Một số kết quả thu được trong quá trình khai thác sửa chữa thiết bị dẫn đường quán tính Ц-074 của tên lửa Х-35Э

Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> MỘT SỐ KẾT QUẢ THU ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH KHAI THÁC<br /> SỬA CHỮA THIẾT BỊ DẪN ĐƯỜNG QUÁN TÍNH Ц-074<br /> CỦA TÊN LỬA Х-35Э<br /> Nguyễn Thái Hòa, Dương Phú Tuấn, Nguyễn Minh Thường, Đỗ Xuân Ngọc*<br /> Tóm tắt: Bài báo cung cấp thông tin khái quát về thiết bị dẫn đường quán tính<br /> cũng như kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu khai thác và sửa chữa thiết<br /> bị. Đặc biệt là các gói tin trao đổi giữa tên lửa và КАСУ trong chế độ chuẩn bị<br /> phóng và phóng tên lửa do nhóm nghiên cứu phân tích và xác định được.<br /> Từ khóa: Hệ dẫn đường quán tính, Tên lửa Х-35Э, Ц-074.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Tên lửa Х-35Э, hệ dẫn đường quán tính Ц-074 được coi như một máy tính trung tâm<br /> điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống trên tên lửa trong tất cả các chế độ. Do vậy, việc<br /> nghiên cứu khai thác làm chủ hệ dẫn đường quán tính sẽ giúp chúng ta làm chủ được chương<br /> trình hoạt động của tên lửa, từng bước bổ sung các tri thức về hệ thống của tổ hợp Х-35Э,<br /> tiến tới làm chủ và chủ động trong công tác bảo đảm kỹ thuật duy trì hoạt động hệ thống.<br /> 2. CẤU TẠO THÀNH PHẦN TRONG Ц-074(1)<br /> Hệ dẫn đường quán tính Ц-074 được thiết kế thành một đơn nguyên, được lắp đặt trong<br /> khoang số 3 của tên lửa hành trình Х-35Э, có cấu trúc kỹ thuật rất phức tạp, bao gồm các<br /> thành phần:<br />  Máy tính trên khoang БЦВМ20-701;<br />  Khối điều khiển Б-472;<br />  Khối đo đạc Б-741;<br />  Khối biến đổi điện tử của đế Б-473 ;<br />  Khối biến đổi điện tử của các cảm biến vận tốc góc Б-474 ;<br />  Khối nguồn nuôi các động cơ con quay Б-475;<br />  Khối điện tử phục vụ đế Б-476;<br />  Thiết bị các cảm biến УД-74М;<br />  Bộ lọc nhiễu vô tuyến điện ФРП20-3;<br />  Ba khối nguồn БП70;<br />  Bảng mạch chứa các hằng số ПК;<br />  Thiết bị liên lạc УC-2.<br /> Cấu trúc điện hệ thống dẫn đường quán tính Ц-074 được mô tả trên hình 1.<br /> Trong đó, thiết bị máy tính trên khoang (MTTK) БЦВМ20-701 là một máy tính số<br /> chuyên dụng được bố trí tại một khoang riêng trong Ц-074. Về cấu trúc điện, thiết bị<br /> MTTK bao gồm 05 bảng mạch in nhiều lớp, trên đó lắp đặt các IC và các linh kiện thụ<br /> động khác, cũng như có các đường mạch nối tín hiệu giữa các linh kiện trong bảng mạch<br /> và giữa các bảng mạch với nhau. MTTK được xây dựng trên nguyên tắc các thành phần<br /> chức năng của nó như bộ tính toán số học - lôgíc, bộ điều khiển, bộ nhớ... đều được tổng<br /> hợp từ các IC và linh kiện rời rạc này. Ở mức độ tổ chức thấp như vậy, vi chương trình<br /> điều khiển được lưu giữ trong bộ nhớ ROM và bao gồm các vi lệnh điều khiển. Có các hệ<br /> thống cáp và giắc đấu nối dùng để trao đổi tín hiệu giữa MTTK với môi trường bên ngoài.<br /> Thiết bị MTTK chủ yếu sử dụng chuẩn ГОСТ-19877.79 (truyền vi sai) để truyền thông<br /> (1) Phiên bản ban đầu Ц-074 Serie 2Э<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 43, 06 - 2016 177<br />  Kỹ thuật điều khiển & Điện tử<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Sơ đồ cấu trúc điện hệ thống điều khiển quán tính Ц-074.<br /> với các thành phần như đầu tự dẫn У502, các thông số về tọa độ được gửi về từ khối biến<br /> đổi điện tử của đế Б-473 có kết hợp với các hằng số ПК, các tham số điều khiển con quay<br /> theo hệ trục tọa độ cho khối điện tử phục vụ đế Б-476, các gói tin trao đổi với thiết bị<br /> ngoài AПП (máy kiểm tra АКПА, АСК, КАСУ)…<br /> Các khối nguồn БП70, có điện áp đầu vào 27VDC đầu ra gồm các mức điện áp ±15V,<br /> 15V/100kHz và 5VDC. Đây là các khối nguồn xung, được chế tạo dưới dạng đóng gói cơ<br /> khí thành một hộp đen và các đường tín hiệu được đấu nối thông qua một cầu đấu 12 chân.<br /> Các khối điện tử khác cũng được thiết kế với những linh kiện có độ tích hợp thấp và đa<br /> phần đều đóng gói thành các hộp cơ khí khép kín giống như khối nguồn БП70.<br /> 3. QUY TRÌNH KIỂM TRA HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUÁN TÍNH Ц-074<br /> Thông thường, theo quy trình đảm bảo kỹ thuật của Quân chủng Hải quân, quả đạn Х-<br /> 35Э sẽ được định kỳ kiểm tra trên hệ thống АКПА hoặc АСК. Hệ thống kiểm tra sẽ tạo ra<br /> các phép kiểm tra, đã định trước. Trong chế độ ngoài ống phóng, máy kiểm tra thực hiện<br /> kiểm tra 168 thông số kỹ thuật khác nhau của quả đạn. Ở chế độ trong ống phóng, máy<br /> kiểm tra thực hiện kiểm tra 12 thông số kỹ thuật. Hệ thống kiểm tra sẽ thực hiện phân tích<br /> <br /> <br /> <br /> 178 N.T.Hòa, D.P.Tuấn, N.M.Thường, Đ.X.Ngọc, “Một số kết quả thu được .... tên lửa Х-35Э.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> và đưa ra báo cáo kết quả kiểm tra dưới dạng “Đạt/ Không đạt” bằng phiếu kết quả cho<br /> người sử dụng. Các thông số không đạt sẽ cung cấp thông tin cho người sử dụng biết quả<br /> đạn bị hư hỏng ở thành phần nào. Từ các thông tin đó, các chuyên gia có thể thực hiện<br /> khôi phục sửa chữa cho các thành phần bị hỏng. Tuy nhiên, với một số tham số hỏng hóc<br /> liên quan đến hệ thống dẫn đường quán tính Ц-074, hai hệ thống kiểm tra trên chỉ đưa ra<br /> kết quả hỏng hóc liên quan đến hệ thống Ц-074 mà không đưa đầy đủ các thông tin chi tiết<br /> hỏng hóc trong Ц-074. Để có thể kiểm tra và sửa chữa hệ thống Ц-074, cần thiết phải có<br /> một thiết bị kiểm tra sâu và chuyên biệt hơn. Hệ thống chuyên kiểm tra hệ thống Ц-074<br /> được Liên bang Nga sử dụng là thiết bị АСК-П. Với hệ thống này, cho phép ta kiểm tra<br /> từng thành phần trong khối Ц-074.<br /> Trong điều kiện kỹ thuật cho phép, nhóm nghiên cứu đã từng bước đo đạc và vẽ lại các<br /> thành phần có trong Ц-074. Từ kết quả này, nhóm nghiên cứu tiến hành tạo các tín hiệu<br /> kiểm tra đơn lẻ đối với các thành phần. Với các khối nguồn, nhóm khai thác hoàn toàn có<br /> thể cung cấp điện áp 27VDC tại đầu vào sau đó đo các mức điện áp và dạng xung tại các<br /> đầu ra để đối chiếu so sánh. Với MTTK, nhóm nghiên cứu cũng tạo ra các tín hiệu kích<br /> thích ở đầu vào đồng thời đo đạc và thu các gói tín hiệu đáp ứng của đầu ra. Các thành<br /> phần còn lại trong Ц-074, tùy điều kiện cho phép nhóm nghiên cứu cũng sử dụng các cách<br /> thức tương tự để kiểm tra tình trạng làm việc của chúng.<br /> Trong hệ thống tên lửa, quá trình trao đổi thông tin giữa hệ thống Ц-074 và các hệ<br /> thống đầu tự đẫn, đo cao vô tuyến và hệ thống điều khiển phóng sử dụng đường truyền<br /> thông có dạng chuẩn ARINC-429. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra các gói thông tin theo chuẩn<br /> ARINC-429 giả lập các gói dữ liệu đưa đến Ц-074 và thực hiện thu lại các gói thông tin<br /> phản hồi từ Ц-074. Các thông tin trao đổi này được thực hiện trên thiết bị phân tích logic.<br /> Từ đó đã thực hiện bóc tách được các thông tin trao đổi trong hệ thống của quả đạn Х-35Э.<br /> Tuy nhiên, trên đây mới chỉ là cách thức tạo các tín hiệu kiểm tra (tín hiệu kích thích)<br /> cho từng thành phần đơn lẻ, còn để kiểm tra một cách toàn diện cả Ц-074, nhất thiết phải<br /> chế tạo thiết bị chuyên dụng nhằm đảm bảo cung cấp các tín hiệu không những đảm bảo<br /> về mặt vật lý mức điện áp, dạng xung... mà còn cần đảm bảo phải tuân thủ theo một tiến<br /> trình thời gian theo một kịch bản là một chế độ làm việc cụ thể, ví dụ chế độ chuẩn bị<br /> phóng và phóng tên lửa khi giao tiếp với КАСУ.<br /> 4. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH GÓI TIN KHI SỬ DỤNG THIẾT BỊ<br /> PHÂN TÍCH LOGIC<br /> Như đã trình bày trên, hệ điều khiển quán tính Ц-074, sử dụng chuẩn ARINC-429 trong<br /> giao tiếp với các khối có trong tên lửa và các thiết bị kiểm tra ở bên ngoài. Trong điều kiện<br /> cho phép, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị phân tích lô gic để thu thập các gói tin trao<br /> đổi giữa Ц-074 và thiết bị kiểm tra (đường trao đổi bên ngoài AПП).<br /> Trong các tài liệu ta có thể nhận thấy rằng, chuẩn ARINC-429 là một chuẩn truyền vi<br /> sai, với nội dung truyền là các gói tin có độ dài 32 bit (1 word). 8 bit đầu các gói tin này<br /> chứa địa chỉ của từ, các bit sau là bit có nghĩa hay bit mang nội dung, còn bit cuối cùng,<br /> bit 32, là bit kiểm tra tính chẵn lẻ, sao cho số bit 1 có trong từ luôn luôn là một số lẻ.<br /> Tuy nhiên, với bài toán thực tế này, các thông số ta cần phải tìm hiểu ở đây bao gồm:<br /> Giá trị nội dung các gói tin trao đổi bao gồm: trường địa chỉ và trường các bit có nghĩa.<br /> Tốc độ đường truyền cũng như khoảng thời gian truyền giữa các gói tin là bao nhiêu để<br /> trong quá trình trao đổi không xảy ra hiện tượng mất gói tin.<br /> Cả 2 yếu tố nêu trên, trong các tài liệu khai thác đều không công bố và do vậy việc sử<br /> dụng một thiết bị phân tích lô gic là điều cần thiết.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 43, 06 - 2016 179<br />  Kỹ thuật điều khiển & Điện tử<br /> <br /> Hình 2, hình 3 và hình 4 là một số kết quả phân tích mà nhóm nghiên cứu thu được.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Kết quả thu được gồm 2 gói tin với khoảng nghỉ 4 chu kỳ bit.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Kết quả thu được là một gói tin với địa chỉ đầu gói có giá trị 0xF1.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Kết quả thu được của một phiên truyền gồm đầy đủ 16 từ có địa chỉ từ<br /> 0xF0 cho đến 0xF.<br /> Với việc sử dụng thiết bị phân tích lô gic, nhóm nghiên cứu đã thu được các gói tin cơ<br /> bản trong quá trình giao tiếp với Ц-074. Nội dung các gói tin này hoàn toàn tuân theo<br /> chuẩn ARINC-429 bao gồm các nhóm bít địa chỉ của từ, nhóm bit nội dung và nhóm bit<br /> kiểm tra chẵn lẻ.<br /> Thêm vào đó, qua giản đồ xung thể hiện trên hình ta biết được các thông số kỹ thuật<br /> trên đường truyền vi sai theo chuẩn ARINC-429 hay ГOCT-19877.79 như sau:<br /> - Bit rate: 50kb/s.<br /> - Độ rộng của 1 xung: 10µs hay thời gian truyền 1 bit là 20µs.<br /> - Khoảng nghỉ giữa các gói dữ liệu hay một từ 32 bit: 80µs.<br /> <br /> <br /> 180 N.T.Hòa, D.P.Tuấn, N.M.Thường, Đ.X.Ngọc, “Một số kết quả thu được .... tên lửa Х-35Э.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> 5. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN<br /> Hạn chế của thiết bị phân tích logic là do dung lượng tài nguyên hạn chế (2K RAM)<br /> cho nên không thể thu thập được toàn bộ dữ liệu của các phiên làm việc và để làm được<br /> việc này bắt buộc nhóm nghiên cứu phải thiết kế bộ thu trung gian với các thông số về tốc<br /> độ và thời gian truyền đã được phân tích ở trên. Thêm vào đó, việc sửa chữa khối Ц-074,<br /> cũng đã được đăng ký dưới dạng một sản phẩm của đề tài ”Nghiên cứu thiết kế, chế thử<br /> giá kiểm tra máy tính trên khoang hệ thống điều khiển quán tính Ц-074 của tên lửa Kh-<br /> 35E.”, cho nên nhóm nghiên cứu đã tiến hành xây dựng một thiết bị chuyên dụng để đảm<br /> nhiệm việc tự động kiểm tra Ц-074 theo đúng như đăng ký.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. “Thuyết minh kỹ thuật tên lửa 3М-24Э”, tập 1 và tập 2. 78.0000.0000.00 TO1.<br /> [2]. “Bộ thuyết minh kỹ thuật tổ hợp tên lửa URAN-E trên tàu lớp 12418”,<br /> ИВЛЦ.461121.034-04РЭ1.<br /> [3]. Nguyễn Chí Đức và các cộng sự. “Một số kết quả bước đầu trong nghiên cứu mối<br /> quan hệ trao đổi thông tin giữa КАСУ-3Р-60УЭ và đạn tên lửa 3M-24Э trong quá<br /> trình chuẩn bị phóng và phóng tên lửa”. Tham luận chuẩn bị cho Hội thảo của Quân<br /> chủng Hải Quân, 2011.<br /> [4]. Nguyễn Minh Thường và các cộng sự. Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu KHCN cấp<br /> Viện KH-CN QS “Nghiên cứu, khôi phục sơ đồ đấu nối, sơ đồ nguyên lý của thiết bị<br /> máy tính trên khoang БЦВМ20-701 và thu thập, biên soạn tài liệu kỹ thuật của hệ<br /> thống КАСУ-3Р-60УЭ-12418”, 2012.<br /> [5]. Dương Phú Tuấn và các cộng sự. Đề cương đề tài nền nghiên cứu KHCN cấp Viện<br /> KH-CN QS “Nghiên cứu, thiết kế, chế thử thiết bị tạo giả đạn tên lửa 3M-24Э dựa<br /> trên nguyên mẫu của đối tác LB Nga”, 2013.<br /> <br /> ABSTRACT<br /> RESULTS OBTAINED IN RESEARCHING AND REPAIRING PROCESS OF DEVICE<br /> INERTIAL NAVIGATION Ц-074 IN MISSILE Х-35Э<br /> The article provides general information about the device inertial navigation as<br /> well as the results obtained in the research process and repair mining equipment.<br /> Especially the packets exchanged between the missile and КАСУ in preparation<br /> mode and launch missiles launched by the research team analyzed and identified.<br /> Keywords: The inertial navigation system, Missile Х-35Э, Ц-074.<br /> <br /> Nhận bài ngày 13 tháng 10 năm 2015<br /> Hoàn thiện ngày 24 tháng 11 năm 2015<br /> Chấp nhận đăng ngày 09 tháng 6 năm 2016<br /> <br /> Địa chỉ: Viện Công nghệ thông tin, Viện KH&CNQS;<br /> *<br /> E-mail: ngocxuando99@gmail.com.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 43, 06 - 2016 181<br />