■ 高媛 郭曉華 付強(qiáng) 秦燕鴿/國營洛陽丹城無線電廠

1 故障情況

某型雷達(dá)導(dǎo)彈全時序測試時“角度預(yù)置誤差Y、Z軸絕對值”不合格，導(dǎo)引頭艙故檢測試時，角度指示執(zhí)行誤差不合格，同時+27V 加溫電上電瞬間沖擊電流相較常規(guī)測試值減少了約2A，數(shù)值異常。

2 故障原理分析

2.1 角度指示執(zhí)行誤差不合格原因分析

根據(jù)導(dǎo)彈全時序測試流程，當(dāng)目標(biāo)將要進(jìn)入導(dǎo)引頭的允許截獲距離時，飛控組件提前向?qū)б^發(fā)出“開發(fā)射機(jī)高壓”指令，并給導(dǎo)引頭發(fā)送目標(biāo)角度和速度指示信息。在角度預(yù)置時，飛控組件先向?qū)б^發(fā)送導(dǎo)引頭Y、Z軸框架預(yù)置角，導(dǎo)引頭接收到飛控組件發(fā)送的加高壓指令時，會根據(jù)預(yù)置信息執(zhí)行角度粗預(yù)定和精預(yù)定。粗預(yù)定時，導(dǎo)引頭不接入陀螺；精預(yù)定時，導(dǎo)引頭按照陀螺指向進(jìn)行精確的角度指示。全彈自檢合格后，預(yù)置框架角時，角度預(yù)置不合格的原因?yàn)閷?dǎo)引頭艙故障。

角度指示執(zhí)行誤差測試時，設(shè)備模擬飛控組件向?qū)б^發(fā)送角度預(yù)置信息，導(dǎo)引頭計算機(jī)與機(jī)電式位標(biāo)器閉合角度跟蹤回路，使天線面板指向預(yù)定方向，這一工作分別由目標(biāo)角度粗指示回路和目標(biāo)角度精指示回路完成。根據(jù)以上分析，造成角度預(yù)置不合格的原因?yàn)閷?dǎo)引頭艙角度跟蹤回路故障，涉及組件有陀螺電源、三自由度陀螺、位標(biāo)器、角跟蹤電路。

2.2 +27V 加溫沖擊電流異常原因分析

載機(jī)掛彈起飛后，載機(jī)加載“預(yù)熱”指令，此時載機(jī)的供電使導(dǎo)引頭的陀螺、晶振恒溫器和速調(diào)管燈絲處于通電工作狀態(tài)，即導(dǎo)引頭處于“加溫”狀態(tài)。導(dǎo)引頭艙測試時從設(shè)備來的+27V 加溫電一路送到發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射機(jī)速調(diào)管燈絲預(yù)熱；另外一路經(jīng)過二次電源兩個二極管后分別送到修正通道微波接收機(jī)和陀螺電源，為多路恒溫晶振提供加溫電并經(jīng)陀螺電源轉(zhuǎn)化為三相交流電加至三自由度陀螺，驅(qū)動陀螺轉(zhuǎn)動。導(dǎo)引頭艙加溫沖擊電流異常，較常規(guī)值減少約2A 電流，原因可能為陀螺電源、三自由度陀螺、修正通道微波接收機(jī)和速調(diào)管四個組件中的一個或多個未能正常啟動工作。

結(jié)合以上故障原理分析，建立了導(dǎo)彈角度預(yù)置偏差不合格、導(dǎo)引頭艙角度指示執(zhí)行誤差參數(shù)不合格及+27V 加溫沖擊電流異常故障樹（見圖1）。

圖1 故障樹

2.3 故障樹分析

從故障樹底事件可以看出，導(dǎo)引頭艙角度指示執(zhí)行誤差不合格和加溫電沖擊電流異常均指向兩個共同的底事件——三自由度陀螺故障和陀螺電源故障。

1）陀螺電源故障

將三自由度陀螺與陀螺電源的連接斷開，對陀螺電源單獨(dú)供+27V 電后，用數(shù)字萬用表對接口3、4、5 腳（即A、B、C 三相）輸出電壓進(jìn)行測試，A 相輸出電壓正常，B、C 三相均無電壓輸出，測試結(jié)果表明陀螺電源輸出電壓不正常。

2）三自由度陀螺故障

導(dǎo)引頭裝配合格后對陀螺電源測試，由合格陀螺電源對三自由度陀螺供三相交流電，該導(dǎo)引頭性能測試正常。表明三自由度陀螺性能正常。

3）修正通道微波接收機(jī)、速調(diào)管故障

針對+27V 加溫電沖擊電流異常，導(dǎo)引頭測試時自檢合格，除加溫沖擊電流小于常規(guī)值外，其他供電電壓電流均正常，使用合格陀螺電源對導(dǎo)引頭艙進(jìn)行性能測試，修正通道靈敏度測試合格，發(fā)射機(jī)參數(shù)測試合格。因此，修正通道器件功能正常，發(fā)射機(jī)部件功能正常，排除修正通道微波接收機(jī)和速調(diào)管故障可能。

4）角跟蹤電路、位標(biāo)器故障

針對角度指示執(zhí)行誤差參數(shù)不合格，對位標(biāo)器及角跟蹤電路進(jìn)行排查。導(dǎo)引頭自檢時，位標(biāo)器機(jī)械部分工作能力檢查標(biāo)志GGFI 及直流放大器零位漂移補(bǔ)償標(biāo)志GGW 均顯示合格，這兩個參數(shù)的測試基本覆蓋了角跟蹤電路的工作功能。此外，使用合格陀螺電源進(jìn)行導(dǎo)引頭艙性能測試時，相關(guān)指標(biāo)均合格，因此，排除角跟蹤電路和位標(biāo)器故障可能。

綜上，導(dǎo)致導(dǎo)引頭艙角度指示執(zhí)行誤差不合格和+27V 加溫沖擊電流異常的原因?yàn)橥勇蓦娫垂收稀?/p>

2.4 故障定位

單獨(dú)對陀螺電源測試時，陀螺電源無三相交流電輸出，確認(rèn)陀螺電源故障。故障原因?yàn)椋和勇蓦娫碆、C 相無輸出，不能驅(qū)動三自由度陀螺轉(zhuǎn)子運(yùn)動，因而無法進(jìn)行角度精指示且沖擊電流減小，從而導(dǎo)致導(dǎo)引頭艙測試“角度指示執(zhí)行誤差不合格、+27V 加溫沖擊電流異?！币约叭珡棞y試時“角度預(yù)置誤差Y、Z軸絕對值”不合格。

3 機(jī)理分析

3.1 陀螺電源工作原理

陀螺電源是導(dǎo)引頭艙組成部分之一，用于將+27V 直流電源轉(zhuǎn)換為三相交流電源，驅(qū)動三自由度陀螺電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。導(dǎo)引頭測試時，由設(shè)備送給導(dǎo)引頭艙+27V 直流電源加溫電，經(jīng)二次電源轉(zhuǎn)換，為陀螺電源提供+27V 工作電壓。陀螺電源原理框圖如圖2 所示。

圖2 陀螺電源原理框圖

陀螺電源主要功能組成包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、信號發(fā)生單元、混合集成電路、濾波放大模塊四個部分。設(shè)備供給的+27V 直流電經(jīng)過電壓轉(zhuǎn)換濾波分壓后產(chǎn)生不共地的±13.5V 電壓，為其他模塊提供工作電壓。信號發(fā)生單元是由運(yùn)算放大器及其外圍電路組成的正弦波振蕩電路，能夠生成一個特定頻率的正弦波。混合集成電路（也稱為陀螺精密三相交流電源）將信號發(fā)生單元產(chǎn)生的正弦波分為三相相位差為120°的交流電壓，經(jīng)后級濾波放大后產(chǎn)生線電壓為36V 的三相交流電，驅(qū)動陀螺電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 故障機(jī)理

對故障陀螺電源單獨(dú)供+27V 電壓，電壓轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓實(shí)際測量值為+7.7V 和－19.2V（正常值應(yīng)該為+13.5V 和－13.5V），經(jīng)分析排查，因作為負(fù)載的混合集成電路故障使電壓轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓異常，造成陀螺電源無三相電輸出。

對該故障混合集成電路拆殼分析，使用10 倍顯微鏡觀察，確定故障原因?yàn)閮?nèi)部氧化鈹基片斷裂導(dǎo)致表面印刷（－13.5V 電源）導(dǎo)體斷路，B 相、C 相無－13.5V 輸入電源，最終導(dǎo)致該混合集成電路B、C相無輸出信號。另外，由于受當(dāng)時工藝水平所限，大面積氧化鈹基片難以保證100%合格，因此少量氧化鈹基片存在細(xì)微裂紋，經(jīng)過高貯、溫循等篩選試驗(yàn)后，基片與外殼焊接面間的空洞殘留氣體熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力使基片裂紋不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致基片斷裂。

4 故障排除

混合集成電路工作電流較大，焊盤直徑大，手工拆焊容易造成焊盤脫落，因此維修時適宜使用加熱均勻的自動拆焊臺拆裝。更換混合集成電路后，陀螺電源性能測試、溫度試驗(yàn)合格，將修復(fù)陀螺電源裝回導(dǎo)引頭艙性能測試，各項指標(biāo)均合格，加溫沖擊電流恢復(fù)常規(guī)值。

5 總結(jié)

本文針對角度指示執(zhí)行誤差參數(shù)不合格及加溫沖擊電流異常進(jìn)行了故障原理分析，定位故障部件并確定了具體故障點(diǎn)。由于陀螺電源故障直接造成三自由度陀螺不工作，導(dǎo)引頭目標(biāo)精預(yù)定不能實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致導(dǎo)引頭測試項中關(guān)于角度跟蹤回路參數(shù)性能均不合格。本次故障模式分析為類似故障及加溫沖擊電流異常提供了排故思路和方法。