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摘 要:本文以某战车为研究对象,对其集成测试的可行性进行了分析。经分析,战车集成测试的方案合理可行,可有效提高射前检查的测试覆盖率。
1 引言
导弹在出厂前,经过了一系列测试,包括单元测试、综合测试、箱弹测试,确保了测试覆盖率。但是对于交付后处于战斗执勤的箱弹,仅进行定期检测。若不到测试时机,一般只进行射前检查就直接进入战斗状态,若要测试,还要弹离架/车,测试完毕后再重新上架/车。而射前检查仅对弹上主要设备的自检功能进行检测,测试覆盖率不高;箱弹离架/车再上架/车要经过运输、测试、装填,费时费力。
因此,为了快捷、方便以及正确地判断在架/车箱弹的工作是否正常,研究某型号箱弹战车集成测试系统具有重要意义。
2 测试系统的组成
某型号箱弹由控制探测仪、收发信机、电气系统、控制系统(含制导仪和舵机)、安保机构、战斗部等组成。具有体积小、质量轻、弹上绝大多数信号数字传输、制导仪外加激励等特点。为了实现上述功能,测试系统需具备如下功能:
a)进行电爆电路以及电路良好性检查的功能;
b)提供稳压电源的功能以及对弹上电源参数进行监测的功能;
c)对导弹的工作时序进行控制的功能;
d)模拟战车系统为导弹装订初始参数与判断的功能;
e)具有向制导仪提供外部激励信号的功能;
f)具有模拟制导站发送指令信号、询问信号,并按照预定弹道发送指令进行模飞测试的功能;
g)具有对控制探测仪应答信号进行接收和处理的功能
h)具有收发信机测试所需的模拟目标信息的功能;
i)具有对测试模拟量信号进行采集、处理、判读和适时显示的功能;
j)具有接收数字量测试数据,并对其进行记录、处理、图显和软件自动判读的功能;
k) 具有自检功能;
l) 对测量参数进行记录、存储的功能。
为了完成上述功能,测试系统一般由以下部分组成:信息处理组合、信号匹配组合、高频测试控制组合、控制探测仪测试组合、模拟供电电源、模块化电源、收发信机目标模拟器、摇摆台。
其中信号匹配组合是将信号通过隔离变换(如供电电压)、阻抗匹配(如激活电路及继电器零位检查)等操作后转换成为满足信息处理组合需要的、能够识别的标准信号;
信息处理组合完成对导弹所有信号的控制输出,所有需测量数字量、模拟量的采集(如电压、电流),检查所有与导弹的通信传输(如弹地通信,测试数据接收);
高频测试控制组合主要完成与控制探测仪测试组合的串口通讯和对收发信机目标模拟器的控制;
控制探测仪测试组合主要完成控制探测仪参数的相关测试(如通过高频电缆和耦合器向弹上发送指令、询问信号等);
模拟供电电源用于导弹测试时,为弹上各设备提供稳定的工作电压;
模块化电源主要是为测试设备提供各种电压;
收发信机目标模拟器主要为收发信机提供模拟目标信息,以完成收发信机相关参数的测试;
摇摆台主要是为制导仪提供测试时的外部激励。
3 战车集成测试系统
3.1 战车集成测试系统设计方案
由于战车空间体积有限,为了实现对箱弹进行测试的目的,不可能将上述测试设备尽数集成上来。本着尽可能利用战车已有的资源,少动硬件,用软件实现测试功能的思想,并结合经济性、小型化以及功能测试为主,兼顾性能的原则,以达到增加测试覆盖率的目的。总体设计思路如下:
1)进行电爆电路、电路良好性检查的功能以及模拟战车系统为导弹装订初始参数与判断的功能
该功能战车本身在射前检查时就已具备,可利用战车的已有资源,节省信息处理组合、信息匹配组合的部分器件。
2)提供稳压电源的功能以及对导弹的工作时序进行控制的功能
战车给具备导弹供电并控制工作时序的能力,可利用战车的已有资源,节省了电源模块。
3)具有向制导仪提供外部激励信号的功能
战车本身的定位定向器具有高低随动和方位随动功能,可将其信号用于制导仪进行姿态控制,节省了摇摆台。
4)具有模拟制导站发送指令信号、询问信号,并按照预定弹道发送指令进行模飞测试的功能;具有对控制探测仪应答信号进行接收和处理的功能
原箱弹测试需要控制探测仪测试组合模拟制导站进行指令的询问和发送,考虑到空间体积、成本等因素,对控制探测仪软件进行更改,设置一种单独的测试状态,即“战车测试状态”。该状态下,控制探测仪以信号1为计时零点,按事先规定好的时序向制导仪发送程序指令,向收发信机发送相关指令,模拟导弹飞行。在“战车测试状态”下,控制探测仪固定周期应答,即控制探测仪不用测试系统模拟制导站给其发送指令、询问信号便可应答。控制探测仪是否固定周期的应答通过监视全弹消耗电流变化来判别。
该方案既减少了测试系统利用信息处理器对导弹的时序控制,减少了控制探测仪测试组合模拟制导站向控制探测仪发送指令的功能对控制探测仪应答信号高频采集问题。只是原战车没有对弹上电流进行监测,要在战车发控系统上增加电流传感器,高速A/D采集全弹电流消耗变化情况来间接反映控制探测仪应答功能。
5)具有收发信机测试所需的模拟目标信息的功能
主要是对收发信机的高频部分进行测试,而处于战车上的箱弹,无法对其性能进行测试,只进行高频功能的检查。而收发信机的高频组件功能是否正常工作通过收发信机的某数字量变化来判别,也减少了收发信机目标模拟器。
6)具有接收数字量测试数据,并对其进行记录、处理、图显和软件自动判读的功能
此功能是测试系统信息处理组合对测试数据进行接收,需将此测试数据传送给战车,且该接点在脱落插头/座上已留有,故战车需增加一路对测试数据的接收,并根据战车测试状态模型,增加战车模飞判读软件处理。
3.2 战车集成测试流程
战车集成测试流程如下:
1)战车发控系统对导弹进行电路良好性、电气系统零位及电爆电路检查;
2)战车发控系统按时序对导弹加电,装订初始参数(其中导弹状态为战车测试状态),并判断弹上设备自检;
3)以战车发控系统对导弹加电为计时零点,固定时间,对导弹进行供电。
4)战车发控系统判断到各弹上设备自检正常后,按照电气对接逻辑对导弹实施转电。以信号1为计时零点,控制探测仪进行固定周期的应答。
5)以信号1为计时零点,控制探测仪按事先规定好的模型向收发信机送出相关指令以及其它指令至测试结束;
6)以信号1为计时零点,控制探测仪按事先规定好的模型向制导仪发送程序指令至测试结束。
7)测试结果经脱落插头座上的测试口送至战车系统,由战车系统进行判断。
综上,战车集成测试系统需在原战车以及弹上设备上进行如下改进:
1)在战车测试系统上增加电流传感器以及高速A/D,对弹上设备的消耗电流进行采集;增加测试数据采集卡,对测试过程中的模飞数据进行接收存储;增加判读软件,对数字量信号进行判读。
2)战车发控系统与导弹的通信中,增加战车测试状态;修改控制探测仪指令应答模式,由原来的接收到外部信号后,将信号转发给相关设备,并进行应答改为不需要接收外部信号,固定周期的向相关设备发送信号并进行应答。
原理框图如图1所示。
4 结论
战车集成测试系统利用现有战车系统的资源以及更改弹上设备软件就可以实现用最少的测试资源对架上箱弹尽可能多的测试,进一步射前检查的测试覆盖率,对架上箱弹的测试具有指导和借鉴意义。但是,战车上集成该系统会对作战安全性有一定影响,具体设置时还需采取相应的安全措施,有待于详细设计。■
1 引言
导弹在出厂前,经过了一系列测试,包括单元测试、综合测试、箱弹测试,确保了测试覆盖率。但是对于交付后处于战斗执勤的箱弹,仅进行定期检测。若不到测试时机,一般只进行射前检查就直接进入战斗状态,若要测试,还要弹离架/车,测试完毕后再重新上架/车。而射前检查仅对弹上主要设备的自检功能进行检测,测试覆盖率不高;箱弹离架/车再上架/车要经过运输、测试、装填,费时费力。
因此,为了快捷、方便以及正确地判断在架/车箱弹的工作是否正常,研究某型号箱弹战车集成测试系统具有重要意义。
2 测试系统的组成
某型号箱弹由控制探测仪、收发信机、电气系统、控制系统(含制导仪和舵机)、安保机构、战斗部等组成。具有体积小、质量轻、弹上绝大多数信号数字传输、制导仪外加激励等特点。为了实现上述功能,测试系统需具备如下功能:
a)进行电爆电路以及电路良好性检查的功能;
b)提供稳压电源的功能以及对弹上电源参数进行监测的功能;
c)对导弹的工作时序进行控制的功能;
d)模拟战车系统为导弹装订初始参数与判断的功能;
e)具有向制导仪提供外部激励信号的功能;
f)具有模拟制导站发送指令信号、询问信号,并按照预定弹道发送指令进行模飞测试的功能;
g)具有对控制探测仪应答信号进行接收和处理的功能
h)具有收发信机测试所需的模拟目标信息的功能;
i)具有对测试模拟量信号进行采集、处理、判读和适时显示的功能;
j)具有接收数字量测试数据,并对其进行记录、处理、图显和软件自动判读的功能;
k) 具有自检功能;
l) 对测量参数进行记录、存储的功能。
为了完成上述功能,测试系统一般由以下部分组成:信息处理组合、信号匹配组合、高频测试控制组合、控制探测仪测试组合、模拟供电电源、模块化电源、收发信机目标模拟器、摇摆台。
其中信号匹配组合是将信号通过隔离变换(如供电电压)、阻抗匹配(如激活电路及继电器零位检查)等操作后转换成为满足信息处理组合需要的、能够识别的标准信号;
信息处理组合完成对导弹所有信号的控制输出,所有需测量数字量、模拟量的采集(如电压、电流),检查所有与导弹的通信传输(如弹地通信,测试数据接收);
高频测试控制组合主要完成与控制探测仪测试组合的串口通讯和对收发信机目标模拟器的控制;
控制探测仪测试组合主要完成控制探测仪参数的相关测试(如通过高频电缆和耦合器向弹上发送指令、询问信号等);
模拟供电电源用于导弹测试时,为弹上各设备提供稳定的工作电压;
模块化电源主要是为测试设备提供各种电压;
收发信机目标模拟器主要为收发信机提供模拟目标信息,以完成收发信机相关参数的测试;
摇摆台主要是为制导仪提供测试时的外部激励。
3 战车集成测试系统
3.1 战车集成测试系统设计方案
由于战车空间体积有限,为了实现对箱弹进行测试的目的,不可能将上述测试设备尽数集成上来。本着尽可能利用战车已有的资源,少动硬件,用软件实现测试功能的思想,并结合经济性、小型化以及功能测试为主,兼顾性能的原则,以达到增加测试覆盖率的目的。总体设计思路如下:
1)进行电爆电路、电路良好性检查的功能以及模拟战车系统为导弹装订初始参数与判断的功能
该功能战车本身在射前检查时就已具备,可利用战车的已有资源,节省信息处理组合、信息匹配组合的部分器件。
2)提供稳压电源的功能以及对导弹的工作时序进行控制的功能
战车给具备导弹供电并控制工作时序的能力,可利用战车的已有资源,节省了电源模块。
3)具有向制导仪提供外部激励信号的功能
战车本身的定位定向器具有高低随动和方位随动功能,可将其信号用于制导仪进行姿态控制,节省了摇摆台。
4)具有模拟制导站发送指令信号、询问信号,并按照预定弹道发送指令进行模飞测试的功能;具有对控制探测仪应答信号进行接收和处理的功能
原箱弹测试需要控制探测仪测试组合模拟制导站进行指令的询问和发送,考虑到空间体积、成本等因素,对控制探测仪软件进行更改,设置一种单独的测试状态,即“战车测试状态”。该状态下,控制探测仪以信号1为计时零点,按事先规定好的时序向制导仪发送程序指令,向收发信机发送相关指令,模拟导弹飞行。在“战车测试状态”下,控制探测仪固定周期应答,即控制探测仪不用测试系统模拟制导站给其发送指令、询问信号便可应答。控制探测仪是否固定周期的应答通过监视全弹消耗电流变化来判别。
该方案既减少了测试系统利用信息处理器对导弹的时序控制,减少了控制探测仪测试组合模拟制导站向控制探测仪发送指令的功能对控制探测仪应答信号高频采集问题。只是原战车没有对弹上电流进行监测,要在战车发控系统上增加电流传感器,高速A/D采集全弹电流消耗变化情况来间接反映控制探测仪应答功能。
5)具有收发信机测试所需的模拟目标信息的功能
主要是对收发信机的高频部分进行测试,而处于战车上的箱弹,无法对其性能进行测试,只进行高频功能的检查。而收发信机的高频组件功能是否正常工作通过收发信机的某数字量变化来判别,也减少了收发信机目标模拟器。
6)具有接收数字量测试数据,并对其进行记录、处理、图显和软件自动判读的功能
此功能是测试系统信息处理组合对测试数据进行接收,需将此测试数据传送给战车,且该接点在脱落插头/座上已留有,故战车需增加一路对测试数据的接收,并根据战车测试状态模型,增加战车模飞判读软件处理。
3.2 战车集成测试流程
战车集成测试流程如下:
1)战车发控系统对导弹进行电路良好性、电气系统零位及电爆电路检查;
2)战车发控系统按时序对导弹加电,装订初始参数(其中导弹状态为战车测试状态),并判断弹上设备自检;
3)以战车发控系统对导弹加电为计时零点,固定时间,对导弹进行供电。
4)战车发控系统判断到各弹上设备自检正常后,按照电气对接逻辑对导弹实施转电。以信号1为计时零点,控制探测仪进行固定周期的应答。
5)以信号1为计时零点,控制探测仪按事先规定好的模型向收发信机送出相关指令以及其它指令至测试结束;
6)以信号1为计时零点,控制探测仪按事先规定好的模型向制导仪发送程序指令至测试结束。
7)测试结果经脱落插头座上的测试口送至战车系统,由战车系统进行判断。
综上,战车集成测试系统需在原战车以及弹上设备上进行如下改进:
1)在战车测试系统上增加电流传感器以及高速A/D,对弹上设备的消耗电流进行采集;增加测试数据采集卡,对测试过程中的模飞数据进行接收存储;增加判读软件,对数字量信号进行判读。
2)战车发控系统与导弹的通信中,增加战车测试状态;修改控制探测仪指令应答模式,由原来的接收到外部信号后,将信号转发给相关设备,并进行应答改为不需要接收外部信号,固定周期的向相关设备发送信号并进行应答。
原理框图如图1所示。
4 结论
战车集成测试系统利用现有战车系统的资源以及更改弹上设备软件就可以实现用最少的测试资源对架上箱弹尽可能多的测试,进一步射前检查的测试覆盖率,对架上箱弹的测试具有指导和借鉴意义。但是,战车上集成该系统会对作战安全性有一定影响,具体设置时还需采取相应的安全措施,有待于详细设计。■