邵新杰，康海英，閻 文，田 廣，劉金華

(軍械工程學(xué)院，石家莊 050003)

某型輪式自行迫榴炮是我軍新裝備的一種先進(jìn)的機(jī)械化步兵伴隨作戰(zhàn)支援武器，該炮融機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、車輛等多學(xué)科專業(yè)技術(shù)為一體，其技術(shù)密集度大、新技術(shù)含量高、設(shè)計(jì)思想先進(jìn)、加工精度優(yōu)良，如此復(fù)雜的裝備使得部隊(duì)技術(shù)保障工作內(nèi)容多、范圍廣、難度大。隨著該型迫榴炮陸續(xù)裝備部隊(duì)，如何使新裝備盡快形成保障力、戰(zhàn)斗力的問題已迫在眉睫［1］。

高效、快速地確定該型輪式自行迫榴炮的技術(shù)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除系統(tǒng)的故障，保證新武器開得動、打得響、打得連、打得準(zhǔn)是新裝備綜合保障工作的基礎(chǔ)。該炮保障系統(tǒng)主要包括故障模式分析報(bào)告、技術(shù)保障報(bào)告、綜合檢測系統(tǒng)、修理工具以及維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備，本文主要研究綜合檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

1 綜合檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案

該型火炮的綜合檢測系統(tǒng)應(yīng)能對其火控系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)、定位定向系統(tǒng)、電氣管理系統(tǒng)、火力系統(tǒng)等主要部件的技術(shù)性能和工作狀況進(jìn)行檢查、測試，幫助維修與技術(shù)保障人員準(zhǔn)確、迅速地判斷隨動系統(tǒng)各部件的技術(shù)性能，確定故障部位及原因，使裝備修理從傳統(tǒng)的僅依賴于經(jīng)驗(yàn)判斷，提高到實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)代化檢測手段相結(jié)合的新水平［2-5］。該綜合檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想是:

1)設(shè)計(jì)性能先進(jìn)、功能完備的硬件標(biāo)準(zhǔn)接口電路，為各種物理量的檢測提供智能化硬件接口，使其滿足多種傳感器、適配器及信號采集的接口需求。同時(shí)，符合通用檢測平臺接口要求。

2)充分利用該型輪式自行迫榴炮的自檢功能，大大節(jié)約了軟硬件的開發(fā)。例如該型輪式自行迫榴炮定位定向裝置檢測可以利用較完善的自檢功能進(jìn)行故障檢測。

3)多路信號的切換不采用多路開關(guān)的自動切換，而采用人工方式使用同一條連接電纜連接不同通道，減少了硬件資源和成本，使電纜數(shù)量較少，設(shè)備體積較小。

4)隨動控制箱性能檢測是利用隨動控制箱的自檢接口將各主要部件的狀態(tài)信息提取，經(jīng)過信號調(diào)理后送入計(jì)算機(jī)采集卡。

5)采用積木式、模塊化結(jié)構(gòu)，以便根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行硬件資源的組合，實(shí)現(xiàn)最佳的費(fèi)效比。

6)測試系統(tǒng)軟件采用LabWindows/CVI 語言編寫，軟件運(yùn)行環(huán)境是Windows XP，系統(tǒng)軟件按虛擬儀器編寫，形象直觀，便于操作。全部測試數(shù)據(jù)自動或人工錄入系統(tǒng)。測試工作結(jié)束后，系統(tǒng)軟件可以生成記錄測試結(jié)果和數(shù)據(jù)的表單。

測試系統(tǒng)硬件部分由PCI 測試工控機(jī)、采集卡、信號調(diào)理轉(zhuǎn)接盒、測試電纜等組成。硬件組成框圖如圖1 所示。

測試系統(tǒng)與被測裝備關(guān)系如圖2 所示。

2 綜合檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 綜合檢測系統(tǒng)的組成

該型輪式自行迫榴炮綜合檢測系統(tǒng)包括在線檢測系統(tǒng)和單體檢測裝置。其中在線檢測系統(tǒng)按照一體化、標(biāo)準(zhǔn)化的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建，采用現(xiàn)場便攜式檢測系統(tǒng)形式，總體組成如圖3 所示。

從圖3 可以看出，在線檢測系統(tǒng)由PCI 總線測試儀器輔以信號調(diào)理器和測試附件，將故障定位到最小可更換單元。火控單體檢測設(shè)備可以分別檢測炮塔配電箱、電氣管理控制器、裝填手操作面板、射角印制板、隨動控制箱板卡等進(jìn)行板卡級故障診斷。在線檢測系統(tǒng)針對部隊(duì)維修保障模式和任務(wù)分工研制開發(fā)，主要裝備于使用分隊(duì)，對該型輪式自行迫榴炮的綜合性能指標(biāo)和系統(tǒng)各部件性能狀態(tài)判斷，并指導(dǎo)實(shí)施換件修理。單體檢測系統(tǒng)主要完成火控系統(tǒng)部組件的性能測試與故障分析。

圖3 在線檢測系統(tǒng)組成示意圖

2.2 綜合檢測系統(tǒng)的主要特點(diǎn)

基于PCI 總線技術(shù)的迫榴炮檢測系統(tǒng)，運(yùn)用硬、軟件結(jié)合控制技術(shù)，以通用電氣系統(tǒng)檢測相關(guān)電量、物理量的檢測方法為研究對象，充分利用了平臺的強(qiáng)大資源，通過自主研發(fā)的相應(yīng)配套設(shè)備及附件，實(shí)現(xiàn)了對一系列較復(fù)雜參數(shù)的轉(zhuǎn)換。并在信號的獲取、調(diào)理、傳輸、轉(zhuǎn)換、采集過程中實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)化。

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了迫榴炮隨動控制箱、隨動系統(tǒng)、定位定向系統(tǒng)、電氣管理控制器、火控系統(tǒng)各單體以及火力系統(tǒng)的檢測，達(dá)到了通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的測試要求。操作簡單，檢測速度快，測試精度高，可靠性好，實(shí)現(xiàn)了最佳的費(fèi)效比。主要特點(diǎn)有:

1)隨動控制箱檢測通過采集隨動控制箱電源板的輸出電壓、400 Hz 電源模塊的輸出電壓和隨動數(shù)字控制板數(shù)字通信信號，利用這些信號的輸出波形可準(zhǔn)確判定隨動控制箱的故障類型及故障模塊。

2)隨動系統(tǒng)檢測可實(shí)時(shí)顯示自動、半自動調(diào)炮過程，能整體反映隨動系統(tǒng)的工作狀況，為維修提供準(zhǔn)確依據(jù)。在線檢測的硬件設(shè)計(jì)上，采用了電路屏蔽等技術(shù)措施，較好地解決了被檢測對象的干擾問題，確保了檢測的準(zhǔn)確性。

3)定位定向系統(tǒng)的檢測充分采用了該裝置的自檢功能，實(shí)現(xiàn)了不解體板級檢測，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以動態(tài)地反映定位定向系統(tǒng)的性能，為定位定向系統(tǒng)的故障診斷提供準(zhǔn)確的技術(shù)依據(jù)。

4)電氣管理控制器系統(tǒng)檢測可實(shí)現(xiàn)全炮電氣系統(tǒng)的性能檢測，可以全面的檢查全炮電氣裝置的技術(shù)狀態(tài)，并且對故障點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

5)火力系統(tǒng)測試中，利用光柵傳感器對火炮身管內(nèi)徑磨損量進(jìn)行精確測量，準(zhǔn)確反映身管的磨損狀態(tài)，為身管壽命的預(yù)測提供可靠的依據(jù)。

6)首次采用該炮在線綜合檢測系統(tǒng)與研制的火控系統(tǒng)單體檢測裝置相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)火控系統(tǒng)部組件的板級檢測。

2.3 綜合檢測系統(tǒng)主要功能

綜合檢測系統(tǒng)的主要功能有:

1)性能測試

完成該型輪式自行迫榴炮火控系統(tǒng)、隨動系統(tǒng)、火力系統(tǒng)等的性能檢測。

2)故障診斷

完成該型輪式自行迫榴炮火控系統(tǒng)、火力系統(tǒng)的故障診斷。根據(jù)各分系統(tǒng)信號參數(shù)特征，采用自檢技術(shù)、在線測試技術(shù)、單體檢測裝置測試與手段，將故障定位到現(xiàn)場可更換單元。

3)幫助

提供了測試步驟指導(dǎo)信息，即滿足測試保障的需求又便于學(xué)習(xí)和培訓(xùn)。

4)文檔管理

建立了維修信息服務(wù)系統(tǒng)，供技術(shù)保障人員提取裝備檢測記錄，并為裝備保障部門維修決策提供數(shù)據(jù)。

3 結(jié)束語

本文設(shè)計(jì)的迫榴炮綜合檢測系統(tǒng)創(chuàng)造性地利用虛擬儀器技術(shù)、嵌入式技術(shù)，集成研制了智能實(shí)時(shí)監(jiān)測單元，實(shí)現(xiàn)了該型輪式自行迫榴炮的在線動態(tài)檢測;采用數(shù)據(jù)緩存技術(shù)，解決了多通道不同采樣速率的同步采集和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理的難題。

1)該綜合檢測系統(tǒng)可裝備到大修廠和部隊(duì)修理分隊(duì)，它不僅可以使現(xiàn)有的修理模式得以改進(jìn)，確保該炮的維修質(zhì)量，提高維修效率，而且會使該炮維修與技術(shù)保障工作在技術(shù)手段、技術(shù)措施等方面趨于完善，達(dá)到科學(xué)、優(yōu)質(zhì)、高效的目的，經(jīng)濟(jì)、軍事效益顯著。

2)該綜合檢測系統(tǒng)采用在線檢測部分與單體檢測裝置相結(jié)合的檢測保障方式，為該炮火控電氣系統(tǒng)檢測提供了新思路、新方法，能系統(tǒng)準(zhǔn)確地動態(tài)監(jiān)測該炮的運(yùn)行狀態(tài)，解決了火力、火控系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)指標(biāo)無法檢測或檢測不準(zhǔn)的難題，提高了檢測精度和效率，提供的檢測結(jié)果可指導(dǎo)裝備的維修，大大提高裝備的戰(zhàn)備完好性。

［1］張明善.PTL02 式100 突擊炮維修保障設(shè)備配置模式研究［D］.石家莊:軍械工程學(xué)院，2003.

［2］章國棟.系統(tǒng)可靠性與維修性的分析與設(shè)計(jì)［M］.北京:兵器工業(yè)出版社，1990.

［3］董玉革.機(jī)械模糊可靠性設(shè)計(jì)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.

［4］沈正祥.新型裝備維修保障方案制訂的研究［D］.石家莊:軍械工程學(xué)院，2004.

［5］賈希勝，甘茂治，程中華.以可靠性為中心的維修［J］.工程機(jī)構(gòu)與維修，2002(11):116-117.

［6］竇亞力，王惠源，張鵬軍，等.火炮炮控故障綜合檢測系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)［J］.火力與指揮控制，2011(2):184-187.