KR20190090401A

KR20190090401A - 스토어 통신 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20190090401A
Application number: KR1020197020295A
Authority: KR
Inventors: 제임스 에이치. 주니어 스틴슨; 데이비드 엠. 길스피; 데렉 피. 자니악
Original assignee: 배 시스템즈 인포메이션 앤드 일렉트로닉 시스템즈 인티크레이션, 인크.
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2019-08-01
Also published as: SA519402049B1; EP3551959A1; US10077970B2; KR102035632B1; EP3551959A4; AU2017378131B2; JP2020502464A; JP6696054B2; US20180164076A1; AU2017378131A1; WO2018111764A1

Abstract

단선 엄빌리컬 케이블을 통해 호스트와 스토어 사이에 파워 및/또는 데이터를 전송하는 시스템이 기술된다. 시스템은 호스트 및 그와 통신하도록 동작하는 스토어 사이에서 파워 및 데이터 양자 모두의 전송을 허용하도록 구성되는 호스트-스토어 인터페이스를 포함한다. 스토어는 마이크로콘트롤러, 및 마이크로콘트롤러에 동작가능하도록 커플링되고, 스토어의 추가적인 전자 시스템이 파워온되도록 요구하지 않으면서, 마이크로콘트롤러가 파워온되게 하며, 호스트에 의해 전송된 데이터를 수신하고 그 메모리 내에 저장하게 하도록 구성되는, 메모리를 포함한다. 이러한 데이터는 추후의 풀 파워-온 시에, 스토어에 탑재된 미리 프로그래밍된 시스템 내에 통합되어, 발사 이전에 스토어를 파워온하지 않고서 스토어의 재프로그래밍을 허용할 수 있다.

Description

스토어 통신 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2016 년 12 월 12 일 출원된 미국 특허 출원 번호 제 15/ 376,014 호에 대한 우선권을 주장하는데, 이것은 그 전체가 원용에 의하여 본원에 통합된다.

본 발명은 호스트로부터 정밀 유도탄과 같은 미션 스토어로 정보를 전송하는 것에 관한 것이고, 일 예에서는, 적어도, 데이터 전송 및 고장 검출을 위하여 호스트를 발사체 탄두로 연결하기 위한 인터페이스에 관한 것이다.

유도식 발사체를 호스팅하는 현존하는 호스트는, 호스트에 전기적으로 그리고 통신하도록 연결되는 유도식 발사체를 필요로 하는데, 호스트는 항공기, 무인 항공기(UAV), 헬리콥터, 제트기, 위성 또는 지상 기초 추적 시스템, 또는 다른 지상, 공중, 우주 또는 수상 운송체일 수 있다. 이러한 현재의 호스트에 따르면, 발사체를 발사하도록 결정하기 전에 그리고 미션에 중요한 데이터의 전송과 같은 데이터 전송 중에, 발사체는 호스트의 또는 발사체의 내부 파워 중 하나에 의해 파워온되어야 한다.

비록 발사체가 파워온될 것을 요구하지 않고서 이러한 통신이 일어나게 하는 방법들이 존재하지만, 이미 항공기에서 널리 사용되고 있는, 호스트 항공기와 유도식 발사체 사이의 현존하는 단선 인터페이스 코드를 활용하여 이를 수행하는 것은 훨씬 더 어렵다. 이러한 목적을 임의의 현존하는 인터페이스 성능을 제한하지 않으면서 달성하는 것은 훨씬 더 어렵다.

구형 시스템의 현재의 기능을 한정하지 않으면서 이들과의 호환성을 유지하는 것이 중요하지만, 단일 케이블 인터페이스를 계속 사용하는 것과 달리 추가적인 케이블 또는 다콘택 인터페이스 케이블을 사용하는 것은, 이러한 솔루션이 흔히 악조건이 되는 발사 시에 기계적으로 더 복잡한 연결해제 프로세스를 요구하기 때문에 역시 많은 문제점이 있다.

더욱이, 현재의 단일-케이블 인터페이스 데이터 전송 솔루션은 발사체가, 발사의 취소 또는 문제가 있는 발사체를 발사 결정 전에 교체하도록 보장할 수 있는 불리한 상태 이슈를 상대적으로 간단한 인터페이스를 거쳐 통신하도록 허용하지 않으며, 솔루션들은 발사 시에 여러 연결과 상대적으로 복잡한 연결해제 시퀀스를 요구하여 이러한 정보를 제공할 수 있다.

추가적으로, 현대의 레이저-유도식 미사일은 통상적으로 타겟을 "마크"하기 위하여 레이저 지시기(laser designator)에 의존하고 있다. 발사되면, 미사일은 레이저-지시 타겟을 찾고, 다양한 형태의 방향성 제어 기술을 사용하여 지시된 타겟에 도달한다. 다양한 플랫폼에 의해서 다수의 미사일을 동시에 발사할 수 있으려면, 이러한 레이저-지시기는, 다른 잠재적인 특성과 함께 매우 특정한 펄스 간격을 가지는 정밀 제어된 레이저-펄스를 생성한다. 각각의 미사일은 오직 특정한 펄스-간격에만 로킹되도록 프로그래밍된다. 이러한 펄스-간격은 통상적으로 발사 직전에 비행기에 미사일이 장착되는 중에 설정된다.

경우에 따라서는, 파일럿이 상이한 레이저 지시기에 로킹되도록 미사일을 재프로그래밍할 수 있으면 바람직할 수 있다. 이것이 상대적으로 복잡한 멀티-케이블 솔루션을 사용하여 가능하긴 하지만, 이것은 현재에는 단일-케이블 인터페이스를 거쳐서는 가능하지 않다. 더욱이, 현재로는 발사 전에 미사일을 턴온하지 않고서는 가능하지 않다.

더욱이, 현재의 항공기는 무게, 크기 및 파워가 제한되어, 발사 전 데이터 전송 및 발사체 상태 점검 및 보고와 같은 임의의 새로운 시스템에 의해 가능해지는 추가적인 기능성이 호스트 항공기에 높은 파워 수요를 일으키지 않도록 요구한다.

최근에는, 현재의 단일-케이블 정밀 유도식 발사체의 항공기-발사체 유도 및 무장 시스템 인터페이스는, 자유 관성 네비게이션 성능을 가능하게 하고, 상태 점검을 수행하거나 레이저 유도식 미사일을 레이저 지시기에 매칭하기 위해 사용되는 것과 같은 미사일 코드를 변경하기 위해서 요구되는 것과 같은 데이터의 전송을 현재로서는 지원하지 않는다. 정밀 유도식 무기의 일 예는 진보된 정밀 살상 무기 시스템(Advanced Precision Kill Weapon Systems; APKWS)이다.

이러한 시스템을 변경하는 것은 현재의 케이블 연결(cabling), 프로토콜 등에 이루어지는 변경이 최소가 되지 않으면 상대적으로 작업이 불가능한데, 그 이유는 구형 시스템이 널리 전개되어 있고 그들을 교체하려면 큰 비용이 들기 때문이다.

또한, 매우 제한될 수 있는 미사일의 파워를 보존하기 위하여, 미사일의 파워 소스를 발사 직전, 또는 심지어 발사 직후에만 가동시키는 것은 중요하다. 다양한 미사일에서는, 한번 가동되면 턴오프될 수 없고 상대적으로 짧은 시간 기간 내에 고갈될 수 있는 열배터리가 사용되어, 미사일의 온보드 파워 소스를 가동시키지 않고서 데이터를 전송하는 것이 훨씬 더 중요해질 수 있다.

그러므로, 발사체가 호스트 항공기의 파워 또는 발사체 자체의 내부 파워 중 어느 하나에 의하여 파워온되도록 요구하지 않으면서, 발사체가 발사 결정 전에 불리한 상태 이슈를 보고하고, 비행 중에 미사일 코드를 변경하며, 자유 관성 네비게이션 성능을 얻게 할, 발사체 및 지휘 본부 사이의 통신을 가능하게 하는 기법이 요구되는데, 이러한 시스템은 통신을 위해서 현존 엄빌리컬(umbilical) 코드를 활용하고, 이러한 항공기-발사체 연결을 역시 사용할 수 있는 현존하는 시스템의 기능성을 제한하지 않는다.

본 발명의 실시예의 하나의 목적은, 미션에 중요한 데이터를, 유도식 미사일에 호스트 항공기로의 전속의 연결을 거쳐 파워를 공급하지 않고, 또는 그 자신의 내부 파워에 의존하지 않고, 발사 결정 이전에 그리고 데이터 전송 중에 호스트 항공기로부터 유도식 미사일로 전송할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 실시예의 다른 목적은, 발사 결정 이전에 발사의 취소를 보장할 수 있는 불리한 상태 이슈를 미사일이 시그널링할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 실시예의 추가적인 목적은, 레이저-지시기를 레이저-유도식 미사일로 페어링하기 위하여 사용되는 미사일 코드가 비행 중에 변경될 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 실시예의 또 다른 목적은, 발사 전 데이터 전송 및 미사일 상태 점검을 위해서 호스트 항공기에 높은 파워가 필요하게 하지 않으면서 위의 목적들을 달성하는 것이다.

본 발명의 실시예의 또 다른 목적은, 자유 관성 네비게이션 성능을 위해 필요하고 GPS-지원 네비게이션이 장래에 추가되도록 지원하는 추가적인 기능을 포함하는 데이터의 전송을 지원하는 것이다.

본 발명의 실시예의 또 다른 목적은, 호스트 항공기와 유도식 미사일 사이의 현존하는 단선 인터페이스 엄빌리컬을 미션에 중요한 데이터를 전송하기 위해 활용하거나 채용함으로써, 임의의 현존 인터페이스 성능을 디스에이블하지 않고 그리고 발사 시에 기계적으로 복잡한 연결해제 프로세스를 요구할 추가적인 또는 다콘택 인터페이스 케이블을 요구하지 않으면서 위의 목적들을 달성하는 것이다.

이러한 목적들을 달성하는 데에, 간단한 인터페이스 및 현존하는 케이블과 기반구조로의 변화를 최소화하는 작은 변경들이, 정밀 유도식 무기 시스템과 풀 사전 파워를 가진 항공기 사이의 고-대역폭, 양-방향 통신보다 선호되었다.

관성 네비게이션을 가능하게 하기 위해서 사용될 수 있는, 자이로스코프로부터의 정보를 통합하는 능력이 항공기 발사 이전에 가능해지고 완료된다는 것도 역시 중요한데, 그렇지 않으면, 발사 전 자세를 결정하는 것보다 필연적으로 복잡하게 될 발사후 로켓 자세를 결정하기 위한 방법이 필요하게 될 것이다.

본 발명의 일 실시예는, 단선 엄빌리컬(umbilical) 케이블을 통해 호스트 항공기에 파워 및 데이터 중 적어도 하나를 전송하는 시스템으로서, 파워 및 데이터 중 적어도 하나를 상기 호스트 항공기에 전송하게 하도록 구성되는 호스트-스토어 인터페이스; 및 상기 호스트-스토어 인터페이스와 통신하도록 동작하는 스토어 - 상기 스토어는 상기 스토어에 동작하도록 연결되는 마이크로콘트롤러 및 메모리를 포함하고, 상기 마이크로콘트롤러는, 상기 스토어의 추가적인 전자 시스템이 파워온되도록 요구하지 않으면서, 상기 단선 엄빌리컬 케이블을 통해 상기 호스트-스토어 인터페이스로부터의 데이터에 의해 급전되고, 상기 데이터를 수신하며, 상기 데이터를 상기 메모리 내에 저장하도록 구성되는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는 상기 마이크로콘트롤러 및 상기 메모리는, 상기 호스트-스토어 인터페이스에 의해 상기 마이크로콘트롤러 및 상기 메모리에 제공된 데이터 신호로부터 파워를 유도하는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 더 나아가 실시예는, 상기 스토어의 사용 중에 상기 스토어에 의해 급전되도록 구성되며, 미리 프로그래밍된 데이터를 가지는 메모리를 포함하는 스토어 제어 시스템을 더 포함하는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는 상기 스토어 제어 시스템은, 파워온되면, 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리의 콘텐츠를 판독하고, 자신의 미리 프로그래밍된 데이터를 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리에 보유된 데이터로 교체하도록 구성되는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 스토어 제어 시스템이 스토어 유도 시스템을 포함하는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 마이크로콘트롤러는, 상기 스토어의 발사 전 테스트를 수행하고, 상기 발사 전 테스트를 통과하지 못하면 발사를 취소하도록 구성되는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 취소는, 상기 호스트-스토어 인터페이스의 파워 및 데이터 연결 중 적어도 하나를 접지로 단락시킴으로써 시그널링되는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 시스템이 사용 중에 상기 스토어에 전력을 제공하도록 구성되는 배터리를 더 포함하고, 배터리 활성화는 복합 메시징(complex messaging)에 의해 달성되어, 거짓 트리거링을 회피하는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 스토어에 데이터를 전송하는 것은, 상기 데이터를 변조하는 것, 및 상기 데이터를 퓨즈 설정을 위해서도 사용될 수 있는 기저대역 시간 지연 신호에 중첩시켜서, 상기 호스트와 상기 호스트에 보유된 스토어 사이에 추가적인 배선의 필요성을 최소화하는 것을 포함하는, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 스토어가 미션 스토어인, 파워 및 데이터 전송 시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시예는 호스트 항공기로부터 발사되기 전에 미션 스토어를 재프로그래밍하는 방법으로서, 데이터 신호를 상기 호스트 항공기로부터 마이크로콘트롤러로 전달하는 단계 - 상기 마이크로콘트롤러는 상기 스토어에 탑재되어 보유되고, 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리를 가지며, 상기 마이크로콘트롤러로 전달된 데이터 신호는 상기 마이크로콘트롤러에 파워도 전달함으로써, 상기 마이크로콘트롤러가 추가적 파워의 제공이 없이 동작하게 하는 것임 -; 상기 마이크로콘트롤러에 데이터를 통신하는 단계; 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리에 상기 데이터를 기입하는 단계; 상기 스토어에 보유되고 재프로그래밍되도록 이전에 프로그래밍된 메모리를 가지는 스토어 컴퓨터 시스템에서, 상기 스토어가 파워온되면, 상기 스토어 컴퓨터 시스템을 사용하여 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리로부터 상기 데이터를 판독하는 단계; 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리와 상기 스토어 컴퓨터 시스템의 이전에 프로그래밍된 메모리로부터 판독된 상기 데이터를 비교하는 단계; 및 상이한 데이터가 존재하면, 상기 스토어 컴퓨터 시스템의 이전에 프로그래밍된 메모리의 콘텐츠를 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리의 콘텐츠로 대체하는 단계를 포함하는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는, 데이터 및 파워의 전달은, 표준 단선 엄빌리컬을 사용하여 이루어지는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 배터리가 열배터리인, 미션 스토어 재프로그래밍 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 통신이 UAI/1760 버스를 사용하여 수행되는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 관련된 데이터가 관성 네비게이션 시스템 데이터를 포함하는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 스토어에 데이터를 통신하는 것은, 상기 데이터를 변조하는 것, 및 상기 데이터를 퓨즈 설정을 위해서도 사용될 수 있는 기저대역 시간 지연 신호에 중첩시켜서, 상기 호스트와 미션 스토어 사이에 추가적인 배선의 필요성을 최소화하는 것을 포함하는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예는, 호스트로부터의 발사 전에 미션 스토어의 무결성을 프로그램 명령을 가진 마이크로콘트롤러를 사용하여 검증하는 방법으로서, 파워 및 데이터를 마이크로콘트롤러로 운송하기 위하여 AC 파워/데이터 신호를 파워/데이터 회선 상에 생성하는 단계; 및 상기 마이크로콘트롤러를 사용하여 상기 미션 스토어에서 테스트를 수행하고, 상기 테스트를 통과하지 못하면, 상기 테스트를 통과하지 못했다는 것을 표시하는 신호를 상기 호스트에 제공하는 단계를 포함하는, 검증 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는, 상기 테스트를 통과하지 못했다는 것을 표시하는 상기 신호는, 상기 파워/데이터 회선을 접지에 접지시키는 것을 포함하고, 상기 방법은, 파워/데이터 회선의 AC 임피던스를 모니터링하는 단계; 단락이 검출되면, 발사를 방지하기 위하여 버스를 활용하고, 상기 파워/데이터 회선에서의 동작을 중단시키는 단계; 및 발사 약 1 초 전에, 상기 미션 스토어에 탑재된 배터리를 활성화하여 상기 미션 스토어를 파워온하는 단계를 포함하는, 검증 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예는, 파워 및 데이터를 전달하는 것은, 표준 단선 엄빌리컬 케이블을 거쳐 이루어지는, 검증 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예는, 통신이 UAI/1760 버스를 사용하여 수행되는, 검증 방법을 제공한다.

본 명세서에서 설명되는 특징과 장점은 포괄적인(all-inclusive) 것이 아니고, 특히, 많은 추가적인 특징과 장점이 도면, 명세서, 및 청구항을 기초로 당업자에게 명백해질 것이다. 더욱이, 명세서에서 사용되는 용어가 이론적으로 쉽게 읽히고 정보를 제공하기 위하여 주로 선택되었고, 본 발명의 기술 요지의 범위를 한정하려는 것이 아님에 주의해야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 항공기-탄두 데이터 인터페이스를 예시하는 블록도이다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 구성된 항공기-탄두 데이터 인터페이스의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도이다;
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 구성된 항공기-탄두 데이터 인터페이스의 상대적으로 고파워 버전의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 구성되고 통신을 위하여 듀얼 CSSI 및 MSI 모듈을 내장하는 항공기-탄두 데이터 인터페이스의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도이다;
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 구성되고, 항공기, 고정점에 대한 항공기, 타겟 및 중간 지점 위치 X, Y, 및 Z를 보여주는, 관성 네비게이션 타겟 데이터를 위한 좌표 프레임의 예시도이다;
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 구성되고 코인 전지를 내장하는 항공기-탄두 데이터 인터페이스의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도이다;
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 구성되고, 캐리지 스토어를 통한 스토어-항공기 및 항공기-스토어 통신을 허용하도록 구성되는 라우팅 네트워크 항공기 서브시스템 포트를 보여주는 블록도이다; 그리고
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 구성되고, 캐리지 스토어를 통한 스토어-항공기 및 항공기-스토어 통신을 허용하도록 구성되는 라우팅 네트워크 항공기 서브시스템 포트의 다른 구성을 보여주는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 명세서는 항공기(100)와 같은 호스트를 스토어로 연결하기 위한 개선된 인터페이스를 기술하는데, 스토어는 아이템이 비행 중에 항공기로부터 분리되도록 의도되는지 여부와 무관하게 내부 또는 외부 운반되도록 의도되고 항공기 서스펜션 및 투하 장비에 탑재되는 전파 방해 장비(electronic countermeasures; ECM), 야간 적외선 저고도 항법 및 표적추적(Low Altitude Navigation and Targeting Infrared for Night; LANTIRN), 연료 탱크와 같은 영구 디바이스, 및 폭탄, 로켓 및 미사일과 같은 디바이스를 포함하는 임의의 디바이스로서 폭넓게 규정된다.

스토어는 세 개의 카테고리, 즉 캐리지 스토어, 미션 스토어 및 디스펜서로 더욱 하위분할된다. 캐리지 스토어는, 스토어로서 비-영구적으로 항공기에 탑재되고, 다른 MIL-STD-1760 호환가능한 스토어(들)를 운반하도록 의도되는 서스펜션 및 투하 장비를 가리킨다. 캐리지 스토어는 단일 어댑터 및 다수의 스토어 캐리어 양자 모두를 포함한다. 파일론(Pylons) 및 일차 랙(예컨대 MAU-12 및 BRU-10)은 이러한 정의에서는 캐리지 스토어로 간주되지 않을 것이다.

미션 스토어란 캐리지 스토어 및 디스펜서를 제외한, 항공기의 특정 미션을 직접적으로 지원하는 모든 스토어를 가리킨다. 미션 스토어는 미사일, 로켓, 폭탄, 어뢰, 부표, 플레어(flares), 파드(pods), 연료 탱크, 핵 무기, 어뢰, 발사 소자(pyrotechnic devices), 소노부이(sonobuoys), 드론, 및 타겟 및 화물 낙하 컨테이너를 포함하지만 이것으로 한정되는 것은 아니다. 미션 스토어는 호스트 항공기(100)가 버스 제어기로서의 기능을 하는 BC-RT, RT-BC 및 RT-RT 메시지 전송이 가능한 임베딩된(1553) 원격 단말(remote terminal; RT)을 포함할 수 있다.

디스펜서는 비-영구적으로 항공기에 탑재되고, 채프(chaff) 및 플레어 디스펜서, 로켓 파드, 및 소탄약(small munition) 디스펜서를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아닌 장비를 포함한다.

현재의 시스템은 호스트와 미션 스토어 사이의 인터페이스를 제공한다. 본 명세서에서 사용되는 항공기(100)라는 용어는, 운송체의 표면에 가해지는 공기의 동적인 동작에 의하여 또는 자기 자신의 부력에 의해 유지되면서 공기에 의해 지지되도록 설계된 임의의 운송체를 망라하는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 용어는 고정익 및 가동익 항공기, 헬리콥터, 글라이더, 무인 항공기(UAV) 및 비행선을 포함하지만, 공중 발사 미사일, 로켓, 타겟 드론 및 비행식 폭탄과 같은 발사체는 제외한다. 본 발명의 실시예들이 항공기(100)에서의 그들의 용도 및 구성과 관련하여 설명되지만, 본 명세서에서 설명된 교시 내용이 지상 및 수상 운송체 및 우주-기초 시스템을 포함하는 다른 커맨드 센터 자산에도 동일하게 적용될 것이라는 것을 이해할 것이기 때문에 본 발명은 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

현존하는 인터페이스는 호스트 항공기(100)가 다른 미션 스토어들 중에서 탄두의 특정 패밀리에 연결되게 한다. 이러한 인터페이스는 항공기 스테이션 인터페이스(Aircraft Station Interface ASI)(102)와 탄두(112)의 전면 사이에서 연장되는 적어도 하나의 선을 통상적으로 포함한다. 이러한 선(200)은 퓨즈 기폭 지연 시간을 발사 전에 설정하기 위하여 기저대역의 저-주파수 신호를 탄두(100)까지 운반하도록 구성될 수 있다. 현재 사용 중인 진보된 정밀 살상 무기 시스템(APKWS) 미사일 유도 시스템과 같은 정밀 유도식 무기 시스템(116)의 변형예는 통상적으로 탄두(112)까지 직접적으로 인터페이스하지 않는다.

정밀 유도식 무기 시스템(116)의 장래의 구현형태는, 미션 중 적어도 일부를 위하여 관성 유도를 요구할 것으로 기대되는데, 이것은, 타겟 및 발사체의 상대적인 위치에 대한 정보를 포함하는 시간에 맞는 정보가 유도를 개시하기 전에 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 섹션에 이용가능해지도록 요구한다.

또한, 발사관에 적재된 후에 정밀 유도식 무기 시스템(116)에 할당된 레이저 코드를 변경할 수 있는 것이 바람직하다. 레이저 코드는 다양한 레이저-유도식 로켓에서 사용되어, 이러한 로켓이 특정한 레이저 지시기를 활용할 수 있게 하여, 상이한 목표의 타게팅이 동시에 발사된 로켓에 의해 이루어지게 한다. 이러한 데이터는 호스트 항공기(100) 데이터 버스(들)에서 용이하게 이용가능하지만, 이러한 추가적인 기능이 동작하게 하려면 데이터를 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 시스템에 보내기 위한 수단이 요구된다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구성된 항공기(100)-발사체(116) 데이터 인터페이스를 예시하는 블록도가 도시된다. 도 1에 따라 구성된 실시예들에서, 항공기(100)는 통상적으로 항공기 스테이션 인터페이스(ASI)(102)를 채용한다. ASI(102)는 미션 또는 캐리지 스토어가 연결되는, 항공기(100) 구조체 상의 인터페이스이다.

이러한 콘텍스트에서, 항공기-스토어 전기적 상호연결 시스템(Aircraft-Store Electrical Interconnection System; AEIS)은, 항공기(100) 상의 전기적, 그리고 가능하게는 광학 섬유인 인터페이스 및, 항공기(100)가 스토어에 에너지를 공급하고, 제어하며 채용하는 통로가 되는 스토어를 포함하는 시스템인 항공기-스토어 전기적 상호연결 시스템을 가리키기 위해 사용된다. AEIS는, 항공기(100)와 스토어 사이, 그리고 항공기(100)를 통해 하나의 스토어로부터 다른 스토어로 파워 및 데이터를 전송하기 위해 필요한 전기적 인터페이스를 포함한다.

이제 ASI(102)를 다시 살펴보면, 이러한 인터페이스는 보통, 도 2에 도시되는 바와 같이 항공기-스토어 엄빌리컬 케이블(200)의 항공기(100) 측에 있다. 일부 캐리지 구성, 예를 들어 레일 발사대는 엄빌리컬 케이블,(200)을 사용하지 않을 수도 있다. ASI(102) 위치는, 파일론, 등각 및 동체(conformal and fuselage) 하드 포인트, 내부 무기 베이 및 날개 끝을 포함한다.

엄빌리컬 케이블(200)은 ASI(102)를 미션 스토어 인터페이스(Mission Store Interface; MSI)(110)와 같은 스토어 커넥터에 직접적으로 연결하기 위해서 사용될 수 있다. MSI(110)는 미션 스토어를 시스템의 잔여 부분에 연결시키는 인터페이스이다. 다르게 말하면, 이것은 항공기(100) 또는 캐리지 스토어가 전기적으로 연결되는, 미션 스토어 구조체 상의 인터페이스이다. 이러한 인터페이스(110)는 항공기-스토어 엄빌리컬 케이블(200), 캐리지 스토어-미션 스토어 엄빌리컬 케이블(200), 또는 레일 발사대 케이블/커넥터 메커니즘의의 미션 스토어 측에 있다.

또한, ASI(102)는, 실시예들에서 그리고 통상적으로 엄빌리컬 케이블(200)을 통하여 캐리지 스토어 인터페이스(CSI)(104)에 연결될 수 있는데, 이것은 다수의 미션 스토어들을 연결하기 위하여 이루어질 수 있다. CSI(104)는 항공기(100)가 전기적으로 연결되는, 캐리지 스토어 구조체 상의 인터페이스이다. 이러한 인터페이스는 엄빌리컬 케이블(200)의 캐리지 스토어 측에 있다.

그러면, CSI(104)는 실시예들에서, UAI/1760 데이터일 수 있는 데이터를 해석하고, 실시예들에서 "미션 칩(212)"이라고도 불릴 수 있는 마이크로콘트롤러(114/212) 및 관련된 회로부(114) 및 정밀 유도식 무기 시스템 유도 시스템(116) 및 열배터리 기동기(Thermal Battery Initiator; TBI)(216/302)에 의해서 사용되도록 리포맷하는 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)에 연결된다.

그러면, CSI(104)는 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)을 통해 캐리지 스토어 스테이션 인터페이스(Carriage Store Station Interfaces; CSSI)(108)에 연결될 수 있다. CSSI(108)는 미션 스토어가 전기적으로 연결되는, 캐리지 스토어 구조체 상의 인터페이스이다. CSSI(108)는 보통 캐리지 스토어-미션 스토어 엄빌리컬 케이블(200)의 캐리지 스토어 측에 있다. 일부 캐리지 스토어, 예컨대 레일 발사대는 엄빌리컬 케이블(200)을 사용하지 않을 수 있고, 반면 일부 다른 케이블/커넥터 메커니즘을 사용한다.

그러면, 이러한 CSSI(108)는 보통은 엄빌리컬 케이블(200)을 통해 MSI(110)에 연결된다. 실시예들에서, CSSI(108)-MSI(110) 엄빌리컬(200)은 적절하게 차폐된 맨체스터-인코딩된 단선(Manchester-Encoded single wire)이다. 실시예들에서, 열배터리(TB) 개시 신호, 타겟에 대한 위치, 로켓 롤 클로킹(clocking), 로켓 오일러 각도, 로켓 헤딩(heading), 발사 전 로켓 속도, 및 퓨즈 시간 지연과 같은 데이터가 이러한 링크를 거쳐 전송될 수 있다.

사실상, 실시예들에서, 거의 모든 타입의 데이터가 엄빌리컬(200)을 거쳐 송신되고 마이크로-콘트롤러 및 관련 하드웨어(114)의 메모리 내에 저장될 수 있고, 이것은 실시예들에서, 데이터 신호 자체에 의해서 급전될 수 있다. 실시예들에서, 미사일 발사를 나타내는 가속력의 검출에 의해서 달성될 수 있는 미사일 활성화 시에, 정밀 유도식 무기 시스템(116)은 마이크로-콘트롤러 및 관련 하드웨어(114)의 메모리에 데이터가 있는지 점검하고, 존재할 경우 이러한 데이터를 자기 자신의 레지스터에 덮어쓰기하는데, 이것은 마이크로-콘트롤러 및 관련 하드웨어(114)가 발사 후에 프로그래밍 되었고, 발사 전에 정밀 유도식 무기 시스템(116)에 프로그래밍된 것보다 최신의 것이라는 가정에 기초한다.

예를 들어, 파일럿이 발사 후에 레이저-유도식 미사일이 로킹될 지시기를 변경하기 위해서 미사일 코드를 바꾸고자 한다면, 파일럿은 새로운 코드를 그의 항공기(100)의 컴퓨터 시스템에 입력할 것이다. 그러면, 항공기(100)는 이러한 신호를 엄빌리컬(200)을 거쳐 전송할 것이다. 실시예들에서, 신호 자체를 전송하는 것이, 이러한 하드웨어를 턴온하도록 마이크로-콘트롤러 및 관련 하드웨어(114)에 충분한 파워를 제공할 것이다. 이러한 정보가 수신되면, 마이크로-콘트롤러 및 관련 하드웨어(114)는 이러한 정보를 메모리에 기록할 것이다. 미사일 활성화 시에, 정밀 유도식 무기 시스템(116)은 마이크로-콘트롤러 및 관련 하드웨어(114)의 메모리를 스캔하고, 새로운 미사일 코드를 발견할 경우에는 미리 프로그래밍된 데이터를 덮어쓰기할 것이고, 따라서 발사 전에 미사일에 급전하지 않으면서, 그리고 상대적으로 더 복잡한 미사일 해제 프로시저를 요구할 상대적으로 복잡한 배선을 추가하지 않으면서 변경을 달성할 것이다.

이제 도 2를 참조하면, 본 발명의 상대적으로 낮은 파워 실시예에 따라 구성된, 항공기(100)-탄두(112) 데이터 인터페이스의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도가 도시된다. 이러한 실시예에서, 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은 엄빌리컬 케이블(200)을 통하여, 시간-지연 캡 차지 시스템(204)을 내부에 포함하는 탄두(112)를 기폭시키기 위한 지연 시간을 설정하기 위하여 사용되는 시간-지연 캡 차지 시스템에 연결된다. 필터(202)가 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)과 시간-지연 캡 차지 시스템(204) 사이에 삽입되어 탄두(122)의 시간-지연 퓨즈가 의도치 않게 설정되는 것을 방지할 수 있다.

실시예들에서, 기저대역 신호(208)는 시간-지연 캡 차지 시스템(204) 지연을 설정하기 위하여 사용된다. 일부 경우에, 기저대역 신호(208)는 시간-지연 캡 차지 시스템(204)의 시간 지연을 설정하기 위하여 사용될 수 있다. 그러면, 앞서 언급된 컴포넌트는 유도 결합 또는 다른 장치를 통해 잔여 컴포넌트에 연결된다. 구체적으로 설명하면, 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은 데이터 복구 모듈(206), 파워 복구 모듈(210) 및 마이크로콘트롤러(212)와 더욱 통신하는데, 마이크로콘트롤러는 호스트로부터 연결해제된 후 스토어를 급전하기 위하여 사용되는 ETBI 또는 TBI(216)와 통신하도록 동작한다. 마이크로콘트롤러(212)는 또한 데이터 복구(206) 및 파워 복구(210) 모듈과 직접적으로 통신하도록 동작한다. 이러한 실시예의 엄빌리컬 케이블(200)이 퓨즈 타이밍을 설정하는 데에 유용한 것으로 설명되지만, 이것은 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이 임의의 데이터를 송신하기 위해서도 역시 사용될 수 있다.

이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구성된, 탄약 열배터리가 기동되게 하는 단선 마이크로콘트롤러(212) 실시예의 구성요소들 사이의 전기적 연결 및 통신 연결을 보여주는 블록도가 도시된다. 도 2에 도시되는 다이어그램과 비교할 때, 스위칭되고, ETBI/TBI(216)와 통신하도록 동작하는 차지 펌프(300)가 회로에 추가된다.

이제 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구성되고 통신을 위하여 듀얼 CSSI 및 MSI 모듈을 내장하는 고파워 항공기-탄두 데이터 인터페이스의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도가 도시된다. 이러한 실시예에서, ASI(102)는 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)과 통신하도록 동작하는 CSI(104)에 연결된다. 그러면, 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은, MSI(110)와 각각의 통신하도록 동작하는 두 개의 CSSI(108)와도 통신하도록 동작한다. 실시예들에서, 그러한 MSI(110) 중 하나는 미사일의 탄두(112) 부분과 인터페이스하는 반면에 다른 것은 그것의 정밀 유도식 무기 시스템 유도 섹션(116)과 인터페이스하여, 정밀 유도식 무기 시스템 유도 섹션(116)이 발사 전에 완전히 급전될 수 있게 한다.

이제 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구성되고, 항공기, 고정점에 대한 항공기, 타겟 및 중간 지점 위치 X, Y, 및 Z를 보여주는, 관성 네비게이션 타겟 데이터를 위한 좌표 프레임의 예시도가 도시된다.

이제 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따라 구성되고 코인 전지(600)를 내장하는 항공기-탄두 데이터 인터페이스의 구성요소들 사이의 전기적 연결을 보여주는 블록도가 도시된다. 도 6에 따라 구성된 실시예는 도 3의 실시예와 유사하지만, 도 3의 파워 복구 모듈(210)을 코인 셀(600)로 대체한다.

이제 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리지 스토어를 통한 스토어-항공기(100) 및 항공기(100)-스토어 통신을 허용하도록 구성되는 라우팅 네트워크 항공기 서브시스템 포트(routing network aircraft subsystem port)(700)를 보여주는 블록도가 도시된다. 이러한 콘텍스트에서, RNASP(700)는 고대역폭 또는 저대역폭 네트워크와 항공기(100) 내의 다른 서브시스템 사이의 전기적 인터페이스를 가리키는 것으로 이해되어야 한다. 이러한 인터페이스 포인트는, 고대역폭 및 저대역폭 네트워크의 "항공기(100)" 단(end)을 식별하기 위하여 규정되고, 네트워크 성능이 2-포트 네트워크 항으로 규정될 수 있게 한다.

도 7에서 도시되는 것과 같은 실시예들에서, RNASP(700)는 라우팅 네트워크(702)와 인터페이스하고, 라우팅 네트워크는 ASI(102)와 통신하도록 동작하며, ASI 자체는 CSI(104)와 통신하도록 동작하는데, CSI(104)는 CSSI(108)와 통신하도록 동작하고, CSSI(108) 자체는 MSI(110)와 통신하도록 동작한다.

이제 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른, 캐리지 스토어를 통한 스토어-항공기 및 항공기-스토어 통신을 허용하도록 구성되는 RNASP(700)의 다른 구성을 보여주는 블록도가 도시된다. 이러한 실시예에서, RNASP(700)는 라우팅 네트워크(702)와 인터페이스하고, 라우팅 네트워크는 ASI(102)와 통신하도록 동작하며, ASI 자체는 CSI(104)와 통신하도록 동작하는데, CSI(104)는 제 2 라우팅 네트워크(702)와 통신하도록 동작하고, 제 2 라우팅 네트워크(702)는 CSSI(108)와 통신하도록 동작하며, CSSI(108) 자체는 MSI(110)와 통신하도록 동작한다.

본 명세서에서 설명된 이러한 추가적인 기능이 가능해지게 하는 정밀 유도식 무기 시스템(116) 플랫폼의 개선된 실시예를 통합시키면, 통상적으로 호스트 항공기에 변경이 이루어진다고 해도 거의 변경되지 않게 된다. 본 개시물의 실시예들에서, 필수 데이터는 변조되고, 종래에는 기폭 시간을 설정하기 위해서만 사용되었던 기저대역 신호에 중첩된다.

실시예들에서, 작은, 저-파워, 마이크로콘트롤러는 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도식 미사일에 임베딩될 수 있고, 대응하는 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은 호스트 항공기(100)의 발사대 파일론 내에 포함될 수 있다. 이러한 실시예의 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은 일면에서는 항공기 데이터 버스로, 그리고 다른 면에서는 본 명세서에서 설명되는 마이크로콘트롤러(212)로 인터페이스하도록 구성된다.

실시예들에서, 마이크로-콘트롤러(114/212)는 변조된 데이터 활동 자체에 의해 급전될 수 있어서, 데이터를 시스템으로 전송하기 위하여 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 시스템을 파워업할 필요가 없다. 이러한 구성은, 미션에 중요한 데이터가 발사 전에 그리고 정밀 유도식 무기 시스템(116)을 파워업하지 않고서 백그라운드에서 연속적으로 로딩될 수 있게 한다. 이러한 실시예의 정밀 유도식 무기 시스템(116)은, 턴온되면(일반적으로 미사일 발사 직후에), 이제 마지막 파워-온 이후에 마이크로-콘트롤러(114/212)에 기록되었던 데이터를 읽고, 동일한 데이터 타입이 존재한다면 그 자신의 레지스터 내의 임의의 데이터를 마이크로-콘트롤러(114/212)로부터의 데이터로 덮어쓰기할 것이다.

여담으로, 정밀 유도식 무기 시스템(116)은 일반적으로 발사 전에 파워온되지 않지만, 유도식 미사일은 동작 상태를 점검받기 위해서, 미션에 중요한 데이터를 발사 전에 로딩하기 위해서, 그리고 일부 경우에는 타겟 리턴(target return)에 후방-산란(back-scatter)이 없다는 것을 확인하기 위하여 발사 전에 호스트 항공기(100)에 의해서 흔히 파워업된다. 본 명세서에서 설명되는 본 발명의 실시예는, 정밀 유도식 무기 시스템(116)과 함께 사용되는 미사일이, 프로그램을 변경하거나, 상태 점검을 수행하거나, 또는 다른 동작을 수행할 때, 실시예들에서 호스트 항공기(100)인 호스트에 의해 완전히 파워온되도록 요구하지 않음으로써, 그리고 현존하는 인터페이스가 변경이 없이 또는 거의 없이 사용될 수 있게 함으로써 종래 기술 시스템을 개선한다.

추가적인 실시예에서, 요구되는 발사 시간에 다음 두 모드 중 하나가 채용된다. 제 1 모드에서, 로켓은 단순하게 발사된다. 파워-업된 후에, 온보드 시스템은 미션에 중요한 데이터에 대해서 마이크로콘트롤러(212)를 심문한다. 이러한 모드는, 비행의 처음 약 0.5 초 동안에는 로켓의 운동의 모니터링이 요구되지 않는다고 가정한다. 제 2 모드에서, 미사일은 코딩 메시지 또는 "복합" 메시지로써 스스로 턴온하도록 명령될 수 있는데, 미사일은 데이터를 전송하기 위하여 사용되는 것과 동일한 인터페이스를 통해서 그 자신의 내부 파워 소스에 의해 급전된다. 코딩 메시지 또는 복합 메시지는 다양한 형태, 예를 들어 노래의 일부인 데이터를 포함할 수 있다. 제 2 모드가 구현되는 실시예들에서, 온보드 프로세서 및 관성 센서가 준비되면, 발사는 이제 파워-온 이후 미리 결정된 시간에 발생하도록 스케줄링되는데, 이것은 근사적으로 약 1 초 정도일 수 있다.

다른 실시예에서, 미사일이 발사 전 파워-온 지연 동안에 자신에게 문제가 있다는 것을 검출하면, 문제점이 있다는 것을 호스트 항공기(100)에게 시그널링하기 위하여 동일한 통신 채널이 사용되어, 발사를 취소할지 또는 문제에도 불구하고 발사할지를 호스트 항공기(100)가 결정할 수 있게 한다. 실시예들에서, 인터페이스는, 기저대역 저주파수 신호를 운반하는, 호스트와 미사일 사이에 이미 배치된 동일한 엄빌리컬 케이블(200)을 사용한다. 실시예들에서, 데이터 기저대역 신호의 주파수 콘텐츠보다 훨씬 높은 A/C 주파수에서 동일한 회선으로 송신된다. 실시예들은 또한, 공지된 맨체스터 인코딩 기법, 또는 당업자에게 알려진 바와 같은 유사한 기법을 사용하여 데이터 및 클록을 통합한다. 인터페이스를 위해 필요한 매우 낮은 파워는 데이터 동작 자체로부터 유도될 수 있다.

본 출원에 대해서 전술된 인터페이스가 휘발성 메모리만을 필요로 하지만, 기본적인 기법의 추가적인 응용예는 비-휘발성 메모리를 사용함으로써 구현될 수도 있다. 상호연결의 물리적 구현형태는 단일 전기적 콘택일 수 있지만, EMI/EMC(Electro-Magnetic Interference/Electro-Magnetic Compatibility) 요구 사항, 사용되는 재료, 어떤 이유에 의해서 물리적-콘택이 소망되거나 요구되지 않는 요구 사항에 유념하고, 구현형태를 간단하고 저비용으로 유지하면, 유도성, 용량성, 또는 광학적 커플링 방법 역시 유용할 수 있다.

실시예들에서, 마이크로콘트롤러(212) 인터페이스는 호스트 플랫폼으로부터 0.1 와트 미만의 파워를 요구한다. 일부 실시예는 하나의 저전류 엄빌리컬-노우즈(nose) 배선(200)만을 요구하는데, 이것은 시간 지연 퓨즈를 위해서 현재 사용되는 것과 동일한 배선일 수 있다.

실시예들에서, 낮은 데이터 레이트가 사용되는데, 이것은 INS 데이터, TBI, 레이저 코드, GPS 등을 포함하는 데이터가 통상적으로 백그라운드에서 로딩되기 때문에 허용가능하다.

실시예들에서, 날개 전개, 즉 발사체의 거리의 유도 및/또는 향상을 위해서 사용될 수 있는, 로켓 또는 미사일의 앞서 접혀진 날개의 연장은 날개 전개 지연 테이블을 통해서 제어되는데, 이것은 미션 중에 주기적으로 업데이트될 수 있다.

실시예들에서, 유도 전자회로에 의해 수행되는 발사 전 빌트인-테스트(Built-In-Test; BIT)가 발사 취소 신호를 제공하기 위하여 사용된다.

실시예들에서, 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은 관성 네비게이션 센서(Inertial Navigation Sensor; INS) 데이터를 수집하기 위하여 1760 버스를 사용하고, 이것을 정밀 유도식 무기 시스템(116)으로 송신하기 위해서 리포맷한다.

실시예들에서, 로켓 보디 레이트(body rate)가 플아이-아웃(fly-out,)을 통해서 통합되는데, 이것은 일부 경우에, 발사관 내의 발사체의 롤 배향(roll orientation)이 알려지도록 요구할 것이다.

다양한 실시예는 미사일의 노우즈, 즉 탄두(112) 구역으로의 단선 인터페이스를 활용할 수 있는데, 이것은 현존하는 "시간-지연" 퓨즈 설정 연결과 비견된다.

실시예들에서, 마이크로콘트롤러(114/212)는 파워 및 데이터를 정밀 유도식 무기 시스템 유도 시스템(116)에 제공하기 위하여 단일 연결을 사용한다. 이러한 연결은 유도 결합 또는 물리적 콘택일 수 있다. 이러한 실시예에서, 데이터는 파워 신호 상에서 변조된다. 마이크로콘트롤러(114/212) 자체는 요구된 INS 데이터를 로컬 메모리 내에 저장하도록 구성될 수 있고, 발사 전 언제라도 리로딩될 수 있다. 일부 경우에, INS 데이터는 미션 중에 되풀이하여 업데이트된다. 마이크로콘트롤러(114/212)는, 실시예들에서 전자 열배터리 기동기(Electronic Thermal Battery Initiator; TBI)(216)일 수 있는 열배터리 기동기(TBI)(216) 개시 메시지를 디코딩하고 열배터리(TB)를 점화하기 위해서도 사용될 수 있는데, 열배터리는 이제 정밀 유도식 무기 시스템(116)(마이크로콘트롤러(114/212)를 포함함)을 발사 전에 파워-업하기 위해서 사용될 수 있다. 일부 경우에, TBI(216)는 전자 열배터리 기동기(ETBI)(216)이다. 본 명세서에서 사용될 때, TBI(216) 및 ETBI(216)라는 것은 열배터리를 개시하기 위하여 사용되는 기계적 출력을 제공하는 디바이스 및 전기적 회로를 각각 가리킨다.

미사일이 발사 전에 완전히 급전되는 다른 실시예들에서, 약 20-25 와트의 파워가 호스트 플랫폼으로부터 요구될 수 있다. 이러한 양의 파워를 미사일에 제공하기 위하여, 이러한 실시예는 멀티-핀, 1 암페어 엄빌리컬 코드(200)를 활용할 수 있다. 이러한 실시예는, 도 4에 도시된 바와 같은, 적어도 파워 및/또는 데이터를 위하여 정밀 유도식 무기 시스템(116)에 직접적으로 연결된 MSI(110)로의 연결을 활용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 날개 전개는 발사체가 발사관 내에 있는 시간 기간 동안에는 억제되고, 발사 후에 트리거링된다. 이러한 실시예는 상세한 발사 전 BIT가 허용된다는 장점을 가진다.

저파워 및 풀파워 실시예 양자 모두는 업그레이드된 관성 측정 유닛(IMU) 및 열배터리의 전기적 트리거링이라는 특징을 가질 수 있다.

발사 취소 옵션과 관련하여, 호스트 항공기(100)로의 단선 연결을 사용하는 현재의 회전익 및 고정익 정밀 유도식 무기 시스템(116) 변형예는, 빌트인 테스트(BIT)를 수행하고 문제가 검출되면 발사를 방지하는 기능을 가지지 않는다. 유도 전자회로 어셈블리를 포함하는 실시예들에서, 이러한 어셈블리는, 마이크로콘트롤러(114/212)가 발사 전의 순간 동안에 INS 데이터로 다시 로딩되는 동안에는 급전되지 않는다. 열배터리를 사용하는 실시예들에서, 열배터리의 기동에 후속하여, 즉 열배터리가 급전 시스템의 역할을 하게 되면, 파워-온 BIT(Power-On BIT; PBIT)가 실행되어 유도 컴퓨터, 레이저-유도식 미사일 내의 레이저 에너지의 소스의 방향을 검출하고 소스를 향한 발사체 궤적을 조절하는 시커(seeker), IMU, 및 미사일 및 전술 제어 시스템을 위한 공기 역학 제어권(aerodynamic control authority)을 제공하기 위하여 사용되는 제어 액츄에이터 시스템(Control Actuator System; CAS)의 기본적인 기능을 평가한다. 실시예들에서, 하나 이상의 서브-시스템이 PBIT를 통과하지 못하면, 데이터 포매팅 모듈(106)로부터의 파워/데이터 회선을 단락시킴으로써 문제가 있다는 것을 시그널링하기 위하여 마이크로콘트롤러(114/212)가 사용된다. 정밀 유도식 무기 시스템의(116) 데이터 포매팅 모듈(106)은 파워/데이터 회선의 임피던스를 모니터링하고, 단락이 검출되면, 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106)은 1760 버스를 사용하여 발사를 방지하고 파워/데이터 회선에서의 동작을 중지시킨다. 열배터리가 기동되지 않으면, 파워/데이터 회선의 단락은 짧게 이루어질 것이고, 그렇지 않으면 연속적으로 이루어질 것이다. 열배터리가 활성화되지만 취소가 표시되면, 배터리는 수 분 동안 가열되고 파워를 생성할 것이다. 테스트에 의하여, 배터리가 부주의하게 로켓 모터를 개시할 수 없다는 것이 확정된 바 있다.

실시예들에서, 정밀 유도식 무기 시스템 데이터 포매팅 모듈(106) 기능은 다음과 같다:

마이크로콘트롤러(114/212) 옵션이 선택되면, 퓨즈 설정을 위한 기저대역 "시간 지연" 신호를 표준 단선 엄빌리컬(200)을 사용하여 유도 섹션으로 전달함; UAI/1760 버스 상에서 통신하여 필요에 따라 INS 및 다른 데이터를 수집함; 파워 및 INS 데이터를 시간 지연 신호를 운반한 것과 동일한 선을 통해서 마이크로콘트롤러(114/212)로 전송하기 위한 AC 파워/데이터 신호를 생성함(요구되는 파워는 0.1 와트 이하일 수 있고, 데이터는 당업자에게 자명한 여러 기법을 사용하여 만족스럽게 변조될 수 있음); 발사 약 1 초 전에, 열배터리를 활성화시킴; 파워/데이터 회선의 AC 임피던스를 모니터링함 - 단락이 검출되면 1760 버스를 활용하여 발사를 방지하고 파워/데이터 회선 상의 동작을 중지시킴;

풀 프리-파워 옵션이 선택되면: 퓨즈 설정을 위한 기저대역 "시간 지연" 신호를 표준 단선 엄빌리컬(200)을 사용하여 유도 섹션에 전달함; UAI/1760 버스에서 통신하여 필요에 따라 INS 및 다른 데이터를 수집함; 파워, 양방향 데이터 통신, 및 날개 전개 금지 신호를 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 섹션에 인가함; PBIT에 명령을 내리고, INS 데이터를 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 섹션에 송신함; 수신된 PBIT 상태를 사용하여 1760 버스를 통해 발사를 가능하게 하거나 방지함; BIT가 통과된 경우에만 열배터리를 활성화함; 및 TB가 파워를 담당한 후에 발사함.

실시예들에서, 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 섹션에서는 적어도 3 개의 가속도계가 사용된다.

실시예들에서, 높은-대역폭 롤 자이로가 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 섹션에서 사용된다.

실시예들에서, 전기 에너지 보존 알고리즘이 정밀 유도식 무기 시스템(116) 유도 섹션에서 사용된다.

실시예들에서, 마이크로콘트롤러(114/212)는, 예를 들어 3.3V 이하의 매우 작은 동작 파워만을 약 30ma 이하에서 요구한다.

실시예들에서, 배터리 활성화는 복합 메시징에 의해 달성되어, 거짓 트리거를 피한다.

배터리를 활성화시키기 위해서 큰 전류 임펄스를 요구하는 실시예들에서는, 차지 펌프가 사용될 수 있다.

요약하자면, 관성 유도식 정밀 유도식 무기 시스템 동작이 가능하게 하는 업그레이드된 정밀 유도식 무기 시스템으로의 간단한 단선 인터페이스가 제공된다. 저-파워 실시예에서, 새로운 커넥터를 요구하지 않는 표준 인터페이스 배선(cabling)이 사용될 수 있다. 실시예들은 시간 지연 퓨징(fusing)이 현재의 유닛에서와 동일한 방식으로 설정될 수 있게 한다. 실시예들에서, 정밀 유도식 무기 시스템 INS 데이터는 백그라운드에서 로딩된다. 실시예들에서, TB 개시 명령을 수신한 이후에, 발사는 약 1초 내에 일어날 수 있다. 예를 들어, XM283 탄두로의 최소의 수정이 요구된다. 실시예들에서, 발사는 유도 섹션 BIT가 통과되지 못할 경우에만 취소될 수 있다. 실시예들에서, 필요하다면, 발사관 내의 가열된 슬리브가 부스터 및/또는 유도 섹션 온도를 -40ㅀC 위로 상승시키기 위해 사용된다.

실시예들에서, 풀 미리 파워 옵션이 구현되는데, 하지만 이러한 실시예가 더 상세한 BIT가 발사 전에 수행될 수 있게 하지만, 이러한 옵션은 인터페이스의 모든 측면에서 더 광범위한 변경을 요구한다.

비록 본 명세서에서 설명되는 용어 및 예들이 공대지 유도식 미사일에 대한 것이지만, 설명된 기술은 중요한 데이터, 즉 디바이스가 그 기능을 완료하기 위해 요구되는 데이터가 디바이스가 파워온되기 전에 디바이스로 송신될 필요가 있는 임의의 응용예를 위해서도 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 간단한 인터페이스가 선호되거나 요구되는 임의의 응용예 및 디바이스가 사용될 것인지가 분명해지기 전에 디바이스를 활성화하는 것이 곤란한 경우에도 사용될 수 있다. 사실 상, 추후 파워가 인가된 후에 시스템에 의해 사용되도록 데이터가 시스템이 턴오프된 동안에 시스템으로 이송될 필요가 있는 임의의 상황은 설명된 기법 및 개념을 사용한다. 그러면 정보를 시스템에 이송하기 위해서 시스템을 파워업할 필요가 없어져서, 이러한 시스템과 그들의 호스트 사이의 인터페이스를 크게 단순화한다.

이러한 교시 사항이 상업 분야에 혜택을 줄 수 있는 하나의 예는 긴급 트랜스폰더 또는 로케이터 디바이스를 활용하는 것일 것이다. 이러한 예에서, GPS와 같은 호스트 시스템은, 긴급 로케이터(emergency locator)를 턴온하지 않고(예를 들어 열배터리의 사용과 같이 가용 파워 옵션을 개선함) 긴급 로케이터를 현재의 위치로 연속적으로 업데이트하도록 구성될 수 있다. 긴급 로케이터가 활성화되면, 이것은 이제, GPS 시스템이 더 이상 활성화되지 않더라도 그리고 긴급 로케이터가 활성화된 후에 파워온된 바가 없음에도 불구하고, 최근에 알려진 위치를 송신할 수 있다.

본 발명의 실시예에 대한 전술된 설명은 예시와 설명을 위하여 제공되었다. 이것은 망라적인 것이거나 본 발명을 개시된 구체적인 형태로 한정하려는 것이 아니다. 많은 변경예 및 변형예가 이러한 개시 내용을 고려하여 구현될 수 있다. 본 발명의 범위는 이러한 상세한 설명이 아니라, 첨부된 청구항에 의해 한정되도록 의도된다.

Claims

단선 엄빌리컬(umbilical) 케이블을 통해 호스트 항공기에 파워 및 데이터 중 적어도 하나를 전송하는 시스템으로서,
파워 및 데이터 중 적어도 하나를 상기 호스트 항공기에 전송하게 하도록 구성되는 호스트-스토어 인터페이스; 및
상기 호스트-스토어 인터페이스와 통신하도록 동작하는 스토어 - 상기 스토어는 상기 스토어에 동작하도록 연결되는 마이크로콘트롤러 및 메모리를 포함하고, 상기 마이크로콘트롤러는, 상기 스토어의 추가적인 전자 시스템이 파워온되도록 요구하지 않으면서, 상기 단선 엄빌리컬 케이블을 통해 상기 호스트-스토어 인터페이스로부터의 데이터에 의해 급전되고, 상기 데이터를 수신하며, 상기 데이터를 상기 메모리 내에 저장하도록 구성되는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로콘트롤러 및 상기 메모리는, 상기 호스트-스토어 인터페이스에 의해 상기 마이크로콘트롤러 및 상기 메모리에 제공된 데이터 신호로부터 파워를 유도하는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 시스템은,
상기 스토어의 사용 중에 상기 스토어에 의해 급전되도록 구성되며, 미리 프로그래밍된 데이터를 가지는 메모리를 포함하는 스토어 제어 시스템을 더 포함하는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 스토어 제어 시스템은, 파워온되면, 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리의 콘텐츠를 판독하고, 자신의 미리 프로그래밍된 데이터를 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리에 보유된 데이터로 교체하도록 구성되는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 4 항에 있어서,
상기 스토어 제어 시스템은 스토어 유도 시스템을 포함하는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로콘트롤러는, 상기 스토어의 발사 전 테스트를 수행하고, 상기 발사 전 테스트를 통과하지 못하면 발사를 취소하도록 구성되는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 취소는, 상기 호스트-스토어 인터페이스의 파워 및 데이터 연결 중 적어도 하나를 접지로 단락시킴으로써 시그널링되는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 시스템은,
사용 중에 상기 스토어에 전력을 제공하도록 구성되는 배터리를 더 포함하고,
배터리 활성화는 복합 메시징(complex messaging)에 의해 달성되어, 거짓 트리거링을 회피하는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스토어에 데이터를 전송하는 것은,
상기 데이터를 변조하는 것, 및
상기 데이터를 퓨즈 설정을 위해서도 사용될 수 있는 기저대역 시간 지연 신호에 중첩시켜서, 상기 호스트와 상기 호스트에 보유된 스토어 사이에 추가적인 배선의 필요성을 최소화하는 것을 포함하는, 파워 및 데이터 전송 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 스토어는 미션 스토어인, 파워 및 데이터 전송 시스템.
호스트 항공기로부터 발사되기 전에 미션 스토어를 재프로그래밍하는 방법으로서,
데이터 신호를 상기 호스트 항공기로부터 마이크로콘트롤러로 전달하는 단계 - 상기 마이크로콘트롤러는 상기 스토어에 탑재되어 보유되고, 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리를 가지며, 상기 마이크로콘트롤러로 전달된 데이터 신호는 상기 마이크로콘트롤러에 파워도 전달함으로써, 상기 마이크로콘트롤러가 추가적 파워의 제공이 없이 동작하게 하는 것임 -;
상기 마이크로콘트롤러에 데이터를 통신하는 단계;
상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리에 상기 데이터를 기입하는 단계;
상기 스토어에 보유되고 재프로그래밍되도록 이전에 프로그래밍된 메모리를 가지는 스토어 컴퓨터 시스템에서, 상기 스토어가 파워온되면, 상기 스토어 컴퓨터 시스템을 사용하여 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리로부터 상기 데이터를 판독하는 단계;
상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리와 상기 스토어 컴퓨터 시스템의 이전에 프로그래밍된 메모리로부터 판독된 상기 데이터를 비교하는 단계; 및
상이한 데이터가 존재하면, 상기 스토어 컴퓨터 시스템의 이전에 프로그래밍된 메모리의 콘텐츠를 상기 마이크로콘트롤러에 동작하도록 커플링된 메모리의 콘텐츠로 대체하는 단계를 포함하는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법.
제 11 항에 있어서,
데이터 및 파워의 전달은, 표준 단선 엄빌리컬을 사용하여 이루어지는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법.
제 11 항에 있어서,
배터리는 열배터리인, 미션 스토어 재프로그래밍 방법.
제 11 항에 있어서,
UAI/1760 버스를 사용하여 통신이 수행되는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법.
제 11 항에 있어서,
관련된 데이터는 관성 네비게이션 시스템 데이터를 포함하는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 스토어에 데이터를 통신하는 것은,
상기 데이터를 변조하는 것, 및
상기 데이터를 퓨즈 설정을 위해서도 사용될 수 있는 기저대역 시간 지연 신호에 중첩시켜서, 상기 호스트와 미션 스토어 사이에 추가적인 배선의 필요성을 최소화하는 것을 포함하는, 미션 스토어 재프로그래밍 방법.
호스트로부터의 발사 전에 미션 스토어의 무결성을 프로그램 명령을 가진 마이크로콘트롤러를 사용하여 검증하는 방법으로서,
파워 및 데이터를 마이크로콘트롤러로 운송하기 위하여 AC 파워/데이터 신호를 파워/데이터 회선 상에 생성하는 단계; 및
상기 마이크로콘트롤러를 사용하여 상기 미션 스토어에서 테스트를 수행하고, 상기 테스트를 통과하지 못하면, 상기 테스트를 통과하지 못했다는 것을 표시하는 신호를 상기 호스트에 제공하는 단계를 포함하는, 검증 방법.
제 17 항에 있어서,
상기 테스트를 통과하지 못했다는 것을 표시하는 상기 신호는, 상기 파워/데이터 회선을 접지에 단락시키는 것을 포함하고,
상기 방법은,
파워/데이터 회선의 AC 임피던스를 모니터링하는 단계;
단락이 검출되면, 발사를 방지하기 위하여 버스를 활용하고, 상기 파워/데이터 회선에서의 동작을 중단시키는 단계; 및
발사 약 1 초 전에, 상기 미션 스토어에 탑재된 배터리를 활성화하여 상기 미션 스토어를 파워온하는 단계를 포함하는, 검증 방법.
제 17 항에 있어서,
파워 및 데이터를 전달하는 것은, 표준 단선 엄빌리컬 케이블을 거쳐 이루어지는, 검증 방법.
제 17 항에 있어서,
UAI/1760 버스를 사용하여 통신이 수행되는, 검증 방법.