某型跟蹤平臺控制組件測試設備研制及典型故障分析

郭曉華 秦燕鴿 張海偉

摘要：某引進型空空導彈是部隊主要裝備之一，控制組件作為該型導彈導引頭跟蹤平臺的重要組成部分，故障率較高。由于不具備該組件的深修能力，制約了該型導彈導引頭艙的修理進度。為解決此技術瓶頸，對組件進行電路測繪，分析電路原理，弄清工作過程，確定測試項目及技術指標，完成測試設備研制。通過對故障件的測試、故障定位及修理，驗證了測試項目及技術指標準確、可靠，能夠定位到故障元器件，指導現場修理。

關鍵詞：紅外導引頭；控制組件；故障分析

Keywords：infrared seeker；control assembly；fault analysis

某型俄制紅外導引頭空空導彈是世界先進的近距格斗空空導彈，其戰術技術性能遠高于美國近距格斗空空導彈“響尾蛇”AIM-9L/M[1]。跟蹤平臺控制組件是該型紅外導引頭跟蹤回路的重要組成部分，主要用于將極坐標轉換為直角坐標，形成控制框架電機轉動的驅動信號。

1 原理分析

跟蹤平臺控制組件由2塊電路板組成，對2塊電路板進行電路測繪、電路原理分析，得到該組件工作原理框圖，如圖1所示。跟蹤平臺控制組件主要實現以下功能：

1）將位置線包產生的陀螺位置極坐標信號轉換為直角坐標信號；

2）兩路直角坐標信號經過處理后，輸入到CP信號形成電路和功放電路，驅動兩個電機旋轉，消除陀螺轉子軸與定子軸誤差，配合完成角度回路閉環，實現對目標的持續跟蹤。

2 測試設備研制

根據跟蹤平臺控制組件電路板原理分析，確定測試項目與參數指標。根據測試所涉及的激勵信號和響應信號選擇搭建測試設備，如圖2所示。其中，電源提供跟蹤平臺控制組件工作所需的±12V、±20V直流電源和其他直流信號；信號發生器提供方波信號（基準信號1和2）、極坐標信號；模擬負載電阻模擬電機；示波器顯示輸出信號；控制及轉接單元實現對激勵信號、響應信號的控制以及被測產品和測試設備的通信。

3 修理文件編寫

編寫該組件修理技術條件，規定測試項目、技術指標和測試方法；編寫該組件修理工藝文件，規定故障檢查、分解、裝配、測試、高低溫試驗等內容以及適用于該組件的修理和檢驗內容。

4 典型故障分析

選擇現場三個典型故障跟蹤平臺控制組件進行試修，三個故障件分別命名為A、B、C，對應導引頭測試的故障現象分別為：A產品加КЦУ，紅外信號丟失；B產品最大跟蹤角速度不合格；C產品的±20V電流超差。按照該組件修理工藝文件，分別對三個故障件進行測試、故障定位和修理。

4.1 A產品的修理

1）故障現象：常溫測試，圖3中9′腳輸出0電平。

2）故障影響：圖1中D觸發器不工作，導引頭無法控制電機轉動，造成跟蹤目標丟失。

3）排故過程：CP充電電壓是由陀螺旋轉板33腳來的+12V或零電位與基準信號形成的四脈沖經與非門2D3A而得到。當10/37腳輸入0V，2D3A∶2和2D3A∶3腳的輸出波形如圖3中所示，但實際測試得到2D3A∶3腳輸出0V，證明元器件2D3A已損壞。更換元器件2D3A后對產品進行測試，檢測2D3A∶3腳輸出波形正常，故障排除。

4）故障原因：與非門2D3損壞。

4.2 B產品的修理

1）故障現象：常溫測試，圖3中 10′腳輸出的鋸齒波信號時有時無。

2）故障影響：引起CP信號時有時無，當導引頭進行最大跟蹤角速度測試時，測試不合格。

3）排故過程：通過分析電路圖進行逐級排查，或非門2D4A的2腳和4腳輸入波形不穩定，時有時無；而與2D4A的2腳和4腳相連的2D1A∶3和2D3D∶11輸出波形正常、穩定。用萬用表測相連兩點通斷，發現2D4∶2管腳和2D1∶3管腳與焊盤焊接不穩。對2D4的所有焊點重新焊接后故障消失。

4）故障原因：由于或非門2D4與2D1相連管腳虛焊，隨著產品使用環境變化及時間推移，接觸表面逐步氧化，最終造成接觸點時通時斷，造成圖3中10′腳輸出時有時無[2，3]。

4.3 C產品的修理

1）故障一

常溫測試，到電機的117腳輸出為0V，無信號輸出。電路圖如圖4所示。該故障無法控制位標器Ⅱ通道電機轉動，同時檢測供電±20V電流超差。排故過程如下：

a. 測量顯示1D1A∶3和1D1B∶4輸出波形正常；

b. 當1D1A∶3輸出低電平時，1R5一端（圖4中A點）測量值為7V左右（正常值為12V），說明開關1S2D觸點隨使用時間增加，氧化層變厚，接觸電阻變大[4]，開關1S2D故障；

c. 三極管1V10的基極和發射極均有電壓輸出，而集電極電壓為0V，說明三極管1V10故障[5]；

d. 更換開關1S2D和三極管1V10后，故障消失。

故障原因為：常溫測試時，由于模擬開關1S2和三極管1V10故障，造成117腳沒有輸出信號。

2）故障二

低溫測試顯示117腳輸出波形幅值比常溫測試值下降5V。導致低溫工作狀態下，無法精確控制Ⅱ通道電機轉動。

測量發現三極管1V6的集電極輸出波形幅值電壓比正常電壓小1.5V左右；三極管1V9的發射極輸出波形幅值電壓比正常電壓小1.5V左右。由此判斷三極管1V6、1V9性能下降。更換新的備件后，對該組件重新進行溫度測試，組件溫度測試性能合格。

故障原因為：低溫測試時，因三極管1V6、1V9性能下降，消耗電流增加，造成117腳輸出方波幅值過低。

5 結論

將經過試修的三件跟蹤平臺控制組件裝配到導引頭艙上進行整艙測試，導引頭艙測試均合格，原艙段故障消失，證明測試項目及技術指標準確、可靠，能夠實現故障電路元器件級定位，可指導現場修理，保證以該組件具備深度修理能力。該項目的完成加深了對產品的認識，節約了修理成本。

參考文獻

[1]呂潔，羅勇，卿松，等.紅外制導技術在空空導彈中的應用分析[J].兵器裝備工程學報，2017（12）：70-74.

[2]羅石芳.電子元器件產生虛焊的原因及對策[J].科技風，2013，6（上）：33-36.

[3]李春來.電子產品“虛焊”原因分析及控制方法[J].信息技術，2010（10）：119-121.

[4]張海泉.電器開關觸點間的接觸電阻研究[J].河南教育學院學報（自然科學版）2008（6）：26-28.

[5]童詩白，華成英.模擬電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2006.