某型飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射裝置電氣測試故障分析

杜堯

摘要：某型飛機(jī)進(jìn)行機(jī)上檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)其導(dǎo)彈發(fā)射裝置解鎖和音響測試不合格，該故障對飛機(jī)的武器性能將造成一定影響。本文對該故障進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對故障進(jìn)行了排除。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)彈發(fā)射裝置；信號控制盒；機(jī)械鎖

Keywords：missile launcher；signal controller box；mechanical lock

0 引言

機(jī)載導(dǎo)彈發(fā)射裝置是用于載機(jī)懸掛和發(fā)射導(dǎo)彈的專用裝置，是機(jī)載武器系統(tǒng)的重要組成部分，賦予導(dǎo)彈正確的初始分離姿態(tài)并保證發(fā)射安全，對戰(zhàn)機(jī)的作戰(zhàn)能力有直接影響[1]。機(jī)載導(dǎo)彈發(fā)射裝置與飛機(jī)掛架剛性連接，用來懸掛、發(fā)射或投放機(jī)載導(dǎo)彈，是機(jī)載武器系統(tǒng)的重要組成部分，與飛機(jī)、導(dǎo)彈一起構(gòu)成飛機(jī)的軍械系統(tǒng)，成為現(xiàn)代空戰(zhàn)的重要武器之一[2]。

某型飛機(jī)飛行前機(jī)上檢測時(shí)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射裝置解鎖和音響測試無法通過，故障現(xiàn)象為：導(dǎo)彈發(fā)射裝置進(jìn)行機(jī)上測試時(shí)，在解鎖測試項(xiàng)中，定軸方式、定掃方式和隨動(dòng)方式下釋放閥的截獲工作不正常；在音響測試項(xiàng)中，解鎖信號頻率測量值遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)頻率。

1 工作原理及初步分析

該型飛機(jī)導(dǎo)彈控制原理如圖1所示。當(dāng)飛行員通過飛機(jī)的機(jī)載雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)模擬目標(biāo)時(shí)，操縱駕駛桿控制飛機(jī)的任務(wù)計(jì)算機(jī)發(fā)出信號，任務(wù)計(jì)算機(jī)將信號傳輸?shù)酵鈷煳锕芾硐到y(tǒng)，外掛物管理系統(tǒng)接收任務(wù)計(jì)算機(jī)的信號并控制導(dǎo)彈發(fā)射裝置投放導(dǎo)彈使其擊中對應(yīng)的目標(biāo)。

通過對飛機(jī)導(dǎo)彈的發(fā)射過程進(jìn)行研究，建立如圖2所示的故障樹。

根據(jù)圖2故障樹，通過以下4點(diǎn)進(jìn)行故障排查：

1）由于該型飛機(jī)駕駛桿拆卸過程過于復(fù)雜，因此無法確認(rèn)駕駛桿能否對飛機(jī)進(jìn)行正?？刂?。

2）為排除任務(wù)計(jì)算機(jī)故障，選取一架導(dǎo)彈發(fā)射功能正常的飛機(jī)，進(jìn)行2∶2互換型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果為故障飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射裝置解鎖仍不合格，另一架飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射功能正常，因此排除任務(wù)機(jī)有故障的可能。

3）為排除外掛物管理系統(tǒng)故障，選取一架導(dǎo)彈發(fā)射功能正常的飛機(jī)，進(jìn)行2∶2互換型試驗(yàn)。外掛物由以下部分組成：外掛物管理處理機(jī)、武器接口單元1、武器接口單元2、武器接口單元3、外掛物安裝架。由于外掛物安裝架連接電纜若干，無法拆卸，因此本次試驗(yàn)只替換除安裝架外的所有部件。試驗(yàn)結(jié)果為故障飛機(jī)的導(dǎo)彈發(fā)射裝置解鎖仍不合格，另一架飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射功能正常，因此排除任務(wù)機(jī)有故障的可能。

4）為排除導(dǎo)彈發(fā)射裝置故障，選取一架導(dǎo)彈發(fā)射功能正常的飛機(jī)進(jìn)行2∶2互換型試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果為故障飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射功能合格且另一架飛機(jī)導(dǎo)彈解鎖功能不合格，調(diào)換后故障現(xiàn)象復(fù)現(xiàn)。

通過上述故障排查，可以將導(dǎo)彈發(fā)射裝置解鎖不合格故障定位到導(dǎo)彈發(fā)射裝置上。

為進(jìn)一步確定故障發(fā)生的根本原因，對飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。該型飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射裝置電氣系統(tǒng)如圖3所示。與飛機(jī)連接端采用符合國軍標(biāo)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的電連接器，通過過渡梁電纜連接到信號控制盒，信號控制盒通過機(jī)械鎖電纜連接到電子部件，電子部件通過導(dǎo)彈上的臍帶式電纜與導(dǎo)彈連接。

在導(dǎo)彈發(fā)射裝置中，機(jī)械鎖是其重要功能組件，可實(shí)現(xiàn)對導(dǎo)彈的掛裝、鎖定、發(fā)射等功能。

當(dāng)導(dǎo)彈發(fā)射裝置接收到飛機(jī)解鎖指令時(shí)，即產(chǎn)生解鎖信號，通過機(jī)械鎖的25號點(diǎn)位將解鎖信號傳輸至電子部件，電子部件對導(dǎo)彈進(jìn)行位標(biāo)器解鎖控制和自動(dòng)跟蹤。音響信號由位標(biāo)器信號傳輸至發(fā)射架，經(jīng)電子部件的音響放大器放大后，通過機(jī)械鎖18號點(diǎn)位傳至信號控制盒，信號控制盒按照探測特性對信號進(jìn)行處理，并將其作為音響信號傳至飛機(jī)。

通過上述分析，初步可知：機(jī)械鎖傳輸解鎖信號，解鎖信號異常導(dǎo)致位標(biāo)器解鎖失敗，引起“解鎖”音響異常。

2 故障排查

2.1 建立故障樹

為保證故障順利排除，建立如圖4所示故障樹。

2.2 排查方法

1）機(jī)械鎖故障：更換性能符合指標(biāo)的機(jī)械鎖，并使用導(dǎo)彈發(fā)射裝置檢測儀對其進(jìn)行電氣測試；

2）電纜組件故障：逐個(gè)更換性能合格的電子部件、信號控制盒和電纜組件，并使用導(dǎo)彈發(fā)射裝置檢測儀對導(dǎo)彈發(fā)射裝置進(jìn)行電氣測試；

3）測試設(shè)備故障：使用測試設(shè)備對其他產(chǎn)品進(jìn)行電氣測試；

4）信號控制盒故障：將故障件的信號控制盒裝入另一個(gè)導(dǎo)彈發(fā)射裝置，并使用導(dǎo)彈發(fā)射裝置檢測儀進(jìn)行電氣測試；

5）門限及延遲線路故障、音響放大器故障、優(yōu)先繼電器故障、解鎖和隨動(dòng)邏輯線故障：將電子部件裝入另外一套導(dǎo)彈發(fā)射裝置進(jìn)行電氣測試；

6）繼電器組件故障：對故障產(chǎn)品進(jìn)行發(fā)射電氣測試、應(yīng)急發(fā)射電氣測試；

7）機(jī)械鎖電纜32號導(dǎo)線故障、機(jī)械鎖電纜25號導(dǎo)線故障、機(jī)械鎖電纜18號導(dǎo)線故障、機(jī)械鎖29號導(dǎo)線故障、機(jī)械鎖電纜3號導(dǎo)線故障：檢查線路的絕緣性及能否正常通斷。

2.3 排查結(jié)果

1）更換電子部件后，解鎖及音響的頻率值仍舊無法達(dá)到正常功能，將故障的電子部件裝入另外的導(dǎo)彈發(fā)射裝置中，電氣測試合格，因此排除電子部件故障；

2）更換信號控制盒后進(jìn)行電氣測試，故障依舊，將原裝信號控制盒裝入其他導(dǎo)彈發(fā)射裝置，電氣測試合格，因此排除信號控制盒故障；

3）更換主電纜進(jìn)行電氣測試，故障依舊，可以排除主電纜故障；

4）使用測試設(shè)備，選取相同型號的另一個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行電氣測試，更換產(chǎn)品后電氣測試合格，因此測試設(shè)備正常；

5）進(jìn)行故障產(chǎn)品發(fā)射、應(yīng)急發(fā)射電氣測試后發(fā)現(xiàn)測試合格，排除繼電器組件故障；

6）使用專用線纜檢測儀對機(jī)械鎖線纜進(jìn)行電氣測試，發(fā)現(xiàn)32號、18號、29號、3號導(dǎo)線導(dǎo)通絕緣合格；25號導(dǎo)線絕緣不合格（實(shí)測阻值遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)阻值）。

為進(jìn)一步確認(rèn)故障，使用三用表對機(jī)械鎖電纜進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)25號導(dǎo)線與26號導(dǎo)線之間導(dǎo)通，兩導(dǎo)線絕緣不合格。

通過建立故障分析樹并成立排故方案，結(jié)合產(chǎn)品連接導(dǎo)彈發(fā)射裝置檢測儀進(jìn)行測試的驗(yàn)證結(jié)果，確定造成導(dǎo)彈發(fā)射裝置產(chǎn)品解鎖音響不合格的原因是機(jī)械鎖電纜25號導(dǎo)線與26號導(dǎo)線間絕緣不合格。

3 對25號、26號導(dǎo)線的進(jìn)一步故障分析

3.1 機(jī)械鎖的組成及工作原理

該型導(dǎo)彈發(fā)射裝置機(jī)械鎖的組成：氮?dú)獠孱^組件、二極管、電線接頭。氮?dú)獠孱^組件上的連接器用底子膠和硅凝膠灌封。

3.2 故障樹的建立

根據(jù)機(jī)械鎖結(jié)構(gòu)，建立機(jī)械鎖電纜25號導(dǎo)線與26號導(dǎo)線絕緣不合格故障樹，如圖5所示。

3.3 排查方法及結(jié)果

根據(jù)圖5所示的故障樹，對機(jī)械鎖故障進(jìn)行以下排查：

1）去除導(dǎo)線波套和捆扎帶后，檢查導(dǎo)線外觀，發(fā)現(xiàn)絕緣層無破損現(xiàn)象，因此排除導(dǎo)線絕緣皮損傷故障；

2）檢查連接器外觀完好無破損，取出XP3連接器灌封膠后，用兆歐表檢查連接器絕緣電阻，絕緣電阻無窮大，排除連接器故障；

3）取出XP3、XS2連接器灌封膠，檢查灌封膠質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)灌封膠完全固化，表面光滑平整，撥動(dòng)25號接觸體，與26號接觸體間由導(dǎo)通變成不導(dǎo)通。去除XP3端灌封膠并檢測，膠內(nèi)無雜質(zhì)；去除XP3內(nèi)底端灌封膠，發(fā)現(xiàn)有金屬絲狀物。

排查結(jié)論：機(jī)械鎖電纜25號導(dǎo)線與26號導(dǎo)線間絕緣不合格的原因?yàn)檫B接器內(nèi)存在金屬絲。

3.4 金屬絲來源故障定位

3.4.1 建立金屬絲來源故障樹

為確定金屬絲來源，建立故障樹（見圖6），并成立排查方案。

3.4.2 排查方法及結(jié)果

首先，分析導(dǎo)線壓接損傷線芯的可能性。根據(jù)產(chǎn)品的圖樣要求，XP3連接器25號接觸體壓接導(dǎo)線為鍍錫銅芯氟絕緣電線，從連接器上分解出25號接觸體，剝除導(dǎo)線絕緣皮，檢查線芯數(shù)量，與產(chǎn)品圖樣要求相同，排除線芯未完全送入接觸體導(dǎo)致未送入的線芯斷裂落入連接器的可能。

其次，分析電纜裝配工藝流程的合理性。為確認(rèn)是否因工藝流程導(dǎo)致金屬絲異物落入連接器，對工藝流程進(jìn)行復(fù)查。首先查閱電纜的裝配順序，裝配順序如下：

1）導(dǎo)彈發(fā)射裝置機(jī)械鎖電纜首先完成電纜導(dǎo)線的壓接，將導(dǎo)線送入兩個(gè)連接器，并對電纜一端的XS2連接器澆注底子膠，固化后灌封硅凝膠，檢查電氣性能；

2）電氣性能檢測合格的電纜編制防波套，并對電纜另一端XP3連接器澆注底子膠，進(jìn)行固化并灌封硅凝膠，最后將電纜裝配于機(jī)械鎖上，隨機(jī)械鎖完成產(chǎn)品性能測試。

從上述裝配過程中發(fā)現(xiàn)，電纜在XP3連接器灌封前編織防波套，沒有采取防止多余物進(jìn)入的預(yù)防措施，編制過程中防波套剪裁產(chǎn)生的金屬絲易落入連接器，電纜灌封XP3連接器時(shí)雖然對連接器進(jìn)行了清理，但連接器導(dǎo)線填充密度過大，體積較小的金屬絲不易清理干凈，可能遺留異物。

最后，分析該故障電纜是否按照正確的工藝規(guī)程進(jìn)行操作。先對機(jī)械鎖電纜進(jìn)行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)，電纜配電線均為無防波層的鍍錫銅芯氟絕緣電線；然后檢查電纜的導(dǎo)通性、絕緣電阻阻值是否合格，確認(rèn)合格后對連接器澆注底子膠并用硅凝膠灌封，灌封完成后再次檢查。上述過程均按照機(jī)械鎖的電纜裝配規(guī)程執(zhí)行，在裝配、測試、灌封過程中不會(huì)接觸防波套。其次對故障電纜的編織過程進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)電纜在加工過程后雖采取了回收多余的屏蔽絲、對電氣性能進(jìn)行檢查等 防護(hù)措施，但仍舊存在間斷的金屬絲落入電纜連接器的可能。

3.4.3 改進(jìn)措施

為防止再次出現(xiàn)類似故障，使用工業(yè)CT對其余的XS2連接器進(jìn)行檢查和對比，發(fā)現(xiàn)其余導(dǎo)彈發(fā)射裝置均無異物。

4 總結(jié)

某型飛機(jī)導(dǎo)彈發(fā)射裝置機(jī)械鎖電纜在編制防波套前，XP3連接器未使用規(guī)定型號的底子膠和硅凝膠進(jìn)行密封，即使在編織防波套時(shí)采取了一定的保護(hù)措施，仍舊無法避免剪斷的金屬絲落入XP3連接器的可能，導(dǎo)致金屬絲一端與26號端子接觸，另一端接近25號接觸體。產(chǎn)品經(jīng)歷運(yùn)輸和周轉(zhuǎn)，并裝配在飛機(jī)上進(jìn)行飛行活動(dòng)。由于飛行過程中振動(dòng)量大、使用環(huán)境惡劣，使電纜連接器25號接觸體發(fā)生微小位移并與金屬絲由貼近狀態(tài)變?yōu)榻佑|狀態(tài)，導(dǎo)致其與26號接觸體導(dǎo)通，造成絕緣電阻不合格，引起該導(dǎo)彈發(fā)射裝置解鎖信號線與電源回線短路，解鎖信號無法傳至電子部件，導(dǎo)彈位標(biāo)器無法解鎖而音響頻率測試不合格。

為確定故障機(jī)理，使用工藝電纜進(jìn)行故障復(fù)現(xiàn)。裁剪一段防波套屏蔽絲，一端固定在連接器26號接觸體上，另一端靠近25號接觸體，用通斷器測量25與26號接觸體間為不接通。模擬飛行環(huán)境，對連接器施加振動(dòng)，25與26號接觸體間由不導(dǎo)通變?yōu)閷?dǎo)通。將電纜一段連接到信號控制盒上，另一端連接至電子部件，使用導(dǎo)彈發(fā)射裝置進(jìn)行電氣測試，電纜XP3連接器的25、26號線路間導(dǎo)通，出現(xiàn)解鎖和音響故障，問題復(fù)現(xiàn)。

該故障因在飛行前地面電氣性能檢查時(shí)被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，更換另一裝置后功能正常，所以并未影響任務(wù)的正常完成。若在空中執(zhí)行任務(wù)過程中出現(xiàn)產(chǎn)品解鎖故障，將導(dǎo)致導(dǎo)彈位標(biāo)器無法解鎖，導(dǎo)彈無法截獲目標(biāo)，引起音響不合格，導(dǎo)致導(dǎo)彈無法發(fā)射，必然影響飛機(jī)武器系統(tǒng)的正常工作。

為保證類似故障不再出現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)改變電纜加工工序。電纜兩端的連接器在編制防波套操作前進(jìn)行灌封，并使用規(guī)定型號的底子膠和硅凝膠；增加對連接器的保護(hù)，將防塵罩蓋在電連接器上，再用紙膠帶密封防塵罩，防止多余物進(jìn)入連接器。

參考文獻(xiàn)

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