[发明专利]一种57mm数字化人影高炮系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种57mm数字化人影高炮系统，适用于人影作业技术、自动控制等领域。

背景技术

当前我国人影作业的主力装备为37mm高炮，在我国人影作业中延用了数十年，发挥了巨大的作用，防雹效果尤其显著。但是37mm高炮为部队退役装备，炮况较差且缺乏日常维护检修，存在极大的安全隐患，37mm人影弹多为报废炮弹改造，安全性和可靠性低。长期以来，37高人影装备的事故频发，对作业现场和地面的人员及财产造成了很大的威胁。另外，37高射高较低(3000m)，催化剂装载量有限(1g)，限制了人影作业效果，往往需要部署大量的火炮并耗费大量的炮弹，作业效能无法进一步提高。因此，在当前的37mm高炮系统技术上已很难有安全性和作业效能的提升空间。

而目前随着新型防空武器的陆续装备，有多达5000门的57mm高炮面临退役，这一情况，给我国人工影响天气装备研制人员带来了新的希望，通过改造这些退役装备，研制57mm人影高炮系统，可全面提升我国人影高炮装备的技术水平，57mm高炮有下列优势：安全性高，高炮采用远程、现场电控调炮和击发控制，实现了人炮分离操控；防雹增雨弹对引信进行冗余设计，设计综合失效率≯1/10000，大大降低了瞎火概率；破片重量低于10g/片，大大降低了破片对地面的威胁；高射高大，最高可达8000m，覆盖了人影作业所需的云层高度区间，覆盖范围大，可大大减少装备的部署数量，以便于管理；爆轰范围大，催化剂携带能力强，可装10g以上的AgI催化剂，使防雹效果更为显著；引信采用电子时间引信，可根据云层高度装定起爆时间，实现精准作业，作用效能更高。为此，57mm高炮将在未来的人影作业中有广阔的应用空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种安全性高、作业效率高的一种57mm数字化人影高炮系统。

本发明的技术方案：

一种57mm数字化人影高炮系统，该系统包括：火炮控制器、击发器、射角显示器、作业控制终端、远程指挥中心。火炮控制器连接击发器、射角显示器、高低电机、方位电机、高低角位移传感器、方位角位移传感器，火炮控制器和作业控制终端连接，作业控制终端与远程指挥中心连接。

火炮控制器采用两个MCU分别控制方位和射角，其中控制方位的MCU为主CPU。击发器的状态通过I/O输入主MCU进行处理，主MCU控制击发准备信号和即刻击发信号，两个MCU通过SPI口输出电平到点击调速口进行调速。从MCU负责高低限位的信息处理。两个CPU通过各自的串口适配器与作业控制终端对话，采集作业控制终端发出的指令，并且把火炮的相关信息回答给作业控制终端。电源管理方面采用多级电源管理模式，把市电220V变换成为29V直流电源并且供给击发器和射角显示器等需要29V电压供电的模块，火炮控制器需要的5V电源通过另一个电源模块由29V转换而来。

击发器的设计紧紧依赖于火炮上的击发装置，并且具有多级操作的流程，还有指示灯的指示以保证安全性。29V供电电平隔离开关电源降压后供出，手动击发装置控制15V的电压，手动击发准备电压控制15V开关电源的通断，当手动击发准备按键按下或者远程击发准备信号到来时电压经过隔离驱动到达状态指示灯端，状态指示灯亮。地面受到状态指示灯亮的反馈信息后视情况给予手动或电控击发允许信号。这时通路打开，即可击发。

射角显示器的主芯片是一片MCU，显示端是两套多位数码管分别显示方位的实际角度和高低的实际角度，MCU通过串口适配器采集高低角度传感器和方位角度传感器的数据传给MCU，MCU驱动高低显示驱动器和方位显示驱动器驱动两个多位数码管，把数据解析后转换为数码管的编码值传给数码管进行显示，射角显示器的所有元器件、数码管和电路板均采用工业级标准以保证安全性。

高低电机和方位电机主要包含开关磁阻电机和电机控制器，电机控制器的控制信号有三条，正传、反转和调速，用电压信号来控制相应的通路，电机控制器的供电电压是市电220V。控制电压是5V用于调速，由电机控制器给出。

高低角位移传感器和方位角位移传感器采用无接触式，无电刷和滑环的滑动接触式设计，用于角度、位置检测。