机载悬挂物管理技术的发展分析研究
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摘要：机载悬挂物管理系统是飞机综合航电系统的一个重要子系统 ， 对战机作战能力的发挥具有举足轻重的作用 。 通过介绍机载悬挂物技术的发展过程 ， 分析机载悬挂物管理系统的功能和组成 ， 提出机载悬挂物管理系统的关键技术和发展需求 ， 为国内机载悬挂物管理技术的研究提供方向和思路 。
关键词：机载悬挂物管理系统综合航电系统智能自主决策
中图分类号：V271.4文献标识码：A文章编号：1673-5048（2018）01-0081-06
0引言
机载悬挂物管理系统（StoreManagementSystem ， SMS）是现代飞机控制、监视和发射（弹射、投放）武器的航空电子系统 ， 用于监控飞机悬挂物（主要是各种武器、吊舱、布撒器、副油箱等）的工作狀态 ， 管理悬挂物与飞机其他分系统的通信以及提供发射/投放控制信息[1] 。 现代战机为满足多种作战任务的需求 ， 携带的各类悬挂物越来越多 ， 如何对悬挂物进行综合管理和控制 ， 提高悬挂物管理的智能化程度 ， 降低飞机员的操作负担 ， 已成为现代战机发挥其最优战斗效能的关键因素之一 。 对机载悬挂物管理的研究在经历了从无到有、从简单到复杂的发展历程后 ， 目前已基本步入数字式管理阶段 ， 正在朝自主智能式方向发展[2-3] 。
1机载悬挂物管理系统的发展
1.1早期简单直接硬线控制式发展阶段
国外在机载悬挂物管理研究方面起步较早 。 由于在早期空战 ， 飞机主要是携带一些机枪、航炮、炸弹等简单的悬挂物 ， 并且主要采用外挂形式 ， 故称之为外挂管理系统 。 早期的外挂管理主要是通过座舱的显示控制、武器控制面板以及外挂接口装置来实现对悬挂武器的投放操作 ， 各系统之间通过简单的中继电路和专用线缆进行连接 ， 在系统结构形式上称为“直接硬线控制式” 。 早期的这些设备只能实现单一武器的投放 ， 悬挂物接口单一、灵活性和互换性较差 ， 还不能实现全面的管理和控制 。
1.2逐步成熟和完善的快速发展阶段
20世纪60年代 ， 机载武器的类型、数量和能力进一步提升 ， 机载空战武器开始具备离轴发射能力 。 为适应该作战需求 ， 模拟式悬挂物管理技术开始使用离散线进行联系 ， 通过延迟逻辑和专用导线进行管理 。 60年代后期起 ， 国外就发展了用高密度的集成电子技术设计的管理系统 。 1973年 ， 西方出现了采用微处理技术的管理系统 ， 但其组成部件间的联系还得用专用离散线 。 70年代 ， 随着美国“数字式航空电子系统信息计划（DAIS计划）”的实施 ， 数字式悬挂物管理系统的概念开始提出 ， 其通过数字式多路传输总线进行系统连接 ， 显示和控制进一步综合 。 70年代到90年代 ， 随着飞机航电系统的发展 ， 为满足新型航电系统的要求 ， 悬挂物管理作为一个独立的系统 ， 其功能和性能也得到了快速发展 ， 其系统构型可分为集中式、分布式和开放式三种[1] 。 目前 ， 开放式系统构型由于能够满足现代战争的快速性和实时任务更替的需求 ， 能够实现武器的即插即用 ， 正得到广泛的研究和关注 。
1.3未来自主智能式研究阶段
现代空战具有快速多变、全天候、全方位、多目标、超视距等多种复杂任务 ， 对战机能力的要求越来越高 ， 要求飞机携带的武器数量、种类越来越多 ， 飞机悬挂物与飞机其他航电系统之间的信息交互更加复杂 。 为减轻飞行员的操作负担 ， 采用人工智能技术开展自主智能式外挂管理的需要日益紧迫 。 而且 ， 随着编队作战、网络中心战概念的日益成熟 ， 研究“超级外挂管理系统（SuperStoreManagementSystem ， SSMS）” ， 将传统单机的SMS功能扩展到整个攻击编队和攻击部队任务载荷的控制和管理 ， 实现编队作战效能的最大化也成为未来的一个发展方向 。
2机载悬挂物管理系统的功能与组成
2.1机载悬挂物管理系统的地位
SMS是现代战机综合航电系统的重要组成部分 。 20世纪70年代初 ， 美国空军实施“DAIS计划”时 ， 1760通用外挂管理是其四大标准之一 ， 核心是通过1553B多路数据传输总线对显示和控制进行综合 ， 用软件的控制算法部分取代飞行员对悬挂物的人为控制 。 如以F-16C/D为代表的联合式航空电子系统中 ， 先进外挂管理系统是其重要的系统之一 ， 如图1所示 。
20世纪80年代中期 ， 随着微电子技术和计算机技术的发展 ， 美国空军莱特实验室提出了“宝石台”计划 。 “宝石台”计划将飞机整个航电系统分为三个功能分区和五个接口 ， 其中外挂管理控制是其任务处理区的核心模块之一 。 而到90年代以后 ， 美国空军会同麦道、波音和洛克希德等公司在“宝石台”的基础上提出了“宝石柱”计划 ， 进一步提高了航空电子的综合化、模块化和通用化水平 。 F-35战斗机作为第四代航空电子系统的典型代表 ， 其航电系统结构中外挂管理系统仍是重要的核心系统之一 ， 如图2所示 。
通过飞机综合航电系统的发展历程可以看出 ， 随着数字技术、传感器技术、软件技术、人工智能技术的发展 ， 飞机航电系统的综合化、模块化和通用化程度一直在提高 ， 但是外挂管理系统仍然保持作为一个独立的系统而存在 ， 随着新型传感器技术、光纤通信技术、开放式系统架构的发展 ， 其功能越来越全面 ， 性能也越来越高 。
2.2机载悬挂物管理系统的功能
机载悬挂物管理系统作为飞机综合航电系统的一个组成部分 ， 把机载悬挂物与任务处理系统进行连接 ， 可以实时监控外挂物的状态 ， 响应飞行员对悬挂物的选择和控制指令 ， 执行武器的投放指令与武器发射参数的装订 。 其具体功能包括：
（1）外挂武器的加载和显示
（2）外挂武器的工作状态监控
（3）武器发射方案的控制与显示
（4）外挂物技术状态的检测控制与显示
（5）机载武器的投放/发射方案控制及其余弹的显示
（6）外挂物与飞机其他分系统之间的信息传输
（7）外挂物的应急投放控制和机载武器的应急发射控制
（8）相关武器的发射参数装订
（9）为飞机其他分系统提供所需外挂物信号 。
2.3机载悬挂物管理系统的组成
【机载悬挂物管理技术的发展分析研究】机载悬挂物管理系统主要由悬挂物管理处理机（StoreManagementProcessor ， SMP）、悬挂物控制板（StoreControlPanel ， SCP）、悬挂物接口控制单元（StoreStationInterfaceUnit ， SSIU）以及数据传输网络等组成[4] ， 其组成结构如图3所示 。
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