某型飛機導彈發射裝置電氣測試故障分析

杜堯

摘要：某型飛機進行機上檢測時發現其導彈發射裝置解鎖和音響測試不合格，該故障對飛機的武器性能將造成一定影響。本文對該故障進行了詳細分析，并對故障進行了排除。

關鍵詞：導彈發射裝置；信號控制盒；機械鎖

Keywords：missile launcher；signal controller box；mechanical lock

0 引言

機載導彈發射裝置是用于載機懸掛和發射導彈的專用裝置，是機載武器系統的重要組成部分，賦予導彈正確的初始分離姿態并保證發射安全，對戰機的作戰能力有直接影響[1]。機載導彈發射裝置與飛機掛架剛性連接，用來懸掛、發射或投放機載導彈，是機載武器系統的重要組成部分，與飛機、導彈一起構成飛機的軍械系統，成為現代空戰的重要武器之一[2]。

某型飛機飛行前機上檢測時發現導彈發射裝置解鎖和音響測試無法通過，故障現象為：導彈發射裝置進行機上測試時，在解鎖測試項中，定軸方式、定掃方式和隨動方式下釋放閥的截獲工作不正常；在音響測試項中，解鎖信號頻率測量值遠超標準頻率。

1 工作原理及初步分析

該型飛機導彈控制原理如圖1所示。當飛行員通過飛機的機載雷達系統發現模擬目標時，操縱駕駛桿控制飛機的任務計算機發出信號，任務計算機將信號傳輸到外掛物管理系統，外掛物管理系統接收任務計算機的信號并控制導彈發射裝置投放導彈使其擊中對應的目標。

通過對飛機導彈的發射過程進行研究，建立如圖2所示的故障樹。

根據圖2故障樹，通過以下4點進行故障排查：

1）由于該型飛機駕駛桿拆卸過程過于復雜，因此無法確認駕駛桿能否對飛機進行正常控制。

2）為排除任務計算機故障，選取一架導彈發射功能正常的飛機，進行2∶2互換型試驗。試驗結果為故障飛機導彈發射裝置解鎖仍不合格，另一架飛機導彈發射功能正常，因此排除任務機有故障的可能。

3）為排除外掛物管理系統故障，選取一架導彈發射功能正常的飛機，進行2∶2互換型試驗。外掛物由以下部分組成：外掛物管理處理機、武器接口單元1、武器接口單元2、武器接口單元3、外掛物安裝架。由于外掛物安裝架連接電纜若干，無法拆卸，因此本次試驗只替換除安裝架外的所有部件。試驗結果為故障飛機的導彈發射裝置解鎖仍不合格，另一架飛機導彈發射功能正常，因此排除任務機有故障的可能。

4）為排除導彈發射裝置故障，選取一架導彈發射功能正常的飛機進行2∶2互換型試驗。實驗結果為故障飛機導彈發射功能合格且另一架飛機導彈解鎖功能不合格，調換后故障現象復現。

通過上述故障排查，可以將導彈發射裝置解鎖不合格故障定位到導彈發射裝置上。

為進一步確定故障發生的根本原因，對飛機導彈發射裝置的內部結構進行研究。該型飛機導彈發射裝置電氣系統如圖3所示。與飛機連接端采用符合國軍標相關標準的電連接器，通過過渡梁電纜連接到信號控制盒，信號控制盒通過機械鎖電纜連接到電子部件，電子部件通過導彈上的臍帶式電纜與導彈連接。

在導彈發射裝置中，機械鎖是其重要功能組件，可實現對導彈的掛裝、鎖定、發射等功能。

當導彈發射裝置接收到飛機解鎖指令時，即產生解鎖信號，通過機械鎖的25號點位將解鎖信號傳輸至電子部件，電子部件對導彈進行位標器解鎖控制和自動跟蹤。音響信號由位標器信號傳輸至發射架，經電子部件的音響放大器放大后，通過機械鎖18號點位傳至信號控制盒，信號控制盒按照探測特性對信號進行處理，并將其作為音響信號傳至飛機。

通過上述分析，初步可知：機械鎖傳輸解鎖信號，解鎖信號異常導致位標器解鎖失敗，引起“解鎖”音響異常。

2 故障排查

2.1 建立故障樹

為保證故障順利排除，建立如圖4所示故障樹。

2.2 排查方法

1）機械鎖故障：更換性能符合指標的機械鎖，并使用導彈發射裝置檢測儀對其進行電氣測試；

2）電纜組件故障：逐個更換性能合格的電子部件、信號控制盒和電纜組件，并使用導彈發射裝置檢測儀對導彈發射裝置進行電氣測試；

3）測試設備故障：使用測試設備對其他產品進行電氣測試；

4）信號控制盒故障：將故障件的信號控制盒裝入另一個導彈發射裝置，并使用導彈發射裝置檢測儀進行電氣測試；

5）門限及延遲線路故障、音響放大器故障、優先繼電器故障、解鎖和隨動邏輯線故障：將電子部件裝入另外一套導彈發射裝置進行電氣測試；

6）繼電器組件故障：對故障產品進行發射電氣測試、應急發射電氣測試；

7）機械鎖電纜32號導線故障、機械鎖電纜25號導線故障、機械鎖電纜18號導線故障、機械鎖29號導線故障、機械鎖電纜3號導線故障：檢查線路的絕緣性及能否正常通斷。

2.3 排查結果

1）更換電子部件后，解鎖及音響的頻率值仍舊無法達到正常功能，將故障的電子部件裝入另外的導彈發射裝置中，電氣測試合格，因此排除電子部件故障；

2）更換信號控制盒后進行電氣測試，故障依舊，將原裝信號控制盒裝入其他導彈發射裝置，電氣測試合格，因此排除信號控制盒故障；

3）更換主電纜進行電氣測試，故障依舊，可以排除主電纜故障；

4）使用測試設備，選取相同型號的另一個產品進行電氣測試，更換產品后電氣測試合格，因此測試設備正常；

5）進行故障產品發射、應急發射電氣測試后發現測試合格，排除繼電器組件故障；

6）使用專用線纜檢測儀對機械鎖線纜進行電氣測試，發現32號、18號、29號、3號導線導通絕緣合格；25號導線絕緣不合格（實測阻值遠小于標準阻值）。

為進一步確認故障，使用三用表對機械鎖電纜進行檢查，發現25號導線與26號導線之間導通，兩導線絕緣不合格。

通過建立故障分析樹并成立排故方案，結合產品連接導彈發射裝置檢測儀進行測試的驗證結果，確定造成導彈發射裝置產品解鎖音響不合格的原因是機械鎖電纜25號導線與26號導線間絕緣不合格。

3 對25號、26號導線的進一步故障分析

3.1 機械鎖的組成及工作原理

該型導彈發射裝置機械鎖的組成：氮氣插頭組件、二極管、電線接頭。氮氣插頭組件上的連接器用底子膠和硅凝膠灌封。

3.2 故障樹的建立

根據機械鎖結構，建立機械鎖電纜25號導線與26號導線絕緣不合格故障樹，如圖5所示。

3.3 排查方法及結果

根據圖5所示的故障樹，對機械鎖故障進行以下排查：

1）去除導線波套和捆扎帶后，檢查導線外觀，發現絕緣層無破損現象，因此排除導線絕緣皮損傷故障；

2）檢查連接器外觀完好無破損，取出XP3連接器灌封膠后，用兆歐表檢查連接器絕緣電阻，絕緣電阻無窮大，排除連接器故障；

3）取出XP3、XS2連接器灌封膠，檢查灌封膠質量，發現灌封膠完全固化，表面光滑平整，撥動25號接觸體，與26號接觸體間由導通變成不導通。去除XP3端灌封膠并檢測，膠內無雜質；去除XP3內底端灌封膠，發現有金屬絲狀物。

排查結論：機械鎖電纜25號導線與26號導線間絕緣不合格的原因為連接器內存在金屬絲。

3.4 金屬絲來源故障定位

3.4.1 建立金屬絲來源故障樹

為確定金屬絲來源，建立故障樹（見圖6），并成立排查方案。

3.4.2 排查方法及結果

首先，分析導線壓接損傷線芯的可能性。根據產品的圖樣要求，XP3連接器25號接觸體壓接導線為鍍錫銅芯氟絕緣電線，從連接器上分解出25號接觸體，剝除導線絕緣皮，檢查線芯數量，與產品圖樣要求相同，排除線芯未完全送入接觸體導致未送入的線芯斷裂落入連接器的可能。

其次，分析電纜裝配工藝流程的合理性。為確認是否因工藝流程導致金屬絲異物落入連接器，對工藝流程進行復查。首先查閱電纜的裝配順序，裝配順序如下：

1）導彈發射裝置機械鎖電纜首先完成電纜導線的壓接，將導線送入兩個連接器，并對電纜一端的XS2連接器澆注底子膠，固化后灌封硅凝膠，檢查電氣性能；

2）電氣性能檢測合格的電纜編制防波套，并對電纜另一端XP3連接器澆注底子膠，進行固化并灌封硅凝膠，最后將電纜裝配于機械鎖上，隨機械鎖完成產品性能測試。

從上述裝配過程中發現，電纜在XP3連接器灌封前編織防波套，沒有采取防止多余物進入的預防措施，編制過程中防波套剪裁產生的金屬絲易落入連接器，電纜灌封XP3連接器時雖然對連接器進行了清理，但連接器導線填充密度過大，體積較小的金屬絲不易清理干凈，可能遺留異物。

最后，分析該故障電纜是否按照正確的工藝規程進行操作。先對機械鎖電纜進行檢查，檢查發現，電纜配電線均為無防波層的鍍錫銅芯氟絕緣電線；然后檢查電纜的導通性、絕緣電阻阻值是否合格，確認合格后對連接器澆注底子膠并用硅凝膠灌封，灌封完成后再次檢查。上述過程均按照機械鎖的電纜裝配規程執行，在裝配、測試、灌封過程中不會接觸防波套。其次對故障電纜的編織過程進行檢查，發現電纜在加工過程后雖采取了回收多余的屏蔽絲、對電氣性能進行檢查等 防護措施，但仍舊存在間斷的金屬絲落入電纜連接器的可能。

3.4.3 改進措施

為防止再次出現類似故障，使用工業CT對其余的XS2連接器進行檢查和對比，發現其余導彈發射裝置均無異物。

4 總結

某型飛機導彈發射裝置機械鎖電纜在編制防波套前，XP3連接器未使用規定型號的底子膠和硅凝膠進行密封，即使在編織防波套時采取了一定的保護措施，仍舊無法避免剪斷的金屬絲落入XP3連接器的可能，導致金屬絲一端與26號端子接觸，另一端接近25號接觸體。產品經歷運輸和周轉，并裝配在飛機上進行飛行活動。由于飛行過程中振動量大、使用環境惡劣，使電纜連接器25號接觸體發生微小位移并與金屬絲由貼近狀態變為接觸狀態，導致其與26號接觸體導通，造成絕緣電阻不合格，引起該導彈發射裝置解鎖信號線與電源回線短路，解鎖信號無法傳至電子部件，導彈位標器無法解鎖而音響頻率測試不合格。

為確定故障機理，使用工藝電纜進行故障復現。裁剪一段防波套屏蔽絲，一端固定在連接器26號接觸體上，另一端靠近25號接觸體，用通斷器測量25與26號接觸體間為不接通。模擬飛行環境，對連接器施加振動，25與26號接觸體間由不導通變為導通。將電纜一段連接到信號控制盒上，另一端連接至電子部件，使用導彈發射裝置進行電氣測試，電纜XP3連接器的25、26號線路間導通，出現解鎖和音響故障，問題復現。

該故障因在飛行前地面電氣性能檢查時被及時發現，更換另一裝置后功能正常，所以并未影響任務的正常完成。若在空中執行任務過程中出現產品解鎖故障，將導致導彈位標器無法解鎖，導彈無法截獲目標，引起音響不合格，導致導彈無法發射，必然影響飛機武器系統的正常工作。

為保證類似故障不再出現，應當改變電纜加工工序。電纜兩端的連接器在編制防波套操作前進行灌封，并使用規定型號的底子膠和硅凝膠；增加對連接器的保護，將防塵罩蓋在電連接器上，再用紙膠帶密封防塵罩，防止多余物進入連接器。

參考文獻

[1]郝碧波，張志超，李琦.某機載導彈發射裝置總裝工藝設計[J].智能制造，2021（3）：84-88.

[2]盧永祥.機載導彈發射裝置研究現狀及發展趨勢[J]. 中國軍轉民，2013（11）：62-64.