某火箭彈開(kāi)倉(cāng)后未正常布放原因分析及改進(jìn)

宜昌測(cè)試技術(shù)研究所 陳 真 肖應(yīng)鋒

某火箭彈開(kāi)倉(cāng)后未正常布放原因分析及改進(jìn)

宜昌測(cè)試技術(shù)研究所 陳 真 肖應(yīng)鋒

針對(duì)某火箭彈驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)開(kāi)倉(cāng)后未正常布放故障現(xiàn)象，在分析產(chǎn)品特點(diǎn)基礎(chǔ)上，采用故障樹(shù)分析方法對(duì)未正常布放故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施，結(jié)果表明，通過(guò)改進(jìn)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線方式，有效地保證該產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)后正常布放，最終保證了該產(chǎn)品成功通過(guò)驗(yàn)收試驗(yàn)。

開(kāi)倉(cāng)；未正常布防；火箭彈

某火箭彈產(chǎn)品在抽樣驗(yàn)收試驗(yàn)過(guò)程中，出現(xiàn)1枚開(kāi)倉(cāng)后未正常布放故障。具體現(xiàn)象為產(chǎn)品在點(diǎn)火發(fā)射后，飛行到預(yù)定區(qū)域正常開(kāi)倉(cāng)分離，但戰(zhàn)斗部沒(méi)有正常布放。為此，根據(jù)產(chǎn)品工作原理及特點(diǎn)，從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程各方面逐一進(jìn)行分析排查。

1. 某火箭彈簡(jiǎn)介

某火箭彈功能框圖如圖1所示，動(dòng)力系統(tǒng)提供產(chǎn)品飛行動(dòng)力，引信設(shè)計(jì)有獨(dú)立供電部件，提供引信正常工作能量需要，引信控制燃?xì)忾_(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)開(kāi)倉(cāng)動(dòng)作，開(kāi)倉(cāng)后引信根據(jù)軟件設(shè)置并結(jié)合保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制布放動(dòng)作。

圖1 某火箭彈功能框圖Fig.1 functional diagram for some rocket projectile

2. 故障樹(shù)繪制

故障樹(shù)分析是產(chǎn)品可靠性和安全性分析的工具之一，在生產(chǎn)、使用階段，可幫助故障診斷，改進(jìn)使用維修方案。故障樹(shù)分析也是事故調(diào)查的一種有效手段[1]。通過(guò)各種邏輯門(mén)按照系統(tǒng)與元件的因果關(guān)系，繪制表達(dá)導(dǎo)致頂事件故障及各種因素之間的邏輯關(guān)系圖。其分析步驟大致如下[2～3]：（1）熟悉資料、系統(tǒng)及事件本身，這是繪制故障樹(shù)的基礎(chǔ)；（2）調(diào)查發(fā)生的故障，可從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面全面調(diào)查；（3）確定頂事件；（4）調(diào)查與頂事件相關(guān)的各種因素；（5）繪制故障樹(shù)。

經(jīng)大量調(diào)查和分析后采用故障樹(shù)分析法查找開(kāi)倉(cāng)后未正常布放的原因，畫(huà)出對(duì)應(yīng)故障樹(shù)，如圖2所示，其中各符合表示含義如表1所示。

3. 開(kāi)倉(cāng)后未正常布放原因分析

結(jié)合產(chǎn)品工作原理及故障現(xiàn)象，對(duì)故障樹(shù)列出的14個(gè)底實(shí)際逐一進(jìn)行分析排查。

3.1 底事件X1—布放點(diǎn)火頭全失效

對(duì)點(diǎn)火頭采購(gòu)過(guò)程資料以及入所復(fù)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行清查未發(fā)現(xiàn)異常情況，對(duì)裝配過(guò)程各點(diǎn)火頭電阻值檢測(cè)記錄檢測(cè)均符合要求，對(duì)同一批次采購(gòu)庫(kù)存點(diǎn)火頭進(jìn)行電阻值檢測(cè)均符合要求，可以排除布放點(diǎn)火頭全失效可能。

圖2 開(kāi)倉(cāng)后未正常布放故障樹(shù)Fig.2 FTA of failure of ignition after separation

表1 圖2各符合代表含義Tab.1 Meanings of signs in fi gure 2

3.2 底事件X2—點(diǎn)火頭與連接線斷開(kāi)

點(diǎn)火頭通過(guò)兩芯插頭插座對(duì)接的方式與連接線連接，裝配工藝要求對(duì)接后用醫(yī)用橡皮膏包裹對(duì)接處，點(diǎn)火頭對(duì)連接線對(duì)接后設(shè)置有相應(yīng)檢測(cè)要求，并由專(zhuān)職檢驗(yàn)人員負(fù)責(zé)檢測(cè)，查看裝配過(guò)程記錄表，檢測(cè)結(jié)果均正常?？梢耘懦c(diǎn)火頭與連接線斷開(kāi)的可能。

3.3 底事件X3—31芯插頭插座松動(dòng)

31芯插頭插座是連接引信與連接線的接口，引信通過(guò)31芯接口傳遞點(diǎn)火信號(hào)至點(diǎn)火頭，其中31芯插頭自帶專(zhuān)用固定螺釘，裝配時(shí)工藝要求對(duì)插頭接至插座后要將螺釘旋緊不松動(dòng)，且裝配過(guò)程均通過(guò)引信上設(shè)置專(zhuān)用檢測(cè)接口對(duì)各點(diǎn)火頭電阻值進(jìn)行檢測(cè)，均未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象?？梢耘懦?1芯插頭插座松動(dòng)可能。

3.4 底事件X4—電路板硬件損壞

電路板生產(chǎn)經(jīng)過(guò)了振動(dòng)試驗(yàn)和高低溫環(huán)境試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程中電路板狀態(tài)良好，未暴露出電路板硬件損壞的相關(guān)問(wèn)題?？梢耘懦娐钒逵布p壞可能。

3.5 底事件X5—電路板軟件錯(cuò)誤

電路板所用軟件為經(jīng)第三方代碼走查合格的版本，且生產(chǎn)過(guò)程中生產(chǎn)人員在管理人員監(jiān)督下，嚴(yán)格按照軟件配置管理要求履行審批手續(xù)，調(diào)試人員嚴(yán)格按照調(diào)試計(jì)劃要求進(jìn)行操作，調(diào)試結(jié)果均符合相關(guān)要求。可以排除電路板軟件錯(cuò)誤的可能。

3.6 底事件X6—供電系統(tǒng)供電不足

根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，該產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)時(shí)所需點(diǎn)火電流為≥800mA，開(kāi)倉(cāng)后布放點(diǎn)火電流為≥400mA方能正常工作，開(kāi)倉(cāng)和布放動(dòng)作的能量均由專(zhuān)用供電電路系統(tǒng)提供，因該產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)動(dòng)作正常，可說(shuō)明該產(chǎn)品供電系統(tǒng)供電能力滿足要求，可以排除供電系統(tǒng)供電不足的可能。

3.7 底事件X7—對(duì)應(yīng)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)連接線故障

該產(chǎn)品所用連接線為外購(gòu)產(chǎn)品，采購(gòu)入所后經(jīng)檢驗(yàn)部門(mén)檢測(cè)合格正常，連接線在裝入產(chǎn)品前，生產(chǎn)人員按照工藝要求對(duì)連接線各對(duì)應(yīng)點(diǎn)通斷、絕緣情況均進(jìn)行了檢測(cè)，未出現(xiàn)不滿足要求的情況，產(chǎn)品裝配過(guò)程中對(duì)連接線上對(duì)應(yīng)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)的兩各導(dǎo)線均進(jìn)行了通斷檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)異常情況?？梢耘懦龑?duì)應(yīng)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)連接線故障的可能。

3.8 底事件X8—保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)壓桿損壞

保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)的內(nèi)部接通是通過(guò)固定在其外圍的壓桿動(dòng)作壓緊保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)上按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，只有壓桿處于伸出狀態(tài)，套裝外部殼體時(shí)才存在壓壞可能，由于壓桿為金屬件，若壓桿在裝配過(guò)程中被壓壞，則殼體會(huì)有明顯變形現(xiàn)象，按照工藝要求殼體套裝后設(shè)有檢驗(yàn)其是否存在變形的檢驗(yàn)要求，查看裝配過(guò)程記錄未發(fā)現(xiàn)殼體存在變形的情況，可以排除保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)壓桿損壞可能。

3.9 底事件X9—保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)壓桿工裝未取出

因裝配需要，設(shè)計(jì)有專(zhuān)用壓桿工裝，主要使壓桿收縮至原位，套裝外部殼體時(shí)，防止壓到壓桿，工藝中有“取出壓桿工裝”的具體操作規(guī)定，產(chǎn)品裝配時(shí)安排有專(zhuān)人負(fù)責(zé)檢查確認(rèn)該工裝已取出，經(jīng)查看裝配過(guò)程記錄未發(fā)現(xiàn)異常情況，可以排除保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)壓桿工裝未取出的可能。

3.10 底事件X10—保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)被螺釘壓壞

保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)通過(guò)兩個(gè)M2螺釘固定在產(chǎn)品前端，由人工采用常見(jiàn)的鐘表起子旋緊固定，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的操作過(guò)程重新進(jìn)行實(shí)操確認(rèn)，采用鐘表起子手工擰緊M2螺釘固定保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)，再將保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)拆卸查看其表面是否存在壓壞現(xiàn)象，經(jīng)驗(yàn)證保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)表面未出現(xiàn)螺釘壓痕的情況，可以排除保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)固定時(shí)被螺釘壓壞的可能。

3.11 底事件X11—保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線錯(cuò)誤

按照裝配工藝要求，保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊接導(dǎo)線后需由專(zhuān)職檢驗(yàn)人員對(duì)開(kāi)關(guān)兩導(dǎo)線的通斷情況進(jìn)行檢測(cè)，若焊線錯(cuò)誤，則檢測(cè)應(yīng)不正常，經(jīng)查看過(guò)程記錄未發(fā)現(xiàn)異常情況，可以排除保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線錯(cuò)誤的可能。

3.12 底事件X12—保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線處斷開(kāi)

保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線采用直接焊接的方式，即將符合要求的導(dǎo)線剝線后直接焊接至保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)的引腳上，再用熱縮管熱封開(kāi)關(guān)引腳上焊錫，保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)裝入產(chǎn)品中因空間限制，其上焊接的導(dǎo)線需進(jìn)行彎折，彎折過(guò)程可能會(huì)導(dǎo)致引腳焊接處斷開(kāi)，不能排除保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線處斷開(kāi)的情況，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.13 底事件X13—壓斷保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線

根據(jù)裝配順序要求，先固定保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)至產(chǎn)品前端，再安裝引信，引信以基座為載體固定在產(chǎn)品前端，基座遮擋了保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)線，裝配過(guò)程無(wú)法直接觀察到保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線是否被壓，不能排除裝配過(guò)程是否壓斷保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線的情況，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.14 底事件X14—壓破保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線

同上分析，基座遮擋了保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)的導(dǎo)線，裝配過(guò)程無(wú)法直接觀察到保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線是否被壓，不能排除裝配過(guò)程是否壓破保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線的情況，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

4. 底事件分析驗(yàn)證

a)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊線處斷開(kāi)

圖3 保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)安裝圖Fig.3 installation of safety switch

圖4 拆卸后保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)Fig.4 removed safety switch by assembly

由圖3可以看出，保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)在經(jīng)過(guò)M2螺釘固定后，引腳上焊接的導(dǎo)線需要彎折180度實(shí)現(xiàn)與連接線的連接，由于保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳焊接處導(dǎo)線沾有焊錫，柔性變差，在180度彎折時(shí)會(huì)使焊接處直接受力。在引信安裝過(guò)程中，焊接處會(huì)因?qū)Ь€的重復(fù)拉扯而反復(fù)受力，在經(jīng)過(guò)多次彎折后，焊接處極易斷開(kāi)。若保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊接處斷開(kāi)，則會(huì)導(dǎo)致引信無(wú)法輸出布放信號(hào)，經(jīng)對(duì)同批次裝配的該產(chǎn)品進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有3個(gè)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)存在引腳焊接處斷開(kāi)的現(xiàn)象，如圖4所示，驗(yàn)證了保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳焊接處斷開(kāi)的可能性。

b)壓斷保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線

裝配過(guò)程中基座裝入產(chǎn)品前端，基座背面的導(dǎo)線被遮擋，用螺釘壓緊基座時(shí)，導(dǎo)線極易被壓住，當(dāng)導(dǎo)線被基座壓住時(shí)，多芯導(dǎo)線受力隨著螺釘?shù)臄Q緊緩慢增加但無(wú)瞬間沖擊力，多芯導(dǎo)線的絕緣皮會(huì)先破損支撐在基座和產(chǎn)品前端金屬體之間，另基座為尼龍66材質(zhì)，其強(qiáng)度低于多芯導(dǎo)線強(qiáng)度，當(dāng)金屬線芯被壓住時(shí)，則基座會(huì)先變形從而避免了金屬導(dǎo)線被壓斷。對(duì)同批次裝配的該產(chǎn)品進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線被基座壓斷的現(xiàn)象。因此，裝配過(guò)程壓斷保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線可排除。

c)壓破保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線

同b）分析，在引信安裝時(shí)，若導(dǎo)線被基座壓住，會(huì)出現(xiàn)壓破導(dǎo)線膠皮的現(xiàn)象,對(duì)同批次裝配的該產(chǎn)品進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)有8個(gè)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線膠皮被基座壓變形的現(xiàn)象，因產(chǎn)品基座下方為金屬體，則導(dǎo)線1根或2根被壓破后均會(huì)與金屬體接觸，形成導(dǎo)通回路，相當(dāng)于保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)一致處于接通狀態(tài)，不影響引信輸出布放信號(hào)，因此裝配過(guò)程壓破保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線可排除。

5. 靜態(tài)模式模擬

為重新復(fù)現(xiàn)開(kāi)倉(cāng)后未正常布放的現(xiàn)象，采用靜態(tài)模式進(jìn)行模擬：將調(diào)試正常的電路板31芯插座上對(duì)應(yīng)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)導(dǎo)線斷開(kāi)，采用電路板檢測(cè)儀進(jìn)行模擬發(fā)射供電，過(guò)程中檢測(cè)開(kāi)倉(cāng)點(diǎn)火和布放點(diǎn)火信號(hào)輸出情況。

經(jīng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電路板正常輸出了開(kāi)倉(cāng)點(diǎn)火信號(hào)，但直到供電結(jié)束，布放點(diǎn)火信號(hào)一直沒(méi)有輸出，進(jìn)一步驗(yàn)證了保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳焊接處斷開(kāi)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)后不能正常布放故障問(wèn)題。

6. 改進(jìn)措施

為徹底解決保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊接導(dǎo)線可靠性問(wèn)題，工藝人員通過(guò)分析驗(yàn)證，將原來(lái)直接焊接（圖5）改為先冷壓接再焊接（圖6）的方式，具體方法：選用耐高溫導(dǎo)線,導(dǎo)線一端剝線后用2001T壓針冷壓接，要求壓針壓住導(dǎo)線絕緣膠皮，將2001T插入保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳，再在2001T和保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳連接處點(diǎn)錫，修毛刺后用熱縮管熱封。按照?qǐng)D6完成保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳焊接后，人為對(duì)焊接處來(lái)回彎折100次后未發(fā)現(xiàn)焊接處損傷痕跡且檢測(cè)其導(dǎo)通正常，經(jīng)評(píng)估改進(jìn)后焊接方式能徹底解決保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳焊線連接不可靠性的問(wèn)題，逐按照改進(jìn)后方式對(duì)該批產(chǎn)品保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行更換，并重新進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，最終試驗(yàn)產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)后均正常布放。

圖5 改進(jìn)前焊線Fig.5 original way of solder

圖6 改進(jìn)后焊線fi g.6 improved way of solder

7. 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合產(chǎn)品工作原理及特點(diǎn)，采用故障樹(shù)分析方法對(duì)某產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)后未正常布放故障現(xiàn)象進(jìn)行逐項(xiàng)分析，確定保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)引腳焊接處斷開(kāi)為導(dǎo)致產(chǎn)品開(kāi)倉(cāng)后不能正常布放故障問(wèn)題的原因，提出改進(jìn)保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)焊接方式的措施，對(duì)該產(chǎn)品保險(xiǎn)開(kāi)關(guān)進(jìn)行更換，最終保證了該產(chǎn)品成功通過(guò)驗(yàn)收試驗(yàn)。

[1]GJB/Z768A-1998.故障樹(shù)分析指南[S].國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn).

[2]宋保維,毛昭勇,王雯琴,胡海豹.基于故障樹(shù)分析的魚(yú)雷可靠性評(píng)定方法[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2007,19(10):2180-2182.

[3]吳進(jìn)煌.航空導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)意外點(diǎn)火故障樹(shù)分析[J].海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào),2006,21(6):653-656.

Failure Analysis without Ignition after Separation and Improvement for Some Rocket Projectile

CHEN Zhen,XIAO Ying-feng
(Yi Chang Testing Technique Research Institute,Yi Chang 443000,china)

Aimed at failing to ignite after separation in acceptance test for some rocket projectile, on the basis of analyzing the structure characteristics, fault tree analysis (FTA) was adopted to analyze the failure of ignition after separation and put forward the improvement measures. The results show that optimizing the way of welding for safety switch effectively guarantees normal ignition after separation, fi nally the batch of rocket projectile successfully pass acceptance test.

Separation; fail to ignite; Rocket Projectile

陳真（1985－），男，工程師，從事火箭彈生產(chǎn)工藝研究。