小型戰術導彈裝配過程電氣檢測技術研究

席曉文，鄭紅星，左 非，李 平，柳 林，李 倩

(西安現代控制技術研究所，西安 710065)

0 引言

電氣檢測主要是對產品進行電氣相關的檢測，判斷產品功能正確性。目前，對于導彈電氣檢測內容的研究，設計人員主要圍繞全備彈出廠和陣地檢測開展相關研究[1-5]。文獻[1]基于DSP芯片研制和開發了導彈檢測儀，該系統能夠實現全彈電路檢測的要求。文獻[2]提出了基于FlexRay總線技術的導彈測試系統總體設計方案，該系統具有測試速度快、可靠性高等特點。文獻[3]基于VXI總線技術，構建了導彈動態測試系統，該系統能夠依據檢測數據，進行故障診斷定位，提高產品的檢測水平和效率。文獻[4]利用PC/104總線組建了導彈的動態測試系統，該系統能夠自行產生測試所需的激勵信號，提高了系統的自動化程度，減小了測試系統的體積。隨著導彈武器系統戰術指標的提高，彈上部件集成度越來越高，通訊信息量大，傳導和輻射電磁干擾效應越來越明顯。同時，彈上電氣走線錯綜復雜，從而導致裝配過程中易出現導線漏接、錯接、擠壓等操作問題，進而影響產品的質量性能。因此，對于導彈裝配過程中的質量把控尤為重要。電氣檢測是產品質量把控的重要手段，研究導彈裝配過程中的電氣檢測具有十分重要的意義。文獻[6]中基于裝配工藝順序，對導彈裝配過程中的靜態電氣檢測內容和設置環境進行了研究。文中首先基于產品的裝配過程，分析產品的電氣檢測內容，將其分為靜態電氣檢測和動態電氣檢測。然后基于各檢測類別分析其檢測內容、檢測方法及數據判讀。最后分析兩種檢測方法之間的關系，構建產品的整個檢測框架。

1 電氣檢測分類

通過對產品檢測過程的研究，將小型戰術導彈電氣檢測分為靜態電氣檢測和動態電氣檢測兩大類。所謂靜態電氣檢測，指裝配過程中對彈上電氣部件、制導控制艙段(通電篩選狀態)、全備彈狀態(產品出廠狀態)進行阻值檢測來判斷部件的合格性及裝配過程的正確性[6]。動態電氣檢測則是基于外部供電、信號激勵、模擬發控等設備模擬導彈的工作狀態，獲取彈上電氣部件(導引頭、彈上計算機、慣性導航和舵機等)的狀態信息，進而決策導彈的工作性能[5]。

導彈裝配過程中通常需要進行通電篩選考核，以驗證產品的環境適用性?？紤]操作安全性，一般火工品不參與篩選試驗。圖1為小型戰術導彈典型裝配路線圖(此路線圖未涉及結構裝配檢驗)，按彈上火工品是否接入電氣網絡中分為通電篩選前裝配(艙段裝配和制導控制艙段裝配)和通電篩選后裝配(總裝)。部件檢測和通電篩選狀態檢測屬于靜態電氣檢測，主要使用萬用表和低阻儀等設備對彈上部件和整彈狀態進行阻值測試，獲得彈上阻值數據。通電篩選為導彈動態電氣檢測和篩選試驗相結合驗證產品的環境適應性。出廠檢測包括出廠靜態電氣檢測和動態電氣檢測。可以看出，靜態電氣檢測和動態電氣檢測這兩種檢測方法穿插于產品的整個裝配過程中，為產品的裝配質量提供保障。

圖1 小型戰術導彈典型裝配路線圖

2 靜態電氣檢測

靜態電氣檢測按照檢測的對象可分為部件檢測和整彈檢測。部件檢測為產品裝配前對彈上控制部件進行阻值檢測，以防止不合格產品進入總裝造成后序裝配的返工，并為后序整彈檢測提供原始判斷數據。整彈檢測是從測試口對全彈各信號特性相對參考地的阻值進行檢測，根據是否將火工品接入電纜網中分為制導艙段檢測(通電篩選狀態檢測)和全備彈檢測(出廠檢測)。結合部件檢測數據，整彈檢測既可以驗證產品裝配的正確性，也能為動態電氣檢測提供質量保障。

靜態電氣檢測的項目主要包括RS-422通訊信號對信號地阻值、各端子對電源地阻值、各端子與殼體阻值以及點火阻值檢測四方面，其中前三項通常采用萬用表檢測即可，點火阻值檢測由于其直接檢測火工品點火具阻值(火工品處于開路狀態)，禁止使用大電流輸出設備測量。根據GJB 5309.4—2004標準規定，點火阻值測量電流不得大于10 mA或者電火工品最大不發火電流的10%，取兩者中較小者。目前火工品的點火具一般為鈍感點火具，其安全電流為1 A。按照標準規定取最小值，測量設備電流應小于10 mA，選擇點火阻值測量設備時應考慮該限制電流。

對于有特定阻值的檢測項目，可直接判斷其數據正確性，如點火阻值，鈍感點火具阻值一般為0.8～1.2 Ω左右，部件檢測時阻值范圍和其要求值應該一致，整彈檢測時需要補償線阻。對于未有特定阻值的檢測項目，如RS-422通訊信號對信號地阻值，各端子對電源地阻值等，則主要通過橫向和縱向二維比較法進行比較[6]。橫向比較法即對同一批檢測出來的阻值數據進行對比；縱向比較法即將同一部件相同或相近定義信號特性的阻值數據進行對比，將不同工序同一特性的阻值數據進行對比。

3 動態電氣檢測

動態電氣檢測也稱之為導彈通電，通過各種模擬設備模擬產品的飛行環境和狀態，驗證產品的通訊功能。根據產品電氣網絡中是否接入火工品可分為通電狀態檢測和全備彈狀態檢測。

通電狀態檢測在產品總裝(未安裝火工品或點火具線路未接入導彈電氣網絡中)之前進行，通常結合篩選試驗考核產品的環境適應性。圖2為小型戰術導彈典型通電構架，產品通過篩選工裝固定在篩選臺上。測試設備主要包括模擬發控、光源、模擬電源、地面數據采集、遙測地面站等設備，其中模擬電源和地面數據采集接產品的測試口，模擬發控接產品的發射口。模擬發控可模擬真實發控裝置，發控上電自檢正常后，自動按照時序斷開炮口信號，進入擊發流程。光源模擬真實目標反射，可驗證導引頭的搜索-捕獲功能。由于彈上電池為一次性電源，在通電檢測時通常利用地面模擬電源模擬彈上電源，按照時序給彈上部件和點火電路供電。彈上各部件工作是否正常主要通過遙測接收的數據進行判斷。對于實彈一般通過測試口接地面數據采集設備進行數據讀取。為了驗證彈上點火時序和點火脈沖幅度的正確性，通常在導彈電網端接入負載電阻，模擬彈上火工品點火具。

圖2 通電篩選示意圖

全備彈狀態由于彈上火工品已經接入電路，其動態電氣檢測與通電狀態下檢測有所不同，電氣檢測時需要重點關注測試安全性。如圖3所示，全備彈狀態檢測時通常將導彈放入抗爆間，與操作人員隔開，進而保證操作人員的安全性。在此狀態通電時，禁止地面電源模擬彈上點火電源，防止意外觸發彈上點火，通常在測試設備時(導彈檢測儀)將地面模擬點火電源的通路斷開，從物理上進行電氣隔離，保證通電安全性?？紤]安全性，全備彈狀態一般工作流程進行到擊發前就停止。

圖3 出廠檢測示意圖

產品裝配過程中，動態電氣檢測和靜態電氣檢測相輔相成。由圖1可以看出，電氣檢測一般先靜態檢測再動態檢測。靜態檢測為無損檢測，設計時可最大化的統計彈上靜態阻值數據，通過二維比較法驗證產品的裝配正確性。動態檢測由于其對導彈需要上電，若接線不對，則可能將彈上部件燒毀，甚至點燃點火具，造成嚴重后果。如某項目誤將28 V彈上電源施加到RS-422信號端子上，從而燒毀彈上計算機的信號通道，造成發射裝置與彈上計算機之間無法建立信息交互。因此，通常動態檢測前需要從測試口或發射口對施加到彈上的地面供電電源進行測量，防止電源加大或者加錯，造成不可逆轉的損失。

4 總結

電氣檢測是驗證產品裝配質量的重要手段，在裝配過程中扮演不可或缺的角色。文中基于裝配流程對裝配過程中的靜態電氣檢測和動態電氣檢測進行了研究，并對兩者之間的關系進行了梳理。實際中，這兩種檢測方法缺一不可，各有短缺，需要互相補充。設計人員在設計產品電氣檢測內容時，應全面考慮檢驗要素，合理利用這兩種手段，對于彼此不能重復驗證的內容要加強檢驗。