EP2618099B1

EP2618099B1 - Prüf- und Testvorrichtung für ein Flugkörperstartgerät und Verfahren zum Prüfen und/oder Testen der Funktionsfähigkeit eines Flugkörperstartgeräts

Info

Publication number: EP2618099B1
Application number: EP13000176.1A
Authority: EP
Inventors: Karl Fischer; Michael Grabmeier
Original assignee: MBDA Deutschland GmbH
Current assignee: MBDA Deutschland GmbH
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2013-01-14
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-01-14
Also published as: EP2618099A3; DE102012000671B4; EP2618099A2; DE102012000671A1; EP2618099B8

Description

TECHNISCHES GEBIET

Wie in der EP0579143 A beschrieben, betrifft die vorliegende Erfindung eine Prüf- und Testvorrichtung für ein Flugkörperstartgerät. Sie betrifft weiterhin eine Einheit aus einem Flugkörperstartgerät und einer derartigen Prüf- und Testvorrichtung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Prüfen und/oder Testen der Funktionsfähigkeit eines Flugkörperstartgeräts.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein Flugkörperstartgerät, das zumindest eine Startvorrichtung für zumindest einen Flugkörper und einen dieser zugeordneten und von einer Waffensystemzentrale steuerbaren Waffensteuerungscomputer aufweist, auf dem ein Steuerungsprogramm für den Start des Flugkörpers ablaufbar installiert ist, und wobei die Startvorrichtung mit zumindest einer elektrischen Anschlusseinrichtung versehen ist, die zur Datenübertragung mit dem Waffensteuerungscomputer verbunden ist und die dem zumindest einen Flugkörper zugeordnet und mit diesem verbindbar ist und dazu Kommunikationsanschlüsse zur unidirektionalen und/oder bidirektionalen Datenübertragung zum Flugkörper aufweist, muss zu unterschiedlichen Zeitpunkten auf seine Funktionsfähigkeit hin geprüft und getestet werden. Beispielsweise muss im Rahmen der Entwicklungs-Integration des Flugkörperstartgeräts ein Endtest durchgeführt werden. Auch im Rahmen der Produktion muss vor Auslieferung des Flugkörperstartgeräts an den Kunden ein Endtest durchgeführt werden. Im Rahmen eines Übungsschießens oder im Rahmen eines operationellen Einsatzes des Flugkörperstartgeräts ist dieses vor Anbau der Flugkörper und vor der Anbindung an die Waffensystemzentrale ebenfalls auf seine Funktionsfähigkeit hin zu überprüfen. Schließlich können darüber hinaus weitere Prüf- oder Testszenarien gegeben sein, wie beispielsweise Klimakammertests, bei denen eine den operationellen Betrieb des Flugkörperstartgeräts repräsentierende Aktivierung durchzuführen ist.
Da derartige Flugkörperstartgeräte im allgemeinen mobile Einrichtungen sind, die von einer vom jeweiligen Aufstellungsort entfernt gelegenen Waffensystemzentrale gesteuert werden und da die Waffensystemzentrale im Regelfall eine ständig besetzte und stets aktive Einrichtung ist, sollte der Betrieb der Waffensystemzentrale durch etwaige Prüf- oder Testprozeduren für ein Flugkörperstartgerät nicht beeinträchtigt werden. Außerdem darf aus Sicherheitsgründen eine Prüfung oder ein Test des Flugkörperstartgeräts nicht mit scharfen Flugkörpern durchgeführt werden.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Prüf- und Testvorrichtung für ein Flugkörperstartgerät, wie es im Anspruch 1 bezeichnet ist, anzugeben, mit welchem die Funktionsfähigkeit des Flugkörperstartgeräts jederzeit an unterschiedlichen Orten getestet werden kann und mit welchem auch gezielt einzelne Funktionen des Flugkörperstartgeräts geprüft werden können. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein entsprechendes Verfahren zum Prüfen und/oder Testen der Funktionsfähigkeit eines Flugkörperstartgeräts anzugeben.
Die die Prüf- und Testvorrichtung betreffende Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

VORTEILE

Diese Prüf- und Testvorrichtung gemäß der Erfindung integriert gleichzeitig zwei Simulatoren, nämlich einerseits die Flugkörpersimulationseinheit, die das Vorhandensein eines Flugkörpers am Flugkörperstartgerät simuliert, und andererseits den Prüf- und Testcomputer, der zumindest einen Teil der Funktionen der Waffensystemzentrale simuliert. Auf diese Weise bildet die Prüf- und Testvorrichtung zusammen mit dem Flugkörperstartgerät eine Einheit, die sich bei einer Prüf- oder Testprozedur wie ein an eine Waffensystemzentrale angeschlossenes und mit einem scharfen Flugkörper versehenes Flugkörperstartgerät verhält.
Vorzugsweise ist der Prüf- und Testcomputer mit einer Datenübertragungseinrichtung zur Datenübertragung verbunden, die mit dem Waffensteuerungscomputer zur Datenübertragung drahtlos oder drahtgebunden verbindbar ist. Durch diese Weiterbildung können auch Kommunikationseinrichtungen des Flugkörperstartgeräts, die zur Kommunikation mit der Waffensystemzentrale vorgesehen sind, getestet werden.
Alternativ oder zusätzlich ist der Prüf- und Testcomputer mit dem Waffensteuerungscomputer über eine Datenleitung zur Datenübertragung direkt verbindbar. Diese Ausführungsform ermöglicht es, interne Daten des Flugkörperstartgeräts auszulesen und somit Prozesse zu überwachen, die innerhalb des Flugkörperstartgeräts ablaufen (sogenannte White-Box-Sicht), auch dann, wenn diese Prozesse über die äußeren Kommunikationsschnittstellen des Flugkörperstartgeräts (sogenannte Black-Box-Sicht) nicht einsehbar sind. Besonders bevorzugt ist es auch, wenn der Prüf- und Testcomputer mit einer Telemetriedatenschnittstelle des Waffensteuerungscomputers zur Datenübertragung verbindbar ist. Auch über diese Telemetrieschnittstelle kann ein Einblick in die im Inneren des Flugkörperstartgeräts ablaufenden Prozesse gewonnen werden, so dass die Korrektheit interner Abläufe verifiziert und gegebenenfalls Erkenntnisse über mögliche Fehlerquellen erlangt werden können. Gemäß der Erfindung weist die Flugkörpersimulationseinheit einen Simulationscomputer auf, der von dem Prüf- und Testcomputer steuerbar ist, so werden dadurch die Möglichkeiten, einen Test des Flugkörperstartgeräts durchzuführen, deutlich erweitert, da dadurch unterschiedliche Varianten von Flugkörperstartvorgängen und auch beispielsweise komplexe Flugkörperdefekte simuliert und auf korrekte Reaktion verifiziert werden können. Gemäß der Erfindung weist die Flugkörpersimulationseinheit eine Signal-Adaptionseinrichtung auf, die mit dem Simulationscomputer zur Datenübertragung verbunden ist und die mit den Kommunikationsanschlüssen der Startvorrichtung zur Datenübertragung verbindbar ist. Diese Signal-Adaptionseinrichtung sorgt dafür, dass der Waffensteuerungscomputer des Flugkörperstartgeräts nicht feststellen kann, dass die jeweilige Startvorrichtung nicht mit einem Flugkörper, sondern nur mit einem Flugkörpersimulator verbunden ist. Die Erfindung ist weiterhin gerichtet auf eine Einheit aus einem Flugkörperstartgerät, das zumindest eine Startvorrichtung für zumindest einen Flugkörper und einen dieser zugeordneten Waffensteuerungscomputer aufweist, auf dem ein Steuerungsprogramm für den Start des Flugkörpers ablaufbar installiert ist, und wobei die Startvorrichtung mit zumindest einer elektrischen Anschlusseinrichtung versehen ist, die zur Datenübertragung mit dem Waffensteuerungscomputer verbunden ist und die dem zumindest einen Flugkörper zugeordnet und mit diesem verbindbar ist und Kommunikationsanschlüsse zur unidirektionalen und/oder bidirektionalen Datenübertragung zum Flugkörper aufweist, und einer Prüf- und Testvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Diese Einheit aus Flugkörperstartgerät und Prüf- und Testvorrichtung integriert das Flugkörperstartgerät in die mit der Flugkörpersimulationseinheit und dem Simulator für die Waffensystemzentrale versehene Prüf- und Testvorrichtung zu einem integrierten Prüfstand.
Die Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Verfahren zum Prüfen und/oder Testen der Funktionsfähigkeit eines Flugkörperstartgeräts gemäß Anspruch 6. 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:

Fig. 1: ein Flugkörperstartgerät im operationellen Zustand;
Fig. 2: eine erste Einheit aus Flugkörperstartgerät und erfindungsgemäßer Prüf- und Testvorrichtung;
Fig. 3: eine zweite Einheit aus Flugkörperstartgerät und erfindungsgemäßer Prüf- und Testvorrichtung;
Fig. 4: eine dritte Einheit aus Flugkörperstartgerät und erfindungsgemäßer Prüf- und Testvorrichtung;
Fig. 5: eine vierte Einheit aus Flugkörperstartgerät und erfindungsgemäßer Prüf- und Testvorrichtung;
Fig. 6: eine fünfte Einheit aus Flugkörperstartgerät und erfindungsgemäßer Prüf- und Testvorrichtung;
Fig. 7: eine sechste Einheit aus Flugkörperstartgerät und erfindungsgemäßer Prüf- und Testvorrichtung;

DARSTELLUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

In Fig. 1 ist schematisch ein Flugkörperstartgerät 1 gezeigt, das auf einem ebenfalls schematisch dargestellten Trägerfahrzeug 2 montiert ist und zusammen mit diesem einen Launcher L bildet. Das Flugkörperstartgerät 1 ist mit zwei Startvorrichtungen 10, 12 versehen, die jeweils vier Flugkörper 10A, 10B, 10C, 10D beziehungsweise 12A, 12B, 12C, 12D aufnehmen. Jede der Startvorrichtungen 10, 12 weist eine elektrische Anschlusseinrichtung 100 beziehungsweise 120 auf, die jeweils Kommunikationsanschlüsse 101, 102, 103, 104 beziehungsweise 121, 122, 123, 124 zur jeweiligen unidirektionalen und/oder bidirektionalen Datenübertragung mit einem jeweils zugeordneten Flugkörper 10A, 10B, 10C, 10D beziehungsweise 12A, 12B, 12C, 12D aufweisen.
Die Anschlusseinrichtungen 100, 120 sind jeweils zur Datenübertragung mit einem Waffensteuerungscomputer 14 des Flugkörperstartgeräts 1 verbunden.
Der Waffensteuerungscomputer 14 ist neben einer zentralen Rechnereinheit 140 mit einem ersten Flugkörperschnittstellenmodul 141 und einem zweiten Flugkörperschnittstellenmodul 142 versehen, die jeweils eine Schnittstelle zur Datenübertragung zwischen dem Waffensteuerungscomputer 14 und der ersten elektrischen Anschlusseinrichtung 100 beziehungsweise der zweiten elektrischen Anschlusseinrichtung 120 der Startvorrichtung 10 beziehungsweise 12 bilden und mit diesen verbunden sind. Des Weiteren ist der Waffensteuerungscomputer 14 mit einer Stromversorgungseinheit 143 versehen, die die erste Startvorrichtung 10 und die zweite Startvorrichtung 12 mit elektrischer Energie versorgt.
Der Waffensteuerungscomputer 14 weist weiterhin eine Bedieneinheit 144 für das Flugkörperstartgerät 1 auf, mittels der das Flugkörperstartgerät 1 direkt bedienbar ist. Schließlich ist der Waffensteuerungscomputer 14 noch mit einer internen Diagnoseeinheit 145 versehen.
Die zentrale Rechnereinheit 140 des Waffensteuerungscomputers 14 ist mit einer im Flugkörperstartgerät 1 vorgesehenen Navigations- und Lokalisierungseinheit 15 verbunden, beispielsweise über eine serielle Schnittstelle 146 des Waffensteuerungscomputers 14.
Der Waffensteuerungscomputer 14 ist über eine Datenleitung, beispielsweise eine Ethernet-Leitung, mit einem tragbaren Wartungshilfegerät 11 des Flugkörperstartgeräts 1 verbunden. Der Waffensteuerungscomputer 14 ist außerdem über eine Datenleitung, beispielsweise eine Ethernet-Leitung, mit einer Stromversorgungseinheit 13 des Flugkörperstartgeräts 1 verbunden. Schließlich ist der Waffensteuerungscomputer 14 über eine weitere Datenleitung, beispielsweise ebenfalls eine Ethernet-Leitung, mit einer Hydrauliksteuerungseinrichtung 17 verbunden, die auf die Startvorrichtungen für die Flugkörper einwirkt und diese für den Start des Flugkörpers in einer vorgegebenen Weise ausrichtet. Die hydraulische Steuerungseinrichtung 17 steuert weiterhin die Bewegungen eines Antennenmastes, auf dem die Empfangsantenne 160 sowie gegebenenfalls auch eine Sprechfunkempfangsantenne zum Empfang der über die Sprechfunkverbindung 34 an den Sprechfunk-Sender-Empfänger 36 gesandten Signale ausgebildet ist. Zur Steuerung dieses Antennenmastes steht die hydraulische Steuerungseinrichtung 17 über eine, beispielsweise serielle, Datenverbindung mit einer Antennensteuerungs-Bedientafel 18 in einer Datenübertragungsverbindung.
Die zentrale Rechnereinheit 140 des Waffensteuerungscomputers 14 ist weiterhin über eine Datenverbindung 147, beispielsweise über eine Ethernet-Verbindung oder über einen internen Datenbus, mit einem in das Flugkörperstartgerät 1 integrierten Kommunikationssystem 16 verbunden. Über das Kommunikationssystem 16 kommuniziert eine externe Waffensystemzentrale 3 mit dem Waffensteuerungscomputer 14.
Die Kommunikation zwischen der Waffensystemzentrale 3 und dem Flugkörperstartgerät 1 kann auf drei unterschiedliche Weisen erfolgen, nämlich entweder über eine zur Datenübertragung ausgebildete Funkverbindungsstrecke 30, kabelgebunden über eine Datenleitungsverbindung 32 oder über eine Sprechfunkverbindung 34, die zu einem Sprechfunk-Sender-Empfänger 36 im Trägerfahrzeug 2 führt und über die Befehle an eine auf oder am Trägerfahrzeug 2 befindliche Bedienperson übertragen werden, die diese Befehle dann manuell über die Bedieneinheit 144 in den Waffensteuerungscomputer 14 eingibt.
Das Kommunikationssystem 16 ist zum Empfang der über die drahtlose Kommunikationsverbindung 30 gesendeten Signale mit einem Antennenelement 160 und einer Sender-Empfänger-Einheit 162 versehen. Des Weiteren weist das Kommunikationssystem 16 einen Kommunikationsrechner 164 auf, der einerseits mit der Sender-Empfänger-Einheit 162 und andererseits über die interne Datenleitung 147 mit der zentralen Rechnereinheit 140 des Waffensteuerungscomputers 14 verbunden ist. Der Kommunikationsrechner 164 ist mit zumindest einem verschlüsselt arbeitenden Platinenrechner 165 und zumindest einem unverschlüsselt arbeitenden Platinenrechner 166 sowie mit einem Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsgerät 167 versehen.
Das in Fig. 1 gezeigte Flugkörperstartgerät 1 empfängt somit Befehle von einer Waffensystemzentrale 3 und setzt diese Befehle in Steuerungsbefehle für die Startvorrichtungen 10, 12 und die an ihnen angebrachten Flugkörper um. Weiterhin meldet das Flugkörperstartgerät interne Zustandsdaten sowie Rückmeldungen der Flugkörper an die Waffensystemzentrale.
Dieser operationelle Betriebsablauf muss zuverlässig und ohne Störungen erfolgen, damit die entsprechende Mission nicht gefährdet wird. Damit diese Zuverlässigkeit gewährleistet ist, muss ein solches Flugkörperstartgerät, insbesondere in Friedenszeiten, nicht nur nach der Herstellung und Auslieferung an den Kunden, sondern auch turnusmäßig während einer späteren ungenutzten Verweildauer überprüft werden. Insbesondere auch unmittelbar vor einem operationellen Einsatz ist das Flugkörperstartgerät 1 zu testen, um sicherzustellen, dass es für einen fehlerfreien operationellen Betrieb geeignet ist.
Um diese Einsatzfähigkeit des Flugkörperstartgeräts 1 zu gewährleisten, ist erfindungsgemäß eine Prüf- und Testvorrichtung 4 vorgesehen, die nachstehend unter Bezugnahme auf die weiteren Figuren erläutert wird.
Fig. 2 zeigt eine erste Variante der mit dem Flugkörperstartgerät 1 verbundenen Prüf- und Testvorrichtung 4.
Die Prüf- und Testvorrichtung 4 weist einen Prüf- und Testcomputer 40, eine Flugkörpersimulationseinheit 42 und eine Datenübertragungseinrichtung 44 auf. Die Flugkörpersimulationseinheit 42 und die Datenübertragungseinrichtung 44 sind jeweils über eine Datenübertragungsverbindung 41, 43, beispielsweise jeweils ein Datenübertragungskabel, mit dem Prüf- und Testcomputer 40 zur Datenübertragung verbunden.
Die Flugkörpersimulationseinheit 42 weist eine Signal-Adaptionseinrichtung 46 auf, die mit einem Simulationscomputer 48 der Flugkörpersimulationseinheit 42 zur Datenübertragung verbunden ist. Die Signal-Adaptionseinrichtung 46 ist weiterhin ausgebildet, um mit den Kommunikationsanschlüssen 101, 102, 103, 104, 121, 122, 123, 124 der Startvorrichtung 10, 12 zur Datenübertragung verbunden werden zu können. In der Signal-Adaptionseinrichtung 46 werden die im Simulationscomputer 48 generierten Signale derart angepasst, dass der Waffensteuerungscomputer 14 des Flugkörperstartgeräts 1 nicht feststellen kann, dass anstelle eines echten Flugkörpers lediglich ein Flugkörpersimulator angeschlossen ist. Der Simulationscomputer 48 ist mit dem Prüf- und Testcomputer 40 verbindbar und wird von diesem konfiguriert und gesteuert.
Die Datenübertragungseinrichtung 44 ist mit einem Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsgerät 440 und einer Sende-/Empfangseinrichtung 442 versehen, die miteinander und mit dem Prüf- und Testcomputer 40 verbunden sind. Die Sende-/Empfangseinrichtung 442 ist darüber hinaus mit einer Antenne 444 verbunden, von der eine drahtlose Datenübertragungsverbindung 446 zum Antennenelement 160 der Sender-Empfänger-Einheit 160 des Kommunikationssystems 16 des Flugkörperstartgeräts 1 gebildet ist.
Der Prüf- und Testcomputer 40 kommuniziert über die Datenübertragungsverbindung 446 und über das Kommunikationssystem 16 des Flugkörperstartgeräts 1 mit der zentralen Rechnereinheit 140 des Waffensteuerungscomputers 14. Gleichzeitig kommuniziert der Prüf- und Testcomputer 40 über die Datenübertragungsverbindung 41 mit der Flugkörpersimulationseinheit 42, die gegenüber dem Waffensteuerungscomputer 14 das Vorhandensein eines oder mehrerer Flugkörper simuliert. In dem in Fig. 2 gezeigten Beispiel simuliert die Flugkörpersimulationseinheit 42 das Vorhandensein der vier in Fig. 1 gezeigten Flugkörper 12A, 12B, 12C und 12D.
Mit dem in Fig. 2 dargestellten Prüf- und Testaufbau kann eine den operationellen Einsatz repräsentierende Funktionssequenz durchlaufen werden, die einen lokalen Hochlauf des Flugkörperstartgeräts 1, dessen Verbindungsaufnahme zu der vom Prüf- und Testcomputer 40 simulierten externen Waffensystemzentrale, die Fernsteuerung des Flugkörperstartgeräts 1 durch die simulierte Waffensystemzentrale sowie die Auslösung und Durchführung der Flugkörper-Startsequenz der von der Flugkörpersimulationseinheit 42 simulierten Flugkörper umfasst. Bei diesen Tests können beispielsweise sicherheitskritische Funktionen wie zum Beispiel die Erkennung und Behandlung von Misfire- oder Hangfire-Situationen geprüft werden. Dabei werden die originalen, operationellen Funktionsketten und Abläufe sowie Selbsttestfunktionen aktiviert und durchlaufen.
Treten bei einem solchen Test Fehler auf, so werden vom Prüf- und Testcomputer 40 entsprechende Fehlermeldungen über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle dem Bedienpersonal zur Kenntnis gegeben, beispielsweise auf einem Bildschirm angezeigt.
Neben der in Fig. 2 dargestellten drahtlosen Anbindung des Prüf- und Testcomputers 40 an das Flugkörperstartgerät 1, bei der die Datenübertragung auf der drahtlosen Datenübertragungsverbindung 446 verschlüsselt erfolgt, gibt es noch weitere Möglichkeiten, die Prüf- und Testvorrichtung 4 mit dem Flugkörperstartgerät 1 zu verbinden.
Fig. 3 zeigt eine Variante, bei der zusätzlich zu der verschlüsselten Datenübertragung über die drahtlose Datenübertragungsverbindung 446 eine Datenleitung 401 von einer Breakout-Box 147' in der die zentrale Rechnereinheit 140 des Waffensteuerungscomputers 14 mit dem Kommunikationsrechner 164 des Kommunikationssystems 16 verbindenden Datenverbindung 147 über eine Monitoring-Datenleitung 400 zu einer Monitoring- und Datenaufzeichnungseinrichtung 45 des Prüf- und Testcomputers 40 führt. Über diese Verbindung kann der über die interne Datenverbindung 147 des Flugkörperstartgeräts 1 laufende Datenverkehr vom Prüf- und Testcomputer 40 überwacht und aufgezeichnet werden.
Des Weiteren werden über eine den Waffensteuerungscomputer 14 mit der Monitoring-Datenleitung 400 verbindende Datenleitung 402 die im Inneren des Waffensteuerungscomputers 14 ablaufenden Datenströme überwacht und aufgezeichnet.
Diese beiden vorgenannten Überwachungen und Aufzeichnungen der internen Datenströme des Flugkörperstartgeräts 1 erweitern die Prüf- und Testvorrichtung 4 dahingehend, dass nicht nur die von außen erfassbaren Aktionen und Reaktionen des Flugkörperstartgeräts 1, wie beispielsweise Rückmeldungen an die externe Waffensystemzentrale oder die Kommunikation mit den von der Flugkörpersimulationseinheit 42 simulierten Flugkörpern betrachtet werden können, sondern gleichzeitig auch die dazu korrelierten internen Datenströme des Flugkörperstartgeräts 1 überwacht und aufgezeichnet werden können. Dadurch werden insbesondere beim Auftreten von Fehlern tiefere Einblicke in die Prozessabläufe im Flugkörperstartgerät 1 gewonnen, was die Fehleranalyse erleichtert.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform sind eine Mehrzahl von Flugkörpersimulationseinheiten 42' vorgesehen, die jeweils einen einzelnen Flugkörper simulieren. Die einzelnen Flugkörpersimulationseinheiten 42' sind über einen Router 42" mit dem Prüf- und Testcomputer 40 verbunden, so dass vom Prüf- und Testcomputer 40 jeweils eine Flugkörpersimulationseinheit 42' gezielt anwählbar und mit dem Prüf- und Testcomputer 40 zur Datenübertragung verbindbar ist. Diese hier bei der Ausführungsform der Fig. 3 beispielhaft dargestellte Variante mit einer Vielzahl von individuell anwählbaren Flugkörpersimulationseinheit 42' kann selbstverständlich auch bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen des Prüf- und Testaufbaus vorgesehen sein.
Fig. 4 zeigt einen alternativen Prüf- und Testaufbau, bei welchem die Datenübertragungseinrichtung 44 der Prüf- und Testvorrichtung 4 nicht drahtlos mit dem Kommunikationssystem 16 des Flugkörperstartgeräts 1, sondern über eine Datenübertragungsleitung 448 verbunden ist, die eine verschlüsselte, kabelgeführte Kommunikation des Prüf- und Testcomputers 40 mit dem Flugkörperstartgerät 1 ermöglicht. Bei dieser Variante sind die Antennen 444 und 160 sowie die drahtlose Datenübertragungsverbindung 446 ausgekoppelt, so dass die Funkverbindung als mögliche Fehlerquelle ausgeschaltet ist.
Eine weitere Alternative gemäß Fig. 5 zeigt eine Anbindung der Datenübertragungseinrichtung 44 der Prüf- und Testvorrichtung 4 über eine Datenübertragungsleitung 449, beispielsweise eine Ethernetverbindung, an den Kommunikationsrechner 164 des Kommunikationssystems 16 des Flugkörperstartgeräts 1. Über diese Datenleitung 449, die beispielsweise als Ethernetverbindung ausgestaltet sein kann, erfolgt eine verschlüsselte Datenübertragung zwischen dem Prüf- und Testcomputer 40 und dem verschlüsselt arbeitenden Platinenrechner 165 des Kommunikationsrechners 164.
Eine alternative Variante zu dem in Fig. 5 gezeigten Prüf- und Testaufbau ist in Fig. 6 dargestellt, wobei die Datenübertragungsleitung 449' nicht mit dem verschlüsselt arbeitenden Platinenrechner 165, sondern mit dem unverschlüsselt arbeitenden Platinenrechner 166 verbunden ist, so dass über die Datenleitung 449 unverschlüsselte Signale zwischen dem Kommunikationsrechner 164 und dem Prüf- und Testcomputer 40 übertragen werden.
Eine weitere Alternative zeigt Fig. 7, wobei hier die Kommunikation zwischen dem Prüf- und Testcomputer 40 und dem Flugkörperstartgerät 1 über die drahtlose Datenübertragungsverbindung 446 wie im Beispiel der Fig. 2 und auch über die Flugkörpersimulationseinheit 42 erfolgt. Zusätzlich zu der Variante gemäß Fig. 2 ist bei der Variante gemäß Fig. 7 eine Telemetriedatenverbindung 450 vorgesehen, die eine Telemetriedatenschnittstelle 148 des Waffensteuerungscomputers 14 unmittelbar mit dem Prüf- und Testcomputer 40 verbindet. Über diese Telemetriedatenverbindung 450 können intern verarbeitete Daten des Flugkörperstartgeräts 1 direkt und unverschlüsselt an den Prüf- und Testcomputer 40 gesandt werden, so dass der Prüf- und Testcomputer 40 nicht nur über die nach außen wirkenden Datenverbindungen (drahtlose Datenübertragungsverbindung 446 und die Datenübertragungsverbindungen zur Flugkörpersimulationseinheit 42) einen Black-Box-Test durchführen kann, sondern mittels der zusätzlich erhaltenen Telemetriedaten auch in den internen Datenverkehr des Flugkörperstartgeräts 1 Einsicht nehmen kann und somit einen sogenannten White-Box-Blick auf die Aktivitäten des Flugkörperstartgeräts 1 erlangt ohne dass am Flugkörperstartgerät spezielle Breakout-Boxen wie beispielsweise 147' in Fig.3 eingebaut werden müssen.
Der Aufbau gemäß Fig. 7 vereinigt somit in der Prüf- und Testvorrichtung 4 nicht nur einen Simulator für die externe Waffensystemzentrale (gebildet durch den Prüf- und Testcomputer 40) und einen Simulator für die Flugkörper (gebildet durch die Flugkörpersimulationseinheit 42), sondern auch eine Analysevorrichtung für die Telemetriedaten, die ebenfalls vom Prüf- und Testcomputer 40 gebildet ist.
Mittels des Simulators für die externe Waffensystemzentrale (gebildet durch den Prüf- und Testcomputer 40) und der Flugkörpersimulationseinheit 42 werden die externen Schnittstellen des Flugkörperstartgeräts 1 stimuliert. Das Verhalten der simulierten externen Waffensystemzentrale und der Flugkörpersimulationseinheit 42 ist über die auf dem Prüf- und Testcomputer 40 ablaufende Prüf- und Testsoftware konfigurierbar, so dass die gemessene Ist-Reaktion des Flugkörperstartgeräts 1 gegen die konfigurierte Soll-Reaktion an den externen Schnittstellen geprüft werden kann. Dies entspricht der sogenannten Black-Box-Sicht.
Mittels der Analysevorrichtung für die Telemetriedaten, die ebenfalls als Software auf dem Prüf- und Testcomputer 40 implementiert ist, wird der interne Datenverkehr des Flugkörperstartgeräts 1 nach außen transparent, ohne dass hierfür spezielle Vorrichtungen, wie zum Beispiel das Anschließen besonderer Kabel erforderlich ist. Die Telemetriedaten können beispielsweise auch drahtlos an den Prüf- und Testcomputer übertragen werden. Die in die Software implementierte Analysevorrichtung für die Telemetriedaten ermöglicht bei einer externen Stimulation, die durch den Prüf- und Testcomputer 40 und die Flugkörpersimulationseinheit 42 auf das Flugkörperstartgerät 1 aufgebracht wird, die Prüfung, ob der interne Informationsfluss im Flugkörperstartgerät 1 die externe Stimulation nicht korrekt abbildet. Diese sogenannte White-Box-Sicht ermöglicht die Funktionsüberprüfung nicht nur anhand der externen Reaktionen und Rückantworten sondern auch zusätzlich durch die Überprüfung der internen Abläufe sowie im Fehlerfall die Ermittlung der internen Fehlerursachen.
Diese Kombination aus Black-Box-Sicht und White-Box-Sicht ermöglicht eine wesentlich verbesserte Prüftiefe gegenüber der im bisherigen Stand der Technik bekannte Black-Box-Testmethode. Bisher ist es üblich gewesen, zum Erzielen einer White-Box-Sicht spezielle Messaufnehmer, zum Beispiel einen Datenmonitor, in das zu prüfende Objekt (hier das Flugkörperstartgerät 1) einzubauen, wodurch jedoch das zu prüfende Flugkörperstartgerät 1 verändert wird. Gemäß der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform wird jedoch eine im Flugkörperstartgerät 1 bereits vorhandene Telemetrieschnittstelle genutzt und in den gesamten Prüfaufbau durch Herstellung einer Datenverbindung mit dem Prüf- und Testcomputer 40 eingebunden, so dass der Prüfling (Flugkörperstartgerät) nicht verändert werden muss.
Die Telemetrieschnittstelle kann aktivierbar und deaktivierbar ausgebildet sein, wobei sie zum Beispiel dann aktiv ist, wenn die Prüf- und Testvorrichtung 4 mit dem Flugkörperstartgerät 1 verbunden ist und wobei sie dann deaktiviert ist, wenn das Flugkörperstartgerät in dem in Fig. 1 dargestellten operationellen Verbund mit der externen Waffensystemzentrale 3 und den am Flugkörperstartgerät 1 angebrachten Flugkörpern interagiert. Dabei kann die Aktivierung der Telemetrie-Schnittstelle automatisch erfolgen, indem das Flugkörperstartgerät 1 automatisch erkennt, ob die Prüf- und Testvorrichtung 4 angeschlossen ist.
Die Qualität der mit der Prüf- und Testvorrichtung 4 gemäß dem Aufbau in Fig. 7 durchgeführten Prüfungen und Tests steigt dadurch gegenüber einer reinen Black-Box-Betrachtung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, erheblich an.
Bezugszeichen in den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfindung und sollen den Schutzumfang nicht einschränken.

Bezugszeichenliste

Es bezeichnen:

1: Flugkörperstartgerät
2: Trägerfahrzeug
3: externe Waffensystemzentrale
4: Prüf- und Testvorrichtung
10: Startvorrichtung
10A: Flugkörper
10B: Flugkörper
10C: Flugkörper
10D: Flugkörper
11: Wartungshilfegerät
12: Startvorrichtung
12A: Flugkörper
12B: Flugkörper
12C: Flugkörper
12D: Flugkörper
13: Stromversorgungseinheit
14: Waffensteuerungscomputer
15: Navigations- und Lokalisierungseinheit
16: Kommunikationssystem
17: Hydrauliksteuerungseinrichtung
18: Antennensteuerungs-Bedientafel
30: Funkverbindungsstrecke
32: Datenleitungsverbindung
34: Sprechfunkverbindung
36: Sprechfunk-Sender-Empfänger
40: Prüf- und Testcomputer
41: Datenübertragungsverbindung
42: Flugkörpersimulationseinheit
42': Flugkörpersimulationseinheiten
42": Router
43: Datenübertragungsverbindung
44: Datenübertragungseinrichtung
45: Datenaufzeichnungseinrichtung
46: Signal-Adaptionseinrichtung
48: Simulationscomputer
100: elektrische Anschlusseinrichtung
101: Kommunikationsanschluss
102: Kommunikationsanschluss
103: Kommunikationsanschluss
104: Kommunikationsanschluss
120: elektrische Anschlusseinrichtung
121: Kommunikationsanschluss
122: Kommunikationsanschluss
123: Kommunikationsanschluss
124: Kommunikationsanschluss
140: zentrale Rechnereinheit
141: erstes Flugkörperschnittstellenmodul
142: zweites Flugkörperschnittstellenmodul
143: Stromversorgungseinheit
144: Bedieneinheit
145: Diagnoseeinheit
146: serielle Schnittstelle
147: Datenverbindung
148: Telemetriedatenschnittstelle
160: Antennenelement
162: Sender-Empfänger-Einheit
164: Kommunikationsrechner
165: verschlüsselt arbeitender Platinenrechner
166: unverschlüsselt arbeitender Platinenrechner
167: Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsgerät
401: Datenleitung
402: Datenleitung
440: Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsgerät
442: Sende-/Empfangseinrichtung
444: Antenne
446: drahtlose Datenübertragungsverbindung
448: Datenübertragungsleitung
449: Datenleitung
449': Datenübertragungsleitung
450: Telemetriedatenverarbeitung

L: Launcher

Claims

Prüf- und Testvorrichtung für ein Flugkörperstartgerät (1), das zumindest eine Startvorrichtung (10; 12) für zumindest einen Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) und einen dieser zugeordneten und von einer Waffensystemzentrale (3) steuerbaren Waffensteuerungscomputer (14) aufweist, auf dem ein Steuerungsprogramm für den Start des Flugkörpers ablaufbar installiert ist,
wobei die Startvorrichtung (10; 12) zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung (100; 120) aufweist, die zur Datenübertragung mit dem Waffensteuerungscomputer (14) verbunden ist und die dem zumindest einen Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) zugeordnet und mit diesem verbindbar ist und Kommunikationsanschlüsse (101, 102, 103, 104; 121, 122, 123, 124) zur unidirektionalen und/oder bidirektionalen Datenübertragung zum Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) aufweist,
wobei die Prüf- und Testvorrichtung aufweist:
- einen Prüf- und Testcomputer (40), der als Simulator für zumindest einen Teil der Funktionen der Waffensystemzentrale (3) ausgebildet und zur Datenübertragung mit dem Waffensteuerungscomputer (14) verbindbar ist; und

- zumindest eine mit dem Prüf- und Testcomputer (40) zum Datenaustausch verbundene Flugkörpersimulationseinheit (42) mit einem Simulationscomputer (48), der von dem Prüf- und Testcomputer (40) zur Erzeugung von Simulationssignalen steuerbar ist, und mit einer Signal-Adaptionseinrichtung (46), die mit dem Simulationscomputer (48) zur Datenübertragung verbunden ist und die mit den Kommunikationsanschlüssen (101, 102, 103, 104; 121, 122, 123, 124) der elektrischen Anschlusseinrichtung (100; 120) der Startvorrichtung (10; 12) zur Datenübertragung verbindbar ist.
Prüf- und Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Prüf- und Testcomputer (40) mit einer Datenübertragungseinrichtung (44) zur Datenübertragung verbunden ist, die mit dem Waffensteuerungscomputer (14) zur Datenübertragung drahtlos oder drahtgebunden verbindbar ist.
Prüf- und Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Prüf- und Testcomputer (40) mit dem Waffensteuerungscomputer (14) über eine Datenleitung zur Datenübertragung direkt verbindbar ist.
Prüf- und Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Prüf- und Testcomputer (40) mit einer Telemetriedatenschnittstelle (148) des Waffensteuerungscomputers (14) zur Datenübertragung verbindbar ist.
Einheit aus einem Flugkörperstartgerät, das zumindest eine Startvorrichtung (10; 12) für zumindest einen Flugkörper und einen dieser zugeordneten Waffensteuerungscomputer (14) aufweist, auf dem ein Steuerungsprogramm für den Start des Flugkörpers ablaufbar installiert ist,
und wobei die Startvorrichtung (10; 12) mit zumindest einer elektrischen Anschlusseinrichtung (100; 120) versehen ist, die zur Datenübertragung mit dem Waffensteuerungscomputer (14) verbunden ist und die dem zumindest einen Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) zugeordnet und mit diesem verbindbar ist und Kommunikationsanschlüsse (101, 102, 103, 104; 121, 122, 123, 124) zur unidirektionalen und/oder bidirektionalen Datenübertragung zum Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) aufweist, und einer Prüf- und Testvorrichtung (4) nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Verfahren zum Prüfen und/oder Testen der Funktionsfähigkeit eines Flugkörperstartgeräts, das zumindest eine Startvorrichtung (10; 12) für zumindest einen Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) und einen dieser zugeordneten Waffensteuerungscomputer (14) aufweist, auf dem ein Steuerungsprogramm für den Start des Flugkörpers ablaufbar installiert ist, wobei die Startvorrichtung (10; 12) zumindest eine elektrische Anschlusseinrichtung (100; 120) aufweist, die zur Datenübertragung mit dem Waffensteuerungscomputer (14) verbunden ist und die dem zumindest einen Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) zugeordnet und mit diesem verbindbar ist und Kommunikationsanschlüsse (101, 102, 103, 104; 121, 122, 123, 124) zur unidirektionalen und/oder bidirektionalen Datenübertragung zum Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) aufweist, mit einer Prüf- und Testvorrichtung (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Simulieren zumindest eines Teil der Funktionen der Waffensystemzentrale (3) mittels des mit dem Waffensteuerungscomputer (14) verbundenen Prüf- und Testcomputers (40),

Umsetzen der simulierten Funktionen der Waffensystemzentrale (3) mittels des Waffensteuerungscomputers (14) in Steuerungsbefehle für den Flugkörper (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) und Simulieren der Funktionen des Flugkörpers (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) mittels der Flugkörpersimulationseinheit (42), wobei das Simulieren der Funktionen des Flugkörpers (10A, 10B, 10C, 10D; 12A, 12B, 12C, 12D) ein Erzeugen von Simulationssignalen mittels des Simulationscomputers (48) der Flugkörpersimulationseinheit (42) und eine Anpassung der Simulationssignale mittels der Signal-Adaptionseinrichtung (46) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Signal-Adaptionseinrichtung (46) die durch den Simulationscomputer (48) der Flugkörpersimulationseinheit (42) erzeugten Simulationssignale derart anpasst, dass mittels des Waffensteuerungscomputers (14) nicht feststellbar ist, ob ein Flugkörper oder die Flugkörpersimulationseinheit (42) an die Kommunikationsanschlüsse (101, 102, 103, 104; 121, 122, 123, 124) der Startvorrichtung (10, 12) angeschlossen ist.