機載懸掛物管理技術的發展分析研究

現代戰機具有快速多變、 智能、 全方位、 多個人目標、 超視距具有表現形式複雜性每日任務， 對武裝直升機能力的要求越來越高， 要求飛機隨帶的武器數量、 種類愈來愈多， 飛機懸掛物與飛機其他航電系統之間的信息內容交互越來越複雜性。 為減少試飛員的操作經濟負擔， 採用人工智能技術深入開展自主性智能式外掛管理的需要日益緊迫感。 有時候， 隨着編隊作戰、 互聯網信息中心戰概念的日益成熟， 研究“超極外掛管理系統（Super Store Management System，SSMS）”， 將傳統化單機版的SMS作用擴展到一個傷害編隊和傷害部隊每日任務載荷的控制和管理， 構建編隊作戰效能的透明化也變成未來的一個發展方向。

2 機載懸掛物管理系統的作用與組成

2.5 機載懸掛物管理系統的社會地位

SMS是現代武裝直升機綜合航電系統的重要組成部分。 20世紀70年代初， 德國炮兵實行“DAIS方案”時，.5760通用外掛管理是其四大原則之一， 核心是根.5553B多路網絡通訊總線對顯視和控制進行綜合， 用軟件的控制測算方法部分替代試飛員對懸掛物的故意控制。 如以F.56C/D為表示的聯動式中國航空電子系統中， 先進外掛管理系統是其重要的系統之一， 如.5所示。

20世紀80年代初期， 隨着微電子技術和測算機軟件的發展， 德國炮兵萊特實驗室提起了“寶石台”方案。 “寶石台”方案將飛機一個航電系統包括3個作用分區和六個端口， 其中外掛管理控制是其每日任務解決區的核心模塊之一。 而到90年代之後， 德國炮兵漵浦美航、 空客和洛克希德等公司在“寶石台”的基礎性上提起了“寶石柱縣”方案， 全面提高了中國航空電子的集中化、 模塊化和通用化水平。 F-35決鬥機做為第代中國航空電子系統的典型表示， 其航電系統結構圖中外掛管理系統仍是重要的核心繫統之一，  如圖所示2所示。

根據飛機綜合航電系統的發展歷程可以知道， 隨着數字技術、 傳感器技術、 軟件技術、 人工智能技術的發展， 飛機航電系統的集中化、 模塊化和通用化層度一直在提高， 但是外掛管理系統依然維持做為一個獨立的系統而具有， 隨着新式傳感器技術、 光纖通訊技術、 敞開式軟件體系結構的發展， 其作用越來越全面， 性能指標也越來越高。

2.2 機載懸掛物管理系統的作用

機載懸掛物管理系統做為飛機綜合航電系統的一個組成部分， 把機載懸掛物與每日任務解決系統進行相接，  可以時實監控外掛物的狀態， 響應試飛員對懸掛物的選擇和控制指令， 實施武器的投放廣告指令與武器火箭發射參數的打印裝訂。 其具體作用包括：

.5） 外掛武器的加載和顯視;

（2） 外掛武器的工作效率監控;

（3） 武器火箭發射方案的控制與顯視;

（11. 外掛物技術狀態的檢測控制與顯視;

（5） 機載武器的投放廣告/火箭發射方案控制試述餘彈的顯視;

（6） 外掛物與飛機其他分系統之間的信息內容傳輸;

（7） 外掛物的緊急投放廣告控制和機載武器的緊急火箭發射控制;

（8） 有關武器的火箭發射參數打印裝訂;

（9） 為飛機其他分系統出示所需外掛物互聯網信號。

2.3 機載懸掛物管理系統的組成

機載懸掛物管理系統主要由懸掛物管理解決機（Store Management Processor， SMP）、 懸掛物控制板（Store Control Panel， SCP）、 懸掛物端口控制單元（Store Station Interface Unit， SSIU）試述網絡通訊互聯網等組成[11.， 其組成結構如圖所示3所示。

SMP是機載懸掛物管理系統的核心。 其根據懸掛物管理總線與飛機紅外製導每日任務解決系統、 機艙顯視系統相相接， 能夠將外掛物的狀態信息內容傳給機艙顯視系統進行顯視， 直接也接收來源於紅外製導每日任務解決機和機艙顯視系統對外掛物的管理和調節互聯網信號， 並轉換成懸掛物能夠接收和解決的指令， 傳給懸掛物進行特定操作。

SCP主要實施對外掛武器的操作， 其作用包括使用武器控制板上的電原總開關根據SSIU向外掛武器供水; 負責SMP的工作效率選擇、 控制、 設定和檢測; 外掛武器的投放廣告方案選擇和緊急投放廣告開關選擇試述懸掛物的工作控制開關等。

SSIU做為SMP的一個遠程操作終端產品， 坐落懸掛物掛點附近， 負責完成各掛點懸掛物信息內容的採集， 根據數據總線與SMP相相接， 把SMP或機上其他系統指令途經模數/數模轉換、 放大等解決產生對懸掛物的指令互聯網信號， 直接出示直流電力變壓器或交流電原對懸掛物進行供水。

網絡通訊互聯網由每組或多組數字多路總線組成部分， 主要完成各分系統和設備之間的信息內容交互。

2.11.未來新一代機載懸掛物管理的需求

隨着中國軍事技術的發展， 未來武裝直升機正朝着高消防車、 高聲速、 高隱身和多每日任務方向發展; 代表的機載武器也朝着六多（多類型、 多方式傷害、 多個人目標傷害）、 三全（智能、  全低空、 全方位）、 四違（超音速火箭發射、 亞聲速定速巡航、 超視距攻擊）試述信息內容化、 智能化等某一方面發展， 為適應新一代武裝直升機對武器和火箭發射的管理和控制， 機載懸掛物管理系統技術的發展也要充分適應新的作戰需求。

2.11.5 機載懸掛物管理的信息內容化

隨着信息內容時代的到來， 戰事特性無法重命名工業化向信息內容化演變， 代表的全軍出擊環境、 作戰網站、 作戰系統和裝備也均朝着信息內容化方向發展。 面對商業情報內容的解決， 懸掛物管理系統做為機載武器兩者之間他系統之間的相接入口和信息內容傳輸入口， 也需要在信息內容傳輸和管理某一方面具備必要條件窄帶濾波器、 髙速傳輸和高響應， 能夠保證信息內容化裝備的快速加載、 顯視、 檢測和控制， 在其他系統需要外掛信息內容時能夠作到立即和準確無誤地傳輸。

2.11.2 機載懸掛物管理的智能化

未來飛機將具備必要條件作戰每日任務的靈活多樣表現形式， 如F-35滿足需要需要各警種作戰的需要， 美炮兵將之與F/A-22產生高中低搭配技巧， 即能替代F.56實施制空和戰術武器投放廣告每日任務， 還可替代A.50實施觀察鏡火力增援每日任務; 美航空兵將之與F/A.58E/F搭配技巧同時實施制空和傷害的雙重每日任務; 與此同時， 還可用作夜晚、 低空突防的中型轟炸機。 作戰每日任務的靈活多樣要求飛機不在同每日任務切換時具備必要條件必需的智能性， 直接在作戰實行步驟中面對複雜性多變的全軍出擊環境也要智能適應作戰態勢的發生變化。 做為飛機綜合航電系統的一個重要子系統， 機載懸掛物管理系統要能夠智能地適應懸掛物的選擇和掛裝， 要能夠對機載懸掛物具備必要條件必需的辨識能力， 對懸掛物的管理和控制具備必要條件必需的智能投資決策能力， 因而將試飛員從繁重的投資決策解決和機誡操作中解放出來了。

2.11.3 機載懸掛物管理的通用化

面對未來信息內容化戰事的需求， 未來機載武器將構建對空對地兼顧， 遠、 中、 近程融為一體。 為此， 管理系統需要不在改變電腦硬件的必要條件下， 僅根據對每日任務測算機軟件、 懸掛物軟件管理系統及解碼器端口的改變即可構建對懸掛物的更換。 但是做為對機載武器進行管理和控制核心的懸掛物管理系統目前還是這種封閉的軟件體系結構， 與火箭發射裝置、 機載武器之間還是這種緊耦合的相互關係， 有損系統的作用擴展。 新式武器的改裝和不斷改進需要對管理系統的軟電腦硬件進行較大的改變， 費時費力。 為此， 需要對敞開式機載懸掛物軟件管理系統體系結構進行研究並對武器的即插即用技術進行分析， 根據構建詳細的機誡、 電氣開關端口原則並進行徹底的貫徹就要達標通用化的要求。

2.11.11.機載懸掛物管理的協同化

飛機編隊協同作戰與互聯網信息中心戰的迅猛發展對傳統化的機載懸掛物管理技術提起了顛覆性創新的挑戰。 隨着系統武器概念的提起， SMS的作用將擴展到一個傷害編隊和傷害系統任何武器的控制和管理， 產生SSMS。 SSMS使得編隊作戰中的每一個作戰單元都能清楚知道一個編隊的武器狀態和傷害每日任務， 從一個編隊的坡度對傷害每日任務和武器使用作出提升投資決策， 進而構建機載懸掛物管理系統的協同和編隊武器的一致相互配合。

3 未來機載懸掛物管理的關鍵技術

3.5 敞開式系統結構圖與武器的即插即用技術

武器的即插即用（Plug and Play Weapon， PnPW）是不在改變飛機軟/電腦硬件的情況下， 能夠將任何新式武器ibms到任何飛機上[5]。 本質屬性是根據採用先進的設汁思想和方法， 提高火控系統的可配備性、 健壯性、 公差與配合和互用性。 做為火控系統ibms的這種升級版思路， 武器的即插即用技術需要在飛機的顯視控制系統流程圖、 紅外製導測算、 懸掛物管理技術、 武器等多某一方面構建特定的原則化和通用化的端口體系。 其涉及到的技術基礎性包括系統體系體系結構，  有關原則體系， 系統開發管理、 ibms和驗證方法等。 對於武器的即插即用技術， 傳統化SMS的集中式或分佈式體系結構做為這種全封閉式體系結構難以構建PnPW的需求。 因為其SMS軟件服從命令於電腦硬件， 系統軟、 電腦硬件設汁在飛機火控系統設汁時預料到， OFP軟件與武器之間是這種緊耦合相互關係， 武器改變需要對SMS的軟、 電腦硬件進行大批的改變或從新設汁。 任何， 為滿足需要PnPW的需求， SMS的軟件體系結構逐漸演化成通用敞開式系統結構圖（Generic Open Architecture， GOA）[6]。 GOA是這種松耦合結構， 其中心思想是採用分層設汁的概念， 系統的不同層次之間互不相容， 層次內部的更改和擴充既不危害同一系統的其他層次， 也不危害同一層次的其他系統。 接口設計開放系統互連參數實體模型技術， 將SMS的軟、 電腦硬件包括如圖所示11.示的系統作用層、 武器互訪層和物理介質層。 各層區分完成代表的作用， 具體可參考文獻.5]和文獻[6]。

3.2 髙速數據通訊技術

機載懸掛物管理系統內部審計互聯網信號主要根據外掛物管理多路傳輸總線進行傳送， 兩者之間他航電設備之間根據航電多路傳輸總線進行通訊。 目前， 機載懸掛物管理系統的網絡通訊多采用德國炮兵電子系統的原則總線MIL-STD.5553B總線（中國軍用原則為GJB289A）。 MIL-STD.5553B總線系統由總線控耳機制器（BC）、 遠程操作終端（RT）和數據總線三部分組成[7]， 出示了線性局域網結構， 採用Tc細胞的雙總線技術， 根據電力變壓器耦合支技非智能遠程操作終端和電氣開關隔離， 是目前先進軍用飛機主要的數據總線。 但是， 隨着未來航電系統的發展、 外掛物的增加， 編隊作戰和互聯網信息中心戰致使的數據流量的增加， 使得MIL-STD.5553B總線由於帶寬和傳輸率.5 Mb/s）的限制越來越難以滿足需要作戰需求。 為此， 髙速數據總線技術變成中國航空電子系統的必然需求， 目前提起的髙速數據總線包括線性令牌傳輸總線（LTPB）、 光纖分佈式數據端口（FDDI）、 IEE.53911. SCI、 光纖入口（FC）試述中國航空電子全雙工交換式串口（AFDX）等。 其中FC和AFDX由於滿足需要需要未來中國航空電子髙速數據總線窄帶濾波器和低延遲時間的要求， 可變成替換ARINC11.9， ARINC629.5553B的新一代中國航空數據總線。 FC的傳輸率最大可達11.Gb/s， 有時候支技主機箱與主機箱的互聯網相接[8];  AFDX則是這種使用串口的髙速傳輸率.50.500 M）的基礎性上， 根據虛擬vrrp協議通訊的確定性互聯網， 具有速度更快、 價格低、 能充分使用COTS技術和敞開式系統等特點[9]。

3.3 端口原則化技術

端口原則化是構建火控系統通用化的基礎性。 德國早已構建了比較改善的原則體系， 其有關原則隨工程實踐不斷改善， 如機誡端口原則MIL-STD-85.5《機載懸掛物和懸掛裝置融合部位的通用設汁基本準則》， 電氣開關端口原則MIL-STD.5760《飛機/懸掛材化氣開關相接系統》試述有關配套原則等。 國內主要是在按照美軍標編制管理了GJ.5C-2006《機載懸掛物和懸掛裝置融合部位通用設汁基本準則》和GJ.5188A.5999《飛機/懸掛材化氣開關相接系統端口要求》的基礎性上編制管理的。 由於原則對端口的要求不改善， 然臨國內現役導彈武器、 火箭發射裝置等在設汁時按照的扮演者不同， 使得在機誡、 電氣開關端口等某一方面有所不同， 在實踐步驟中還具有諸多問題.50]。 為了滿足需要未來通用化火控系統的使用需求， 必需開發管理具備必要條件GJ.5188A.5999的機載懸掛物管理系統， 直接還必需兼顧具備必要條件滿足需要俄製武器端口的需求。

3.11.懸掛物智能管理與自主性投資決策技術

隨着未來戰機模式的改變與飛機作戰每日任務的多元性， 飛機隨帶的懸掛物和懸掛物管理系統要完成的作用將愈來愈多。 但是， 目前的懸掛物管理系統所採用的技術還需要試飛員諸多的干預操作， 難以滿足需要未來集羣協同戰機的需求.51]。 近幾年， 隨着數顯式中國航空機載電子設備的出現和人工智能技術的發展和成熟， 飛機懸掛物管理及武器投放廣告/火箭發射管理也朝着智能化方向發展.52.53]。 為此， 研究根據人工智能技術、 智能控制系統與投資決策技術、 專家系統、 類型學互聯網技術等現代智能控制系統系統流程圖來不斷改進懸掛物管理系統的體系結構、 控制測算方法實體模型.511.， 因而提高SMS的自動化、 智能化、 自主性化層度， 增強其對懸掛物的管理和判斷能力， 降低試飛員的操作經濟負擔不復為智能懸掛物管理的重要研究方法。

11.結  論

SMS做為機載航電系統的一個重要子系統， 應該隨着機載航電系統的發展而發展， 其關鍵技術應該越來越注重SMS端口原則的制定和貫徹試述解決測算方法的智能化和自動化。 文中在具體分析和描述機載懸掛物管理系統發展和作用的基礎性上， 重點針對未來新一代作戰飛機在日益複雜性的戰機環境下對SMS的需求， 論述了有關的關鍵技術。 文中的研究和分析多為國內對機載懸掛物管理技術的研究、 仿真試述使用出示運用。

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