LZ-1 綜合羅盤故障分析及排除

■ 吳可/長沙五七一二飛機(jī)工業(yè)有限責(zé)任公司

0 引言

在LZ-1 綜合羅盤的修理過程中常會遇到航向指示器（ZHZ-2）工作不正常的現(xiàn)象，產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因紛繁復(fù)雜。LZ-1 綜合羅盤由航向陀螺（TH-8）、晶體管放大器（FJ-1A）、放大器（FL-2）、控制盒（CZT-3）、航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）、協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）、指示器（ZHZ-2）、繼電器盒（EJ-3）、感應(yīng)式磁傳感器（GHC-4）等九個部件組成，此外，地平儀傳感器（TC-4）為航向陀螺提供俯仰、傾斜跟隨信號。由于每個部件發(fā)生故障都有可能導(dǎo)致航向指示器（ZHZ-2）工作不正常，給故障排除帶來較大困難，加之外場工作環(huán)境惡劣，排故勞動強(qiáng)度大，準(zhǔn)確快速地找到故障原因尤為重要。

1 工作原理

現(xiàn)代飛機(jī)速度快，機(jī)動性大，長時間處于不穩(wěn)定飛行狀態(tài)，綜合羅盤解決了磁羅盤因協(xié)調(diào)速度慢產(chǎn)生遲滯誤差的問題。綜合羅盤的工作狀態(tài)分為陀螺半羅盤工作狀態(tài)和磁校正工作狀態(tài)。陀螺半羅盤工作狀態(tài)是指利用陀螺的穩(wěn)定性來穩(wěn)定測量和指示磁航向并消除陀螺方位偏離誤差。磁修正狀態(tài)是在陀螺半羅盤的基礎(chǔ)上增加了感應(yīng)式磁航向傳感器，在不穩(wěn)定飛行中對陀螺半羅盤進(jìn)行磁航向修正，使其輸出到指示器的信號為磁航向信號，磁修正狀態(tài)的工作原理如圖1 所示。

圖1 綜合羅盤磁修正狀態(tài)的工作原理圖

設(shè)陀螺方位為30°，磁航向?yàn)?°，按下協(xié)調(diào)按鈕后進(jìn)入磁修正狀態(tài)?？刂坪校–ZT-3）繼電器吸合。航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的輸出同位器轉(zhuǎn)子線圈接入放大器（FL-2）的第二放大通道。磁傳感器（GHC-4）將感應(yīng)的地磁方位信號輸入航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的輸入同位器，輸入同位器的轉(zhuǎn)子線圈將感應(yīng)到的地磁信號經(jīng)放大器（FL-2）放大，由伺服電機(jī)將航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的輸入同位器、輸出同位器的轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)到與地磁垂直的方向。在此過程中，航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的輸出同位器轉(zhuǎn)子線圈將感應(yīng)到協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）的差動同位器輸出的航向信號，而在線圈中產(chǎn)生不協(xié)調(diào)信號，由已經(jīng)接入的放大器（FL-2）進(jìn)行放大，帶動差動同位器的轉(zhuǎn)子線圈轉(zhuǎn)動，直到其與航向陀螺（TH-8）輸出的航向信號的合成磁通垂直，此時航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的輸出同位器轉(zhuǎn)子線圈的感應(yīng)信號也將消失，系統(tǒng)進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)狀態(tài)。在協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）轉(zhuǎn)子線圈協(xié)調(diào)的同時，航向指示器（ZHZ-2）轉(zhuǎn)子線圈上感應(yīng)的不協(xié)調(diào)信號經(jīng)放大，由伺服電機(jī)帶動直到協(xié)調(diào)位置停止轉(zhuǎn)動，此時指示器指示0°，完成磁修正。

2 排故流程分析

LZ-1 綜合羅盤一般性故障的分析與排除可以采用圖2 樹形圖所顯示的流程進(jìn)行。從圖2 看似復(fù)雜的流程圖中還能抽絲剝繭找到更為簡潔的方式、方法。分析綜合羅盤的工作原理可知，在全套綜合羅盤的工作過程中有航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）和協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）兩個關(guān)鍵產(chǎn)品，它們承擔(dān)著全套羅盤信號轉(zhuǎn)換的樞紐作用。航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）能有效地將感應(yīng)式磁傳感器（GHC-4）感應(yīng)的地磁信號引入全套羅盤的工作進(jìn)程，當(dāng)航向指示器（ZHZ-2）工作不正常時，通過觀察航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的工作狀態(tài)并結(jié)合圖中排故流程，經(jīng)過邏輯決斷可以迅速判斷與之相關(guān)聯(lián)的放大器（FL-2）、感應(yīng)式磁傳感器（GHC-4）以及晶體管放大器（FJ-1A）等產(chǎn)品工作狀態(tài)是否正常；協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）則能將綜合羅盤的兩種工作狀態(tài)聯(lián)系到一起。同樣，通過觀察協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）的工作狀態(tài)，可以迅速判斷與之相關(guān)聯(lián)的航向陀螺（TH-8）、放大器（FL-2）以及控制盒（CZT-3）等產(chǎn)品的工作狀態(tài)是否正常。這兩個產(chǎn)品為靈活、快捷地處理綜合羅盤的故障提供了有利條件。

圖2 綜合羅盤（LZ-1）故障排除流程圖

3 典型故障分析與排除

試舉幾例說明運(yùn)用綜合羅盤（LZ-1）故障排除流程圖解決綜合羅盤故障的流程、方法。

3.1 案例1

某次飛機(jī)轉(zhuǎn)場飛行準(zhǔn)備過程中突然出現(xiàn)綜合羅盤航向指示器（ZHZ-2）不工作的情況，如不及時處置將影響飛機(jī)的按時轉(zhuǎn)場，給工廠的聲譽(yù)帶來較大影響。經(jīng)電話詢問外場轉(zhuǎn)場飛行準(zhǔn)備工作人員，得知以下有關(guān)飛機(jī)故障的重要信息：

1）磁校正狀態(tài)下校羅盤時，航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）能正確跟蹤磁航向；

2）松開協(xié)調(diào)按鈕的情況下帶動飛機(jī)，航向指示器（ZHZ-2）能夠工作；

3）磁校正狀態(tài)下校羅盤時，航向信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）的電磁鐵能夠吸合，但齒輪不能轉(zhuǎn)動。

經(jīng)分析判斷，得出以下結(jié)論：

1）磁校正狀態(tài)下校羅盤時，航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）能正確跟蹤磁航向，說明航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）能夠正常工作，地磁信號的采集正常，即感應(yīng)式磁傳感器（GHC-4）、放大器（FL-2）的第一放大通道、航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的工作狀態(tài)正常。

2）松開協(xié)調(diào)按鈕的情況下帶動飛機(jī)，航向指示器（ZHZ-2）能夠工作，說明陀螺半羅盤工作狀態(tài)正常，即航向陀螺（TH-8）、指示器（ZHZ-2）的工作狀態(tài)正常。

3）磁校正狀態(tài)下校羅盤時，協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）的電磁鐵能夠吸合但齒輪不能轉(zhuǎn)動，說明控制盒（CZT-3）工作狀態(tài)正常，但協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）本身及放大器（FL-2）第二放大電路出現(xiàn)問題的可能性較大。

基于以上的分析判斷，排故人員攜帶協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）、放大器（FL-2）前往外場排故。更換協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）后，故障現(xiàn)象消除，保證了飛機(jī)的正常轉(zhuǎn)場。該故障件帶回內(nèi)場檢查后發(fā)現(xiàn)伺服電機(jī)控制線圈燒壞，更換電機(jī)，該機(jī)件工作恢復(fù)正常。

3.2 案例2

某次在內(nèi)場進(jìn)行LZ-1 綜合羅盤性能檢查時，發(fā)現(xiàn)該套產(chǎn)品在磁校正狀態(tài)下工作不正常。檢查其協(xié)調(diào)速度時，綜合航向指示器（ZHZ-2）的磁航向刻度盤在協(xié)調(diào)結(jié)束時出現(xiàn)抖動，較長時間后才穩(wěn)定。

故障分析：感應(yīng)式磁傳感器（CHC-4）、放大器（FL-2）、航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）、協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）等任一機(jī)件發(fā)生故障都有可能產(chǎn)生這樣的結(jié)果。

故障排除：觀察航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）進(jìn)行磁航向跟蹤時工作正常，未發(fā)現(xiàn)有抖動現(xiàn)象，說明與之相關(guān)的感應(yīng)式磁傳感器（GHC-4）、放大器（FL-2）的第一放大通道以及航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）的工作狀態(tài)正常。觀察協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）進(jìn)行磁航向跟蹤時出現(xiàn)綜合航向指示器（ZHZ-2）的故障現(xiàn)象，說明產(chǎn)生故障的機(jī)件應(yīng)鎖定在協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）、放大器第二放大通道、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）之中。將協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）進(jìn)行串件，該故障現(xiàn)象消失；分解故障件，發(fā)現(xiàn)減速器貼橡膠的齒輪因注油過多導(dǎo)致打滑；將該齒輪橡膠上的油擦干后重新裝配，恢復(fù)后納入全套系統(tǒng)進(jìn)行檢查，全套機(jī)件性能正常。

3.3 案例3

總裝車間用磁鐵帶動LZ-1 綜合羅盤進(jìn)行磁航向跟蹤時發(fā)現(xiàn)航向指示器（ZHZ-2）不隨動。

故障分析： 感應(yīng)式磁傳感器（GHC-4）、放大器（FL-2）、航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）、協(xié)調(diào)信號轉(zhuǎn)換器（SHX-1）、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）、綜合航向指示器（ZHZ-2）等任一機(jī)件發(fā)生故障都有可能產(chǎn)生這樣的結(jié)果。

故障排除：用磁鐵帶動感應(yīng)式磁傳感器（CHC-4），觀察航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2），發(fā)現(xiàn)其不隨動，初步判斷感應(yīng)式磁傳感器（CHC-4）、放大器（FL-2）、航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）出現(xiàn)故障的可能性較大。根據(jù)拆裝難易程度，將航向信號轉(zhuǎn)換器（SHC-2）進(jìn)行串件，該故障現(xiàn)象依然存在；將放大器（FL-2）進(jìn)行串件，故障現(xiàn)象消失；檢查放大器（FL-2），發(fā)現(xiàn)其第一通道輸出變壓器次級線圈斷路，更換該變壓器，放大器（FL-2）工作正常；恢復(fù)LZ-1 綜合羅盤全套系統(tǒng)，其工作恢復(fù)正常。

4 結(jié)論

以上案例中的排故工作需要掌握LZ-1 綜合羅盤的工作原理，進(jìn)行正確的分析與判斷，找到其運(yùn)行的內(nèi)在規(guī)律，從而在較短的時間內(nèi)找到問題的癥結(jié)所在，快速、準(zhǔn)確地排除故障。同時，采用流程化的排故方法，有助于在復(fù)雜的飛機(jī)系統(tǒng)中捋清思路。通過對LZ-1 綜合羅盤的工作原理的理解和掌握，靈活運(yùn)用綜合羅盤故障排除流程圖，經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治雠袛啵瑲w納出簡單快捷處理LZ-1 綜合羅盤故障的方法，減少排故的工作強(qiáng)度。