薛偉/中國飛行試驗(yàn)研究院

0 引言

目前，武器的內(nèi)埋裝載已成為各個(gè)國家的四代機(jī)、新一代隱身戰(zhàn)機(jī)和轟炸機(jī)的最佳選擇，如美國的F-22、F-35 及B-2A隱身轟炸機(jī)等，其選用內(nèi)埋式武器艙門成為戰(zhàn)機(jī)達(dá)到隱身性、高的機(jī)動(dòng)性和敏捷性、超聲速巡航的關(guān)鍵措施。武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是內(nèi)埋式武器艙的直接操縱系統(tǒng)。武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的外場維護(hù)方法手段直接影響飛機(jī)的完好率、出動(dòng)率，對(duì)戰(zhàn)機(jī)整機(jī)的戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)起到至關(guān)重要的作用。戰(zhàn)機(jī)交付使用過程中需按特定時(shí)期對(duì)武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行周期維護(hù)保養(yǎng)，而目前武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在維護(hù)時(shí)首先需要專用的大型檢測平臺(tái)對(duì)其工作性能進(jìn)行維護(hù)，其次系統(tǒng)的部分成品在維護(hù)時(shí)無專用工具，導(dǎo)致測量的數(shù)據(jù)誤差率增加，影響系統(tǒng)的維修質(zhì)量和效率。因此，基于維修現(xiàn)狀、試飛效能提升等方面，亟待對(duì)武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外場維護(hù)方法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，以達(dá)到提質(zhì)增效的目的。

1 武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡介

武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是由艙門操縱子系統(tǒng)和艙門狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)組成。其中，武器艙門操縱子系統(tǒng)主要由動(dòng)力操縱裝置、旋轉(zhuǎn)器以及傳輸組件組成；艙門狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)主要由位置信號(hào)開關(guān)和開度傳感器組成。如圖1 所示。

武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制部分在控制器中實(shí)現(xiàn)，其中控制器為飛機(jī)飛控系統(tǒng)所屬成品，如圖2 所示。當(dāng)控制器輸出各動(dòng)力操縱裝置的接通指令，動(dòng)力操縱裝置運(yùn)動(dòng)后通過傳輸組件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)武器艙門的打開或關(guān)閉。在工作過程中，控制器接通艙門狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，使系統(tǒng)形成閉環(huán)控制。

圖1 武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成

圖2 系統(tǒng)控制原理

2 系統(tǒng)外場維護(hù)方法

2.1 系統(tǒng)周期維護(hù)

2.1.1 方法

當(dāng)武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在特定時(shí)期進(jìn)行維護(hù)時(shí)，通過艙門狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)反饋整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)。其中，位置信號(hào)開關(guān)通過機(jī)上顯示系統(tǒng)可直觀地進(jìn)行監(jiān)控，而開度傳感器所采集的各武器艙門開度數(shù)據(jù)需專用的大型檢測平臺(tái)對(duì)控制器所采集的信號(hào)進(jìn)行監(jiān)控和分析，如圖3 所示，開啟或關(guān)閉的開度要求滿足公式（1），即可認(rèn)為系統(tǒng)工作狀態(tài)良好。

公式（1）中，α為開度傳感器1、2 的開度差，A1為開度傳感器1 采集的開度，A2為開度傳感器2 采集的開度，X(°) 為開度差標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2.1.2 不足

上述方法能夠滿足武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的周期維護(hù)要求，但存在以下不足。

1)檢測平臺(tái)體積大、運(yùn)輸不便、操作方法難度較大，需主機(jī)廠協(xié)助完成。

2)工作量較大，維護(hù)周期較長。

3)維護(hù)時(shí)改變機(jī)上狀態(tài)較多，存在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。

4)不滿足快速出動(dòng)要求。

圖3 武器艙門開度數(shù)據(jù)維護(hù)方式

圖4 位置信號(hào)開關(guān)維護(hù)工具（游標(biāo)卡尺）

2.2 系統(tǒng)成品維護(hù)

2.2.1 方法

武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成品主要由動(dòng)力操縱裝置、旋轉(zhuǎn)器、傳輸組件、位置信號(hào)開關(guān)、開度傳感器5 大件組成。各成品件在拆裝/換裝后均需要完成相應(yīng)檢查工作。旋轉(zhuǎn)器和傳輸組件為連接件，維護(hù)方式隨系統(tǒng)功能的驗(yàn)證方式。動(dòng)力操縱裝置和開度傳感器的維護(hù)方法同系統(tǒng)周期維護(hù)方法一致。而位置信號(hào)開關(guān)在系統(tǒng)周期維護(hù)基礎(chǔ)上還需滿足機(jī)上安裝要求。

位置信號(hào)開關(guān)定檢或換裝后，要對(duì)其進(jìn)行裝機(jī)要求檢查調(diào)整，以確保武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持完好狀態(tài)。位置信號(hào)開關(guān)按初始位置裝配到飛機(jī)安裝支架上，利用游標(biāo)卡尺（如圖4 所示）或鋼板尺檢查開關(guān)的螺紋套筒上邊沿距離支架安裝面上表面應(yīng)在（A1±B）mm 區(qū)間范圍內(nèi)，或開關(guān)主殼體上表面距離支架安裝下表面應(yīng)在（A2±B）mm 區(qū)間范圍內(nèi)，即滿足艙門狀態(tài)監(jiān)控子系統(tǒng)調(diào)試要求，如圖5 所示。

2.2.2 不足

游標(biāo)卡尺相對(duì)位置信號(hào)開關(guān)維護(hù)存在以下不足。

1)測量位置狹小，操作性不強(qiáng)，測量的數(shù)據(jù)受位置影響導(dǎo)致誤差增大。

2)根據(jù)測量數(shù)據(jù)的要求，游標(biāo)卡尺只滿足測量面位于部件的上、下表面或者兩下表面之間，無法滿足成品兩上表面測量的要求。

3 系統(tǒng)外場維護(hù)優(yōu)化方法

基于上述的系統(tǒng)外場維護(hù)方法的不足，從外場維護(hù)的高效性、自主性、精準(zhǔn)性出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)。

3.1 系統(tǒng)周期維護(hù)方法優(yōu)化

3.1.1 優(yōu)化內(nèi)容

圖5 位置信號(hào)開關(guān)檢查與調(diào)整的要求

分析系統(tǒng)的工作原理以及武器艙門開度傳感器的維護(hù)方式，在不改變飛機(jī)狀態(tài)的原則下，對(duì)維護(hù)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，使得外場維護(hù)小型化、便捷化、自主化。目前，飛機(jī)在進(jìn)行飛控等系統(tǒng)檢查時(shí)，利用自主保障的便攜式計(jì)算機(jī)連接飛機(jī)的地面維護(hù)端直接對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)及數(shù)據(jù)的下載與上傳。因此，利用便攜式計(jì)算機(jī)的維護(hù)方式是對(duì)武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行周期維護(hù)最方便、最有效的途徑。

便攜式計(jì)算機(jī)維護(hù)系統(tǒng)中加入武器艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)管理模塊，模塊內(nèi)包括艙門開度、供電信息、位置信號(hào)開關(guān)等系統(tǒng)的基本參數(shù)，通過便攜式計(jì)算機(jī)與地面維護(hù)端連接可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息的交換，如圖6 所示。

3.1.2 優(yōu)化效果

通過優(yōu)化的方法，在調(diào)試工作中可節(jié)約很多時(shí)間，在此過程中無需進(jìn)行控制器電連接器、維護(hù)口蓋等的前期拆裝工作，并且便攜式計(jì)算機(jī)屬于外場可自主保障的設(shè)備，在提質(zhì)增效方面效果顯著。經(jīng)保障人員實(shí)際操作使用表明，在優(yōu)化后的維護(hù)方法相比原維護(hù)方法的時(shí)間縮短50%以上，如圖7所示。

3.2 系統(tǒng)成品維護(hù)方法優(yōu)化

3.2.1 優(yōu)化內(nèi)容

針對(duì)系統(tǒng)成品維護(hù)的不足，對(duì)位置信號(hào)開關(guān)調(diào)整維護(hù)工具進(jìn)行了改進(jìn)，如圖8 所示。

位置信號(hào)開關(guān)優(yōu)化工具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)適應(yīng)于到位開關(guān)安裝的環(huán)境：相比傳統(tǒng)的游標(biāo)卡尺尺寸大難以在工作環(huán)境展開，優(yōu)化的工具尺寸小，設(shè)計(jì)時(shí)滿足需要的長度要求，適用于到位開關(guān)的安裝環(huán)境；同時(shí)其測量面采用更適合成品結(jié)構(gòu)面的水平測量面，解決了部件的兩上表面測量的問題，更貼合、適用于到位開關(guān)的調(diào)試環(huán)境，避免與測量物接觸不到位而產(chǎn)生的誤差，提高了調(diào)試的精確度。

圖6 系統(tǒng)周期維護(hù)優(yōu)化方法

圖7 維護(hù)方法優(yōu)化前后效果對(duì)比

圖8 位置信號(hào)開關(guān)優(yōu)化工具

3.2.2 優(yōu)化效果

經(jīng)過驗(yàn)證，這種工具能適應(yīng)復(fù)雜安裝測量環(huán)境。設(shè)計(jì)的原理和使用方法與傳統(tǒng)的游標(biāo)卡尺基本一致，使用簡單便捷，數(shù)據(jù)不受測量環(huán)境影響。

4 結(jié)束語

在航空裝備跨越式發(fā)展新形勢、試驗(yàn)鑒定體系新要求下，保障方法以及保障資源已成戰(zhàn)機(jī)發(fā)揮最大戰(zhàn)斗效能的重要影響因素。如何保障維修質(zhì)量可靠、降低維修數(shù)據(jù)出錯(cuò)率、提高工作效率，外場維修保障單元應(yīng)以易產(chǎn)生的問題、易制約工作效率為導(dǎo)向，分析戰(zhàn)機(jī)維修過程中的難點(diǎn)和制約瓶頸，制定針對(duì)性、可實(shí)現(xiàn)性的保障措施，強(qiáng)化創(chuàng)新意識(shí)，提高創(chuàng)新能力，以高質(zhì)量的機(jī)務(wù)維修推動(dòng)航空裝備的高質(zhì)量發(fā)展。