungswandler 18 übertragen werden, zu filtern und auch anderweitig gegen kurzzeitige Einflüsse zu schützen. Die dem Filter 16 zugeführte Energie bzw. Leistung wird über eine in Gegenrichtung geschaltete Schutzdiode (nicht dargestellt) geführt. Ein geeignetes Filter 16 ist kommerziell von der Firma Interpoint Corp. erhältlich, und zwar unter der Teile-Nr. FM704A/ES.
Der Schaltkreis 14 mit dem Mikrocomputer (dargestellt in 6) bzw. Mikroprozessor besteht aus einem Mikroprozessor des Typs Motorola 68332, 64 Kilobyte Arbeitsspeicher und 128 Kilobyte EEPROM. Der Schaltkreis 14 mit dem Mikrocomputer ist dazu ausgebildet, die gesamten Funktionen des Vorstartmoduls 10 zu steuern. Der Mikroprozessor 14 beinhaltet integrierte Eingangs- und Ausgangskanäle in TTL-Technik, die dazu ausgebildet sind, an den Schaltkreis 15 zum Aufbereiten der diskreten Signale angeschlossen zu werden. Der Mikroprozessor 14 kommuniziert mit dem 1553-Schaltkreis 12 über einen Bus mit 16 Bit (nicht dargestellt).
Wenden wir uns der 4 zu, in der ein Flugkörpersimulationsgerät 42 dargestellt ist, das in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das Flugkörpersimulationsgerät 42 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel beinhaltet das Vorstartmodul 10 aus dem ersten Ausführungsbeispiel und es ist daher gleichermaßen in der Lage, die Vorstartfunktionen eines Flugkörpers weitgehend zu simulieren und die simulierten Funktionen an das Flugzeug zu übertragen. Das Flugkörpersimulationsgerät 42 beinhaltet ferner einen inaktiven formgetreuen Rumpf 32 eines Flugkörpers, der hinsichtlich seines Gewichts, seiner Größe und seiner Form weitgehend gleich zu einem tatsächlichen Flugkörper ist, wie insbesondere einem AMRAAM-Flugkörper. Der inaktive formgetreue Flugkörperrumpf 32 dient dazu, ein Flugzeug mit statischen und aerodynamischen Lasten zu belasten, die weitgehend gleich zu denjenigen von entsprechenden echten Flugkörpern sind. Der Flugzeugkörperrumpf 32 ist dazu ausgebildet, an einer Flugkörperstation eines Flugzeugs befestigt zu werden, und zwar in einer Art und Weise, die weitgehend identisch ist zu derjenigen eines herkömmlichen echten Flugkörpers. Der inaktive formgetreue Flugkörperrumpf 42 besitzt keinen echten Gefechtskopf oder Raketenantrieb. Das Flugkörpersimulationsgerät 42 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist zusätzlich dazu geeignet, um Testmannschaften und Beladungsmannschaften am Boden zu trainieren.
Wenden wir uns der 5 zu, in der ein Flugkörpersimulationsgerät 44 gezeigt ist, das in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Wie bei dem Flugkörpersimulationsgerät 42 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Flugkörpersimulationsgerät 44 nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dazu geeignet, Piloten sowie Testmannschaften und Beladungsmannschaften am Boden zu trainieren. Darüber hinaus ist das Flugkörpersimulationsgerät 44 nach dem dritten Ausführungsbeispiel in der Lage, sämtlichen Datenverkehr mit dem Flugzeug für eine Analyse des Flugzeuges und der Leistung des Piloten im Anschluss an einen Flug aufzuzeichnen. Zu diesem Zweck besitzt das Flugkörpersimulationsgerät 44 nach dem dritten Ausführungsbeispiel außerdem eine Datenverbindung und ein Datenerfassungsmodul 46 sowie ein Modul 48 zum Erkennen einer Hochfrequenz (HF).
Das Modul 46 zur Datenverbindung und Datenerfassung ist mit dem Vorstartmodul 10 über ein Nabelschnurkabel 50 (wie in 5 dargestellt) verbunden und es dient dazu, Nachrichten mit Zieldaten auf der Datenverbindung zu dekodieren, die Zeit, zu der bestimmte Nachrichten empfangen werden, aufzuzeichnen sowie Daten von dem Vorstartmodul 10 aufzuzeichnen. Wie in 6 dargestellt ist, beinhaltet das Modul 46 zur Datenverbindung und Datenerfassung einen Schaltkreis 51 zur Datenverbindungsspeicherung und Zeitmarkierung.
Wenden wir uns der 7 zu, in der die wesentlichen Funktionen in einem Blockdiagramm dargestellt sind, die von dem Schaltkreis 51 zur Datenverbindungsspeicherung und Zeitmarkierung innerhalb des Moduls 46 zur Datenverbindung und Datenaufzeichnung ausgeführt werden. Es ist ein Schaltkreis 52 mit einem Flankendetektor vorgesehen, der dazu verwendet wird, die steigende und fallende Flanke von jedem Impuls der Datenverbindung zu erkennen. Der Ausgang des Schaltkreises 52 zur Flankendetektion wird dazu verwendet, den Zeitpunkt, zu dem eine steigende und fallende Flanke aufgetreten ist, im Speicherregister 54 bzw. 56 für die steigende Flanke und die fallende Flanke zu speichern. Die Zeitinformation wird von einem 16-Bit-Zähler 58 bereitgestellt, der von einem 20-MHz-Oszillator 60 getaktet wird, was zu einer Zeitauflösung von 50 Nanosekunden führt. Ein zweiter Zähler 62 zählt die Anzahl der Zählerüberläufe zwischen der steigenden und der fallenden Flanke des Datenverbindungsimpulses. Dieser Wert wird zusammen mit der Zahl, die in den Speicherregistern 54, 56 für die Zählung der fallenden und steigenden Flanken gespeichert ist, von einem Mikroprozessor 64 dazu verwendet, um den Zeitpunkt zu bestimmen, wann die steigende und fallende Flanke aufgetreten ist. Der Mikroprozessor 64 wird beim Erkennen eines Impulses von der Schaltung mit dem Flankendetektor unterbrochen. Sobald er unterbrochen ist, werden die gespeicherten Zeiten von dem Mikroprozessor 64 ausgelesen. Mit Hilfe einer in dem EPROM 66 vorhandenen Firmware wird eine Analyse der Zeitdauer der Impulse und der Zeit seit dem letzten Impuls durchgeführt, um die hereinkommende Nachricht der Datenverbindung zu validieren und zu dekodieren.
Die dekodierte Nachricht wird anschließend zusammen mit einem Zeitstempel, der anzeigt, wann die Nachricht eingetroffen ist, in einem Speicher 67 mit zwei Anschlüssen gespeichert, um sie später zu dem Schaltkreis zur Datenaufnahme hochzuladen. Das Modul 46 zur Datenverbindung und Datenaufnahme protokolliert den Datenverkehr zwischen dem Flugzeug und dem Flugkörpersimulationsgerät 44 vor dem Start und nach dem Start für eine spätere Analyse der Leistung des Piloten und des Startgerätes. Während des Fluges ist der Pilot in der Lage, simulierte BIT anzuzeigen und Flugkörper abzuschießen. Sobald das Flugzeug sich wieder am Boden befindet, ist der Speicher des Moduls 46 zur Datenverbindung und Datenerfassung über ein Nabelschnurkabel (nicht dargestellt), das mit einem Personal-Computer (nicht dargestellt) verbunden ist, zugänglich. Die heruntergeladenen Daten lassen sich zur Analyse des Piloten und der Leistungsfähigkeit des Flugzeugs einschließlich der Ereignisse vor dem Start und der Datenkommunikation verwenden.
Die Nachrichten der Datenverbindung nach dem Start werden von dem HF-Detektor 48 zu dem Modul 46 zur Datenverbindung und Datenerfassung über ein Nabelschnurkabel 72 übertragen. Die Nachrichten der Datenverbindung nach dem Start werden von dem HF-Detektor 48 über eine Antenne 70 an dem Flugkörpersimulati onsgerät 44 empfangen, und zwar in einer Art und Weise, die ganz ähnlich zu derjenigen ist, die bei echten Flugkörpern eingesetzt wird. Der HF-Detektor 48 dient dazu, die vom Flugzeug ausgesendeten HF-Nachrichten in einen digitalen, seriellen Datenstrom mit logischen Pegeln umzusetzen, der von dem Schaltkreis zur Datenverbindung des Moduls 46 zur Datenverbindung und Datenaufzeichnung verarbeitet werden kann. Geeignete HF-Detektoren sind kommerziell erhältlich.
Die einschlägigen Fachleute seien darauf hingewiesen, dass die Verpackung der Bestandteile der vorliegenden Erfindung hier nur beispielhaft zu verstehen ist. In dieser Hinsicht können die Bestandteile des Vorstartmoduls 10 und des Moduls 46 zur Datenverbindung und Datenaufzeichnung alternativ auch gemeinsam in einem einzigen Gehäuse untergebracht sein.
Ein Flugzeug, das dazu ausgebildet ist, Flugkörper zu tragen, besitzt typischerweise eine Vielzahl von Flugkörperstationen. Jede Flugkörperstation beinhaltet einen nabelschnurartigen Steckverbinder zu einem Startgerät. Vorzugsweise ist für ein volles Einsatztraining des Flugzeugs ein Trainingsmodul 10 in jeder Flugkörperstation des Flugzeugs elektrisch angeschlossen. Wenn man die Trainingsmodule 10, die in dem Flugkörpersimulationsgerät 44 nach dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung untergebracht sind, verwendet, kann der Pilot mit dem Flugzeug trainieren, wobei er mit den statischen und aerodynamischen Belastungen konfrontiert ist, die äquivalent zu denjenigen sind, denen er bei echten Flugkörpern ausgesetzt ist. Die inaktiven, formgetreuen Flugkörperrümpfe 32 besitzen außerdem den Vorteil, dass man mit ihnen die Ladungsmannschaften am Boden trainieren kann. In dieser Hinsicht können die Ladungsmannschaften am Boden BIT-Testläufe am Boden durchführen und sie können außerdem den formgetreuen, inaktiven Flugkörperrumpf 32 an dem Flugzeug befestigen.
Die vorhergehende Beschreibung offenbart nur beispielhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung. Die einschlägigen Fachleute auf diesem Gebiet werden ohne weiteres aus dieser Diskussion und aus den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen erkennen, dass verschiedene Abwandlungen, Änderungen und Variationen gemacht werden können, ohne aus dem Schutzbereich der Erfindung herauszugehen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Flugkörpersimulatorvorrichtung für ein Flugzeug mit einem Feuerleitsystem, das dazu ausgebildet ist, eine Vielzahl von Steuersignalen zu erzeugen, und mit zumindest einer Flugkörperstation mit einer Flugkörperschnittstelle, wobei die Vorrichtung aufweist: ein tragbares Trainingsmodul (10), um eine Vielzahl von Antwortsignalen der Flugkörperschnittstelle eines Flugkörpers weitgehend zu simulieren, wobei das Trainingsmodul ein Gehäuse (20) aufweist und in der Lage ist, eine Antwort auf die Vielzahl der Steuersignale zu erzeugen, die es von dem Feuerleitsystem empfängt, wobei die Vielzahl der Antwortsignale der Flugkörperschnittstelle ein Flugkörperfreigabesignal beinhaltet, um eine Freigabe des Flugkörpers zu simulieren, Empfangsmittel (12) zum Empfangen der Vielzahl von Steuersignalen von dem Feuerleitsystem des Flugzeugs, wobei die Empfangsmittel innerhalb des Gehäuses (20) angeordnet sind, Simulationsmittel zum gezielten Simulieren einer Vielzahl von Antwortsignalen der Flugkörperschnittstelle, wobei die Simulationsmittel innerhalb des Gehäuses (20) angeordnet sind, einen Kommunikationsanschluss (24), der an dem Trainingsmodul (10) angeordnet ist, und eine Nabelschnurschnittstelle (26), die dazu ausgebildet ist, an dem Anschluss (24) befestigt zu werden und einen Datenkommunikationskanal zwischen dem Trainingsmodul (10) und dem Feuerleitsystem bereitzustellen, wobei das Feuerleitsystem und das Trainingsmodul (10) Informationen an Hand von codierten Signalen austauschen, um die Flugkörperschnittstelle zu testen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Trainingsmodul (10) einen Mikrocomputer (14) mit einem Speicher beinhaltet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Trainingsmodul (10) außerdem Mittel aufweist, um die von dem Flugzeug empfangenen Signale aufzubereiten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trainingsmodul (10) außerdem einen Schnittstellenchipsatz nach dem Militärstandard 1553 aufweist, um codierte Signale zu übertragen und zu empfangen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trainingsmodul (10) außerdem einen Leistungswandlerschaltkreis (18) aufweist, um ein einzelnes von dem Flugzeug empfangenes Leistungssignal in eine Vielzahl von unterschiedlichen Spannungen umzuwandeln.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einem inaktiven Raketenkörper (42), der dazu ausgebildet ist, an einer Flugkörperstation des Flugzeugs befestigt zu werden, wobei der Raketenkörper (42) weitgehend gleiche physikalische Abmessungen besitzt und weitgehend gleiche statische und aerodynamische Lastcharakteristiken erzeugt wie ein vergleichbarer konventioneller Flugkörper, und wobei das tragbare Trainingsmodul (10) innerhalb des Raketenkörpers (42) angeordnet ist.