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