某型雷達天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)失效模式和影響分析?

孫知建 費太勇 胡 欣 謝雨希

（空軍預(yù)警學(xué)院 武漢 430019）

1 引言

雷達裝備作為現(xiàn)代電子戰(zhàn)中的主戰(zhàn)裝備之一，發(fā)揮著“千里眼”的作用，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于陸、海、空、天等各類戰(zhàn)場，可用于預(yù)警監(jiān)視、搜索跟蹤、引導(dǎo)、測繪、航管以及氣象探測等。雷達裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能多樣，使用環(huán)境條件變化大，對天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)可靠性要求高。

2 某型雷達天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)

2.1 機構(gòu)組成

天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)的主要功能就是完成雷達天線的方位控制等。主要由交流變頻調(diào)速器、方位控制減速箱、驅(qū)動電機等部分組成。某型雷達天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)組成圖如圖1所示。

圖1 某型雷達天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)組成圖

2.2 工作原理

天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)的工作原理是在雷達工作方艙里的監(jiān)控分系統(tǒng)產(chǎn)生一個天線轉(zhuǎn)動的控制信號，送到交流變頻調(diào)速，然后交流變頻調(diào)速驅(qū)動三相異步電機，然后電機按照一定的速度帶動減速箱、轉(zhuǎn)盤，從而讓天線轉(zhuǎn)動。

3 FMEA定性分析

3.1 分析方法的選取

因為轉(zhuǎn)動機構(gòu)所利用的信息相對完整，所以選用硬件分析為主、功能分析為輔的分析方法。這樣不僅可以充分利用轉(zhuǎn)動機構(gòu)現(xiàn)有信息，而且還可提高分析結(jié)果的準確性與可信性。

3.2 約定層次劃分

初始約定層次為整個轉(zhuǎn)動機構(gòu)，最小的約定層次為各部件組成單元。具體約定層次如圖2 所示。

圖2 轉(zhuǎn)動機構(gòu)約定層次圖

3.3 故障模式

采用故障樹分析法，轉(zhuǎn)動機構(gòu)故障樹如圖3 所示。我們以“天線不轉(zhuǎn)”為例進行分析，天線轉(zhuǎn)動機構(gòu)的故障模式主要有以下幾種：1）無電源輸入、2）轉(zhuǎn)動機構(gòu)本身故障、3）連接線纜故障、4）天控聯(lián)鎖設(shè)置不正常。

圖3 轉(zhuǎn)動機構(gòu)故障樹分析圖

3.4 故障原因分析

由故障樹可以分析出，“天線不轉(zhuǎn)”故障主要有以下幾方面的原因：

1）輸入的電源故障導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

由轉(zhuǎn)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成圖可知，配電箱將電源傳給交流變頻調(diào)速器中，然后驅(qū)動電機帶動減速箱、轉(zhuǎn)盤以及天線驅(qū)動。當配電箱中的總電源開關(guān)發(fā)生故障或者其中的電源傳輸線纜發(fā)生故障時，天線則無法轉(zhuǎn)動。

2）轉(zhuǎn)動機構(gòu)各裝置本身故障導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

天線的轉(zhuǎn)動機構(gòu)主要組成裝置有交流變頻調(diào)速器、驅(qū)動電機、天線和方位控制減速箱。當其中的任何一個裝置出現(xiàn)故障，天線的轉(zhuǎn)動裝置都有可能故障，導(dǎo)致天線不能轉(zhuǎn)動。

3）連接線纜故障導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

連接線纜主要包括配電箱及天線各轉(zhuǎn)動機構(gòu)之間的互連電纜，如果連接電纜出現(xiàn)斷路、短路、松動等情況則會導(dǎo)致信號傳輸不正常，引起天線不轉(zhuǎn)。

4）天控聯(lián)鎖設(shè)置不正常導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

天控聯(lián)鎖裝置主要包括俯仰機柜中的“方位驅(qū)動/俯仰”開關(guān)和天線車轉(zhuǎn)接板中的安全鎖定“工作/檢修”開關(guān)。當天線正常轉(zhuǎn)動工作時，聯(lián)鎖裝置應(yīng)分別設(shè)置在“方位驅(qū)動”和“工作”狀態(tài)。若天控聯(lián)鎖裝置設(shè)置不正常也會導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)。

3.5 失效影響分析

轉(zhuǎn)動機構(gòu)失效影響分析如表1所示。

表1 轉(zhuǎn)動機構(gòu)失效影響分析表

3.6 失效影響評估

結(jié)合專家打分和統(tǒng)計分析，從影響程度、發(fā)生度、檢測難度和維修難度等維度來評分，以上因子按影響程度大小，從1～10 進行衡量，最后得到的打分值越大，則對雷達故障的影響越大。評估表如表2所示。

表2 轉(zhuǎn)動機構(gòu)失效影響評估表

3.7 計算RPN

根據(jù)失效影響評估分析打分的四個指標維度，我們對潛在故障模式進行風(fēng)險評估，計算得到風(fēng)險順序數(shù)（RPN），以確定其影響的程度。RPN 由嚴重度、發(fā)生度、檢測難度和維修難度四者相乘而得。RPN=S×O×D×R，計算結(jié)果如表3所示。

表3 轉(zhuǎn)動機構(gòu)失效RPN結(jié)果表

4 結(jié)語

本文根據(jù)故障模式分析原理，對某型雷達天線轉(zhuǎn)動平臺進行了可靠性分析，得出了轉(zhuǎn)動平臺可靠性分析的各種故障影響模式，為全雷達結(jié)構(gòu)可靠性定量分析提供了可行的故障模式與分析方法。