基于直流參量的發射制導裝置故障隔離方法

郭留河，張云峰，李正優

(裝甲兵工程學院兵器工程系，北京 100072)

反坦克導彈系統是步兵戰車的主要火力打擊武器。發射制導裝置是導彈系統中除導彈外的車載部分。步兵戰車在使用期內，使用分隊要按規定對導彈發射制導裝置進行技術維護，以便及時發現故障、排除故障，使導彈發射制導裝置處于良好狀態，保證導彈系統的正常使用［1］。技術維護的內容包括對導彈發射制導裝置進行自檢和發射程序檢查2部分，當其中之一不正常時，就表明戰車的導彈發射制導裝置存在故障，不能發射導彈。在這種情況下，應及時確定故障部件并更換之，以使導彈發射制導裝置恢復良好狀態，保證導彈系統的正常使用。由于部隊沒有配套故障診斷設備，因此遇到故障不知從何下手，更不知道如何確定故障部件。為了解決這個難題，提出了一種基于部件接口信號直流參量的故障隔離方法。該方法利用嵌入式方法提取出部件接口的信號，利用數字萬用表測量接口信號的直流參量，通過與正常值比較確定故障部件。

1 系統自檢分析

1.1 系統自檢的功能

通過系統自檢，能夠判斷導彈系統中電視測角儀(包括光學變焦系統)、導彈控制盒、發射托架的解鎖功能是否正確，操縱臺發射電路、顯控盒功能開關以及聯接電纜的導通性能是否正常［2］。

1.2 自檢方法與判別規則

將顯控盒“自檢/工作”狀態選擇開關置“自檢”位，接通總電源和導彈系統電源，顯控盒面板上的“導彈自檢”和“導彈裝彈”燈亮，打開射擊保險，按下發射按鈕，聽到“咔嗒”的解鎖聲音后，“導彈裝彈”燈滅，系統開始自檢。經過約10 s，自檢完成。若系統正常，“導彈自檢”燈明暗閃爍;若不正常，“導彈自檢”燈保持常亮。

1.3 系統自檢原理分析

系統自檢的功能框圖如圖1所示。

當“自檢/工作”狀態選擇開關置“自檢”位時，SELFC和SELF1均為低電平。給導彈系統加電后，整個系統就在80C196單片機的節奏控制下有條不紊地進行自檢。自檢控制單元將檢查導彈控制盒初始供電電路輸出電壓、回輸信號處理電路、功率放大電路輸出電壓幅度、解鎖控制電路等關鍵電路工作的正確性，檢查發射托架解鎖電磁閥及微動開關動作的正確性，并控制測角儀進行自檢［3］。

在自檢過程中，部件接口之間的主要信號時序關系如圖2所示。其中虛線表示的信號DHDY和GDLK由控制盒按程序產生，不與外界發生聯系。圖2中，帶箭頭的弧線表示相互間的時序關系，各量的意義如下:IN26V為顯控盒送給控制盒的+26 V電源電壓;OUT26V為控制盒送給測角儀的+26 V工作電壓;SELF1為控制盒送給測角儀的狀態控制信號，低電平為“自檢”，高電平為“工作”;KD26V為顯控盒送給控制盒的+26 V發射電壓，按下發射按鈕，KD26V為+26 V，松開發射按鈕，KD26V為零;JSDY為控制盒送給發射托架解鎖電磁閥的解鎖電壓，解鎖時JSDY為+26 V，不解鎖時為零;JSOK為電磁閥解鎖到位標志信號，解鎖到位時為零，不到位時為+5 V;DHDY為控制盒送給發射架的點火電壓，點火時DHDY為+12 V，不點火時為零;GDLK為導彈在位標志信號，導彈在位時為零，不在位時為+5 V;XPRET為控制盒送給測角儀的發射同步信號，是測角儀光學系統變焦的時間基準。

2 發射程序分析

2.1 進行發射程序檢查的原因

通過系統自檢，可以確定大多數模塊功能的正確性，但不包括點火控制電路和發射架微動開關的功能。因為出于安全考慮，在“自檢”狀態下，點火電路輸入端被接地，因此，即使導彈系統自檢合格，也不能保正控制盒點火控制電路工作正常。所以，在自檢合格后，還應進行發射程序檢查。通過發射程序檢查，可檢查導彈控制盒的發射控制功能和發射架推桿開關的工作可靠性。

圖1 系統自檢功能框圖

圖2 檢過程中部件接口的信號關系

2.2 發射程序檢查方法與判別規則

將步兵戰車導彈發射架校驗器(模擬導彈)裝上發射架，將導彈發射架校驗器的頂桿開關頂上(模擬導彈在位)。將發射架裝入發射托架，按發射導彈的程序進行操作(顯控盒“自檢/工作”狀態選擇開關置“工作”位)，按下炮長操縱臺上導彈發射按鈕不松開，在發射托架的自動解鎖功能完成后，導彈發射架校驗器紅色指示燈(模擬起飛發動機點火)應點亮，將導彈發射架校驗器的頂桿開關松開(模擬導彈開始離軌)，導彈發射架校驗器的綠色指示燈(續航)應點亮，炮長顯控盒面板上“導彈掛彈”指示燈應熄滅，導彈控制盒開始輸出控制指令。如果紅色指示燈不亮，則表明無點火電壓;如果綠色指示燈不亮，則表明發射程序不正常［4］。

2.3 發射程序檢查中各部件接口的信號關系

發射程序檢查涉及到發射制導裝置的所有部件，包括顯控盒、操縱臺、導彈控制盒、測角儀、發射托架、發射架和連接電纜等，各部件接口的信號關系如圖3所示。

3 故障隔離舉例

由圖2和圖3可以看出:① 無論是在自檢過程中，還是在導彈發射過程中，各部件接口間交互的信號均為直流電壓量;②這些信號之間有嚴格的時序關系，如只有JSOK由高電平變成低電平后，控制盒才輸出點火電壓，只有當導彈起飛后，JSDY才歸零;③只要將這些直流電壓量與正常值比較就可判斷相應部件工作是否正常。下面以幾個典型故障的隔離過程為例進行討論。

3.1 工作時“導彈裝彈”指示燈不亮

1)故障分析。“導彈裝彈”指示燈主要用來指示導彈是否裝填到位。正常情況下，當接通總電源和導彈電源后，如果滿足以下條件:①導彈裝填到位(發射架上的推桿開關被壓縮到位，GDLK為低電平);② 測角儀短焦到位(DJDW信號為低電平);③控制盒工作正常，則“導彈裝彈”指示燈亮。

2)故障隔離方法。參照發射程序檢查方法，測量來自測角儀的DJDW信號電壓和來自發射架的GDLK信號電壓，均應為零。若DJDW為+5 V，則表明測角儀光學變焦系統故障，若GDLK為+5 V，則表明發射架推桿開關故障或連接電纜不正常［5］。分析表明:出現測角儀短焦不到位的概率遠高于推桿開關出現故障的概率。

圖3 發射過程中接口主要信號波形

3.2 按下發射按鈕后，解鎖電磁閥不動作

1)故障分析。正常情況下，無論是自檢狀態，還是工作狀態，在“導彈裝彈”燈亮的情況下，打開射擊保險，按下發射按鈕，立刻能聽到電磁閥動作的“咔嗒”聲。在這個過程中，IN26V、OUT26V、KD26、JSDY均為 +26 V。解鎖電磁閥由固定在骨架上的線圈和可沿線圈軸向運動的銜鐵組成，當給電磁閥線圈加上26 V電壓后，線圈電流產生的磁場，將使銜鐵迅速向右移動，完成解鎖功能。當按下發射按鈕，解鎖電磁閥不動作的可能原因有4種情況:① 控制盒不輸出解鎖電壓;② 電磁閥本身故障;③ 發射按鈕開關故障;④ 連接電纜連接不良。分析和實踐表明:出現③、④的概率很低，所以一般情況下應從①和②開始檢查。

2)故障隔離方法。在按下發射按鈕的前提下，先測量JSDY是否大于20 V，若大于20 V，則是電磁閥故障(可測量電磁閥線圈的直流電阻，正常情況阻值應在6±0.5Ω之間)。若JSDY為零，則是控制盒不輸出解鎖電壓，此時檢查KD26V是否正常，若正常則是控制盒故障，若不正常則是顯控盒故障。

3.3 控制盒不輸出點火電壓

1)故障分析。控制盒不輸出點火電壓的故障原因有可能不在控制盒內。由圖3可以看出，要輸出點火電壓，必須滿足 IN26V、OUT26V、KD26、JSDY 均為 +26 V，SELF1 為+5 V、DJDW和GDLK為零，JSOK由+5 V變成零。只要測量這些信號的電壓值并與正常值比較就可發現哪個信號不正常，再根據這個信號來源就可判斷故障部件。

2)故障隔離方法。在按下發射按鈕的情況下，先看能否聽到電磁閥解鎖的“咔嗒”聲，若能聽到解鎖聲，則應檢查JSOK是否保持高電平，若保持高電平，則是電磁閥微動開關故障，否則是控制盒故障。若聽不到電磁閥動作的“咔嗒”聲，則按解鎖電磁閥不動作的故障隔離方法處理。

4 結束語

本文針對步兵戰車發射制導裝置的使用特點，通過分析一級技術維護過程中各部件接口交互信號的特點和相互間的時序關系，利用嵌入式方法測量各部件接口信號的直流電壓，采用數值比較的方法確定異常信號，通過分析異常信號的來源及與其他信號的時序關系，將故障進行隔離。該方法已在多個車型上進行了試用。實踐表明，該方法定位準確、機理清楚，使用方便，解決了使用分隊遇到故障不知從何下手，不知如何確定故障部件的難題。

利用嵌入式方法測量接口信號的直流電壓，需要將接口的有關信號提取出來，只要嚴格按照各接口的管腳信號定義即可。需要注意的是，各插入電纜的長度在不影響使用的前提下，應盡可能短。

［1］ 郭留河，趙國明.某型車載導彈發射制導裝置現場快速檢測方法［J］.裝甲兵工程學院學報，2009，23(5):44－47.

［2］ 宋振鐸.反坦克制導兵器論證與試驗［M］.北京:國防工業出版社，2003:144－145.

［3］ 孫文杰.反坦克導彈系統［M］.北京:解放軍出版社，2005:110－112.

［4］ 郭留河.步兵戰車導彈系統維修模擬訓練系統國防科技報告［R］.北京:裝甲兵工程學院，2011.

［5］ 劉吉新.某型導彈及發射裝置檢測儀的設計［D］.北京:北京理工大學，2010.

(責任編輯劉 舸)