某型火箭发射装置检测系统设计与实现

辛腾达，范惠林，刘成亮

(空军航空大学 作战指挥系，长春　130022)



某型火箭发射装置检测系统设计与实现

辛腾达，范惠林，刘成亮

(空军航空大学 作战指挥系，长春130022)

摘 要:为了保证火箭发射装置的工作能力,提高对火箭发射装置的保障水平,依据某型火箭发射装置的工作原理和维护保障需求,利用十进制计数器、逻辑门、模数显示等部件,设计了该火箭发射装置的检测系统。实现了对发射脉冲个数,火箭控制盒所分配脉冲个数、位置、顺序以及点火线路电阻值大小三项检测的功能。经实际应用证明,该检测系统满足了某型火箭发射装置的检测需求。

关键词:火箭发射装置;检测系统;脉冲检测;电阻检测

0引言

现代战争中，火箭弹以其轻便、灵活、发射迅速、对面攻击威力大等特点，成为武器装备家族中不可或缺的一员[1]。火箭发射装置作为发控信号的传输媒介，其工作状态是否正常、是否能达到正常工作指标直接关系到火箭弹的作战效能[2-3]。火箭发射装置检测设备用于在装载火箭弹前，对火箭发射装置的性能进行检测[4-8]。

本文通过研究发射装置检测系统的设计方法，结合某型火箭发射装置的工作原理，设计并实现了对改型火箭发射装置检验其是否工作良好的检测系统[9-13]。

1检测需求分析

火箭发射装置是武器控制系统的重要组成部分，是保证火箭弹攻击地面和水上目标的主要装备。在进行攻击时，火箭弹可以根据作战需求选择任意发射数进行发射，火箭的发射和控制由综合火控系统完成。发射火箭弹时，综合火控系统发出脉冲电流，通过工作插座进入火箭发射装置内的控制盒，控制盒首先进行弹位判断，然后将脉冲电流依次分配给各航箭发射管，脉冲电流经电点火管，引燃航箭，完成发射[14-15]。因此，判断火箭发射装置能否正常工作就需要进行以下三项检测内容：

(1) 火箭发射装置接收脉冲的数量；

(2) 接到脉冲后，火箭发控盒能否正确地判断与分配脉冲；

(3) 点火线路电阻值是否满足要求，达到安全标准。

通过对这三项内容的检测，来检测火箭发射装置是否正常，完成火箭发射装置检测系统的设计与实现，以提高火箭发射装置的可靠性，减少火箭发射故障。

2检测系统设计

根据检测需求，对检测系统进行四部分的设计： 电源模块设计、脉冲检测模块设计、电阻检测模块设计、面板接口设计。

2.1电源模块设计

设备采用电池供电或外界供电两种工作模式为检测系统提供9 V电源，由于外界直接供电模式时外界供电为28 V，为满足后续芯片工作要求，需要对电压进行转换。本文采用两级降压电源CW7818MK2001与CW7809MK2001，将28 V工作电压调制为9 V稳定电压，其原理电路如图1所示。

图1降压电源设计

图1中，28 V电压通过U108(CW7818MK2001)将电压降为18 V，之后又通过U109(CW7809MK2001)将电压降为9 V。其中电容C13，C14，C15，C16，C17，C18起到滤波的作用。

此外，为防止电路中出现过压情况烧毁电路或是欠压情况影响系统元件的正常工作，还设计了过压、欠压提示电路。

欠压指示电路的设计如图2所示，欠压指示电路的功能为检测电路中是否存在欠压的情况。引脚4通过电阻接入经电压调制后电压； 引脚5通过电阻由外界所提供； V30二极管防止电源反接，起到反接保护的作用； RP63为电位器，起到分压的作用； 端口5和6的电压值是一定的，为参考电压值； 端口4输入的标准电压也应为9 V，若其输入电压小于9 V，则通过端口12输出的电压大于正常输出电压，使欠压指示灯亮起。过压指示电路原理与欠压指示电路原理相同，此处不再赘述。

图2欠压指示电路设计

2.2脉冲检测模块设计

脉冲检测模块的功能是检测传入火箭发射装置的脉冲数目以及火箭发射控制盒所分配脉冲数目的位置是否与所传入脉冲对应一致。因此，脉冲检测模块的设计中需要用到计数器，系统采用CC4017十进制计数器，CC4017是5位Johnson计数器，具有10个译码输出端； CP，CR，INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数； 反之计数功能无效。CR 为高电平时，计数器清零。Johnson计数器提供了快速操作，2输入译码选通和无毛刺译码输出。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期内保持高电平。

检测系统在直接采集传来脉冲信号时，需要对脉冲信号进行整形，这里采用CC4011设计整形电路，CC4011为2 输入正向逻辑与非门。CC4011与非门为系统设计者提供了直接的与非功能，补充了已有COS/MOS门系列，所有输入和输出经过缓冲，改善了输入与输出传输特性，使由负载容量增加引起的传输时间的变化维持到最小。

2.3电阻检测模块设计

电阻检测模块的功能是测量火箭发射装置点火线路的电阻值，然后通过LCD屏幕显示所测量阻值大小，检测点火线路的电阻值是否满足要求。电阻检测模块在检测前提供自检功能，查看系统检测线路是否能正常工作。

本文电阻测试模块的设计电路采用ICL7106和相应40管脚LCD显示屏作为核心部件。ICL7106是Intersil公司推出的一款三位半A/D转换器，主要用于仪器仪表，能构成液晶显示的数字电压表。它性能高、功耗低，具有很强的抗干扰能力。含有七段译码器、显示驱动器、参考源、时钟系统以及背光电极驱动，可直接驱动LCD。本模块的应用电路如图3所示，图中A1～AB4为驱动LCD管脚。

图3ICL7106电路

2.4面板接口设计

根据检测需求以及检测模块设置，面板的设置为XK14-3系列插座一个，XK24-20系列插座两个，LCD液晶屏幕一块，脉冲指示灯七盏，欠压指示灯以及过压指示灯各一盏，9位波段开关一个，电源开关一个。其中，电源电缆的一端连接XK14-3系列插头，与电源接口相连； 另一端连接插头，连接到外界电源上，给设备供电。此电缆共两根线，1号端接电源正，2号端接电源负。

3检测系统实现

根据检测系统具体电路的设计，对检测系统的实现过程进行简要说明。

3.1串行脉冲检测

检测前，用电缆连接飞机与测试面板上的脉冲检测接口。将电源开关置于通位置，检验仪器便可以通过面板上的脉冲指示灯指示发来的串行脉冲的个数。

检测时，由外界为检测系统提供28 V电压，然后由电源模块转换电压，原理电路如图4所示。控制火控系统发射脉冲，通过继电器开关吸合接通，经CC4011对脉冲波形进行整形后，高电平脉冲经过V22进入CC4017触发14脚CLK，其中V22起到防止电流回泳的作用，计数器开始计数。高电平产生一次计数，此时CC4017的2脚输出高电平，由V8回到CC4043的S1，此时为R1低电平，根据CC4043真值表可知，Q1输出高电平，三极管导通，因此灯1点亮； 另外6盏灯点亮原理相同，依次类推，接收几个脉冲，则点亮相应的指示灯。

图4串行脉冲检测电路

3.2分配脉冲检测

检测前，用电缆连接某型火箭发射器和检测系统面板上的脉冲检测接口，将电源开关置于通位置，检测仪可通过面板上的脉冲检测指示灯指示火箭控制盒分配脉冲个数、位置和顺序。

检测时，由外界提供28 V电压，然后由电源模块转换电压。发射的脉冲信号，传至火箭控制盒，控制盒对脉冲进行分配，系统分配脉冲检测电路如图5所示。假设脉冲由7号线路传来，脉冲信号由7号接入点进入电路，经设计好的分压线路分压，高电平传入CC4043，根据CC4043RS与非门真值表，CC4043输出高电平，致使三极管导通，7号信号灯亮。同理，其余信号也由相应的端口进入检测系统，触发相应指示灯。

图5分配脉冲检测电路

3.3点火线路电阻检测

检测前，用电缆连接某型火箭发射器和面板上的点火具电阻检测接口。由系统自带9 V电池供电，检测点火电路的电阻时，波段开关的1～7分别控制点火电路中的1～7号电爆管。调节波段开关依次将电爆管接入检测电路中，利用围绕ICL7106芯片的30脚和31脚之间所设计的电阻检测电路，通过测量30脚和31脚之间的电压差，将其转换成相应电爆管的阻值，利用LCD显示出所测电爆管的实际阻值。以此类推，依次转动波段开关于1～7位置，即可以在液晶模块上显示该路点火具电阻值。需要注意的是，电阻检测完毕，要将电源开关和波段开关置于断开的位置。

4结论

利用模块化设计思想设计的火箭发射装置检测系统将电源、脉冲检测、电阻检测分立，在个别模块出现故障时，便于系统的维护。各模块工作相对独立，有利于减少之间相互干扰造成的检测误差。脉冲检测直观形象地提示脉冲分配位置，可以帮助维护人员迅速发现故障点，提高排故效率。电阻检测所采用的检测方法以及所设计的分压电路，有效地保证了检测时的安全，有效防止因电流过大，导致火箭发射装置误发射情况的发生。

经对某型火箭发射装置的实际检测应用，证明该检测系统能够满足某型火箭发射装置对接收脉冲数量、发射控制盒脉冲分配和点火线路阻值的检测需求，符合某型火箭发射装置的维护要求，有利于提高火箭发射装置的可靠性。

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Design and Realized of Test System for a Type of Rocket Launcher

Xin Tengda, Fan Huilin, Liu Chengliang

(Operational Command Department, Air Force Aviation University, Changchun 130022, China)

Abstract:In order to guarantee the work capability of the rocket launcher and improve its security level, a test system of the rocket launcher is designed by using the components of decimal counter, logic elements and analog to digital display according to the working principle and the maintain security requirements of a type of rocket launcher. This system achieves three test functions, including the number of pulses sent by plane, the number, position and order of pulses which are sent by rocket control box and the resistance of fire circuit. The practical application shows that the test system satisfies the test requirement of rocket launcher.

Key words:rocket launcher; test system; pulse test; resistance test

DOI：10.19297/j.cnki.41-1228/tj.2016.01.015

收稿日期：2015-05-05

作者简介：辛腾达(1990-)，男，河北廊坊人，硕士研究生，研究方向为制导武器的作战使用与仿真。

中图分类号:TP271.4

文献标识码:A

文章编号:1673-5048(2016)01-0077-04