一种集成式导弹控制器及其安装和使用方法与流程

1.本发明属于导弹结构设计技术领域，更具体地，涉及一种集成式导弹控制器。此外，本发明还涉及一种包括上述集成式导弹控制器的安装和使用方法。


背景技术：

2.控制舱是全弹的控制中心，具备导航、制导、全弹逻辑时序控制及测试等功能。其中，控制器是将弹上综合控制单元与结构组合化设计形成的单机，是控制舱中的核心电子设备。其设计质量的优劣会直接影响到控制舱乃至导弹总体的性能、制造成本及生产周期，在结构设计中必须考虑总体、工艺、使用、成本等多方面的因素。
3.在现有技术中，为不影响聚能破甲战斗部的射流成型及毁伤威力，控制舱中部需要预留出战斗部的射流通道。结构设计中，采取的方案是将综合控制单元的多层矩形硬件电路板叠装后，沿弹轴方向散态设置在控制舱的侧方。其余不同功能的单机、设备安装以及单机与单机之间的通信电缆敷设及连接，造成控制舱存在体积大、重量重、结构布局杂乱及空间利用率低的问题。消极空间、质量的增加，进一步降低了导弹的有效载荷或射程，严重影响了导弹的总体性能。综上所述，如何解决控制器微型化、集成化的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种集成式导弹控制器，由此解决现有技术中控制系统组件体积大、重量重、结构布局杂乱及空间利用率低的技术问题。本发明的另一个目的是提供一种包括上述集成式导弹控制器的安装及使用方法。
5.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
6.一种集成式导弹控制器，其主要特征在于，包括控制器壳体、前盖板、后盖板、螺柱、支撑柱及综合控制单元等。
7.所述的控制器壳体是控制器的主体结构，内部为综合控制单元提供装载空间及良好的工作环境。所述的综合控制单元硬件由计算机板、信号处理板、功放板、对外通信连接器及对内通信连接器组成。所述的计算机板及信号处理板分别设置在控制器壳体中部隔板的二侧，通过螺柱固定在控制器壳体上。所述的功放板通过支撑柱安装在信号处理板的上侧。所述的对外通信连接器布置控制器壳体中部。所述的对内通信连接器布置在后盖板上。所述的前、后盖板分别安装在控制器壳体的前、后端。
8.优选的，所述的控制器壳体为环状结构，外环与控制舱壳体的内腔共型，内环中部预留有战斗部射流通道。控制器壳体沿弹轴向中部有多处凹陷结构，用于综合控制单元对外通信连接器布置。
9.优选的，所述的综合控制单元集导航、制导、全弹逻辑时序控制及测试等功能于一体。所述的计算机板及所述的信号处理板硬件为均为环状结构，在内、外环处设置有多处安装接口，避免采用其他安装形式导致各硬件电路板采取任何异形避让结构。
10.优选的，所述的计算机板与所述的信号处理板间通信电路采用电连接器连接，便于装配及维修时拆卸。所述的计算机板与所述的功放板间的通信电路采用印制板式矩形电连接器直接对插，具有硬件电路结构简单、无多余电缆线甩出、连接方便等优点。
11.优选的，所述的螺柱、支撑柱起到承上启下的作用，一方面用于压紧综合控制单元硬件电路板，另一方面为前、后盖板提供安装接口。
12.优选的，所述的控制器呈封闭结构，具有良好的电磁屏蔽效果，避免外部环境及设备对综合控制单元信号产生干扰。
13.优选的，所述的控制器对外通信接插件沿控制器径向布置，控制器安装至控制舱壳体后，在控制舱壳体上对应位置预留有操作窗口，便于接插件的插接或者更换操作。
14.优选的，所述的控制器与控制舱壳体采用径向连接的安装方式，控制器的外形与控制舱壳体内腔共型，空间利用率最高，控制舱内部也避免有任何凸起结构，结构件加工工艺性好。
15.本发明还提供一种包括上述集成式导弹控制器的安装及使用方法，包括控制器、前级战斗部、惯组、卡箍等。
16.所述的前级战斗部安装在控制器的前盖板上，所述的惯组安装在控制器的后盖板上，惯组与控制器通信电缆通过卡箍卡紧。所述的控制器与前级战斗部、惯组等连接起来构成一个整体，在设计上将控制器结构零件除发挥本身功能外，同时作为其他单机或功能模块安装支撑件，使控制器结构得到综合利用。
17.在本发明提出集成式导弹控制器的安装及使用方法中：
18.优选的，所述的前盖板材料为钛合金，具有强度高、重量轻的优点，与控制器壳体1共同起到隔离前级战斗部爆轰的作用。
19.优选的，所述的后盖板在厚度上整体加厚，在侧面设置有用于将控制器安装在控制舱内的螺纹孔。惯组安装在后盖板上，可提高惯组的安装刚度。后盖板上设置有安装惯组的定位销孔，用于保证惯组相对于全弹的安装精度。
20.本发明取得有益效果在于：
21.1.控制器结构设计充分考虑了模块化、小型化和组合化设计。采用环形结构设计方案，中部预留有战斗部射流通道，综合控制单元及其通信电缆整体设置在控制器壳体主体结构内，由此解决了现有技术中控制系统组件体积大、重量重、结构布局杂乱及空间利用率低的技术问题。具有结构简单、勤务处理便捷、电磁屏蔽性能好及可靠性高等优点。
22.2.采用一件多用的结构设计形式，控制器壳体中部4处凹陷结构用于设置综合控制单元对外通信接口，避免重复设置接插件支架，减少了结构件的数量。控制器与前级战斗部、惯组等连接起来构成一个整体，可整体设置在控制舱内等。设备之间安装相互渗透，使控制器结构得到综合利用。具有结构紧凑，占用弹体结构内部空间小等优点。进一步可提高导弹的有效载荷或射程，使得导弹的总体性能得到显著提升。
附图说明
23.图1(a)是本发明实施例中控制器的主视图；
24.图1(b)是本发明实施例中控制器的主视图的a-a向剖视图；
25.图1(c)是本发明实施例中控制器的俯视图；
26.图2(a)是本发明实施例中控制器壳体的主视图；
27.图2(b)是本发明实施例中控制器壳体的主视图的b-b向剖视图；
28.图2(c)是本发明实施例中控制器壳体的俯视图；
29.图3(a)是本发明实施例中后盖板的主视图；
30.图3(b)是本发明实施例中后盖板的主视图的c-c向剖视图；
31.图3(c)是本发明实施例中后盖板的后视图；
32.图4是本发明实施例中控制器安装和使用方法的轴测示意图。
33.在附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
34.1-控制器壳体，1a-战斗部射流通道，1b-中部隔板，1c-电缆避让孔，1d-圆柱凸台，1e-凹陷结构，1f-电连接器安装接口，1g-螺孔，2-前盖板，3-后盖板，3a-螺钉孔，3b-定位销孔，3c-对内通信连接器安装接口，3d-线缆卡箍安装接口，3e-后盖板定位销孔，3f-内空结构，4-螺柱，5-支撑柱，6-综合控制单元，6a-计算机板，6b-信号处理板，6c-功放板，6d-对外通信连接器，6e-对内通信连接器，7-控制器，8-前级战斗部、9-惯组、10-卡箍。
具体实施方式
35.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
36.如图1(a)中至图3(c)中所示，本发明实施例，是一种集成式导弹控制器，设置于导弹控制舱内，要求尽可能小的重量和体积。主要包括控制器壳体1、前盖板2、后盖板3、螺柱4、支撑柱5、综合控制单元6等组成。
37.控制器壳体1采用环形结构型式，外环与控制舱壳体的内腔共型，内环中部预留有战斗部射流通道1a。两组同心圆环结构通过中部隔板1b相连，其上均布有4处通信电缆避让孔1c，用于计算机板6a与信号处理板6b间通信电缆穿过连接。中部隔板1b的两侧各有10处圆柱凸台1d，其中6处沿控制器壳体1的外圈内侧均布，另外4处沿控制器壳体1的内圈外侧均布，为计算机板6a及信号处理板6b提供安装接口，圆柱凸台1d的高度根据硬件电路板上凸起元器件的高度进行确定。控制器壳体1沿弹轴向中部周向均布有4处凹陷结构1e，(此处所说的“凹陷结构1e”可以是多处，例如可以是沿周向均布有一至六处)，其上设置有电连接器安装接口1f，用于设置或布置综合控制单元6对外通讯连接器6d。该布局巧妙地利用控制器壳体1中部预留的综合控制单元6通信电缆安装空间布置接插件，无需额外设置接插件支架。同时，将硬件电路板间杂乱的通信电缆封装在控制器壳体1的内部，具有结构排布整齐、简洁等优点。控制器壳体1的外圈中部设置有二排螺孔1g，为控制器与控制舱连接的机械接口。
38.前盖板2、后盖板3用于将控制器的前、后端封闭，并可为其他功能模块提供安装接口，其分别通过螺钉穿过内、外圈处的螺钉孔安装接口将其固连至螺柱4的中部螺纹处。其中，后盖板3左侧设置有螺钉孔3a及定位销孔3b，惯组安装时通过定位销定位后，再将螺钉拧紧。右侧设置有综合控制单元对内通信连接器安装接口3c，采用局部凸起的结构设计形式。中部设置有多处线缆卡箍安装接口3d，便于电缆走线及排布。正上方设置有后盖板定位
销孔3e，将惯组的安装精度引至控制舱壳体上，进而保证惯组相对于全弹的安装精度。背面中部设计成内空结构3f，避免与计算机板6a上的元器件干涉，进一步降低控制器的轴向总体尺寸。
39.螺柱4、支撑柱5下端均为外螺纹结构，上端为圆柱形支撑结构，中部设置有内螺纹，圆柱端面中间设置有一字型开口槽，便于安装操作。
40.综合控制单元6由计算机板6a、信号处理板6b、功放板6c、对外通信连接器6d及对内通信连接器6e等组成。计算机板6a、信号处理板6b为环状结构，与控制器壳体1的内腔共形，在圆周方向尽可能的释放出元器件排布空间。功放板6c呈长方形结构，通过支撑柱5与计算机板6a相连，其间的通信采用印制板式接插件直接对插，设计过程中根据接插件对接高度，严格控制支撑柱5上部的圆柱高度。对外通信连接器6d可以设置成四处，本实施例中设计有三处，分别为舵控接口、测试接口及发动机点火接口等。对外通信连接器6d沿控制器径向布置，控制舱壳体套装后在对应位置预留有操作窗口，便于导弹全弹总装及测试。
41.如图4中所示，本发明还提供一种涉及上述集成式导弹控制器的安装及使用方法，包括控制器7、前级战斗部8、惯组9及卡箍10等组成。
42.以控制器7为安装主体结构，将前级战斗部8设置在控制器7的前盖板2上，前级战斗部8的射流中心轴线与弹体轴线重合。前盖板2的材料优选为钛合金，具有强度高、重量轻的优点，与控制器壳体1共同起到隔离前级战斗部爆轰的作用，防止前级战斗部作用对主级战斗部造成损坏，前盖板2的厚度可以根据仿真或试验结果反复迭代确定。将惯组9设置在控制器7的后盖板3的中心偏左处，进一步避让开主级战斗部射流通道，惯组9与控制器7间的通信电缆通过卡箍10固定。为提高前级战斗部8及惯组9的安装刚度和支撑强度，进一步可在前盖板2、后盖板3的侧向设置多处螺纹孔，安装时通过螺钉与控制舱壳体连接加固。如此，控制器既为控制舱内的核心单机，又能为其他单机或设备提供安装接口，设备之间相互渗透安装，充分利用了控制舱的内部空间。
43.达到的技术参数如下：控制器最大外径ф130mm，主体厚度为55mm，中部预留有ф25mm的射流通道，达到了控制器模块化、组合化设计的目的。本发明提出的控制器结构设计方案，使控制舱整体长度缩短了60mm，重量降低约500g，结构件的数量降低了30％。进一步提高了导弹的有效载荷，导弹武器系统的性能得到显著提升。
44.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。