某火控系統中安全控制裝置的設計

摘要：主要介紹了安全控制裝置設計的重要性和必要性、總體設計思路、組成及工作原理;本裝置對某火控系統的安全性設計起到了很好的效果，并且應用于其他火控系統具有很好的擴展性。

隨著(zhù)火控系統技術(shù)含量不斷提升，火力打擊裝備的配合也至關(guān)重要。一套先進(jìn)的火控系統可使一個(gè)普通的火力打擊發(fā)射系統發(fā)生質(zhì)的變化，如：57 mm高射炮、37 mm高射炮已是上世紀40年代研制，并大量裝備部隊現已顯得過(guò)時(shí)的防空火力單元，但配裝先進(jìn)的火控系統后打擊中低空空中目標非常有效。如何將先進(jìn)的火控系統與落伍的火炮緊密的配合起來(lái)，從而形成有效的火力網(wǎng)，使其發(fā)揮活力，擔負起現在作戰任務(wù)的要求，同時(shí)也可節省大量的裝備經(jīng)費，這就是我們要面臨的問(wèn)題。

1 安全控制裝置總的設計思路

一些老式的高炮由于服役時(shí)間長(cháng)，磨損較嚴重，密封性也較差，一旦遇到雨天，潮濕的氣候時(shí)，火炮的電器部分常常出現短路;給火炮供電的油機有時(shí)也會(huì )出現電壓不穩，甚至掉電的情況;連接火炮、油機的大量電纜由于反復拖動(dòng)，一旦其中一處出現短路或斷路，都會(huì )影響到整個(gè)系統的正常工作。在日常的作戰或訓練過(guò)程中如何能將以上出現的問(wèn)題及時(shí)診斷，贏(yíng)得作戰時(shí)間，并有力的做好我軍自身的安全保護措施，正是設計本安全控制裝置的意義所在。

一套完整的火力控制系統通常由以下三部分組成：1)搜索和跟蹤系統;2)火控計算系統;3)武器瞄準系統(火炮)。本裝置就是在火控計算系統與武器瞄準系統(火炮)之間加入的一部檢測裝置，見(jiàn)圖1安全控制裝置位置圖。它能夠實(shí)時(shí)診斷火炮輸出諸元的正確性，同時(shí)發(fā)現異常時(shí)報警并緊急停炮。但在正常情況下，不能影響到火控系統的輸出。

2 安全控制裝置組成及工作原理

安全控制裝置的組成(見(jiàn)圖2)主要有五部分：同步變換器、模數轉換器、數據處理器、診斷控制器、顯示器等。

2.1 同步變換器

火控計算機經(jīng)過(guò)解算放大后傳輸給火炮的諸元量主要有四組數據：方位粗βqc、方位精βqj、高低粗φc、高低精φj，并且每組數據由三項信號組成。安全控制裝置對以上數據進(jìn)行檢測時(shí)必須先將三項信號轉換成兩項信號，即sinθ、cosθ，便于控制和診斷，同步變換器就是應用運算放大器 MC1558及合理的配套電阻實(shí)現信號的變換，具體變換電路見(jiàn)圖3，參數分析如下：

火控輸出諸元信號為三相同步信號：

方位粗βqc、方位精βqj、高低粗φc、高低精φj四組信號同時(shí)經(jīng)過(guò)以上的三項變兩項的變換。這種變換電路所需器件簡(jiǎn)單、輕便，在工程中具有很強的實(shí)用性。

2.2 模數轉換器

經(jīng)過(guò)同步變換器的轉換，12路輸出諸元信號就變換成8路(四對)信號，根據峰值采樣原理，通過(guò)快速高精度模擬/數字轉換電路，將其轉換為電壓的數字量，用此數字量診斷射擊安全故障和射擊安全隱患。

2.3 數據處理器

數據處理器是安全控制裝置的CPU，由196單片機完成，CPU依次讀取四對數據，并窶時(shí)地判斷數據是否正常，如果正常，放行數據，并且送顯示控制器 “GOOD”;如果發(fā)現異常，及時(shí)控制診斷控制器動(dòng)作，即緊急停炮，并在顯示控制器處顯示“ERROR”，以便戰士能夠及時(shí)識別。

故障診斷數學(xué)判據：

2.4 診斷控制器

診斷控制器是安全控制裝置的執行部分，主要由三組繼電器和保險組成，正常情況下，繼電器的常閉點(diǎn)為四組輸出諸元，當接到數據處理器的異常命令時(shí)，繼電器會(huì )斷開(kāi)原來(lái)的諸元信號，接通另外一組固定信號，也就相當于在停炮過(guò)程中給了火炮一個(gè)小的協(xié)調角，這樣既能夠保證火炮及時(shí)停炮，又能避免對火炮機械限位裝置的損傷。

3 結論

安全控制裝置裝備部隊后，起到了很好的作用：實(shí)戰時(shí)，能夠及時(shí)避免火炮的亂轉，失控等緊急情況的發(fā)生;作訓時(shí)，特別是部隊陣地轉移后，需要在最短的時(shí)間內進(jìn)入戰備時(shí)，戰士們可以通過(guò)在中央配電箱處逐門(mén)聯(lián)動(dòng)的方式來(lái)確定哪門(mén)火炮或電纜有故障。及時(shí)剔除，不會(huì )影響到其他火炮的正常使用。另外火炮油機故障、中央配電箱故障等，只要這些故障足夠影響到火控輸出諸元信號，安全控制裝置自然也會(huì )診斷與控制，切斷火控輸出諸元信號和電擊發(fā)信號。該裝置的應用為整個(gè)火控系統筑起了一道安全堡壘，大大加強了系統的可靠性，安全性，深受部隊的好評。

本設計在某型高炮火控雷達系統中已得到成功應用，它的工程設計原理完全適用于其它高炮火控雷達的安全性設計。