空空导弹发射控制技术

翟 磊

（中国空空导弹研究院，河南 洛阳471009）

0 引言

空空导弹与载机的安全分离，关系到载机自身的安全和发射任务的成败。在空空导弹发射时序逻辑设计中，导弹与载机分离过程中产生的弹架分离信号的设计是一项重要内容。弹架分离过程中，产生的电信号和机械信号，通过采集和处理，作为关键量参与发射逻辑的判断和控制［1］。在导轨发射和弹射发射两种发射方式中，导弹电池点火和发动机点火时机不同，应分别讨论弹架分离信号的产生机理和应用。

1 发射时序逻辑

载机携带导弹飞入战区，当机载雷达截获目标且进入攻击区后，飞行员打开“导弹准备”开关，给导弹的导引头和飞控组件供电，完成准备阶段。满足发射条件后，飞行员就可以操作载机，进入空空导弹的发射流程。载机给出“投放允许”和“发射指令”，飞行员按下发射按钮发射导弹。弹内的飞行控制组件接收到载机给出的“发射”信号后，弹内的控制电源组件利用载机提供的直流电激活弹内电池，当弹内电池电压正常后，舵机进行解锁并启动发射前自检，自检正常后导弹发出“分离请求”信号送给发射装置，发射装置控制导弹进行机弹分离。相继产生“电气分离”信号与“物理分离”信号。导弹与载机安全可靠分离，进入导弹制导飞行阶段。图1为发射时序控制逻辑图。

图1 空空导弹发射时序逻辑图

在导弹发射阶段，采集导弹产生的“电气分离”信号和“物理分离”信号，并将其作为关键量参与导弹发射逻辑的判断和控制。当导弹挂装于发射装置之后，利用专用工具落下发射装置上的电连接器，使导弹在电气上与发射装置可靠连接［4］。用于传送飞行任务总线信息、导弹供电信息以及显示信息等。导弹发射后，通过剪切掉发射架和导弹间的脐带线缆或者拔掉弹架间的分离插头，中断导弹与载机的电气连接，完成电气分离。信号处理电路通过信号采集和处理产生“电气分离”信号。导弹采用分离开关实现与载机的物理连接。分离开关用两个螺钉固定在导弹壳体上，通过判断分离开关上的物理分离销的状态产生物理分离信号。当导弹挂在发射装置上，物理分离销被压下，触点闭合。当导弹离开发射装置，物理分离销弹出，触点断开，形成“物理分离”信号［6］。导弹内的飞控组件通过采集分离阶段的机械信号和电气信号，控制导弹在制导飞行中的相关状态。

通常，导弹的发射方式有两种，导轨发射和弹射发射。下面介绍两种发射方式的控制技术。

2 导轨发射

导轨发射方式，导弹自身控制完成导弹发动机点火。导弹发射指令使弹上化学电源点火，一旦电源正常后，便由机上供电自动转为弹上供电，舵机解锁、发动机点火。在发动机的推力作用下，导弹沿导轨向前运动，导弹与发射装置之间的发射分离插头（脐带线缆）被拔掉且产生“电气分离”信号给导弹。机弹之间的电气和信息交换全部中断。导弹在轨上运动一定时间后，导弹与发射装置的导轨完全脱离，产生导弹的“物理分离”信号［2］。导弹进入自主飞行状态。

导弹离架后，启动定时电路开始计时，发动机点火、高压电池激活控制等均受电气分离信号的约束。

3 弹射发射

弹射发射过程如下，导弹发射指令使弹上化学电源点火，一旦电源正常后，即由机上供电自动转为弹上供电，舵机解锁、发动机通过延迟点火器点火，同时弹射架将导弹弹出，导弹在发动机推力作用下向前运动［7］。弹射式发射方式和导轨式发射方式的发射过程基本相同，但在发动机点火的时机和点火方式上存在差异。

在电池激活、电压正常、舵机自检正常、舵面解锁的正常程序后，发射装置并不通过导弹发动机点火触点点燃发动机，而是启动发射抛放装置，将导弹以一定的初速度将导弹从发射装置向下弹出，形成“电气分离”信号。

弹射发射时，载机收到“分离请求”后，提供“弹射启动”信号，控制启动弹射发射装置，弹射机构带动导弹运动，在弹射装置的推力作用下拔脱分离插头，形成机弹间的“电气分离”。图2为电气分离变换原理图。

图2 电气分离变换原理图

当弹架之间分离插头拔掉后，电气分离连锁线与载机地线断开，弹上的电源组件将通过上拉电阻产生高电平的“电气分离信号”送往飞控组件。飞行控制组件采集到“电气分离”信号后，完成电气分离信号转换，开始进行自主飞行导航计算［5］。同时将其作为调理信号，送往逻辑电路参与发动机点火控制。

“物理分离”信号参与控制接通给发动机提供的点火电流，用来启动发动机的点火器，该点火器自动延时一定时间才点燃发动机，此时导弹已经离开发射装置并达到安全距离以外，导弹在发动机推力的作用下加速飞离载机。

在机弹“电气分离”到机弹“物理分离”期间，应实现规定的舵预偏，用于改善轨上运动或弹射段的受力状态。导弹抛放时，启动弹射装置产生推力，导弹在弹射装置的推力作用下与发射装置分离，物理分离销弹出，触点断开，形成“物理分离”信号。图3为物理分离变换原理图。

图3 物理分离变换原理图

“物理分离”信号，参与发动机点火逻辑的控制。“物理分离”标志产生后，延迟一段时间，飞行控制组件向电源组件输出发动机点火信号，电源组件收到指令后，在“弹射”和“电气分离”信号均有效的情况下，将发动机点火供电加至发动机点火系统，点燃发动机。

“物理分离”信号，参与飞行控制制导算法的控制。飞行控制组件在“物理分离”标志有效且弹体纵向加速度达到一定数值后，延迟接入制导回路，导弹进入中制导段飞行。

“物理分离”信号，参与安保机构解保电路的控制。飞行控制组件采集到“物理分离”号后送至安保机构，安保机构电子计时装置以“物理分离”为起点，开始计时。当弹体纵向过载达到安保机构解保要求，且安保机构电子计时达到预定时间时，安保机构解除保险。传爆序列对位，等待引信引爆信号的到来，适时引爆战斗部，摧毁目标。

引信以“物理分离”信号为起点，开始计时。计时结束后，形成引信低压加电信号，用于导弹脱靶后形成自炸信号。

空空导弹发射过程中产生的分离信号，用于发射逻辑的判断和发射流程的控制，为了保障发射成功并摧毁目标。发射架和空空导弹在交付前，还要做相应的实验室联试和交付试验，来考核导弹系统的性能指标［3］。通过分析分离参数和相关数据，提出分离过程中的关键参数值。

4 结论

本文阐述了空空导弹的发射时序逻辑，详细分析了两种发射方式下，“电气分离”信号和“物理分离”信号的产生过程，并讨论了两种信号在导弹发射过程中的应用。

［1］ 李石山，辜席传.机械导弹发射装置总体设计准则介绍与分析［J］.航空兵器，1989，（6）：12-16.

［2］ 张胜利，倪冬.机载导弹武器系统导轨式发射的安全性设计［J］.航空兵器，2004，（6）：24-27.

［3］ 侯世明.导弹总体设计与试验［M］.北京：中国宇航出版社，1996.

［4］ 谢佐慰.固体弹道导弹设计原理［M］.北京：中国宇航出版社，2007.

［5］ 钱杏芳，林瑞雄，赵亚男.导弹飞行力学［M］.北京理工大学出版社，2000.

［6］ 冯金富，杨松涛，刘文杰.战斗机武器内埋关键技术综述［J］.飞航导弹，2010，（7）：71-74.

［7］ 陈升，等.导弹安全发射技术研究［J］.航空兵器，2002，（5）：17-19.