飛彈測試發控系統

飛彈的測試發射控制系統是飛彈武器系統的重要組成部分，是飛彈測試、發射控制等地面設備的總稱。通常由測試設備、發控設備、瞄準設備、通訊設備等部分組成。

基本介紹

• 中文名：飛彈測試發控系統
• 外文名：Missile Checkout Launch Control System
• 組成：測試系統、發控系統
• 用途：飛彈測試和發射控制

概述

飛彈通常由制導系統、推進系統、作戰部、彈體組成。彈體一般是作為結構支持，依靠設計保證其結構強度，一般不進行測試。作戰部也稱彈頭，在飛彈工作的最後階段產生爆炸，爆炸過程不可逆，通常在發射測試時只進行控制部件測試或等效器測試。推進系統由發動機和燃料組成，是飛彈飛行中的動力源，飛彈在制導系統是的控制下飛向預定飛向，制導系統根據飛行過程中的狀態進行姿態調整，保證精確命中目標。

飛彈地面測發控系統的任務是接收指揮系統命令、在發射陣地對發射載具上的飛彈完成測試後，進行發射控制以及在技術陣地訓練時模擬飛彈發射。一般情況下，測發控系統包括測試系統、發控系統。測試系統通常是對地面系統的狀態進行檢查後對飛彈進行測試，發控系統對飛彈進行發射控制。

隨著現代戰爭偵查手段的不斷演進，武器系統的生存難度越來越大，上個世紀六七十年代研製的武器己經很難滿足現代戰爭的需求，因此，對武器系統包括測試系統提出了新的要求。過去研製的地面測試系統，體積大、測試功能單一、測試精度低。隨著測試手段的提高、計算機匯流排技術的發展、存儲資源的增加、數據通訊速率的提高，過去難以完成的測試現在己經變得較為容易。飛彈發射前需要在地面對飛彈各個設備的工作狀態進行逐一檢查，完成檢查後按照規定流程進行發射，地面測試系統的測試結果決定飛彈是否具備發射條件，所以地面測試十分重要。因此，對武器系統測試設備的技術升級，能極大地提高武器系統的可靠性。

組成部分

飛彈測試發控系統是飛彈測試、發射控制等地面設備的總稱。通常由測試設備、發控設備、瞄準設備、通訊設備等部分組成。飛彈測試發控系統主要功能是在飛彈庫存測試、轉場測試和射前測試中，檢查控制系統和其他系統電器設備性能；在發射過程中對飛彈建立初始狀態和初始基準，對彈上儀器設備供電，對發射設備電路進行信號綜合及電路接通，向控制系統裝訂各種發射諸元數據，向監控指揮系統傳遞數據，接收指揮監控系統指令，實施對飛彈的發射點火控制等。

飛彈地面自動測試系統

飛彈地面測試系統根據功能通常分為等效器設備和測試設備，其中，等效器模擬飛彈的輸出輸入接口，與地面測試設備進行通訊，在測試中充當飛彈模擬器的角色。由於飛彈的某些精密設備如陀螺儀的壽命有限，不能進行長時間工作，等效器在部隊日常訓練中作為飛彈模擬器使用。測試設備是對飛彈的各個設備進行依次檢查，完成對開關量信號、電壓信號、頻率信號、脈衝量信號等信號的測量；測試設備進行供配電測試、飛彈靜態測試、飛彈動態測試、發控狀態檢測;供配電測試是地面的供配電情況進行檢查，確保地面供配電狀態正常；靜態測試是對飛彈靜態各項指標進行測試，對漏電流、信號通路等狀態的測試;動態測試是模擬飛彈的飛行狀態，對模擬飛行中各設備的工作狀態進行測試；在完成飛彈的所有測試後，發控系統進行發射控制。

飛彈地面發控系統

飛彈發控系統是飛彈地面測發控的一個重要組成部分，在飛彈測試過程中保護彈上設備、在發射前進行射擊參數的設定以及發射控制，其性能直接決定了飛彈的使用效果。飛彈的發控系統通常由控制器和發控組合組成，發控組合通常由繼電器機櫃和延時電路組成。
飛彈彈上設備對工作的先後順序有嚴格要求，而地面測試系統難以保證用戶按照正確的流程進行操作。因此，為了對彈上設備進行保護，通常在軟體上進行容錯處理的同時也需要在硬體上採取一定的保護手段。發控系統要進行射擊參數的設定，在地面系統上傳射擊參數後，需要對飛彈的當前狀態進行整定保證飛彈狀態恆定，確保飛彈按照預定彈道飛行。在飛彈發射階段將地面供電切換至彈上電源，解除鎖定後，收到發射命令後，控制飛彈點火發射。　

歷史與發展

飛彈不同於過去的武器，系統複雜、工作流程繁瑣，需要在發射前進行大量測試保證發射成功率。受限於當時的技術水平，測試發控系統誕生初期自動化程度較低、測試效率低、測試精度差、完全依靠手工進行。隨著二戰後各國開始大力發展飛彈，飛彈的地面測發控系統也迅速發展。
20世紀5 0年代末期，隨著軟硬體的發展，飛彈測發控系統進入了自動測試控制時代。飛彈自動測試控制系統通過對專用控制器的編程實現對其他設備的控制，從而完成飛彈自動測試和控制，稱為專用控制器時代。控制器和測試控制設備都是專用設備，研發費用較高、研製周期長、執行效率低下，但相比手動測發控前進了一大步。
後來，隨著半導體工業的發展，計算機進入了積體電路時代。計算機使用成本的下降、計算機軟體的出現讓，計算機逐漸在航空航天中占有一席之地。計算機逐漸取代專用控制器，成為了飛彈測發控系統的控制核心。

隨著計算機匯流排和軟硬體的飛速發展，計算機進入了匯流排時代。隨著各式計算機匯流排衍生出的工業匯流排的發展，飛彈的測發控系統從分立式系統進入匯流排時代，測發控系統也由測發控一體的方式分化為測試系統和發控系統兩個獨立的部分，在計算機的控制下按照規定流程執行相應的操作。計算機是系統的人機界面，協調各個設備，與彈上設備進行通訊。測試系統完成飛彈的測試，發控系統完成飛彈的發射控制系統間通訊從最開始的點對點並行匯流排方式過渡到點對點RS-422，RS-232串列匯流排方式。隨著網路技術的發展、測發控系統複雜度的提高，測發控系統開始組建專用網路，地面測發控開始採用混合通訊的方式。地面組成一個地面測發控區域網路，彈上組成一個高可靠性數據通訊網，彈地之間通過RS-485或者 RS-232的方式進行通訊。這種結構最大限度地保證了各系統的獨立性，降低相互之間的耦合，提高了系統穩定性。
目前，飛彈的測發控系統逐漸由過去的主從式向分散式發展。分散式系統由多個具有一定智慧型的、獨立具有監測和故障診斷單元的設備組成。而測發控的工作重心逐漸由研製測發控設備轉變為網路結構的研究。如何利用網路合理組織去進行測發控設計己經成了一個主流的研究方向。

面臨挑戰

在飛彈發射控制系統中，信號適配器是十分重要的一環，它是飛彈和發控系統之間的電氣接口，負責完成兩者之間的信號匹配，確保測試/控制的安全、真實及有效，其信號處理水平和匹配程度是決定檢測精度及確保發射控制安全有效的關鍵因素之一。
同時，發射控制設備和飛彈之間的接口關係日益複雜，兩者之間的信號調理適配而臨嚴峻挑戰，成為組建飛彈發射控制系統的技術難點，主要表現在:
（1 ）信號傳輸線路較長，為確保全全，兩者之間通常連線有數十米乃至近百米長的信號傳輸電纜，整個傳輸線路等同於一個複雜的RLC網路，使傳輸其中的信號波形特性受到嚴重影響；
（2）電磁環境複雜，信號傳輸電纜還經常暴露於由大功率供電電源和載艦、飛彈上複雜電纜網等強電設備所共同營造的錯綜複雜的電磁干擾環境下，存在較強幹擾；

（3）信號類型繁雜且數量眾多，既有模擬信號和開關信號，還往往存在需要成對判別的電壓或脈衝串等裝定握手信號；

（4）信號電流差異較大，可以從幾十毫安到幾安不等。