王懷華 鐘向征

摘要：針對(duì)某型裝備固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射后未點(diǎn)火故障，分析了裝備的工作時(shí)序和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，確定了未點(diǎn)火的故障樹，通過跟蹤排查逐一確認(rèn)，找到了故障產(chǎn)生的可能原因。

關(guān)鍵詞：固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī);未點(diǎn)火;故障樹

某型裝備固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)為該裝備的動(dòng)力部件，用來為裝備飛行提供必需的推力，保證裝備要達(dá)到的飛行距離。該型發(fā)動(dòng)機(jī)為自由裝填式，由頭部點(diǎn)火系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、藥柱、尾噴管等組成。某型裝備發(fā)射離機(jī)后出現(xiàn)該型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)未點(diǎn)火現(xiàn)象。

1 裝備工作時(shí)序

1）加溫：載機(jī)發(fā)出對(duì)電池加溫信號(hào)。

2）接通：導(dǎo)引頭軸鎖定在彈軸方向，裝備準(zhǔn)備好（供電正常、裝備導(dǎo)引頭軸鎖定、陀螺轉(zhuǎn)速穩(wěn)定等），可以接收目標(biāo)信號(hào)。

3）目標(biāo)：過轉(zhuǎn)彎點(diǎn)后，飛機(jī)導(dǎo)航系統(tǒng)向裝備發(fā)出“目標(biāo)”命令，同時(shí)領(lǐng)航員得到進(jìn)入目標(biāo)區(qū)提示，可以尋找目標(biāo)。

4）聯(lián)接：“目標(biāo)”命令后，領(lǐng)航員接收到導(dǎo)引頭傳來的目標(biāo)信息，操縱摸球在顯示器上用十字線壓住目標(biāo)，并按下“聯(lián)接”按鈕。

5）截獲：“聯(lián)接”后，導(dǎo)引頭對(duì)自身截獲目標(biāo)的可靠性進(jìn)行檢查。即導(dǎo)引頭給自身一個(gè)偏差信號(hào)，使導(dǎo)引頭偏離目標(biāo)，然后看能否跟蹤回來，如果還能繼續(xù)跟蹤上目標(biāo)，則產(chǎn)生“截獲”命令;如果不能繼續(xù)跟蹤目標(biāo)，則無“截獲”命令。目標(biāo)與背景的對(duì)比度越明顯，越容易截獲目標(biāo)（如果有偽裝就不易截獲），導(dǎo)引頭的分辨率比人眼高，人可分辨的目標(biāo)一般均可攻擊。

6）投放：“截獲”后，如果其他條件滿足（即在發(fā)射區(qū)），顯示可以發(fā)射。

7）準(zhǔn)備：按“發(fā)射”按鈕后，電池、燃?xì)獍l(fā)生器工作，舵面歸零，形成“準(zhǔn)備”命令給飛機(jī)，飛機(jī)彈射裝備。

8）脫離：裝備彈射，脫離保險(xiǎn)銷拔掉，解除引信系統(tǒng)一級(jí)保險(xiǎn)，裝備彈射后，點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

9）接通控制：脫離（或發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火）后，裝備到達(dá)安全距離，接通控制系統(tǒng)。

10）解除保險(xiǎn)：脫離后一定時(shí)間，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上的燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)工作，解除引信系統(tǒng)二級(jí)保險(xiǎn)。

11）發(fā)動(dòng)機(jī)工作結(jié)束：脫離后一定時(shí)間，發(fā)動(dòng)機(jī)工作結(jié)束（主動(dòng)段結(jié)束）。

12）與目標(biāo)相遇：與目標(biāo)相遇，解除引信系統(tǒng)三級(jí)保險(xiǎn)，引信（保險(xiǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）工作，起爆戰(zhàn)斗部。

2 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理

圖1、圖2分別為發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火指令信號(hào)流程圖和發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)相關(guān)部件連接圖。從圖中可以看出，該型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火保護(hù)部件、發(fā)動(dòng)機(jī)電點(diǎn)火管1、電點(diǎn)火管2和保險(xiǎn)銷M2等部件組成，這些部件都位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙前端小隔艙內(nèi)。貯存、運(yùn)輸時(shí)，艙體外蓋有保險(xiǎn)銷保護(hù)蓋;艙體側(cè)面11號(hào)艙口蓋有三個(gè)紅色保護(hù)蓋，分別對(duì)應(yīng)保險(xiǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的連接插頭和兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)電點(diǎn)火管的連接插頭保護(hù)帽。戰(zhàn)斗狀態(tài)時(shí)，需取下保護(hù)帽，并進(jìn)行相應(yīng)插頭的可靠連接。

在戰(zhàn)斗狀態(tài)下，飛行員按發(fā)射按鈕后，裝備上的電瓶開始工作，通過裝備自動(dòng)組合裝置中繼電器的轉(zhuǎn)換，27.O±2.7V直流電壓Vcc加到保險(xiǎn)銷M2底部的Ⅲ40插頭上。

在保險(xiǎn)銷被拉出后，27.0±2.7V直流電壓Vcc通過插座Ⅲ20加到了發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)部件上。與此同時(shí)，通過Ⅲ11插頭將直流電壓Vcc送至自動(dòng)駕駛儀作為分離指令信號(hào)。

發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)部件由兩個(gè)繼電器和四個(gè)電阻組成。兩個(gè)繼電器在接收到27.0±2.7V直流電壓信號(hào)后吸合，同時(shí)27.O±2.7V直流電壓通過兩個(gè)4孔插座Ⅲ21、Ⅲ22分別加到兩個(gè)電點(diǎn)火管上，在電流作用下，兩個(gè)電點(diǎn)火管工作，電點(diǎn)火管工作后產(chǎn)生的火焰點(diǎn)燃固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火藥盒，點(diǎn)火藥盒工作后，產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)恻c(diǎn)燃固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥。裝藥在燃燒室內(nèi)燃燒形成高壓產(chǎn)物，經(jīng)尾噴管形成超音速氣流，使裝備獲得必需的速度。

3 問題分析

針對(duì)裝備發(fā)射后未點(diǎn)火故障，按故障樹分析方法，以“裝備發(fā)射離機(jī)后固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)未點(diǎn)火”為頂事件建立故障樹，如圖3所示。

以下對(duì)各種可能的故障分支和底事件逐項(xiàng)進(jìn)行分析。

3.1 供電系統(tǒng)異常

1）電瓶故障

根據(jù)已知的故障信息，結(jié)合裝備工作時(shí)序分析，在裝備的發(fā)射過程中，由于裝備已經(jīng)形成了“準(zhǔn)備”信號(hào)返回載機(jī)，說明電瓶正常工作，這一故障可以排除。

2）自動(dòng)裝置組合故障

裝備自動(dòng)裝置組合由11個(gè)繼電器、4個(gè)二極管、3個(gè)電阻、2個(gè)電容、1個(gè)熔斷器、5個(gè)接插件及電纜等組成。該模塊的主要作用是根據(jù)飛行員的控制指令，通過繼電器組合進(jìn)行邏輯控制，完成供電和配電電路的連接，選擇相應(yīng)指令、信號(hào)輸入輸出通路，實(shí)現(xiàn)與飛行員指令對(duì)應(yīng)的裝備導(dǎo)引和控制模式。

自動(dòng)裝置組合中的繼電器Pl0吸合的作用是在裝備脫離載機(jī)、保險(xiǎn)銷M2被拉出后，切斷彈載電池，激活電路和燃?xì)獍l(fā)生器點(diǎn)火電路，接通發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路。

若自動(dòng)裝置組合中的繼電器Pl0出現(xiàn)故障，則發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路不能接通。裝備上機(jī)前，對(duì)裝備自動(dòng)裝置組合進(jìn)行了地面檢測修理，檢測結(jié)果均合格，故自動(dòng)裝置組合出現(xiàn)故障的概率較小，基本可以排除。

3.2 連接電纜故障

點(diǎn)火信號(hào)通過彈上連接電纜進(jìn)行傳輸，若連接電纜故障則發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路不能接通。裝備上機(jī)前，對(duì)彈上各電纜均進(jìn)行了地面檢測修理，檢測結(jié)果均合格，故可排除連接電纜故障。

3.3 點(diǎn)火系統(tǒng)異常

1）保險(xiǎn)銷M2故障

保險(xiǎn)銷M2是發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火裝置的重要組成部分，其結(jié)構(gòu)如圖4所示。

保險(xiǎn)銷M2的工作原理：拉索與載機(jī)上的彈射式發(fā)射裝置的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)連接，當(dāng)拉索受力時(shí)將機(jī)構(gòu)分離。

保險(xiǎn)銷M2由法蘭盤以4個(gè)螺栓固定在裝備上。當(dāng)機(jī)構(gòu)分離時(shí)，針桿使小球解脫，下落機(jī)構(gòu)的端面將小球推到中央，從而下落機(jī)構(gòu)自身得以解脫。彈簧使下落機(jī)構(gòu)落到絕緣子的底部不能再動(dòng)，從而下落機(jī)構(gòu)的觸點(diǎn)與帶觸點(diǎn)的絕緣子接觸，絕緣子上的觸點(diǎn)通過其內(nèi)部導(dǎo)體與保險(xiǎn)銷底部的插頭相連。最終，導(dǎo)致保險(xiǎn)銷M2內(nèi)部常開觸點(diǎn)閉合。

保險(xiǎn)銷M2的底部是一個(gè)五針腳的插頭，與其相連的電纜插座是五孔的Ⅲ40，同時(shí)Ⅲ40又通過電纜與七針插頭Ⅲ11、四孔插座Ⅲ20相連。

若拉索拉出后，保險(xiǎn)銷M2未可靠工作，內(nèi)部常開觸點(diǎn)未閉合，則導(dǎo)致裝備自動(dòng)裝置組合傳送過來的Vcc直流電壓信號(hào)不能加載到發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電路上。裝備上機(jī)前，對(duì)保險(xiǎn)銷M2的外觀和靜態(tài)性能參數(shù)進(jìn)行了檢查測試，均符合技術(shù)指標(biāo)要求。保險(xiǎn)銷為一次性使用部件，拉索被拉出后無法復(fù)原，故其動(dòng)態(tài)性能參數(shù)無法檢測。就存在一種可能：裝備發(fā)射后保險(xiǎn)銷M2相應(yīng)觸點(diǎn)不能可靠接通，導(dǎo)致電信號(hào)不能傳輸?shù)桨l(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)。因此，不能排除保險(xiǎn)銷M2故障。

2）點(diǎn)火保護(hù)部件故障

發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火保護(hù)部件由兩個(gè)繼電器Pl、P2和4個(gè)電阻組成。

點(diǎn)火保護(hù)部件的工作原理：繼電器Pl、P2接收到27.0±2.7V直流電壓信號(hào)后吸合，同時(shí)，27.0±2.7V直流電壓通過兩個(gè)四孔插座Ⅲ21、Ⅲ22分別加到兩個(gè)電點(diǎn)火管上。

點(diǎn)火保護(hù)部件的保護(hù)功能：裝備在處于儲(chǔ)存或測試狀態(tài)時(shí)，保險(xiǎn)銷未拔掉，其內(nèi)部帶有觸點(diǎn)的絕緣子不會(huì)落下，發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)部件中的繼電器Pl和P2不會(huì)吸合，27.O±2.7V直流電壓就不會(huì)加到兩個(gè)電點(diǎn)火管上，而且在偶然的電磁感應(yīng)下，Pl、P2控制端產(chǎn)生的瞬間電壓電流在電壓大小、電流大小和持續(xù)時(shí)間上難以滿足吸合條件，所以不會(huì)誤動(dòng)作讓這個(gè)感應(yīng)電壓傳至電點(diǎn)火管從而導(dǎo)致偶然點(diǎn)火。因此，采用保險(xiǎn)銷阻斷27.O±2.7V直流電壓通路以及Pl、P2不會(huì)被誤觸發(fā)這兩種機(jī)制來避免偶然點(diǎn)火。

裝備上機(jī)前，對(duì)點(diǎn)火保護(hù)部件進(jìn)行了地面檢測修理，檢測結(jié)果均合格。發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火保護(hù)部件出現(xiàn)故障的概率較小，基本可以排除。

3）電點(diǎn)火管故障

該型裝備固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采取雙電點(diǎn)火管同時(shí)點(diǎn)火。裝備上機(jī)前，對(duì)兩個(gè)電點(diǎn)火管的橋絲阻值和絕緣阻值進(jìn)行了檢測，其電性能參數(shù)無故障;對(duì)兩個(gè)電點(diǎn)火管輸出端進(jìn)行了外觀檢查，未見異常。

由于該型裝備發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)采用冗余設(shè)計(jì)、雙點(diǎn)火系統(tǒng)，兩個(gè)電點(diǎn)火管同時(shí)產(chǎn)生故障的可能性微乎其微，故可排除電點(diǎn)火管故障。

3.4 電點(diǎn)火管連接異常

發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)在貯存和運(yùn)輸中處于保護(hù)斷開狀態(tài);在戰(zhàn)斗狀態(tài)，必須從裝備的11號(hào)艙口將點(diǎn)火保護(hù)部件的兩個(gè)輸出插頭與兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)電點(diǎn)火管可靠連接。若出現(xiàn)連接不可靠現(xiàn)象，則會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火。因此，不能排除點(diǎn)火保護(hù)部件兩個(gè)輸出插頭與對(duì)應(yīng)的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)電點(diǎn)火管連接不可靠故障。

3.5 發(fā)動(dòng)機(jī)本體異常

1）發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火藥盒故障

裝備發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火藥盒是發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火的二次能源傳遞部件，若該部件出現(xiàn)故障，發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥將不能被點(diǎn)燃。

點(diǎn)火藥盒為不可測的火工部件，內(nèi)部為黑火藥顆粒，若固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)密封不好，受潮后容易引起黑火藥失效，從而使固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)瞎火。因此，不能排除火工部件受潮或制造時(shí)的固有缺陷。

2）發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥故障

某型固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)裝藥為雙基固體推進(jìn)劑，有良好的安定性，使用性能可靠，經(jīng)過相關(guān)地面試驗(yàn)，從未出現(xiàn)過瞎火現(xiàn)象，且裝備上機(jī)前對(duì)其進(jìn)行了外觀檢查及探傷檢查，可排除該部件的故障。

4 結(jié)論

從上述分析可知，導(dǎo)致該裝備發(fā)射離機(jī)后固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)未點(diǎn)火的可能原因有：

1）保險(xiǎn)銷M2及點(diǎn)火藥盒故障。

2）保險(xiǎn)銷M2的拉索在裝備彈射后，未與保險(xiǎn)銷可靠分離。

3）發(fā)動(dòng)機(jī)保護(hù)部件輸出插頭與電點(diǎn)火管連接不可靠故障。