武器外挂模拟器的设计及实现

张梅梅，王利祥，任 丹，曹硕男，万 鸣

（中航工业洪都，江西南昌330024）

0 引言

某型机航电系统中引入了外挂管理装置，取代了以前机型的武器投放线路，使该型机的武器管理及投放控制更加灵活和方便。但是,同时也需要在试验室进行大量的软件调试和系统联试试验；而试验室又缺乏使用真实武器的条件，这就需要研制武器外挂模拟器，以取代真实武器接入系统，进行武器的加载及投放控制试验。

根据某型机的外挂挂载能力，该型武器模拟器应不仅能模拟以下武器的接口与外挂系统相连，还应能模拟武器的发射过程。

1)模拟红外弹；

2)模拟多种火箭弹；

3)模拟各种炸弹、子母弹及副油箱；

4)模拟各种弹型系数的训练弹；

5)模拟航炮吊舱。

1 设计及实现

1.1 硬件的设计及实现

由于武器外挂模拟器主要用于软件调试和系统联试试验，同时可能要兼顾外场的排故，要求模拟器具有便携并方便调试的功能，因此在硬件选择上采用以便携式计算机为硬件平台，以Windows操作系统为软件平台，通过在便携式计算机内安装的插卡实现接口信号的输入和输出，通过在Windows操作系统下编写专用软件实现接口信号的工作时序。

武器外挂模拟器接线见图1。

1.2 软件的设计及实现

1.2.1 主要软件模块

根据功能要求和相关技术要求，该软件模块主要有初始化模块、系统管理模块、逻辑、时序控制模块、总线信息接收、发送及处理模块、显示控制模块。

初始化模块主要用于对模拟器中相应的设备进行初始化，主要完成GJB289总线接口卡、I/O卡等初始化。

系统管理模块主要用于完成模拟器的软件调度、控制和管理功能。

逻辑、时序控制模块主要用于对模拟器的时序进行管理控制，主要完成控制程序模拟武器故障或正常工作状态及各种信息的联锁控制，完成武器发射过程及时序的控制。

总线信息接收、发送及处理模块主要完成GJB289总线信息的接收和发送，并进行相应的处理。

显示控制模块主要完成模拟器的状态显示，并根据发控逻辑进行相应的控制，同时读取总线接口卡、I/O接口卡输入和输出信号，并将相应的信息进行显示。

1.2.2 软件界面

根据某型教练机的武器工作特点，在界面上将模拟器软件分两部分，一部分完成常规武器模拟，另一部分完成红外弹和航炮工作过程模拟。

1）常规武器模拟软件界面

常规武器模拟软件界面如图2。

2）红外弹和航炮模拟软件界面

红外弹和航炮模拟软件界面如图3。

1.2.3 逻辑、时序控制模块

1）炸弹和训练弹工作流程

炸弹与外挂系统的接口信号包括一路输出信号和三路输入信号，输出信号为“炸弹存在”信号，用于与外挂管理系统对接，实现武器外挂；输入信号为“炸弹投放”用于实现武器的正常投放；“应急投放”用于实现武器的应急投放及“引信爆”信号。

炸弹与训练弹的工作流程见图4。

图1 武器外挂模拟器接线图

图2 常规武器模拟软件界面

图3 红外弹和航炮模拟软件界面

2）火箭弹工作流程

火箭弹与外挂系统的接口信号包括三路输出信号和三路输入信号。输出信号“挂点存在”用于与外挂管理系统对接，实现武器挂载，“火发器识别1”和“火发器识别2”用于外挂管理系统识别挂载的火箭类型；输入信号包括 “火箭控制1”、“火箭控制2”和“火箭发射”，用于外挂管理系统控制火箭发射时发射的数量。

火箭弹的工作流程见图5。

图4 炸弹与训练弹的工作流程

图5 火箭弹的工作流程

3）红外弹工作流程

红外弹与外挂系统的接口信号包括一路离散量输出信号、四路离散量输入信号和一路1553B总线信号，离散量输出信号为“导弹联锁”信号，离散量输入信号包括“直流电源1”、“直流电源2”、“投放允许”和“应急发射”信号；1553B信号用于导弹工作参数加载及导弹控制等。

红外弹的工作流程见图6。

图6 红外弹模拟器流程

4)航炮工作流程

航炮与外挂管理系统的接口包括两路输出信号及三路输入信号，两路输出信号包括：“航炮存在”用于与外挂管理系统对接，实现武器挂载和“航炮计数信号”实现航炮计数功能；三路输入信号包括“航炮供电”用于外挂管理系统给航炮吊舱供电，“航炮充弹/排故”用于航炮充弹/排故功能和“航炮发射”。航炮计数信号的输出与航炮发射信号有关，当“航炮发射”信号有效/＋28V时，“航炮计数”持续有效即＋28V/25Hz占空比为50%的方波信号，直到 “航炮发射”无效，其波形图如图7所示。

图7 “航炮发射”与“航炮计数”波形图

航炮计数信号的产生可以通过图8所示电路实现。

图8 航炮计数信号产生电路

航炮的工作流程见图9。

图9 航炮的工作流程

2 结论

某型飞机武器外挂模拟器已投入试验室使用，为外挂系统软件联试和试验提供了一种试验手段，减少了试验的成本和周期，节省了研发成本。

[1]吉雷.Protel99电子电路设计.2000.

[2]王艳平.Windows程序设计.2008.