СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОРУЖИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2005 года по МПК B64D7/00 F41F3/06 

Изобретение относится к авиационному оборудованию и предназначено для использования на боевых летательных аппаратах новых и существующих конструкций.

Известна система управления оружием (СУО), осуществляющая проверку состояния авиационных средств поражения (АСП) на всех точках подвески (ТП) и содержащая, в частности, систему индикации и пульт управления оружием в кабине летчика, а также устройство связи с объектом вооружения и устройство для приема и передачи информации (US 3803974 A, F 41 F 3/06, 16.04.1974).

Недостатки известной системы связаны с ограниченной областью применения, обусловленной несовершенством компоновочных решений, и с низкой эксплуатационной надежностью, вызванной малым уровнем интеграции составных элементов.

Наиболее близкой к предложенной является СУО, предназначенная для управления подготовкой и применением всех типов оружия, используемых на летательном аппарате, и состоящая из командного блока с узлам временных интервалов, узлом разовых команд, узлом управления встроенной пушечной установкой и узлом управления неуправляемым оружием и дистанционных блоков, каждый из которых включает в себя узел коммутации и узел преобразования сигналов с ТП (RU 2146835 C1, G 06 F 17/00, 20.03.2000).

Указанная СУО характеризуется сниженным весом за счет сокращения проводных линий связи и обеспечивает наращивание количества точек подвески и типов оружия без существенной доработки аппаратуры. Однако ее недостатки заключаются в невысокой эффективности применения летательного аппарата по назначению из-за использования наземных средств контроля СУО в ходе подготовки к полетам, отсутствия возможности применения на летательном аппарате одновременно неуправляемого оружия, управляемого оружия и высокоточного оружия, отсутствия возможности совершенствования системы индикации состояния оружия и органов управления при развитии информационно-управляющего поля, отсутствия возможности дальнейшего наращивания на летательном аппарате номенклатуры оружия без увеличения количества ТП и отсутствия возможности увеличения назначенного срока эксплуатации СУО.

Задачей изобретения является создание СУО, позволяющей существенно повысить эффективность применения летательного аппарата.

Для решения поставленной задачи предложена СУО летательного аппарата, содержащая программную часть, которая выполнена с возможностью выбора авиационных средств поражения (АСП) к применению, выбора режимов применения, формирования. сигналов целеуказания от прицельных комплексов и полетного задания для АСП, формирования циклограммы подключения самолетного электропитания к АСП, формирования информации в интегрированный комплекс бортового оборудования для отображения на многофункциональном индикаторе системы индикации, а также передачи в исполнительные блоки управляющих команд от информационного управляющего поля кабины, и аппаратную часть, которая включает в себя блок согласования и логики, обеспечивающий решение алгоритмов управления АСП, информационное взаимодействие с бортовой ЦВМ верхнего уровня и преобразование сигналов целеуказания, блок аварийной разгрузки, обеспечивающий аварийный сброс АСП со всех точек подвески (ТП), блок преобразования информации, обеспечивающий трансляцию от блока согласования и логики сигналов целеуказания для цифровых АСП, преобразование код - аналог - код сигналов целеуказания для всего размещаемого на летательном аппарате оружия и передачу сигналов управления АСП в виде разовых команд, первую группу исполнительных блоков, обеспечивающих информационное взаимодействие АСП с блоком согласования и логики по энергетическому каналу и передачу разовых команд для всего применяемого оружия, вторую группу исполнительных блоков, обеспечивающих взаимодействие АСП с блоком согласования и логики только по энергетическому каналу.

Решению поставленной задачи способствуют частные существенные признаки изобретения.

Предложенная СУО представляет собой модульно распределенную, компонуемую систему, в которой блок согласования и логики и блок аварийной разгрузки размещены в фюзеляже на раме монтажной, блоки преобразования информации - в пилонах первой и второй ТП, исполнительные блоки первой группы - в пилонах первой, второй, третьей и четвертой ТП, исполнительные блоки второй группы - в пилонах пятой и шестой ТП.

В предложенной СУО для связи с АСП используются информационный канал, обеспечивающий передачу сигналов целеуказания для головок самонаведения, полетного задания в виде разовых команд, параметров цели и высотно-скоростных параметров носителя от бортовой ЦВМ верхнего уровня через блок согласования и логики и блок преобразования информации на АСП в зависимости от выбранного типа АСП к применению, информационный канал, обеспечивающий передачу информации о типе АСП на ТП, наличии АСП на ТП, готовности АСП к применению от блока согласования и логики в бортовую ЦВМ, энергетический канал, обеспечивающий подключение к АСП питающих напряжений постоянного тока напряжением +27 В, переменного тока с частотой 400 Гц и однофазным и трехфазным напряжениями соответственно 115 В и 200 В, переменного тока с частотой 400 Гц и 1000 Гц и напряжением 36 В, аналоговый канал обмена информацией, обеспечивающий передачу к ТП АСП и прием от них сигналов через исполнительные блоки первой группы в виде “+27 В”, “корпус”, “обрыв”, характеризующих наличие и тип АСП на ТП, номер ТП, команды и сигналы о состоянии и готовности АСП, пусковые команды, команды на отделение АСП и сигналы блокировки, телевизионный канал, обеспечивающий передачу телеизображения от телевизионных головок самонаведения на многофункциональный индикатор через блок контроля данного канала.

Предложенная СУО сопряжена с бортовой системой электропитания, системами прицеливания, навигации, управляющего поля кабины, регистрации параметров, а также с противопомпажной системой через бортовую ЦВМ верхнего уровня, пультом аварийных режимов посредством проводной связи через блок аварийной разгрузки, с АСП, размещаемыми на ТП, со встроенной пушечной установкой через блок аварийной разгрузки, с системой дистанционного управления через бортовую ЦВМ верхнего уровня и бортовой автоматизированной системой контроля.

На фиг.1 показана схема функционирования предложенной СУО на летательном аппарате, а на фиг.2 приведена структурная схема СУО.

В данном техническом решении произведена глубокая интеграция СУО 1 (фиг.1) с бортовым радиоэлектронным оборудованием (БРЭО) летательного аппарата, а для индикации и управления оружием использован многофункциональный цифровой индикатор (МФЦИ) 2 и пульт управления индикацией (ПУИ) 3.

При размещении исполнительных блоков и блока преобразования информации (БРПИ) в пилонах 4 для ТП 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 оружия без переходных балочных держателей осуществляют разделение блоков СУО на исполнительные, силовые и информационные блоки.

Для использования на летательном аппарате различных образцов вооружения одновременно реализуют аппаратурные каналы 13 связи СУО с оружием 14.

Для обеспечения проверки СУО в полете и на этапах подготовки к полетам без использования наземных средств контроля (пультов, мобильных систем HACK) в СУО обеспечивают аппаратурную реализацию системы встроенного контроля.

Для обеспечения возможности назначить срок эксплуатации СУО 30 лет применяют соответствующую схему построения и элементную базу.

Для обеспечения возможности снижения веса летательного аппарата вместо фидерной электронной схемы используют блоки с новыми конструктивными решениями, особым размещением и каналами связи 13.

Для обеспечения возможности действий по управлению оружием с целью обучения СУО может быть снабжена устройством имитации реального вооружения.

На фиг.2 обозначены рама 15 монтажная (РМ), блок согласования и логики (БСЛ) 16, блок аварийной разгрузки (БАР) 17, блоки преобразования информации (БРПИ) 18.1, 18.2, система электроснабжения (СЭС) 19, блоки исполнительные (БИ) 20.1, 20.2, 20.3, 20.4 первой группы, блоки исполнительные (БИ) 21.1, 21.2 второй группы, система неуправляемой пушечной установки (СНПУ) 22, управляемые ракеты воздух-воздух (УР В-В) 23.1, 23.2, 23.3, 23.4, управляемые ракеты воздух-земля (УР В-3) 24.1, 24.2, 24.3, 24.4, реактивные снаряды (PC) 25.1 25.2, 25.3, 25.4, бомбы 26.1, 26.2, 26.3, 26.4, подвески топливных баков (ПТБ) 27.1, 27.2 и межсистемный канал информационного обмена (МКИО) СУО 28.

СУО предназначена для подготовки и боевого применения АСП, размещаемых на летательном аппарате.

При подготовке АСП к применению СУО решает следующие задачи:

осуществляет совместно с интегрированным комплексом бортового оборудования (ИКБО) выбор АСП к применению;

производит подготовку и пуск (сброс) выбранного оружия в соответствии с требуемой временной циклограммой;

передает в ИКБО информацию о типе, наличии и готовности к применению АСП, размещенных на ТП;

формирует необходимые блокировки для обеспечения безопасности при эксплуатации и боевого применения АСП;

осуществляет встроенный контроль системы и учебно-тренировочный режим, в части вооружения, совместно с ИКБО;

осуществляет подачу электропитания от бортовых источников на АСП;

осуществляет преобразование и передачу из бортовой ЦВМ верхнего уровня сигналов целеуказания в АСП.

СУО состоит из программной и аппаратных частей.

Программная часть обеспечивает алгоритмическое решение следующих задач:

- выбор АСП к применению;

- выбор режимов применения;

- формирование (преобразование) сигналов целеуказания от прицельных комплексов и полетного задания для АСП;

- формирование циклограммы подключения самолетного электропитания к АСП;

- формирование информации в ИКБО (тип АСП на ТП, наличие АСП, готовность АСП и др.) для отображения на МФИ системы индикации;

- передачу в исполнительные блоки управляющих команд от информационного управляющего поля кабины (ИУП);

- управление встроенным контролем.

Аппаратная часть включает следующие блоки:

- БСЛ 16, обеспечивающий решение алгоритмов управления АСП, информационное взаимодействие с бортовой ЦВМ верхнего уровня (по ГОСТ 26765.52-87) и с периферийными блоками СУО (по ГОСТ 18977-79), преобразование сигналов целеуказания из ГОСТ 26765.52-87 в ГОСТ 18977-79;

- БАР 17, обеспечивающий аварийный сброс (пуск) АСП со всех ТП, подключение аварийного электропитания к АСП, управление пушечным вооружением (ПВ);

- БРПИ 18.1, 18.2, обеспечивающие трансляцию сигналов целеуказания (по ГОСТ 18977-79) от БСЛ 16 для цифровых АСП, преобразование сигналов целеуказания (код - аналог - код) для всего размещаемого на летательном аппарате оружия и передачу на исполнительные блоки 20.1-20.4 сигналов управления АСП в виде разовых команд;

- блоки исполнительные 20.1-20.4, обеспечивающие информационное взаимодействие АСП с БСЛ 16 по энергетическому каналу (по ГОСТ 18977-79) и передачу разовых команд сигналов для всего применяемого оружия;

- блоки исполнительные 20.1, 20.2, обеспечивающие взаимодействие АСП с БСЛ 16 только по энергетическому каналу.

БСЛ 16 и БАР 17 размещены в фюзеляже на раме монтажной РМ 15. Информационное взаимодействие БСЛ 16 с бортовой ЦВМ верхнего уровня производится по ГОСТ 26765.52-87.

БРПИ 18.1, 18.2 размещены в пилонах первой 5 и второй 6 ТП. Информационное взаимодействие блоков по каналам целеуказания для управляемых АСП осуществляется по ГОСТ 18977-79. Каждый блок обеспечивает информационное взаимодействие с четырьмя ТП 6-12 и 5-11.

БИ 20.1-20.4 размещены соответственно в пилонах ТП 5-8 и обеспечивают информационное взаимодействие с АСП, размещаемых на этих ТП. Связь БИ 20.1-20.4 с БСЛ 16 по энергетическому каналу производится по ГОСТ 18977-79, а с БРПИ 18.1,18.2 по дискретным разовым сигналам.

БИ 21.1, 21.2 размещаются в пилонах ТП 9, 10 и обеспечивают управление по энергетическому каналу ракетами, размещаемыми на ТП 10, 12 и 9, 11 соответственно.

Структура СУО представляет собой, как уже указывалось, распределенную модульно (блочно) компонуемую систему управления. Размещение блоков системы в пилонах обеспечивает сокращение количества проводных связей центрального блока управления с ТП и уменьшает количество блоков, размещаемых в фюзеляже.

СУО сопрягается со следующими бортовыми системами:

с бортовой системой электропитания;

с системами прицеливания, навигации, системой ИУП;

с системой регистрации (ЭБН, ЗБН и СОК-Б) параметров;

противопомпажной системой - через бортовую ЦВМ верхнего уровня (по ГОСТ 26765.52-87);

пультом аварийных режимов посредством проводной связи через БАР 17;

- с АСП, размещаемыми на ТП;

- со встроенной пушечной установкой через БАР 17;

- системой СДУ через бортовую ЦВМ верхнего уровня;

- системой СУО СО;

- системой БАСК.

Сопряжение АСП с СУО и комплексом бортового оборудования осуществляется по следующим каналам информационной связи:

- информационному каналу, в котором от бортовой ЦВМ верхнего уровня через БСЛ 16 с последующим необходимым преобразованием в БРПИ 18.1, 18.2 в зависимости от выбранного типа АСП к применению на АСП передаются сигналы целеуказания для головок ГСН, полетное задание в виде разовых команд, параметры цели, высотно-скоростные параметры носителя. Для обеспечения условия применения АСП от бортовой ЦВМ верхнего уровня на БСЛ 16 передается информация ДР, результаты встроенного контроля (ВСК) АСП;

- информационному каналу, в котором от БСЛ в бортовую ЦВМ передается информация о типе АСП на ТП, наличии АСП на ТП, готовности АСП к применению;

- энергетическому каналу, обеспечивающему подключение к АСП питающих напряжений постоянного тока напряжением +27 В, переменного тока с частотой 400 Гц и однофазным и трехфазным напряжениями соответственно 115 В и 200 В, переменного тока с частотой 400 Гц и 1000 Гц и напряжением 36 В;

- аналоговому каналу обмена информации АСП-СУО, обеспечивающему через блоки БИ 20.1-20.4 передачу и прием сигналов и команд от ТП;

- телевизионному (TV) каналу, обеспечивающему передачу телеизображения от телевизионных ГСН (в соответствии с ГОСТ 7845-92) на МФИ через БКТВ.

Формирование сигналов управления на подключение питающих напряжений к ТП АСП осуществляет блок БСЛ 16 в соответствии с циклограммой. Формируемый в БСЛ 16 сигнал на включение электропитания учитывает недопустимость перегрузки энергосистемы самолета в момент пиковых нагрузок при подключении АСП. Подключение электропитания осуществляется только при условии наличия АСП на ТП.

Сигналы и команды в аналоговом канале обмена информации АСП-СУО характеризуют:

а) наличие и тип АСП на ТП;

б) номер точки подвески;

в) команды и сигналы о состоянии и готовности АСП;

г) пусковые команды;

д) команды на отделение АСП (тактическое и аварийное);

е) сигналы блокировки.

Информация, передаваемая по каналам связи СУО-БЦВМ и СУО-АСП, обеспечивает АСП полным набором команд и сигналов, необходимых для применения АСП в соответствии с их заданными техническими характеристиками в установленных для АСП режимах.

В процессе подготовки и применения АСП бортовой комплекс совместно с СУО реализует следующие режимы применения АСП:

режим полного приборного обеспечения (ППО), когда для АСП формируется полный набор сигналов и команд с учетом информации о носителе и цели (Д, Д’, _ц, ω, размер, угловые координаты цели и т.д.);

режим с неполным приборным обеспечением (НПО), когда может отсутствовать часть информации о цели (Д, Д’, ω_ц и др.);

аварийный режим (АР).

В режиме ППО подготовка АСП к пуску (сбросу) осуществляется с блокировкой по готовности и разрешению на пуск (по зонам) - ДР.

В режиме НПО СУО исключает блокировки по разрешенным зонам из-за отсутствия информации по Д, Д’. В режиме НПО блок БСЛ 16 выдает разрешение на пуск (сброс) в соответствии с решением специальных алгоритмов.

В режиме АР СУО обеспечивает по определенной программе разгрузку ТП от имеющихся АСП. При аварийном сбросе (пуске) АСП сбрасываются на НЕ ВЗРЫВ.

СУО обеспечивает заданные технические характеристики в условиях боевого применения:

- практический потолок;

- максимальная скорость у земли;

- максимальная скорость на максимальной высоте;

- максимальная эксплуатационная перегрузка.

Глубина встроенного контроля (ВСК) 0,95.

Каждый блок, входящий в состав СУО, представляет собой конструктивно законченную единицу, в состав которой входит:

оконечное устройство в составе БСЛ 16, обеспечивающее информационное взаимодействие с бортовой ЦВМ верхнего уровня;

средства вычислительной техники (СВТ), обеспечивающие решение заданных алгоритмов;

приемники и передатчики информации по ГОСТ 18977-79; вторичные блоки питания (БП), обеспечивающие электропитание - элементы СВТ;

исполнительные устройства, обеспечивающие формирование токовых исполнительных команд по цепям постоянного и переменного тока.

Массогабаритные характеристики блоков СУО, в первую очередь, определяются схемотехникой исполнительных устройств (БИ) - коммутаторов тока до 20 А, электромеханических распределителей импульсов типа ПУС.

Разработка и применение специализированных ключей и распределителей импульсов с заданными характеристиками позволит значительно сократить массогабаритные характеристики исполнительных блоков и в целом СУО.

СУО и система выброса помех интегрирована в единую систему (СУО-13П), на которую возложены дополнительные функции:

- отстрел помех в заданных режимах (автоматический от РЭП);

- полуавтоматический по программе РЭП по команде летчика;

- ручной - по выбору и команде летчика; блокировки безопасности при эксплуатации системы выброса помех;

- передача информации в ИКБО о наличии, типе, расходе патронов помех;

- встроенный контроль.

Предполетный контроль СУО проводится на этапе предполетной подготовки в двух режимах:

1. Наземная проверка СУО перед установкой АСП.

2. Оперативная проверка СУО с установленным на ТП АСП.

Проверка в первом режиме предусматривает оценку функционирования СУО с учетом сопряжения с бортовой аппаратурой для заданного варианта загрузки ТП во всех режимах применения АСП.

Проверка проводится с использованием специализированной контрольно-проверочной аппаратуры (КПА-АСП), позволяющей имитировать АСП на ТП с задействованием всех каналов связи (кроме каналов СВЧ) и боевых электроцепей.

На КПА-АСП задается вариант загрузки АСП. С борта выдаются на КПА-АСП все необходимые сигналы в соответствии с протоколом взаимодействия с АСП.

В СУО на программном уровне (СУО и БЦВС) организуется режим “Наземная проверка СУО”, по которому осуществляется взаимодействие с бортовой автоматизированной системой контроля БАСК.

При проведении контроля в кабине

- включают питание системы;

- контролируют на индикаторе МФИ информацию от АСП (наличие, тип, готовность и т.д.);

- нажимают по команде “ПР” боевую кнопку;

- нажимают по выбору пушки гашетку;

- нажимают кнопку “АВАР. ПУСК”, “АВАРИЙНЫЙ СБРОС”;

- контролируют имитацию схода (сброса) АСП.

Результаты катапультирования отображаются на МФИ в виде сигнала “ИСПРАВНО” и документируются на ретрансляторе “Карат” (ЭБН).

В случае неисправности на МФИ индицируется информация о том, где произошел отказ в процессе проверки (блок, цепь и т.д.).

Проверка борта с установленным АСП на ТП (предполетный контроль) проводится в режиме ВСК.

Проверка проводится по всем каналам, кроме боевых электроцепей, обеспечивающих пуск, сброс, стрельбу из СПВ.

Режим ВСК формируется на программном уровне СУО и БЦВС верхнего уровня.

Результаты контроля отображаются на МФИ в виде сигнала “ИСПРАВНО-В”.

В цепях безопасности в режиме ВЕК-В контроль проводится с задействованием механических и электрических блокировок боевых цепей (пуска, сброса).

Изобретение относится к авиационному оборудованию и предназначено для использования на боевых летательных аппаратах. Технический результат - повышение эффективности применения летательного аппарата. Программная часть системы выполнена с возможностью выбора авиационных средств поражения (АСП) к применению и режимов применения, формирования сигналов целеуказания от прицельных комплексов, полетного задания для АСП, циклограммы подключения самолетного электропитания к АСП, информации в интегрированный комплекс бортового оборудования для отображения на многофункциональном индикаторе системы индикации, а также передачи в исполнительные блоки управляющих команд от информационного управляющего поля кабины. В аппаратной части системы блок согласования и логики обеспечивает решение алгоритмов управления АСП, информационное взаимодействие с бортовой ЦВМ верхнего уровня и преобразование сигналов целеуказания. Блок аварийной разгрузки обеспечивает аварийный сброс АСП со всех точек подвески. Блок преобразования информации обеспечивает трансляцию от блока согласования и логики сигналов целеуказания для цифровых АСП, преобразование код - аналог - код сигналов целеуказания для всего оружия и передачу сигналов управления АСП. Первая группа исполнительных блоков обеспечивает информационное взаимодействие АСП с блоком согласования и логики по энергетическому каналу, а вторая группа исполнительных блоков - только по энергетическому каналу. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Система управления оружием летательного аппарата, содержащая аппаратную часть, отличающаяся тем, что аппаратная часть выполнена из блока согласования и логики, обеспечивающего решение алгоритмов управления авиационными средствами поражения (АСП), преобразование сигналов целеуказания, блока аварийной разгрузки, обеспечивающего аварийный сброс АСП со всех точек подвески (ТП), блоков преобразования информации, обеспечивающих трансляцию от блока согласования и логики сигналов целеуказания для цифровых АСП, преобразование код - аналог - код сигналов целеуказания для всего размещенного на летательном аппарате оружия и передачу сигналов управления АСП в виде разовых команд, первой группы исполнительных блоков, обеспечивающих информационное взаимодействие АСП с блоком согласования и логики по энергетическому каналу и передачу разовых команд для всего применяемого оружия, второй группы исполнительных блоков, обеспечивающих взаимодействие АСП с блоком согласования и логики только по энергетическому каналу, причем блок согласования и логики соединен с бортовой ЦВМ верхнего уровня межсистемным каналом информационного обмена для возможности выбора авиационных средств поражения к применению, выбора режимов применения, формирования сигналов целеуказания от прицельных комплексов и полетного задания для АСП, формирования циклограммы подключения самолетного электропитания к АСП, формирования информационных сигналов в интегрированный комплекс бортового оборудования для отображения на многофункциональном индикаторе системы индикации, а также передачи в исполнительные блоки сигналов управляющих команд от информационного управляющего поля кабины.2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она выполнена модульно распределенной и компонуемой, при этом блок согласования и логики и блок аварийной разгрузки размещены в фюзеляже на раме монтажной, блоки преобразования информации - в пилонах первой и второй ТП, исполнительные блоки первой группы - в пилонах первой, второй, третьей и четвертой ТП, исполнительные блоки второй группы - в пилонах пятой и шестой ТП.3. Система по п.1, отличающаяся тем, что для связи с АСП использован информационный канал, обеспечивающий передачу сигналов целеуказания для головок самонаведения, полетного задания в виде разовых команд, параметров цели и высотно-скоростных параметров носителя от бортовой ЦВМ верхнего уровня через блок согласования и логики и блок преобразования информации на АСП в зависимости от выбранного типа АСП к применению, информационный канал, обеспечивающий передачу информации о типе АСП на ТП, наличия АСП на ТП, готовности АСП к применению от блока согласования и логики в бортовую ЦВМ, энергетический канал, обеспечивающий подключение к АСП питающих напряжений постоянного тока напряжением +27 В, переменного тока с частотой 400 Гц и однофазным и трехфазным напряжениями соответственно 115 и 200 В, переменного тока с частотой 400 и 1000 Гц и напряжением 36 В, аналоговый канал обмена информацией, обеспечивающий передачу к ТП АСП и прием от них сигналов через исполнительные блоки первой группы в виде "+27 В", "корпус", "обрыв", характеризующих наличие и тип АСП на ТП, номер ТП, команды и сигналы о состоянии и готовности АСП, пусковые команды, команды на отделение АСП и сигналы блокировки, телевизионный канал, обеспечивающий передачу телеизображения от телевизионных головок самонаведения на многофункциональный индикатор через блок контроля данного канала.4. Система по п.1, отличающаяся тем, что блок согласования и логики соединен с межсистемным каналом информационного обмена для сопряжения через ЦВМ верхнего уровня с системами прицеливания, навигации, управляющего поля кабины, регистрации параметров, дистанционного управления, а также с противопомпажной системой, блок аварийной разгрузки соединен посредством проводной связи с пультом аварийных режимов.