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。

隨著火控系統技術含量不斷提升，火力打擊裝備的配合也至關重要。一套先進的火控系統可使一個普通的火力打擊發射系統發生質的變化，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時的防空火力單元，但配裝先進的火控系統后打擊中低空空中目標非常有效。如何將先進的火控系統與落伍的火炮緊密的配合起來，從而形成有效的火力網，使其發揮活力，擔負起現在作戰任務的要求，同時也可節省大量的裝備經費，這就是我們要面臨的問題。

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間長，磨損較嚴重，密封性也較差，一旦遇到雨天，潮濕的氣候時，火炮的電器部分常常出現短路;給火炮供電的油機有時也會出現電壓不穩，甚至掉電的情況;連接火炮、油機的大量電纜由于反復拖動，一旦其中一處出現短路或斷路，都會影響到整個系統的正常工作。在日常的作戰或訓練過程中如何能將以上出現的問題及時診斷，贏得作戰時間，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，見圖1安全控制裝置位置圖。它能夠實時診斷火炮輸出諸元的正確性，同時發現異常時報警并緊急停炮。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

火控計算機經過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行檢測時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現信號的變換，具體變換電路見圖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四組信號同時經過以上的三項變兩項的變換。這種變換電路所需器件簡單、輕便，在工程中具有很強的實用性。

2.2 模數轉換器

經過同步變換器的轉換，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”;如果發現異常，及時控制診斷控制器動作，即緊急停炮，并在顯示控制器處顯示“ERROR”，以便戰士能夠及時識別。

故障診斷數學判據：

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，繼電器的常閉點為四組輸出諸元，當接到數據處理器的異常命令時，繼電器會斷開原來的諸元信號，接通另外一組固定信號，也就相當于在停炮過程中給了火炮一個小的協調角，這樣既能夠保證火炮及時停炮，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：實戰時，能夠及時避免火炮的亂轉，失控等緊急情況的發生;作訓時，特別是部隊陣地轉移后，需要在最短的時間內進入戰備時，戰士們可以通過在中央配電箱處逐門聯動的方式來確定哪門火炮或電纜有故障。及時剔除，不會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診斷與控制，切斷火控輸出諸元信號和電擊發信號。該裝置的應用為整個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。