基于某型火箭炮的網絡化巡飛彈發射實現

李曉光，董 浩，馬汝冰，馬曉飛，楊 丹

（北方自動控制技術研究所，太原 030006）

0 引言

網絡化巡飛彈作為一種偵察打擊一體化武器系統，是未來精確打擊武器的一個重要發展方向。網絡化巡飛彈在空中進行巡邏飛行，以執行情報偵察、目標指示、信息中繼、區域封鎖、精確打擊和毀傷評估等任務的新型彈藥[1-2]。網絡化巡飛彈兼具導彈和無人機的特點，時空中待機時間長，作用范圍廣，威懾力強，可發現隱蔽目標和攻擊有價值的目標。

目前網絡化巡飛彈發射方式可分為：機載發射方式、車載發射方式和單兵發射方式，如美國的“拉姆”（LAM）巡飛彈、洛卡斯巡飛彈，俄羅斯的R-90巡飛彈可基于火箭炮發射平臺進行發射[3-4]。有關資料顯示我國的某型火箭炮火控系統不具有發射網絡化巡飛彈的功能。

某型火箭炮采用整體吊裝方式儲運發箱技術，是我國陸軍現役的三代主戰平臺之一，已廣泛裝備部隊，并改型后出口多個國家，主要用于對10多種無控彈的發射，通過改造其火控系統，使其具有發射無控彈又兼容網絡化巡飛彈的功能。若能在戰場中使用，必將大大提高武器系統的作用和地位，提高武器系統對目標的打擊能力和精度，減少不必要的后勤負擔。此外，作戰部隊在各種作戰態勢下的能力可得到擴展，在各個作戰階段都能提供持續不斷的火力支援，大大提高部隊的戰斗力。

1 某型火箭炮火控系統組成

某型火箭炮的火控系統組成為：電臺、通控、慣導、北斗、指揮終端、綜合控制箱、引信裝定器和發火控制器等單體組成[5]。如圖1所示。通控與指揮終端為UDP通信，指揮終端與慣導、北斗為串口通信、與綜合控制箱為UDP通信，綜合控制箱與引信裝定器、發火控制器為串口通信。

圖1 火箭炮火控系統組成原理

指揮終端主要功能包括：設置慣導和北斗，通過電臺和通控與指揮車通信，采集北斗的定位信息，采集慣導的姿態數據，與綜合控制箱通信。

綜合控制箱主要功能包括：完成彈道解算、完成調炮功能、完成裝彈檢測、引信識別、引信查詢、引信裝定、發火和留膛檢測等無控彈的發射功能。

引信裝定器主要功能包括：執行引信識別、引信查詢和引信裝定的動作，并將執行結果上報到綜合控制箱。

發火控制器主要功能：執行裝彈檢測、發火和留膛檢測動作，并將執行結果上報到綜合控制箱。

2 火控系統方案設計

2.1 共架發射技術

以某型火箭炮為基礎，設計一種既可發射網絡化巡飛彈，又可兼容發射無控彈（122毫米系列火箭彈藥），實現多種彈藥共用一種發射平臺的共架發射系統發射。

從國內外現有的共架發射系統看，共架發射技術的含義為：指兩種或兩種以上的不同彈種以多聯裝貨其他形式在同一種類型的發射平臺上進行發射，它們各自的發射系統相互獨立或者有統一的指揮系統或發控系統協調控制[6]。

本文采用了一種基于某型火箭炮的共架發射技術，即為不同型號的彈種對發射裝置加裝相應的適配器，使多種彈種適應同一發射平臺。在本文中為每個網絡化巡飛彈彈箱增加一個箱彈適配器以適應某型火箭炮發射平臺。因此，無控彈和網絡化巡飛彈彈箱的區別是網絡化巡飛彈彈箱有箱彈適配器，而無控彈彈箱則沒有，綜合控制箱通過發控箱對箱彈適配器上電，上電成功后綜合控制箱試圖連接箱彈適配器，如果連接成功則該彈箱的彈為網絡化巡飛彈，否則為無控彈。此種方法對平臺更改較小，平臺通用性強，使用價值較高。

2.2 火控系統改進設計

實現網絡化巡飛彈和無控火箭彈共架發射的一體化發射控制流程，有機融合對巡飛彈、無控彈的回路檢測、參數裝定和點火發射等控制過程需要解決以下問題：

1）不同于無控彈，網絡化巡飛彈在發射準備過程中需要火控系統提供工作電，而某型火箭炮平臺并無給彈上電的接口；

2）某型火箭炮的發火控制器只提供一個3A的點火電流，而網絡化巡飛彈需要一個6-12A的點火電流，發火控制器為已定型產品不宜更改；

3）由于采用的共架發射技術是在每個彈箱上增加了一個箱彈適配器，某型火箭炮帶有兩個彈箱，共需要兩個箱彈適配器，需要火控系統為兩個箱彈適配器提供上電、斷電，并對兩個箱彈適配器管理的功能；

4）網絡化巡飛彈在發射準備過程中需要火控系統執行彈箱開關蓋、網絡化巡飛彈自檢、數據裝訂、啟動導航、熱電池激活命令，需要火控系統的指揮終端、綜合控制箱和箱彈適配器之間相互通信。

為解決上述問題，并根據某型火箭炮發射平臺的特性，在其基礎上火控系統需要增加網控箱、箱彈適配器和發控箱3種單體，如下頁圖2所示，增加發射控制箱給網絡化巡飛彈上電、斷電，給兩個箱彈適配器上/斷電，并為巡飛彈提供6-12A的發火電流；增加網控箱實現綜合控制箱、指揮終端和箱彈適配器之間的網絡通信；增加箱彈適配器實現巡飛彈與火控系統之間的交互。并通過更改指揮終端和綜合控制箱的軟件以滿足網絡化巡飛彈的發射要求，實現網絡化巡飛彈和無控火箭彈共架發射功能。

圖2 改進后火控系統組成原理

由改進后的火控系統組成圖可知綜合控制箱和箱彈適配器通過UDP通信，綜合控制箱和發送控制箱通過串口通信，箱彈適配器和每枚網絡化巡飛彈通過串口通信。發控箱的主要功能包括：為箱彈適配器上電、斷電功能，對網絡化巡飛彈裝彈檢測、點火[7-9]和留膛檢測功能。箱彈適配器的主要功能：為網絡化巡飛彈上/斷電，接收綜合控制箱的數據并轉發到對應管號的巡飛彈，接收巡飛彈的數據并上報到綜合控制箱。

2.3 硬件安全性設計

圖3 發射無控彈時系統和彈藥箱的連接示意圖

圖4 發射巡飛彈藥時系統和彈藥箱的連接示意圖

某型火箭炮的火控系統與彈藥箱是通過一個55芯的電連接器連接，不改變55芯電連接器的前提下，本論文采用了一種自動切換、復用無控彈引信線的方法，如圖3、圖4所示。即發射網絡化巡飛彈時，硬件電路切換模塊對引信裝定器與55芯電連接器的20芯引信裝定線進行了切換控制，引信裝定引腳轉換為10芯正、10芯負的DC28V供電輸出。

在火控系統斷電或初始加電，20芯引信/供電引線默認為無控彈引信連接，若實際裝填為網絡化巡飛彈藥，由于20芯無控彈引信線為與網絡化巡飛彈箱彈適配器連接，與網絡化巡飛彈在物理上無電連接關系，因此，該連接不會對網絡化巡飛彈產生安全隱患。

另外，在網絡化巡飛彈的連接方式下，若裝填無控彈，即使火控系統對無控彈誤供電，即DC28V將與4管無控彈電子引信裝定端連接。經無控彈引信研制單位相關單位分析、試驗，該連接不會對無控彈引信引起損壞或其他安全影響。

3 發射流程設計

為滿足網絡化巡飛彈和無控火箭彈共架發射功能，需要更改綜合控制箱和指揮終端軟件。指揮終端需要增加接收網控車數據并轉發到綜合控制箱的功能，重點更改的是綜合控制箱的軟件，綜合控制箱的軟件需要增加彈種識別、網絡化巡飛彈的數據裝訂，發射控制3部分功能。其軟件流程如圖5所示。

圖5 流程圖

3.1 彈種識別

綜合控制箱控制發射控制箱給彈箱適配器上電，待啟動后綜合控制箱控制嘗試連接箱彈適配器，如果連接失敗則該彈箱的彈為無控彈火控系統將切向箱彈適配器的電斷開，并進入無控彈發射模式，否則為網絡化巡飛彈進入網絡化巡飛彈發射模式。無控彈發射模式未變化，其操作方法、流程保持原狀態不變。進入網絡化巡飛彈發射模式后首先是向發射控制箱下達對巡飛彈上電命令，其彈種識別軟件流程圖如下頁圖6所示。

3.2 數據裝訂

火控系統與巡飛彈之間數據裝訂過程分為3個階段：自檢階段、參數裝定階段和傳遞對準階段。在巡飛彈發射過程中，按順序依次進入每個階段。彈上設備自檢階段包括彈載計算機自檢和彈上設備自檢兩個命令；參數裝定階段包括油門檢測、航路點參數裝定、彈載數據鏈參數裝定、控制參數裝定、衛星一次對時、星歷裝定、衛星二次對時。傳遞對準階段包括傳遞對準準備、傳遞對準數據和對準結果查詢3部分。在本階段內，命令按照順序依次執行。

圖6 彈種識別軟件流程圖

3.3 發射控制

打開保險鎖，按下發射按鈕，綜合控制箱軟件檢測到擊發信號后啟動發射流程其發射流程圖如圖7所示。

在發射流程啟動后的0 s時綜合控制箱向待發射的巡飛彈發送啟動導航的命令，導航啟動后向巡飛彈發送末次對時命令，啟動1 s時綜合控制箱判斷末次對時的結果，結果合格后下達熱電池激活的命令，3 s時判斷熱電池激活結果，熱電池激活后綜合控制箱向巡飛彈發送發射準備好命令，進入待發射狀態，5 s后，綜合控制箱向發射控制箱下達發射命令，發射控制箱向對應的巡飛彈點火回路輸出點火電流，點火完畢后火控系統進入待發射狀態，等待發射第2發巡飛彈。

4 結論

通過實際射擊試驗表明本文設計實現的方案滿足了在某型火箭炮上發射網絡化巡飛彈的功能，同時不影響其無控彈的發射功能。通過本次火控系統的改進實現了某型火箭炮發射控制的智能化、多樣化，對某型火箭炮的改進具有現實意義。

圖7 發射控制流程圖