宜昌測試技術(shù)研究所 陳 真 肖應(yīng)鋒

某火箭彈開倉后未正常布放原因分析及改進(jìn)

宜昌測試技術(shù)研究所 陳 真 肖應(yīng)鋒

針對某火箭彈驗(yàn)收試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)開倉后未正常布放故障現(xiàn)象，在分析產(chǎn)品特點(diǎn)基礎(chǔ)上，采用故障樹分析方法對未正常布放故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措施，結(jié)果表明，通過改進(jìn)保險(xiǎn)開關(guān)焊線方式，有效地保證該產(chǎn)品開倉后正常布放，最終保證了該產(chǎn)品成功通過驗(yàn)收試驗(yàn)。

開倉；未正常布防；火箭彈

某火箭彈產(chǎn)品在抽樣驗(yàn)收試驗(yàn)過程中，出現(xiàn)1枚開倉后未正常布放故障。具體現(xiàn)象為產(chǎn)品在點(diǎn)火發(fā)射后，飛行到預(yù)定區(qū)域正常開倉分離，但戰(zhàn)斗部沒有正常布放。為此，根據(jù)產(chǎn)品工作原理及特點(diǎn)，從產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程各方面逐一進(jìn)行分析排查。

1. 某火箭彈簡介

某火箭彈功能框圖如圖1所示，動力系統(tǒng)提供產(chǎn)品飛行動力，引信設(shè)計(jì)有獨(dú)立供電部件，提供引信正常工作能量需要，引信控制燃?xì)忾_關(guān)實(shí)現(xiàn)開倉動作，開倉后引信根據(jù)軟件設(shè)置并結(jié)合保險(xiǎn)開關(guān)狀態(tài)控制布放動作。

圖1 某火箭彈功能框圖Fig.1 functional diagram for some rocket projectile

2. 故障樹繪制

故障樹分析是產(chǎn)品可靠性和安全性分析的工具之一，在生產(chǎn)、使用階段，可幫助故障診斷，改進(jìn)使用維修方案。故障樹分析也是事故調(diào)查的一種有效手段[1]。通過各種邏輯門按照系統(tǒng)與元件的因果關(guān)系，繪制表達(dá)導(dǎo)致頂事件故障及各種因素之間的邏輯關(guān)系圖。其分析步驟大致如下[2～3]：（1）熟悉資料、系統(tǒng)及事件本身，這是繪制故障樹的基礎(chǔ)；（2）調(diào)查發(fā)生的故障，可從人、機(jī)、料、法、環(huán)等方面全面調(diào)查；（3）確定頂事件；（4）調(diào)查與頂事件相關(guān)的各種因素；（5）繪制故障樹。

經(jīng)大量調(diào)查和分析后采用故障樹分析法查找開倉后未正常布放的原因，畫出對應(yīng)故障樹，如圖2所示，其中各符合表示含義如表1所示。

3. 開倉后未正常布放原因分析

結(jié)合產(chǎn)品工作原理及故障現(xiàn)象，對故障樹列出的14個(gè)底實(shí)際逐一進(jìn)行分析排查。

3.1 底事件X1—布放點(diǎn)火頭全失效

對點(diǎn)火頭采購過程資料以及入所復(fù)驗(yàn)過程進(jìn)行清查未發(fā)現(xiàn)異常情況，對裝配過程各點(diǎn)火頭電阻值檢測記錄檢測均符合要求，對同一批次采購庫存點(diǎn)火頭進(jìn)行電阻值檢測均符合要求，可以排除布放點(diǎn)火頭全失效可能。

圖2 開倉后未正常布放故障樹Fig.2 FTA of failure of ignition after separation

表1 圖2各符合代表含義Tab.1 Meanings of signs in fi gure 2

3.2 底事件X2—點(diǎn)火頭與連接線斷開

點(diǎn)火頭通過兩芯插頭插座對接的方式與連接線連接，裝配工藝要求對接后用醫(yī)用橡皮膏包裹對接處，點(diǎn)火頭對連接線對接后設(shè)置有相應(yīng)檢測要求，并由專職檢驗(yàn)人員負(fù)責(zé)檢測，查看裝配過程記錄表，檢測結(jié)果均正常?？梢耘懦c(diǎn)火頭與連接線斷開的可能。

3.3 底事件X3—31芯插頭插座松動

31芯插頭插座是連接引信與連接線的接口，引信通過31芯接口傳遞點(diǎn)火信號至點(diǎn)火頭，其中31芯插頭自帶專用固定螺釘，裝配時(shí)工藝要求對插頭接至插座后要將螺釘旋緊不松動，且裝配過程均通過引信上設(shè)置專用檢測接口對各點(diǎn)火頭電阻值進(jìn)行檢測，均未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象?？梢耘懦?1芯插頭插座松動可能。

3.4 底事件X4—電路板硬件損壞

電路板生產(chǎn)經(jīng)過了振動試驗(yàn)和高低溫環(huán)境試驗(yàn)，試驗(yàn)過程中電路板狀態(tài)良好，未暴露出電路板硬件損壞的相關(guān)問題?？梢耘懦娐钒逵布p壞可能。

3.5 底事件X5—電路板軟件錯(cuò)誤

電路板所用軟件為經(jīng)第三方代碼走查合格的版本，且生產(chǎn)過程中生產(chǎn)人員在管理人員監(jiān)督下，嚴(yán)格按照軟件配置管理要求履行審批手續(xù)，調(diào)試人員嚴(yán)格按照調(diào)試計(jì)劃要求進(jìn)行操作，調(diào)試結(jié)果均符合相關(guān)要求?？梢耘懦娐钒遘浖e(cuò)誤的可能。

3.6 底事件X6—供電系統(tǒng)供電不足

根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，該產(chǎn)品開倉時(shí)所需點(diǎn)火電流為≥800mA，開倉后布放點(diǎn)火電流為≥400mA方能正常工作，開倉和布放動作的能量均由專用供電電路系統(tǒng)提供，因該產(chǎn)品開倉動作正常，可說明該產(chǎn)品供電系統(tǒng)供電能力滿足要求，可以排除供電系統(tǒng)供電不足的可能。

3.7 底事件X7—對應(yīng)保險(xiǎn)開關(guān)連接線故障

該產(chǎn)品所用連接線為外購產(chǎn)品，采購入所后經(jīng)檢驗(yàn)部門檢測合格正常，連接線在裝入產(chǎn)品前，生產(chǎn)人員按照工藝要求對連接線各對應(yīng)點(diǎn)通斷、絕緣情況均進(jìn)行了檢測，未出現(xiàn)不滿足要求的情況，產(chǎn)品裝配過程中對連接線上對應(yīng)保險(xiǎn)開關(guān)的兩各導(dǎo)線均進(jìn)行了通斷檢測，未發(fā)現(xiàn)異常情況?？梢耘懦龑?yīng)保險(xiǎn)開關(guān)連接線故障的可能。

3.8 底事件X8—保險(xiǎn)開關(guān)壓桿損壞

保險(xiǎn)開關(guān)的內(nèi)部接通是通過固定在其外圍的壓桿動作壓緊保險(xiǎn)開關(guān)上按鈕來實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，只有壓桿處于伸出狀態(tài)，套裝外部殼體時(shí)才存在壓壞可能，由于壓桿為金屬件，若壓桿在裝配過程中被壓壞，則殼體會有明顯變形現(xiàn)象，按照工藝要求殼體套裝后設(shè)有檢驗(yàn)其是否存在變形的檢驗(yàn)要求，查看裝配過程記錄未發(fā)現(xiàn)殼體存在變形的情況，可以排除保險(xiǎn)開關(guān)壓桿損壞可能。

3.9 底事件X9—保險(xiǎn)開關(guān)壓桿工裝未取出

因裝配需要，設(shè)計(jì)有專用壓桿工裝，主要使壓桿收縮至原位，套裝外部殼體時(shí)，防止壓到壓桿，工藝中有“取出壓桿工裝”的具體操作規(guī)定，產(chǎn)品裝配時(shí)安排有專人負(fù)責(zé)檢查確認(rèn)該工裝已取出，經(jīng)查看裝配過程記錄未發(fā)現(xiàn)異常情況，可以排除保險(xiǎn)開關(guān)壓桿工裝未取出的可能。

3.10 底事件X10—保險(xiǎn)開關(guān)被螺釘壓壞

保險(xiǎn)開關(guān)通過兩個(gè)M2螺釘固定在產(chǎn)品前端，由人工采用常見的鐘表起子旋緊固定，對現(xiàn)場操作人員的操作過程重新進(jìn)行實(shí)操確認(rèn)，采用鐘表起子手工擰緊M2螺釘固定保險(xiǎn)開關(guān)，再將保險(xiǎn)開關(guān)拆卸查看其表面是否存在壓壞現(xiàn)象，經(jīng)驗(yàn)證保險(xiǎn)開關(guān)表面未出現(xiàn)螺釘壓痕的情況，可以排除保險(xiǎn)開關(guān)固定時(shí)被螺釘壓壞的可能。

3.11 底事件X11—保險(xiǎn)開關(guān)焊線錯(cuò)誤

按照裝配工藝要求，保險(xiǎn)開關(guān)焊接導(dǎo)線后需由專職檢驗(yàn)人員對開關(guān)兩導(dǎo)線的通斷情況進(jìn)行檢測，若焊線錯(cuò)誤，則檢測應(yīng)不正常，經(jīng)查看過程記錄未發(fā)現(xiàn)異常情況，可以排除保險(xiǎn)開關(guān)焊線錯(cuò)誤的可能。

3.12 底事件X12—保險(xiǎn)開關(guān)焊線處斷開

保險(xiǎn)開關(guān)焊線采用直接焊接的方式，即將符合要求的導(dǎo)線剝線后直接焊接至保險(xiǎn)開關(guān)的引腳上，再用熱縮管熱封開關(guān)引腳上焊錫，保險(xiǎn)開關(guān)裝入產(chǎn)品中因空間限制，其上焊接的導(dǎo)線需進(jìn)行彎折，彎折過程可能會導(dǎo)致引腳焊接處斷開，不能排除保險(xiǎn)開關(guān)焊線處斷開的情況，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.13 底事件X13—壓斷保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線

根據(jù)裝配順序要求，先固定保險(xiǎn)開關(guān)至產(chǎn)品前端，再安裝引信，引信以基座為載體固定在產(chǎn)品前端，基座遮擋了保險(xiǎn)開關(guān)的導(dǎo)線，裝配過程無法直接觀察到保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線是否被壓，不能排除裝配過程是否壓斷保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線的情況，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

3.14 底事件X14—壓破保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線

同上分析，基座遮擋了保險(xiǎn)開關(guān)的導(dǎo)線，裝配過程無法直接觀察到保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線是否被壓，不能排除裝配過程是否壓破保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線的情況，需進(jìn)一步驗(yàn)證。

4. 底事件分析驗(yàn)證

a)保險(xiǎn)開關(guān)焊線處斷開

圖3 保險(xiǎn)開關(guān)安裝圖Fig.3 installation of safety switch

圖4 拆卸后保險(xiǎn)開關(guān)Fig.4 removed safety switch by assembly

由圖3可以看出，保險(xiǎn)開關(guān)在經(jīng)過M2螺釘固定后，引腳上焊接的導(dǎo)線需要彎折180度實(shí)現(xiàn)與連接線的連接，由于保險(xiǎn)開關(guān)引腳焊接處導(dǎo)線沾有焊錫，柔性變差，在180度彎折時(shí)會使焊接處直接受力。在引信安裝過程中，焊接處會因?qū)Ь€的重復(fù)拉扯而反復(fù)受力，在經(jīng)過多次彎折后，焊接處極易斷開。若保險(xiǎn)開關(guān)焊接處斷開，則會導(dǎo)致引信無法輸出布放信號，經(jīng)對同批次裝配的該產(chǎn)品進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有3個(gè)保險(xiǎn)開關(guān)存在引腳焊接處斷開的現(xiàn)象，如圖4所示，驗(yàn)證了保險(xiǎn)開關(guān)引腳焊接處斷開的可能性。

b)壓斷保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線

裝配過程中基座裝入產(chǎn)品前端，基座背面的導(dǎo)線被遮擋，用螺釘壓緊基座時(shí)，導(dǎo)線極易被壓住，當(dāng)導(dǎo)線被基座壓住時(shí)，多芯導(dǎo)線受力隨著螺釘?shù)臄Q緊緩慢增加但無瞬間沖擊力，多芯導(dǎo)線的絕緣皮會先破損支撐在基座和產(chǎn)品前端金屬體之間，另基座為尼龍66材質(zhì)，其強(qiáng)度低于多芯導(dǎo)線強(qiáng)度，當(dāng)金屬線芯被壓住時(shí)，則基座會先變形從而避免了金屬導(dǎo)線被壓斷。對同批次裝配的該產(chǎn)品進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線被基座壓斷的現(xiàn)象。因此，裝配過程壓斷保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線可排除。

c)壓破保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線

同b）分析，在引信安裝時(shí)，若導(dǎo)線被基座壓住，會出現(xiàn)壓破導(dǎo)線膠皮的現(xiàn)象,對同批次裝配的該產(chǎn)品進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)有8個(gè)保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線膠皮被基座壓變形的現(xiàn)象，因產(chǎn)品基座下方為金屬體，則導(dǎo)線1根或2根被壓破后均會與金屬體接觸，形成導(dǎo)通回路，相當(dāng)于保險(xiǎn)開關(guān)一致處于接通狀態(tài)，不影響引信輸出布放信號，因此裝配過程壓破保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線可排除。

5. 靜態(tài)模式模擬

為重新復(fù)現(xiàn)開倉后未正常布放的現(xiàn)象，采用靜態(tài)模式進(jìn)行模擬：將調(diào)試正常的電路板31芯插座上對應(yīng)保險(xiǎn)開關(guān)導(dǎo)線斷開，采用電路板檢測儀進(jìn)行模擬發(fā)射供電，過程中檢測開倉點(diǎn)火和布放點(diǎn)火信號輸出情況。

經(jīng)測試，發(fā)現(xiàn)電路板正常輸出了開倉點(diǎn)火信號，但直到供電結(jié)束，布放點(diǎn)火信號一直沒有輸出，進(jìn)一步驗(yàn)證了保險(xiǎn)開關(guān)引腳焊接處斷開會導(dǎo)致產(chǎn)品開倉后不能正常布放故障問題。

6. 改進(jìn)措施

為徹底解決保險(xiǎn)開關(guān)焊接導(dǎo)線可靠性問題，工藝人員通過分析驗(yàn)證，將原來直接焊接（圖5）改為先冷壓接再焊接（圖6）的方式，具體方法：選用耐高溫導(dǎo)線,導(dǎo)線一端剝線后用2001T壓針冷壓接，要求壓針壓住導(dǎo)線絕緣膠皮，將2001T插入保險(xiǎn)開關(guān)引腳，再在2001T和保險(xiǎn)開關(guān)引腳連接處點(diǎn)錫，修毛刺后用熱縮管熱封。按照圖6完成保險(xiǎn)開關(guān)引腳焊接后，人為對焊接處來回彎折100次后未發(fā)現(xiàn)焊接處損傷痕跡且檢測其導(dǎo)通正常，經(jīng)評估改進(jìn)后焊接方式能徹底解決保險(xiǎn)開關(guān)引腳焊線連接不可靠性的問題，逐按照改進(jìn)后方式對該批產(chǎn)品保險(xiǎn)開關(guān)進(jìn)行更換，并重新進(jìn)行驗(yàn)收試驗(yàn)，最終試驗(yàn)產(chǎn)品開倉后均正常布放。

圖5 改進(jìn)前焊線Fig.5 original way of solder

圖6 改進(jìn)后焊線fi g.6 improved way of solder

7. 結(jié)語

結(jié)合產(chǎn)品工作原理及特點(diǎn)，采用故障樹分析方法對某產(chǎn)品開倉后未正常布放故障現(xiàn)象進(jìn)行逐項(xiàng)分析，確定保險(xiǎn)開關(guān)引腳焊接處斷開為導(dǎo)致產(chǎn)品開倉后不能正常布放故障問題的原因，提出改進(jìn)保險(xiǎn)開關(guān)焊接方式的措施，對該產(chǎn)品保險(xiǎn)開關(guān)進(jìn)行更換，最終保證了該產(chǎn)品成功通過驗(yàn)收試驗(yàn)。

[1]GJB/Z768A-1998.故障樹分析指南[S].國家軍用標(biāo)準(zhǔn).

[2]宋保維,毛昭勇,王雯琴,胡海豹.基于故障樹分析的魚雷可靠性評定方法[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào),2007,19(10):2180-2182.

[3]吳進(jìn)煌.航空導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)意外點(diǎn)火故障樹分析[J].海軍航空工程學(xué)院學(xué)報(bào),2006,21(6):653-656.

Failure Analysis without Ignition after Separation and Improvement for Some Rocket Projectile

CHEN Zhen,XIAO Ying-feng
(Yi Chang Testing Technique Research Institute,Yi Chang 443000,china)

Aimed at failing to ignite after separation in acceptance test for some rocket projectile, on the basis of analyzing the structure characteristics, fault tree analysis (FTA) was adopted to analyze the failure of ignition after separation and put forward the improvement measures. The results show that optimizing the way of welding for safety switch effectively guarantees normal ignition after separation, fi nally the batch of rocket projectile successfully pass acceptance test.

Separation; fail to ignite; Rocket Projectile

陳真（1985－），男，工程師，從事火箭彈生產(chǎn)工藝研究。