[发明专利]一种422总线的固液动力飞行器地面测发控系统

说明书

技术领域

本发明属于地面测发控技术领域，具体涉及一种422总线的固液动力飞行器地面测发控系统。

背景技术

固液动力飞行器是一种新型的、采用固液动力发动机作为动力装置的、具有推力可调、可多次启动等特点的飞行器。相较于固体动力发动机，固液动力发动机可实现推力调节、长时间工作、多次启动，并且燃烧产物不污染环境；相较于液体动力发动机，固液动力发动机结构简单、操作方便、成本低廉。因此，在新一代飞行器动力系统研制中，固液动力发动机具有较大的优势。

然而飞行器的地面测试、点火发射、安全控制具有高成本、高风险等特点，这就要求地面的测发控装置具备较高的可靠性、安全性和容错性，以确保飞行器地面测试发射高效可靠和操作人员的人身安全。在文献导弹与航天运载技术-2004-1（34）《载人航天运载火箭地面测试发射控制系统》中介绍的测试发射控制系统结构复杂，体积大，不易移动，不能适应野外机动发射的条件。而在文献测控技术2012年第31卷增刊《基于VXI的导弹地面测发控系统设计》中介绍的VXI总线的导弹地面测发控系统，因不涉及到弹上飞行控制计算机、遥测/遥控系统等控制设备，地面测发控系统功能及构成相对简单，可测量的状态量也相对较少，只能实现一些简单的测发功能，不能全面的反映弹上以及地面的状态信息。同时，固液动力飞行器要求能够远程进行安全可靠地测试发射控制，并对点火器点火和阀门动作等控制时序要求较高的精度。

固液动力飞行器集成了液体动力飞行器和固体动力飞行器的特点，但是目前关于固液动力飞行器地面测发控系统研究的相关文献很少，特别是对于含有弹上飞行控制系统，要求能够进行弹体姿态控制的固液动力飞行器的地面测试、发射、安全控制以及良好的人机交互等一体化设计更加稀缺。因此，对固液动力飞行器的地面测试发射控制系统的研究具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提出了一种422总线的固液动力飞行器地面测发控系统。本发明考虑到固液动力飞行器的特点，提出了一种能够在飞行器发射准备阶段实现对弹上设备系统进行测试、远程安全可靠点火，并能够对点火前地面以及弹上的状态数据进行监控、采集和记录的地面测发控系统。

本发明提供的一种422总线的固液动力飞行器地面测发控系统，包括地面综合控制台、调理控制机箱、飞行控制计算机以及遥测/遥控系统。调理控制机箱位于发射架下方，地面综合控制台位于安全距离以外，飞行控制计算机和遥测/遥控系统设置在固液动力飞行器上。

地面综合控制台包括主控计算机和远程控制盒。主控计算机包括人机交互界面和在PCI插槽上安装的MOXA的CP-134U-I/DB9M板卡。所述的CP-134U-I/DB9M板卡含有一个设置为RS422模式的44芯串口输出，44芯串口输出通过1转4的串口转换器，转换为4个9芯输出COM0、COM1、COM2和COM3，COM0用于与飞行控制计算机的RS422口连接，COM1、COM2分别用于与遥测/遥控系统的发射机和接收机的RS422口连接，COM3与调理控制机箱的FPGA控制电路的RS422口连接。所述的远程控制盒包含两套紧急断电装置和远程泄压阀开关按钮；两套紧急断电装置中的一个作为另一个的备份，每套装置上都含有钥匙锁，当按下紧急断电装置的按钮时，将断掉飞行器上的全部供电；远程泄压阀开关用于控制飞行器上远程泄压阀的开关。

调理控制机箱包括控制箱和电源箱。控制箱包含FPGA控制电路和继电器。FPGA控制电路采集固液动力飞行器上的电池电压信号，并反馈给主控计算机上进行显示，将从固液动力飞行器传输来的3路RS422信号进行转接和隔离输出，并接收主控计算机发送的命令触发继电器动作，反馈继电器的状态给主控计算机。主控计算机与FPGA控制电路之间通过RS422传输电缆连接，传输4路RS422信号。继电器依据FPGA控制电路传送来的控制信号和远程控制盒发送来的控制信号，控制电源箱中的电源开关。电源箱内包含6块开关电源，其中3块电源用于为飞行器上的舵机供电，一块电源用作提供点火信号，一块电源用作提供激活飞行器上电池的信号，一块电源给转电前飞行器上的控制设备供电。控制箱中的FPGA控制电路，还根据主控计算机发送来命令控制远程泄压阀动作。

飞行控制计算机的RS422口和遥测/遥控系统的发射机和接收机的RS422口都通过RS422电缆与飞行器的主脱插插座连接。飞行器的主脱插插座通过外部RS422电缆连接FPGA控制电路，传输3路RS422信号。