江南机电设计研究所
摘要:针对当前流行的基于通用对象的通用化设计方法的不足,提出了基于模块的通用化设计模型,并对通用模块的设计方法和形成方式进行了分析。在此基础上提炼出导弹发射控制系统的通用化对象,形成了一整套基于模块的通用发射控制系统设计方案。
主题词:模块化发射控制系统
一、概述
导弹发射控制系统是在导弹武器系统中,进行导弹发射准备、随动跟踪、实施导弹发射的设备的总称。导弹发射控制系统主要用于接受指挥控制系统的指令,完成对导弹的通信、参数装订等导弹发射准备以及电池激活、发动机点火等发射控制[1]。在导弹武器系统中,发射控制系统相对于其他分系统,技术成熟度高、更新迭代频率低,不同的武器系统对发控系统的功能需求基本相同,是整个武器系统中最具备实现通用化的一个分系统。
二、影响发控系统通用化的因素分析
一般来说,不同的导弹其发射控制过程是不一样的,因此其发射控制系统也不一致,即发射不同的导弹需采用不同的导弹发射控制系统。这种专用导弹发射控制系统典型特征是只能接受本型号指挥控制系统的指令,完成本型号导弹的发射控制任务,对武器系统功能的扩展带来了限制,严重制约了武器系统性能的发挥。为了突破这种一对一的专用导弹发射控制系统对武器系统作战效能的限制,导弹发射控制系统通用化是导弹发射控制的一个必然趋势。
目前制约发射控制系统通用化的因素有:弹地电气接口不通用,弹上设备用电体制差异大,由于地空导弹武器系统设计的传统是平台(发射车)适应武器(导弹),而且以往的型号设计中也是一型导弹一型平台,因此导弹在设计过程中完全只从自己的需求出发,并没有考虑到平台通用的问题,导致弹地间电气接口和弹上设备用电体制五花八门,给发射控制系统通用化带来了较大障碍;通信没有形成有充分约束力的统一标准,发控系统与导弹、指控系统间的通信方式始终不能有一个统一的标准,给发控系统通用化设计带来了障碍。
三、发控系统通用化途径分析
通用化是将各种功能相同、结构相似、尺寸相近的产品单元通过归并、优选、简化,统一为一种,并最大限度地扩大其使用范围的一种标准化方式。通用化是以互换性为前提的,通用化单元的通用性越强,通用单元的层次越高,通用化的意义也就越大[2]。随着导弹武器系统通用化程度的提高,发射控制系统在向多用途的方向发展,为了实现发射控制系统对多种导弹和指挥控制系统的兼容性,目前出现了多种发射控制系统通用化方式,本文在综合现有通用导弹发射控制系统优缺点的基础上,提出了一种基于模块设计的通用发射控制系统。
要解决发控系统通用化的问题,需要从硬件和软件两个方面入手。
在硬件方面,对现有导弹产品共性需求部分和非共性需求部分分别进行提炼,共性部分形成通用模块,非共性部分形成专用模块,利用模块化的方式组合出一套发控系统,再通过静态重构专用模块的方式即可适配不同的对象和范围。
图1模块化发控系统示意图
在软件方面,软件的通用化设计分两部分进行,一是主控软件的通用化设计,二是通用功能软件的设计。由于主控软件是用于控制对各功能模块的调用,不涉及到具体的功能,能够做到广泛的通用化。对于主控软件的通用化,只需使各功能模型模块化、主控软件调用功能模块的接口标准化即可实现。各功能模型模块化后,两两功能之间不存在交联关系,主控模块对某功能模块进行调用时,不会对其它功能造成影响;主控模块与功能模块之间的接口标准化之后,可根据需求对功能模块进行随意替换或者扩展,这样在进行新型产品设计时,只需要进行相应的功能模块开发,然后接入主控模块即可实现对新功能的通用化扩展。
通用功能软件的设计,在完成软件通用化对象分析形成一系列的通用基础模块库的基础上进行。通用功能软件模块的开发,实际上就是利用条件选择语句对通用基础模块库中模块进行调用的过程。在开发一个新的功能模块时,只需要利用多个条件语句与基础功能模块进行连接即可完成,省去了基础功能模块的设计过程,节约了大量的软件开发时间。
四、结论
本文根据导弹发射控制系统的特点,提出了一种基于模块化的通用发射控制系统,并对基于模块的通用化原理、模块化通用技术途径进行了分析。提出了一套基于模块的通用发射控制系统方案,从硬件模块、软件模块等方面给出了通用化设计的方法。基于模块化设计的通用发射控制系统克服了传统模式的整体堆积性和时空不变性所带来的功能冗余和使用闲置,利用通用模块搭建发射控制系统的方法,极大的提高了发控设备各功能部件的利用率,提高了发射控制系统的设计速度,降低了产品的研制成本,并提高了产品的可靠性。
参考文献:
[1] 发射控制技术,王生捷等,2015,北京理工大学出版社
[2] 通用化的理论和设计方法(上) 、(下),麦绿波,2014,中国标准化