某型機(jī)載火箭發(fā)射器未成功發(fā)射故障分析

摘 要：機(jī)載火箭發(fā)射器是戰(zhàn)斗機(jī)武器系統(tǒng)的重要組成部分，使用過程中會(huì)出現(xiàn)未成功發(fā)射的故障，對(duì)飛行安全造成威脅?；诖耍Y(jié)合機(jī)載火箭發(fā)射器的工作原理，詳細(xì)分析了發(fā)射失敗的原因，并制定了解決措施。

關(guān)鍵詞：火箭發(fā)射器；發(fā)射；故障分析

中圖分類號(hào)：TJ7" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " 文章編號(hào)：1671-0797（2025）05-0027-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2025.05.007

0" " 引言

某型機(jī)載火箭發(fā)射器安裝在機(jī)翼外側(cè)通用掛架下，用于攜帶和發(fā)射多枚航空火箭彈。需要發(fā)射火箭彈時(shí)，飛行員接通飛機(jī)上的武器控制系統(tǒng)電源，將串行脈沖信號(hào)傳遞給火箭發(fā)射器，火箭發(fā)射器中的控制盒將單個(gè)串行脈沖信號(hào)譯碼為多個(gè)單脈沖信號(hào)并輸出?；鸺龔椊邮盏綄?duì)應(yīng)的單脈沖信號(hào)后點(diǎn)火裝置完成點(diǎn)火，發(fā)動(dòng)機(jī)開始工作，產(chǎn)生向后的推力，克服卡彈力后脫離火箭發(fā)射器，火箭彈未點(diǎn)火或點(diǎn)火后未脫離均會(huì)導(dǎo)致未成功發(fā)射。

1" " 火箭發(fā)射器結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1" " 結(jié)構(gòu)組成

某型火箭發(fā)射器主要由前整流罩、后整流罩、中段三部分組成。前整流罩為截錐形框架薄殼結(jié)構(gòu)，主要用于減少飛行阻力。后整流罩為圓柱形多孔薄殼結(jié)構(gòu)，主要用于保護(hù)發(fā)射管及火箭彈尾部。中段為火箭發(fā)射器的核心部分，主要由前圓盤1、大梁2、吊耳3、蒙皮4、控制盒5、電纜6、后圓盤7、卡彈器組件8、小彈簧片組件9、工作插座10、發(fā)射管11等組成。中段結(jié)構(gòu)如圖1所示。

大梁是火箭發(fā)射器的主要承力件。兩個(gè)吊耳固定在大梁頂部，用于與飛機(jī)掛載機(jī)構(gòu)連接?？刂坪泄潭ㄔ诖罅褐胁浚ㄟ^電纜連接工作插座、檢查插座、卡彈器組件和小彈簧片組件。前、后圓盤固定在大梁兩端，多根發(fā)射管穿過前、后圓盤。后圓盤上每根發(fā)射管對(duì)應(yīng)位置分別固定一組卡彈器組件和小彈簧片組件，卡彈器組件用于卡持火箭彈和充當(dāng)點(diǎn)火負(fù)極，小彈簧片組件為點(diǎn)火正極?？◤椘鹘M件和小彈簧片組件安裝位置如圖2所示。

1.2" " 工作原理

火箭發(fā)射器裝載火箭彈后，火箭彈被卡彈器組件卡持在發(fā)射管內(nèi)，保證飛機(jī)能夠帶彈飛行，飛行員按壓發(fā)射按鈕后，火箭彈完成發(fā)射。發(fā)射過程分為點(diǎn)火和脫離兩個(gè)階段。

1.2.1" " 點(diǎn)火階段

飛機(jī)上的武器控制系統(tǒng)輸出一個(gè)串行脈沖信號(hào)傳遞給火箭發(fā)射器，火箭發(fā)射器通過工作插座接收到串行脈沖信號(hào)，并通過導(dǎo)線傳遞至控制盒?？刂坪袑蝹€(gè)串行脈沖信號(hào)譯碼為多個(gè)單脈沖信號(hào)，并通過導(dǎo)線按順序傳遞至各發(fā)射管對(duì)應(yīng)的小彈簧片組件和卡彈器組件，小彈簧片組件和卡彈器組件分別與火箭彈點(diǎn)火裝置的正負(fù)極接觸，形成閉合電路?；鸺龔楛c(diǎn)火裝置接收到脈沖信號(hào)點(diǎn)燃火箭彈的發(fā)動(dòng)機(jī)。

1.2.2" " 脫離階段

火箭彈的發(fā)動(dòng)機(jī)工作后產(chǎn)生向后的推力，此時(shí)火箭彈擠壓卡彈器的卡爪，當(dāng)擠壓力達(dá)到一定值時(shí)，卡彈器的彈簧片被迫產(chǎn)生向上的彈性變形，使卡爪滑出火箭彈的卡彈槽，火箭彈以一定的速度發(fā)射出去。脫離過程如圖3所示。

2" " 故障分析

2.1" " 故障樹

根據(jù)火箭發(fā)射器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理，繪制火箭發(fā)射器未成功發(fā)射故障樹，如圖4所示。

2.2" " 原因分析

針對(duì)故障樹的底事件，從電纜故障、控制盒故障、接觸電阻偏大、發(fā)射管故障、卡彈器組件故障等多個(gè)方面深入剖析火箭發(fā)射器未成功發(fā)射的原因。

2.2.1" " 電纜故障

電纜主要由插頭、插座和導(dǎo)線組成，其故障形式主要表現(xiàn)為插頭、插座故障和導(dǎo)線故障。插頭、插座是電纜的連接部分，利用插針和插孔傳遞電信號(hào)。反復(fù)拔插插頭、插座將使得插針出現(xiàn)變形、斷裂、縮針等故障，造成短路或斷路。導(dǎo)線為絕緣層包裹的導(dǎo)體，是信號(hào)傳遞的主要部分?；鸺龔棸l(fā)射過程中，尾焰產(chǎn)生大量的熱量，瞬時(shí)溫度達(dá)1 100～1 200 ℃。導(dǎo)線絕緣層在受熱情況下，絕緣性能逐漸下降。導(dǎo)線絕緣層的絕緣性下降后，導(dǎo)線與導(dǎo)線之間會(huì)產(chǎn)生漏電流，造成脈沖信號(hào)畸變。電纜中插頭、插座或?qū)Ь€故障均會(huì)導(dǎo)致信號(hào)無法有效傳遞，造成火箭彈未點(diǎn)火[1]。

2.2.2" " 控制盒故障

控制盒主要由殼體、插座、電路板組成，作用是將一個(gè)多脈沖串聯(lián)信號(hào)譯碼為相同脈沖總數(shù)的單脈沖并聯(lián)信號(hào)，并保持脈沖順序及時(shí)序。控制盒信號(hào)譯碼示例如圖5所示。

由于火箭發(fā)射器為非密封結(jié)構(gòu)，空氣中的水汽滲入控制盒，會(huì)造成內(nèi)部焊點(diǎn)腐蝕脫焊。另外，飛機(jī)在高空飛行時(shí)，控制盒內(nèi)部的水汽遇冷凝結(jié)為水膜層，會(huì)造成電子元器件短路。焊點(diǎn)脫焊和電子元器件短路均會(huì)導(dǎo)致控制盒輸出錯(cuò)誤的信號(hào)，進(jìn)而導(dǎo)致火箭彈點(diǎn)火異常。

2.2.3" " 接觸電阻偏大

火箭發(fā)射器的小彈簧片組件、卡彈器組件分別與火箭彈點(diǎn)火裝置的正負(fù)極通過接觸形成閉合電路。造成接觸電阻增大的原因?yàn)榻佑|部位附著了一層火箭彈發(fā)射后燃燒的殘留物?；鸺龔椀娜剂蠟楹屑{米鋁粉的AP/HTPB固體推進(jìn)劑[2]?；鸺龔棸l(fā)射時(shí)，燃燒的殘留物中含有納米鋁粉與氧化物反應(yīng)生成的Al2O3（不導(dǎo)電）。殘留物在火箭彈尾焰的高溫作用下，附著在小彈簧片組件的表面。隨著發(fā)射次數(shù)的增加，殘留物逐漸累積，接觸電阻逐漸增大?；鸺龔棲@得的點(diǎn)火能量如下：

式中：E為點(diǎn)火能量；U為脈沖電壓；R1為火箭彈點(diǎn)火裝置的電阻；R2為點(diǎn)火電路其他電阻（含導(dǎo)線電阻、接觸電阻）；T為脈寬。

式（1）中R1為2 Ω，正常情況下R2不大于0.5 Ω，燃燒的殘留物完全覆蓋接觸點(diǎn)的情況下R2為58 Ω，此時(shí)點(diǎn)火能量?jī)H為正常情況下的0.17%?；鸺龔楛c(diǎn)火裝置因點(diǎn)火能量不足未點(diǎn)火，也會(huì)造成火箭發(fā)射器未成功發(fā)射故障。

2.2.4" " 發(fā)射管故障

發(fā)射管為薄壁管狀結(jié)構(gòu)，主要用于保持火箭彈的發(fā)射方向。當(dāng)受到意外撞擊或超壽使用時(shí)，發(fā)射管局部變形、開裂或內(nèi)孔失圓，將造成火箭彈點(diǎn)火后被卡滯在發(fā)射管中，無法脫離。

2.2.5" " 卡彈器組件故障

卡彈器組件主要由卡爪和一組彈簧片組成。彈簧片長時(shí)間受火箭彈尾焰高溫的影響，彈性下降，卡彈器的卡彈力上升。當(dāng)火箭彈的推力無法抵消卡彈力時(shí)，火箭彈點(diǎn)火后將無法脫離。

3" " 解決方法

為了排除機(jī)載火箭發(fā)射器未成功發(fā)射的故障，需要針對(duì)故障原因逐一制定有效的解決方法。除了改進(jìn)設(shè)計(jì)制造工藝外，還需加強(qiáng)使用過程中的維護(hù)和檢查，具體可從以下幾個(gè)方面入手。

3.1" " 電纜故障解決方法

制作電纜時(shí)選用耐高溫導(dǎo)線，并且在導(dǎo)線與火箭彈尾焰直接接觸的部位套一層石棉套管。耐高溫導(dǎo)線的絕緣層可長時(shí)間在250 ℃以下的溫度環(huán)境中工作。石棉作為防火材料可隔絕火箭彈尾焰與導(dǎo)線之間的熱傳遞，使得導(dǎo)線絕緣層的溫度始終保持在250 ℃以下。火箭發(fā)射器定期維護(hù)時(shí)，用500 V兆歐表檢查導(dǎo)線之間的絕緣電阻，當(dāng)絕緣電阻小于20 MΩ時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換導(dǎo)線。每次使用火箭發(fā)射器前，應(yīng)目視檢查插頭、插座的插針，預(yù)防變形、斷裂、縮針等故障；輕微搖晃導(dǎo)線并用數(shù)字萬用表檢查電纜的導(dǎo)通性，預(yù)防短路、斷路和接觸不良等故障。

3.2" " 控制盒故障解決方法

優(yōu)化控制盒殼體裝配工藝，將殼體的縫隙用硅橡膠密封，防止水汽進(jìn)入殼體腐蝕內(nèi)部電子元器件，同時(shí)對(duì)電路板進(jìn)行整體封膠處理，起到二次防護(hù)的作用?；鸺l(fā)射器定期維護(hù)時(shí)，分別在-55 ℃的低溫環(huán)境、70 ℃的高溫環(huán)境和振動(dòng)環(huán)境下檢查控制盒的電氣性能，預(yù)防控制盒在極端環(huán)境下發(fā)生故障。每次使用火箭發(fā)射器前，用專用檢測(cè)設(shè)備檢查控制盒的電氣性能，確保各項(xiàng)性能指標(biāo)符合技術(shù)要求。

3.3" " 接觸電阻故障解決方法

接觸電阻偏大的原因是小彈簧片和卡彈器組件上附著了火箭彈燃燒的殘留物。隨著發(fā)射次數(shù)的增加，殘留物逐漸累積，接觸電阻逐漸增大，這是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，因此加強(qiáng)平時(shí)的檢查維護(hù)是預(yù)防該故障的有效手段[3]。每次使用火箭發(fā)射器前，可以在火箭發(fā)射器上安裝與火箭彈點(diǎn)火裝置電阻值相同的模擬彈，測(cè)量每個(gè)發(fā)射線路的電阻，當(dāng)電阻值超過技術(shù)指標(biāo)時(shí)，對(duì)小彈簧片和卡彈器組件進(jìn)行維修。對(duì)于卡彈器組件可采用拋光砂紙打磨接觸面的方法，對(duì)于小彈簧片可采用煤油浸泡后軟毛刷刷洗的方法。若采用上述方法后接觸電阻仍不合格，此時(shí)需更換新的小彈簧片和卡彈器組件。

3.4" " 發(fā)射管故障解決方法

每根發(fā)射管均有發(fā)射次數(shù)的壽命指標(biāo)，對(duì)于達(dá)到壽命指標(biāo)的發(fā)射管應(yīng)及時(shí)更換?；鸺l(fā)射器定期維護(hù)時(shí)，用專用工裝檢查發(fā)射管的直線度，應(yīng)符合技術(shù)指標(biāo)。每次使用火箭發(fā)射器前，目視檢查各發(fā)射管，無開裂和明顯變形的情況下可以繼續(xù)使用。

3.5" " 卡彈器組件故障解決方法

火箭彈受到的卡彈力可通過卡彈器組件中卡爪的伸長距離進(jìn)行調(diào)節(jié)?；鸺l(fā)射器定期維護(hù)時(shí)，可通過增減墊片的方式，將卡彈力調(diào)整在合格范圍內(nèi)，以消除彈簧片彈性下降造成的卡彈力上升。當(dāng)通過調(diào)整卡爪的伸長距離仍不能滿足要求時(shí)，卡彈器組件應(yīng)整體換新。

4" " 結(jié)束語

火箭發(fā)射器未成功發(fā)射與電纜故障、控制盒故障、接觸電阻偏大、發(fā)射管故障、卡彈器組件故障等因素有關(guān)，甚至可能是多個(gè)因素綜合影響造成的結(jié)果。解決火箭發(fā)射器未成功發(fā)射的故障，除了優(yōu)化設(shè)計(jì)制造工藝外，還需要有針對(duì)性地開展定期維護(hù)和使用前檢查，通過全方位、多渠道的措施避免故障發(fā)生，保證戰(zhàn)機(jī)的飛行安全和作戰(zhàn)任務(wù)的順利執(zhí)行。

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收稿日期：2024-11-19

作者簡(jiǎn)介：陸藝升（1989—），男，江蘇南通人，工程師，研究方向：航空裝備軍械專業(yè)產(chǎn)品維修保障。