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        某型直升機飛控操縱臺過渡功能點燈故障的分析

        2019-10-21 05:35:58夏國民謝國慶霍鵬飛
        中國電氣工程學(xué)報 2019年27期
        關(guān)鍵詞:直升機

        夏國民 謝國慶 霍鵬飛

        摘要:飛控操縱臺是飛控系統(tǒng)核心部件之一,主要完成系統(tǒng)各功能的通/斷控制輸入、指示,控制數(shù)據(jù)輸入及系統(tǒng)狀態(tài)、重要故障信息告警顯示等功能,用于輔助提高直升機的飛行品質(zhì)。其正常工作的能力關(guān)系到飛行員對飛控系統(tǒng)運行狀況的了解以及處置,提供錯誤信息會影響直升機完成任務(wù)的能力,如引發(fā)飛行員不當處置甚至可能會影響飛行安全。

        關(guān)鍵詞:直升機;飛控操縱臺;點燈故障;排故機理

        中圖分類號:TP277

        文獻標識碼:A

        引言

        直升機的飛控系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng),包含了許多部件。在實際的故障檢測中,可以對檢測的內(nèi)容分為直升機控制計算機,飛控系統(tǒng)相關(guān)部件,以及相關(guān)功能的按鈕和指示燈。此外,由于飛控系統(tǒng)交聯(lián)的部件比較多,通過飛控操縱臺功能指示燈可以判斷飛控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

        1飛控操縱臺概述

        隨著直升機技術(shù)的發(fā)展和對直升機性能要求的不斷提升,對直升機飛控系統(tǒng)的要求也越來越高。飛行控制系統(tǒng)的作用是控制直升機的飛行,起著阻尼、增穩(wěn)和控制增穩(wěn)等作用,可以提升飛行員對直升機的操控能力,減輕飛行員的工作負擔,增加機動性和穩(wěn)定性,影響整個直升機飛行的品質(zhì)和安全性。同時,直升機飛控系統(tǒng)的穩(wěn)定性對直升機的安全性至關(guān)重要。

        飛控操縱臺是飛控系統(tǒng)核心部件之一,主要完成系統(tǒng)各功能的通/斷控制輸入、指示,控制數(shù)據(jù)輸入及系統(tǒng)狀態(tài)、重要故障信息告警顯示等功能,用于輔助提高直升機的飛行品質(zhì)。其正常工作的能力關(guān)系到飛行員對飛控系統(tǒng)運行狀況的了解以及處置,提供錯誤信息會影響直升機完成任務(wù)的能力,如引發(fā)飛行員不當處置甚至可能會影響飛行安全。

        2某型直升機飛控操縱臺過渡功能點燈故障分析

        2.1故障現(xiàn)象

        某型直升機飛行時,飛控操縱臺過渡功能指示燈自動點亮,按壓按鍵,指示燈熄滅,在飛行過程中反復(fù)出現(xiàn)。

        2.2故障定位

        在地面飛控操縱臺振動時,故障復(fù)現(xiàn),確認為操縱臺故障。

        上述故障現(xiàn)象可能由以下4方面造成:

        1) 導(dǎo)光板功能指示燈故障,導(dǎo)致指示燈顯示不正常;

        2) 母板和插件板之間的插座連接不可靠,導(dǎo)致指示燈控制信號傳遞不正常;

        3) IO插件板上的指示燈電路故障,導(dǎo)致的指示燈控制信號不正常;

        4)DSP插件板上控制指示燈點亮的DSP故障,導(dǎo)致的指示燈控制信號不正常。

        針對以上4個原因按以下步驟進行排查:

        1) 更換導(dǎo)光板,振動狀態(tài)下故障仍存在,對故障產(chǎn)品的導(dǎo)光板在振動狀態(tài)下進行測試,導(dǎo)光板點燈正常,排除了導(dǎo)光板的問題;

        2) 對插件板重復(fù)插拔,故障始終出現(xiàn);將IO插件板、DSP插件板插頭上功能指示燈的控制信號與母板插座對應(yīng)插針的焊接點用飛線短接,故障仍復(fù)現(xiàn);可以排除印制板插頭和母板插座接觸不可靠的問題;

        3) 將IO插件板與另一臺正常產(chǎn)品進行替換,故障隨IO插件板轉(zhuǎn)移,初步確認為IO板功能指示燈的控制電路問題;

        4) 將DSP插件板與另一臺正常產(chǎn)品進行替換,故障不隨DSP插件板轉(zhuǎn)移,可以排除DSP插件板的DSP故障;

        5) 根據(jù)電路原理,對IO插件板上過渡功能的控制信號的傳遞路徑進行多點測試,確認故障點在電平轉(zhuǎn)換芯片;

        6) 根據(jù)邏輯分析,拆下芯片,重新焊接牢固,按產(chǎn)品要求對產(chǎn)品進行功能振動試驗,故障消除。

        綜上,確認故障原因為芯片的焊接問題

        2.3機理分析

        飛控操縱臺功能接通時,接收飛控計算機發(fā)送的功能指示燈接通信號,DSP解碼后發(fā)出點燈指令,并根據(jù)功能指示燈接通信號控制電路點亮指示燈。功能指示燈控制電路如圖1所示。

        圖1 功能指示燈控制電路

        說明:

        1)光耦合器開關(guān)電路由電平轉(zhuǎn)換芯片的輸出端信號控制(控制信號為高電平時接通);

        2)電平轉(zhuǎn)換芯片將輸入端的3.3V信號轉(zhuǎn)換為5V的控制信號輸出,具體功能如下:

        a.輸入為3.3V時輸出5V(對應(yīng)功能指示燈點亮);

        b.輸入為0V輸出0V(對應(yīng)功能指示燈熄滅);

        c.輸入開路時輸出為5V(對應(yīng)功能指示燈點亮)。

        根據(jù)故障樹排查結(jié)果,定位故障原因為電平轉(zhuǎn)換芯片的過渡指示燈信號輸入端針腳焊接不可靠,導(dǎo)致芯片管腿在振動時與焊盤脫離,使芯片輸入信號開路,從而自動點亮過渡功能指示燈。

        因此故障的直接原因是飛控操縱臺IO插件板電平轉(zhuǎn)換芯片過渡指示燈的管腿與焊盤接觸不良。對故障原因做如下驗證:

        1)拆下電平轉(zhuǎn)換芯片并重新焊接,焊接時保留過渡指示燈的管腿不焊,按壓該管腿,該功能指示燈會間歇性點亮;

        2)對電平轉(zhuǎn)換芯片進行補焊接,確認該管腿焊接牢固;

        3)飛控操縱臺在振動試驗中工作正常。

        2.4虛焊分析

        本型飛控操縱臺內(nèi)部IO插件板上選用的電平轉(zhuǎn)換芯片下側(cè)靠近印制板插頭,烙鐵操作空間較小。為滿足操縱臺內(nèi)部尺寸,選用的電平轉(zhuǎn)換芯片管腿間距較小,堆錫多時容易橋連,且管腿長度較短,與焊盤接觸面積小;又因管腿表面鍍金,對管腿上錫較難,必須用烙鐵重復(fù)接觸才能掛上焊錫,在焊盤上焊接時芯片管腿的浸潤效果較差。因此該電平轉(zhuǎn)換芯片的焊接難度較大,易出現(xiàn)虛焊的情況。

        2.5解決措施

        完善焊接工藝如下:

        1)先焊接電平轉(zhuǎn)換芯片,后焊接印制板插頭;

        2)焊接前對芯片管腿和焊盤充分搪錫;

        3)焊接方式由通常的拉焊(用刀型烙鐵)改為點焊(用尖形烙鐵)。

        3結(jié)論

        通過對飛控操縱臺過渡功能點燈故障的排查,明確了故障機理,針對故障原因進行工藝改進,尤其是對相似型號電平轉(zhuǎn)換芯片提供了翔實的使用及維護經(jīng)驗,對日后類似產(chǎn)品的研制有一定的工程借鑒意義。

        1)優(yōu)化器件焊接順序,先焊接電平轉(zhuǎn)換芯片,后焊接印制板插頭;

        2)焊接前對芯片管腿和焊盤充分搪錫;

        3)焊接方式由通常的拉焊(用刀型或馬蹄形烙鐵)改為點焊(用尖形烙鐵);

        4)焊接完成后,使用20倍以上的顯微鏡進行檢查,電平轉(zhuǎn)換芯片的管腿應(yīng)被焊錫充分包裹。

        參考文獻

        [1]孟文杰,史青海.某型直升機飛控操縱臺自動點燈故障及排故原理[J].中國科技信息,2018(15):42-43.

        [2]某型飛行控制系統(tǒng)機載設(shè)備維護手冊[Z].1998.

        [3]劉京津.基于滑模觀測器的故障診斷技術(shù)及其在飛控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D].南京:南京航空航天大學(xué),2008.

        作者簡介:夏國民? 1985.3月 25日,男,湖北安陸,漢,大學(xué)本科,工程師,研究方向:直升機飛控人機交互界面

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