楊姍姍

(中國人民解放軍第4328工廠軍械光電車間，山西 長治 046011)

0 引言

某型航空自導深彈(以下簡稱深彈)是我海軍裝備的一型主要反潛作戰(zhàn)武器，由反潛固定翼飛機或反潛直升機空投入水，入水后自動搜索和攻擊目標。該型深彈自裝備部隊后，已經過兩次延壽，目前再次面臨到壽問題。為確認深彈當前技術狀態(tài)以及是否具有延壽價值，需對其進行全面的技術狀態(tài)評估。

本文針對該型深彈的舵機，在充分摸透其組成結構、電氣原理和工作過程的基礎上，研制了專用試驗設備，利用專用設備和相關通用測試儀器，對舵機進行了技術狀態(tài)評估試驗研究。通過試驗，確定了其目前的技術狀態(tài)，為深彈延壽提供了重要的技術依據。

1 舵機的功能、組成及工作原理

1.1 舵機功能

舵機是深彈自導系統(tǒng)的一部分，主要在電子艙的指令信號下，通過舵面的轉動實現(xiàn)深彈運動方向的控制。

1.2 舵機組成

舵機(圖1)由電磁系統(tǒng)、四個舵和火藥加熱元件組成。機構上彼此不相連的四個舵緊緊地同電磁系統(tǒng)的電樞連接在一起，并懸掛在軸上，這種結構可靠性高。

圖1 舵機實物照片

1.3 舵機工作原理

舵機從目標上返回的信號被接收換能器接收、放大、識別、消除噪聲干擾、交混回響干擾、從海底和相鄰水下彈返回的信號，以指令的形式傳輸?shù)蕉鏅C上來操舵，并使深彈朝向目標。對測量出的相對于水下彈軸的探測角度和信號的相位關系進行分析，根據分析結果，使用彈道修正系統(tǒng)來控制舵機改變深彈運動方向。

在彈道修正系統(tǒng)當前工作周期發(fā)送阻塞脈沖時和下一個工作周期時從目標上返回的探測脈沖來臨之前，舵機上的電磁鐵處于接通狀態(tài)。如果沒有目標或已接收的信號之間的相位差小于閥值，則舵機的電磁鐵被斷電，舵處于中間位置。舵機工作原理圖如圖2。

圖2是舵機工作原理圖。

圖2 舵機工作原理圖

2 舵機技術狀態(tài)評估試驗過程

2.1 評估流程

在長期貯存過程中，舵機內的器件參數(shù)會隨時間發(fā)生變化，直接或間接引起電子設備老化和指標退化，從而影響深彈的正常工作。其主要失效模式為：電容絕緣電阻超差、焊點失效或導線短路等。本次技術狀態(tài)評估試驗的舵機共4個，工作流程如圖3所示。

圖3 舵機技術狀態(tài)評估流程圖

2.2 環(huán)境試驗前初始技術狀態(tài)檢查

2.2.1 外觀檢查

對舵機進行外觀檢查，產品表面光潔，沒有發(fā)現(xiàn)有銹蝕、裂紋及變形等機械損傷；產品漆層顏色均勻，無擦傷、剝落現(xiàn)象；文字、標識清晰明確，連接器緊固螺釘固定牢靠、無松動；連接器芯針排列整齊，插針光滑，無銹蝕、彎針、缺損，插孔無堵塞；連接電纜無折斷、破損、老化現(xiàn)象。

2.2.2 線圈電阻測試

1) 測試所用設備、儀器

試驗設備、儀器的型號、規(guī)格及數(shù)量如表1所示。

表1 試驗設備、儀器

2) 測試方法、步驟

a) 將萬用表打到電阻檔位；

b) 將電阻檔的正接線端接舵機插頭的公共腳，負接線端依次接舵機插頭上與四個舵機相對應的腳；

c) 依次讀取四個舵機的線圈電阻值(如圖4所示)；

d) 記錄結果。

圖4 線圈電阻測試

2.2.3 消耗電流及打舵方式測試

1) 測試所用設備、儀器

測試所用設備、儀器的型號、規(guī)格及數(shù)量見表2。

表2 試驗所用設備、儀器

2) 測試方法、步驟

a) 將舵機插座的公共腳與“直流電源”正極連接；

b) 打開“直流電源”開關，將直流電源的輸出調至28 V；

c) 將“直流電源”的顯示調至電流檔；

d) 將舵機插座與四個舵機相對應的腳依次與“直流電源”負極連接；

e) 檢查并記錄與四個舵機相對應的腳分別與“直流電源”負極連接，舵機工作時的最大消耗電流及打舵方式；

f) 將四個舵片分別帶載50 g(用魚線通過舵片上的小孔掛載一個50 g砝碼)，重復e)步驟，記錄其耗電電流值是否有改變；

g) 記錄結果并關閉“直流電源”開關。

圖5 消耗電流測試

2.2.4 力矩測試

1) 測試所用設備、儀器

測試所用設備、儀器的型號、規(guī)格及數(shù)量見表3。

表3 試驗所用設備、儀器

2) 不同舵片測試時與電源連接方式

分別將四個舵機與舵機插座相對應的引腳同電源負極相連。

3) 舵片與力矩工裝的連接

a) 將力矩工裝固定在舵機上方，如圖6所示。

b) 魚線穿過舵片上的小孔將舵片與承重籃相連接。

4) 釋放力矩測試方法

a) 按圖6將工藝裝備與1軸舵片連接；

b) 將舵機插座的公共腳與“直流電源”正極連接，將與舵機Ⅰ相對應的引腳與“直流電源”負極連接；

c) 打開“直流電源”開關，將直流電源的輸出調至28 V，控制1軸舵片吸合；

d) 從不加砝碼開始以1 kg為單位逐步增加砝碼質量，直到舵機舵片松開時停止增加砝碼，然后將砝碼質量恢復至舵片松開前的最后一次砝碼質量；

e) 以0.01 kg為單位逐步增加砝碼質量，直到舵片松開時停止增加砝碼，根據此時砝碼質量計算舵機釋放力矩；

f) 按同樣方法，測試并記錄其余三個舵機的釋放力矩；

g) 記錄結果并關閉“直流電源”開關。

圖6 力矩測試連接圖

注：力矩與法碼質量的計算公式為：

M=m×D×g

.

(1)

其中：M—力矩(N·m)；

m—砝碼質量(kg)；

D—法碼垂線與舵軸的初始距離(m)，此處D=0.23 m；

g—重力加速度(N/kg)。

5) 吸合力矩測試方法

a) 按圖6將工藝裝備與1軸舵片連接；

b) 將舵機插座的公共腳與“直流電源”正極連接，將與舵機Ⅰ相對應的引腳與“直流電源”負極連接；

c) 從不加砝碼開始以0.1 kg為單位逐步增加砝碼質量，增加一次砝碼質量、打開舵機供電“直流電源”開關一次(打開直流電源時，要確保舵片處于正中位置)，測試舵機在此砝碼質量條件下，能否控制舵片吸合，測試完畢后關閉電源開關；

d) 重復b)項步驟，直到舵片在砝碼達到某一質量時無法吸合；

e) 將砝碼質量恢復至最后一次能使舵片吸合的質量后，以0.01 kg為單位逐步增加砝碼質量，重復第b)項步驟，直到啟動電源后舵片無法吸合時，停止增加砝碼，根據此時砝碼質量計算并記錄舵機吸合力矩；

f) 按同樣方法，測試并記錄其余三個舵機的吸合力矩；

g) 記錄結果并關閉“直流電源”開關。

2.3 環(huán)境適應性試驗

2.3.1 試驗條件確定

沖擊試驗和振動試驗分別按照《GJB 150.18A-2009 軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第18部分：沖擊試驗》和《GJB 150.16A-2009 軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法 第16部分：振動試驗》相關標準制定確定試驗條件。沖擊幅值依據深彈空投開傘后，其穩(wěn)定落速及入水阻力負加速度確定，其隨機振動條件取自某直升機載彈藥環(huán)境試驗條件。

2.3.2 試驗所用設備、儀器

環(huán)境試驗所用設備、儀器如表4所列。

表4 環(huán)境適應性試驗所用設備、儀器

3 環(huán)境試驗后最終技術狀態(tài)檢查

產品環(huán)境試驗完畢后，對其外觀和性能進行檢查，試驗項目、試驗所需設備儀器、試驗方法同第3.2條規(guī)定。

4 舵機技術狀態(tài)評估試驗結論

同一批次產品在一次延壽、二次延壽及本次技術狀態(tài)評估時的外觀無明顯變化；線圈電阻值、消耗電流值均穩(wěn)定；打舵方式無變化；釋放力矩值、吸合力矩值穩(wěn)定。

不同批次產品在外觀、線圈電阻、消耗電流、打舵方式、扭轉力矩方面都無明顯變化。

試驗的舵機，均正常工作，說明產品經長期貯存及值班使用后，性能未發(fā)生變化，技術狀態(tài)依然穩(wěn)定，具備延壽潛力。

5 結束語

本文通過對某型深彈舵機的技術狀態(tài)評估試驗研究相關工作，確定了其目前的技術狀態(tài)，通過試驗，得出產品經長期貯存及值班使用后，技術狀態(tài)依然穩(wěn)定，具備延壽潛力。為深彈延壽提供了重要的技術依據。

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