某型導(dǎo)彈首次靶試危險(xiǎn)源識(shí)別及風(fēng)險(xiǎn)控制研究

冀宇 李云

摘 要：本文通過(guò)過(guò)程故障模式與影響分析方法（Process Failure Mode and Effect Analysis PFMEA），針對(duì)某型導(dǎo)彈在靶試中自檢、周檢、導(dǎo)彈準(zhǔn)備、導(dǎo)彈發(fā)射等全流程進(jìn)行分析，開(kāi)展危險(xiǎn)源識(shí)別工作并針對(duì)性的制定控制措施，保障該型導(dǎo)彈順利、安全的完成首次靶試任務(wù)。

關(guān)鍵詞：PFMEA;首次靶試;危險(xiǎn)源分析;制定控制措施

1 引言

某型導(dǎo)彈即將開(kāi)展首次靶試任務(wù)，為保障靶試任務(wù)順利、安全的完成，對(duì)導(dǎo)彈靶試任務(wù)中導(dǎo)彈加電自檢、周檢、導(dǎo)彈準(zhǔn)備、導(dǎo)彈發(fā)射等全流程進(jìn)行危險(xiǎn)源識(shí)別，并對(duì)識(shí)別出的危險(xiǎn)源有針對(duì)性的制定風(fēng)險(xiǎn)控措施。

導(dǎo)彈靶試過(guò)程是由一系列事件嚴(yán)格按照時(shí)間邏輯組合而成的，因此本文將采用過(guò)程故障模式與影響分析方法（PFMEA），自上而下地對(duì)全流程進(jìn)行歸納分析，分析每個(gè)級(jí)別過(guò)程中的可能時(shí)間，以及改時(shí)間的故障模式和最壞的影響。

2 PFMEA基本流程

PFMEA基本流程包括計(jì)劃及相關(guān)準(zhǔn)備工作、任務(wù)剖面與相關(guān)過(guò)程分析、過(guò)程分解、故障模式分析、故障原因分析、故障影響分析和事故影響嚴(yán)重性分析、PFMEA報(bào)告等7個(gè)流程，詳細(xì)流程見(jiàn)圖1。在分析過(guò)程中，應(yīng)對(duì)過(guò)程描述詳盡，不遺漏重要的信息;應(yīng)明確過(guò)程中的功能目標(biāo);分解后的各部分應(yīng)相對(duì)獨(dú)立，能夠清晰地描述各個(gè)部位的使用操作過(guò)程和功能。

本文通過(guò)對(duì)某型導(dǎo)彈首次靶試工作進(jìn)行分析，明確靶試的各項(xiàng)工作流程，采用PFMEA方法進(jìn)行分析研究，識(shí)別危險(xiǎn)源。

3 首次靶試危險(xiǎn)源PFMEA分析

3.1 任務(wù)剖面與相關(guān)過(guò)程分析

某型導(dǎo)彈首次靶試主要飛行程序包括導(dǎo)彈掛機(jī)飛行、機(jī)彈分離飛行、導(dǎo)彈自主飛行階段。

導(dǎo)彈掛機(jī)飛行階段，導(dǎo)彈的主要工作流程為加電自檢、周檢及導(dǎo)彈準(zhǔn)備;

機(jī)彈分離飛行階段，導(dǎo)彈主要工作流程為發(fā)射程序、折疊舵展開(kāi)、導(dǎo)彈起控、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火;

自主飛行階段，導(dǎo)彈主要工作為穩(wěn)定姿態(tài)飛行、制導(dǎo)。

3.2 過(guò)程分解

加電自檢過(guò)程可以分解為載機(jī)向彈發(fā)送飛機(jī)描述，導(dǎo)彈再回告懸掛物描述，導(dǎo)彈進(jìn)行程序自檢，確認(rèn)彈上設(shè)備初始工作狀態(tài)。

周檢過(guò)程可以分解為對(duì)彈上狀態(tài)進(jìn)行循環(huán)周期性檢查。

導(dǎo)彈準(zhǔn)備可以分解為，導(dǎo)彈收到載機(jī)指令，回告載機(jī)，并進(jìn)行初始參數(shù)的接收和狀態(tài)設(shè)置。

發(fā)射程序可以分解為，載機(jī)發(fā)送“發(fā)射”信號(hào)，導(dǎo)彈收到信號(hào)且“導(dǎo)彈準(zhǔn)備好”，發(fā)送熱電池激活指令，回告載機(jī)“請(qǐng)求分離”，載機(jī)發(fā)射架將導(dǎo)彈彈射離架。

過(guò)程分解表見(jiàn)表1所示：

3.3 故障模式分析

在C1、C2、C5、C6過(guò)程中，涉及到載機(jī)和導(dǎo)彈之間進(jìn)行信息交聯(lián)，如果導(dǎo)彈電磁兼容性較差或?qū)椗c載機(jī)的電氣匹配性設(shè)計(jì)不滿(mǎn)足載機(jī)要求，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法與載機(jī)進(jìn)行信息閉環(huán)，導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法發(fā)射，靶試任務(wù)失敗。

在C3、C4、C7過(guò)程中，涉及到彈的工作邏輯，當(dāng)彈的工作邏輯設(shè)計(jì)不當(dāng)，則會(huì)出現(xiàn)彈自檢、周檢不通過(guò)的情況，導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法發(fā)射，靶試任務(wù)失敗。

在C9過(guò)程中，導(dǎo)彈需要激活熱電池，當(dāng)熱電池出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)彈無(wú)法正常工作，導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法發(fā)射，靶試任務(wù)失敗。

在C11過(guò)程中，載機(jī)發(fā)射架將導(dǎo)彈彈射離架，當(dāng)發(fā)射架故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法正常離機(jī)，在后續(xù)飛行或著陸過(guò)程中突然離梁，對(duì)機(jī)體、艙門(mén)等造成損傷或?qū)χ懺斐刹焕绊?。在?dǎo)彈彈射過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)彈無(wú)法承受彈射載荷時(shí)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)彈出現(xiàn)內(nèi)部故障，靶試任務(wù)失敗。在導(dǎo)彈彈射過(guò)程中，因工作邏輯設(shè)計(jì)不正確，導(dǎo)致導(dǎo)彈與機(jī)體發(fā)生干涉，發(fā)生不安全事件。

在C12過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)彈折疊舵出現(xiàn)故障，無(wú)法展開(kāi)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法進(jìn)行穩(wěn)定姿態(tài)飛行，靶試任務(wù)失敗。

在C14過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致導(dǎo)彈出現(xiàn)無(wú)法正常點(diǎn)火、或出現(xiàn)延遲點(diǎn)火的情況，危及載機(jī)飛行安全。

在C15過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)彈無(wú)法克服機(jī)彈干擾，導(dǎo)彈無(wú)法保持穩(wěn)定姿態(tài)飛行，可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)彈飛躍載機(jī)航線(xiàn)的現(xiàn)象，危及載機(jī)的安全。

在C16過(guò)程中，當(dāng)導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，導(dǎo)致導(dǎo)彈將無(wú)法準(zhǔn)確命中目標(biāo)，靶試任務(wù)失敗。

3.4 識(shí)別危險(xiǎn)源

針對(duì)導(dǎo)彈靶試過(guò)程中的故障模式分析進(jìn)行危險(xiǎn)源識(shí)別：

1）因?qū)楇姶偶嫒菪暂^差、電氣匹配性設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致導(dǎo)彈與飛機(jī)無(wú)法正常進(jìn)行信息交聯(lián);

2）因?qū)椆ぷ鬟壿嬙O(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法通過(guò)自檢;

3）因?qū)棢犭姵毓收?，?dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法正常啟動(dòng);

4）因發(fā)射裝置故障，導(dǎo)致導(dǎo)彈彈射后不離機(jī)，發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)損壞;

5）發(fā)射裝置彈射行程或彈射速度過(guò)大，導(dǎo)致導(dǎo)彈承受較大載荷;

6）因彈射邏輯設(shè)置不正確，導(dǎo)致彈射發(fā)射過(guò)程中，導(dǎo)彈與其他機(jī)體、艙門(mén)之間發(fā)生碰撞;

7）因?qū)椪郫B舵出現(xiàn)故障，導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法正常飛行;

8）因?qū)棸l(fā)動(dòng)機(jī)故障，導(dǎo)致導(dǎo)彈非正常點(diǎn)火;

9）因載機(jī)過(guò)載、氣流等對(duì)導(dǎo)彈造成影響，導(dǎo)致導(dǎo)彈無(wú)法正常飛行;

10）因?qū)椆收希趶椛潆x機(jī)后，引起抬頭、翻滾等異常姿態(tài);

11）引導(dǎo)單制導(dǎo)系統(tǒng)故障，導(dǎo)致導(dǎo)致導(dǎo)彈將無(wú)法準(zhǔn)確命中目標(biāo)。

3.5 控制措施

針對(duì)識(shí)別出的危險(xiǎn)源，在開(kāi)展導(dǎo)彈靶試工作前制定針對(duì)性的控制措施：

1）在靶試前，依據(jù)GJB 151B《軍用設(shè)備和分系統(tǒng)電磁發(fā)射和敏感度要求與測(cè)量》和GJB1389A-2005《系統(tǒng)電磁兼容性要求》，開(kāi)展電磁兼容性試驗(yàn);依據(jù)GJB181B《飛機(jī)供電特性》、GJB181《飛機(jī)供電特性及對(duì)用電設(shè)備的要求》、GJB1188A《飛機(jī)/懸掛物電氣連接系統(tǒng)接口要求》及載機(jī)掛機(jī)使用要求，完成了電源特性及電氣接口特性檢查。

2）在靶試前，在地面完成機(jī)、彈航電綜合聯(lián)試試驗(yàn)。

3）在靶試前，完成熱電池點(diǎn)火線(xiàn)路電流數(shù)值的檢查。

4）在靶試前，進(jìn)行地面發(fā)射裝置慢收慢放功能檢查。

5）在靶試前，開(kāi)展全彈沖擊試驗(yàn)。同時(shí)進(jìn)行彈射裝置與導(dǎo)彈全設(shè)備工作條件下的地面彈射分離試驗(yàn)。

6）在靶試前，完成地面坑投試驗(yàn)，檢驗(yàn)發(fā)射裝置彈射性能是否滿(mǎn)足要求，對(duì)導(dǎo)彈投放過(guò)程姿態(tài)進(jìn)行分析，調(diào)整導(dǎo)彈姿態(tài)控制程序，以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求;

7）在靶試前，進(jìn)行折疊舵掛飛振動(dòng)、基本設(shè)計(jì)沖擊、內(nèi)埋振動(dòng)、著陸沖擊、溫度沖擊、低溫低氣壓、濕熱、彈射沖擊及高溫、低溫、常溫帶載展開(kāi)試驗(yàn)。

8）嚴(yán)格制定點(diǎn)火邏輯：1、若形成“彈動(dòng)”信號(hào)后4s，仍未滿(mǎn)足發(fā)射條件;2、收到載機(jī)“發(fā)射”7s后不再對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火;3、彈動(dòng)輔助判別有效不再進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。

9）開(kāi)展機(jī)彈分離仿真、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火窗口運(yùn)動(dòng)軌跡仿真、故障模式仿真等分析工組。

10）在靶試前，對(duì)程控指令模型進(jìn)行桌面仿真聯(lián)試、半實(shí)物仿真試驗(yàn)等的驗(yàn)證。

11）設(shè)定安控區(qū)，防止出現(xiàn)地面二次傷害。

4 結(jié)論

通過(guò)應(yīng)用PFMEA對(duì)某型導(dǎo)彈首次靶試進(jìn)行故障模式分析，我們識(shí)別出在靶試工作中存在的危險(xiǎn)源，并針對(duì)危險(xiǎn)源有針對(duì)性的制定風(fēng)險(xiǎn)控制措施，確保導(dǎo)彈各關(guān)鍵部件有效工作、靶試中各關(guān)鍵流程能夠有效運(yùn)行，能夠有效指導(dǎo)靶試工作順利進(jìn)行，保障飛行安全不受影響。

參考文獻(xiàn)

[1]王華偉 航空安全工程[M]北京：科學(xué)出版社，2014.

[2]翟磊 空空導(dǎo)彈發(fā)射控制技術(shù)[J].制導(dǎo)與引信，2015，（4）：6-8

[3]陳升 楊慶賀 導(dǎo)彈安全發(fā)射技術(shù)研究[J].航空兵器，2002，（5）： 17-19