小型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈裝配過(guò)程電氣檢測(cè)技術(shù)研究

席曉文，鄭紅星，左 非，李 平，柳 林，李 倩

(西安現(xiàn)代控制技術(shù)研究所，西安 710065)

0 引言

電氣檢測(cè)主要是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行電氣相關(guān)的檢測(cè)，判斷產(chǎn)品功能正確性。目前，對(duì)于導(dǎo)彈電氣檢測(cè)內(nèi)容的研究，設(shè)計(jì)人員主要圍繞全備彈出廠和陣地檢測(cè)開展相關(guān)研究[1-5]。文獻(xiàn)[1]基于DSP芯片研制和開發(fā)了導(dǎo)彈檢測(cè)儀，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全彈電路檢測(cè)的要求。文獻(xiàn)[2]提出了基于FlexRay總線技術(shù)的導(dǎo)彈測(cè)試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，該系統(tǒng)具有測(cè)試速度快、可靠性高等特點(diǎn)。文獻(xiàn)[3]基于VXI總線技術(shù)，構(gòu)建了導(dǎo)彈動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠依據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行故障診斷定位，提高產(chǎn)品的檢測(cè)水平和效率。文獻(xiàn)[4]利用PC/104總線組建了導(dǎo)彈的動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自行產(chǎn)生測(cè)試所需的激勵(lì)信號(hào)，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減小了測(cè)試系統(tǒng)的體積。隨著導(dǎo)彈武器系統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的提高，彈上部件集成度越來(lái)越高，通訊信息量大，傳導(dǎo)和輻射電磁干擾效應(yīng)越來(lái)越明顯。同時(shí)，彈上電氣走線錯(cuò)綜復(fù)雜，從而導(dǎo)致裝配過(guò)程中易出現(xiàn)導(dǎo)線漏接、錯(cuò)接、擠壓等操作問(wèn)題，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量性能。因此，對(duì)于導(dǎo)彈裝配過(guò)程中的質(zhì)量把控尤為重要。電氣檢測(cè)是產(chǎn)品質(zhì)量把控的重要手段，研究導(dǎo)彈裝配過(guò)程中的電氣檢測(cè)具有十分重要的意義。文獻(xiàn)[6]中基于裝配工藝順序，對(duì)導(dǎo)彈裝配過(guò)程中的靜態(tài)電氣檢測(cè)內(nèi)容和設(shè)置環(huán)境進(jìn)行了研究。文中首先基于產(chǎn)品的裝配過(guò)程，分析產(chǎn)品的電氣檢測(cè)內(nèi)容，將其分為靜態(tài)電氣檢測(cè)和動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)。然后基于各檢測(cè)類別分析其檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)方法及數(shù)據(jù)判讀。最后分析兩種檢測(cè)方法之間的關(guān)系，構(gòu)建產(chǎn)品的整個(gè)檢測(cè)框架。

1 電氣檢測(cè)分類

通過(guò)對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)過(guò)程的研究，將小型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈電氣檢測(cè)分為靜態(tài)電氣檢測(cè)和動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)兩大類。所謂靜態(tài)電氣檢測(cè)，指裝配過(guò)程中對(duì)彈上電氣部件、制導(dǎo)控制艙段(通電篩選狀態(tài))、全備彈狀態(tài)(產(chǎn)品出廠狀態(tài))進(jìn)行阻值檢測(cè)來(lái)判斷部件的合格性及裝配過(guò)程的正確性[6]。動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)則是基于外部供電、信號(hào)激勵(lì)、模擬發(fā)控等設(shè)備模擬導(dǎo)彈的工作狀態(tài)，獲取彈上電氣部件(導(dǎo)引頭、彈上計(jì)算機(jī)、慣性導(dǎo)航和舵機(jī)等)的狀態(tài)信息，進(jìn)而決策導(dǎo)彈的工作性能[5]。

導(dǎo)彈裝配過(guò)程中通常需要進(jìn)行通電篩選考核，以驗(yàn)證產(chǎn)品的環(huán)境適用性?？紤]操作安全性，一般火工品不參與篩選試驗(yàn)。圖1為小型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈典型裝配路線圖(此路線圖未涉及結(jié)構(gòu)裝配檢驗(yàn))，按彈上火工品是否接入電氣網(wǎng)絡(luò)中分為通電篩選前裝配(艙段裝配和制導(dǎo)控制艙段裝配)和通電篩選后裝配(總裝)。部件檢測(cè)和通電篩選狀態(tài)檢測(cè)屬于靜態(tài)電氣檢測(cè)，主要使用萬(wàn)用表和低阻儀等設(shè)備對(duì)彈上部件和整彈狀態(tài)進(jìn)行阻值測(cè)試，獲得彈上阻值數(shù)據(jù)。通電篩選為導(dǎo)彈動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)和篩選試驗(yàn)相結(jié)合驗(yàn)證產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。出廠檢測(cè)包括出廠靜態(tài)電氣檢測(cè)和動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)。可以看出，靜態(tài)電氣檢測(cè)和動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)這兩種檢測(cè)方法穿插于產(chǎn)品的整個(gè)裝配過(guò)程中，為產(chǎn)品的裝配質(zhì)量提供保障。

圖1 小型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈典型裝配路線圖

2 靜態(tài)電氣檢測(cè)

靜態(tài)電氣檢測(cè)按照檢測(cè)的對(duì)象可分為部件檢測(cè)和整彈檢測(cè)。部件檢測(cè)為產(chǎn)品裝配前對(duì)彈上控制部件進(jìn)行阻值檢測(cè)，以防止不合格產(chǎn)品進(jìn)入總裝造成后序裝配的返工，并為后序整彈檢測(cè)提供原始判斷數(shù)據(jù)。整彈檢測(cè)是從測(cè)試口對(duì)全彈各信號(hào)特性相對(duì)參考地的阻值進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)是否將火工品接入電纜網(wǎng)中分為制導(dǎo)艙段檢測(cè)(通電篩選狀態(tài)檢測(cè))和全備彈檢測(cè)(出廠檢測(cè))。結(jié)合部件檢測(cè)數(shù)據(jù)，整彈檢測(cè)既可以驗(yàn)證產(chǎn)品裝配的正確性，也能為動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)提供質(zhì)量保障。

靜態(tài)電氣檢測(cè)的項(xiàng)目主要包括RS-422通訊信號(hào)對(duì)信號(hào)地阻值、各端子對(duì)電源地阻值、各端子與殼體阻值以及點(diǎn)火阻值檢測(cè)四方面，其中前三項(xiàng)通常采用萬(wàn)用表檢測(cè)即可，點(diǎn)火阻值檢測(cè)由于其直接檢測(cè)火工品點(diǎn)火具阻值(火工品處于開路狀態(tài))，禁止使用大電流輸出設(shè)備測(cè)量。根據(jù)GJB 5309.4—2004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，點(diǎn)火阻值測(cè)量電流不得大于10 mA或者電火工品最大不發(fā)火電流的10%，取兩者中較小者。目前火工品的點(diǎn)火具一般為鈍感點(diǎn)火具，其安全電流為1 A。按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定取最小值，測(cè)量設(shè)備電流應(yīng)小于10 mA，選擇點(diǎn)火阻值測(cè)量設(shè)備時(shí)應(yīng)考慮該限制電流。

對(duì)于有特定阻值的檢測(cè)項(xiàng)目，可直接判斷其數(shù)據(jù)正確性，如點(diǎn)火阻值，鈍感點(diǎn)火具阻值一般為0.8～1.2 Ω左右，部件檢測(cè)時(shí)阻值范圍和其要求值應(yīng)該一致，整彈檢測(cè)時(shí)需要補(bǔ)償線阻。對(duì)于未有特定阻值的檢測(cè)項(xiàng)目，如RS-422通訊信號(hào)對(duì)信號(hào)地阻值，各端子對(duì)電源地阻值等，則主要通過(guò)橫向和縱向二維比較法進(jìn)行比較[6]。橫向比較法即對(duì)同一批檢測(cè)出來(lái)的阻值數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比；縱向比較法即將同一部件相同或相近定義信號(hào)特性的阻值數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，將不同工序同一特性的阻值數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

3 動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)

動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)也稱之為導(dǎo)彈通電，通過(guò)各種模擬設(shè)備模擬產(chǎn)品的飛行環(huán)境和狀態(tài)，驗(yàn)證產(chǎn)品的通訊功能。根據(jù)產(chǎn)品電氣網(wǎng)絡(luò)中是否接入火工品可分為通電狀態(tài)檢測(cè)和全備彈狀態(tài)檢測(cè)。

通電狀態(tài)檢測(cè)在產(chǎn)品總裝(未安裝火工品或點(diǎn)火具線路未接入導(dǎo)彈電氣網(wǎng)絡(luò)中)之前進(jìn)行，通常結(jié)合篩選試驗(yàn)考核產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。圖2為小型戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈典型通電構(gòu)架，產(chǎn)品通過(guò)篩選工裝固定在篩選臺(tái)上。測(cè)試設(shè)備主要包括模擬發(fā)控、光源、模擬電源、地面數(shù)據(jù)采集、遙測(cè)地面站等設(shè)備，其中模擬電源和地面數(shù)據(jù)采集接產(chǎn)品的測(cè)試口，模擬發(fā)控接產(chǎn)品的發(fā)射口。模擬發(fā)控可模擬真實(shí)發(fā)控裝置，發(fā)控上電自檢正常后，自動(dòng)按照時(shí)序斷開炮口信號(hào)，進(jìn)入擊發(fā)流程。光源模擬真實(shí)目標(biāo)反射，可驗(yàn)證導(dǎo)引頭的搜索-捕獲功能。由于彈上電池為一次性電源，在通電檢測(cè)時(shí)通常利用地面模擬電源模擬彈上電源，按照時(shí)序給彈上部件和點(diǎn)火電路供電。彈上各部件工作是否正常主要通過(guò)遙測(cè)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷。對(duì)于實(shí)彈一般通過(guò)測(cè)試口接地面數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取。為了驗(yàn)證彈上點(diǎn)火時(shí)序和點(diǎn)火脈沖幅度的正確性，通常在導(dǎo)彈電網(wǎng)端接入負(fù)載電阻，模擬彈上火工品點(diǎn)火具。

圖2 通電篩選示意圖

全備彈狀態(tài)由于彈上火工品已經(jīng)接入電路，其動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)與通電狀態(tài)下檢測(cè)有所不同，電氣檢測(cè)時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注測(cè)試安全性。如圖3所示，全備彈狀態(tài)檢測(cè)時(shí)通常將導(dǎo)彈放入抗爆間，與操作人員隔開，進(jìn)而保證操作人員的安全性。在此狀態(tài)通電時(shí)，禁止地面電源模擬彈上點(diǎn)火電源，防止意外觸發(fā)彈上點(diǎn)火，通常在測(cè)試設(shè)備時(shí)(導(dǎo)彈檢測(cè)儀)將地面模擬點(diǎn)火電源的通路斷開，從物理上進(jìn)行電氣隔離，保證通電安全性?？紤]安全性，全備彈狀態(tài)一般工作流程進(jìn)行到擊發(fā)前就停止。

圖3 出廠檢測(cè)示意圖

產(chǎn)品裝配過(guò)程中，動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)和靜態(tài)電氣檢測(cè)相輔相成。由圖1可以看出，電氣檢測(cè)一般先靜態(tài)檢測(cè)再動(dòng)態(tài)檢測(cè)。靜態(tài)檢測(cè)為無(wú)損檢測(cè)，設(shè)計(jì)時(shí)可最大化的統(tǒng)計(jì)彈上靜態(tài)阻值數(shù)據(jù)，通過(guò)二維比較法驗(yàn)證產(chǎn)品的裝配正確性。動(dòng)態(tài)檢測(cè)由于其對(duì)導(dǎo)彈需要上電，若接線不對(duì)，則可能將彈上部件燒毀，甚至點(diǎn)燃點(diǎn)火具，造成嚴(yán)重后果。如某項(xiàng)目誤將28 V彈上電源施加到RS-422信號(hào)端子上，從而燒毀彈上計(jì)算機(jī)的信號(hào)通道，造成發(fā)射裝置與彈上計(jì)算機(jī)之間無(wú)法建立信息交互。因此，通常動(dòng)態(tài)檢測(cè)前需要從測(cè)試口或發(fā)射口對(duì)施加到彈上的地面供電電源進(jìn)行測(cè)量，防止電源加大或者加錯(cuò)，造成不可逆轉(zhuǎn)的損失。

4 總結(jié)

電氣檢測(cè)是驗(yàn)證產(chǎn)品裝配質(zhì)量的重要手段，在裝配過(guò)程中扮演不可或缺的角色。文中基于裝配流程對(duì)裝配過(guò)程中的靜態(tài)電氣檢測(cè)和動(dòng)態(tài)電氣檢測(cè)進(jìn)行了研究，并對(duì)兩者之間的關(guān)系進(jìn)行了梳理。實(shí)際中，這兩種檢測(cè)方法缺一不可，各有短缺，需要互相補(bǔ)充。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品電氣檢測(cè)內(nèi)容時(shí)，應(yīng)全面考慮檢驗(yàn)要素，合理利用這兩種手段，對(duì)于彼此不能重復(fù)驗(yàn)證的內(nèi)容要加強(qiáng)檢驗(yàn)。