李勇軍 宋沖 丁兆宇

摘要：針對(duì)某型飛機(jī)短波電臺(tái)發(fā)射過程中干擾機(jī)上其他系統(tǒng)工作的故障，分析原因并排除故障，總結(jié)此類故障的排故方法和措施，以提高排故效率。

關(guān)鍵詞：電磁輻射 ；電纜屏蔽； 故障分析

Keywords：electromagnetic radiation；cable shields；fault analysis

1 故障現(xiàn)象

某型飛機(jī)在地面通電調(diào)試檢查時(shí)，專業(yè)操作人員反映短波電臺(tái)部分波道發(fā)射過程中飛機(jī)座艙內(nèi)油量/耗量表指示上下抖動(dòng)，跳動(dòng)范圍300～400kg，指示器上剩油1.5T指示燈熄滅，座艙內(nèi)火警指示燈燃亮；飛機(jī)在機(jī)械加壓狀態(tài)下，短波電臺(tái)發(fā)射時(shí)飛機(jī)左右水平尾翼有抖動(dòng)現(xiàn)象。

2 故障分析

2.1 原理分析

短波電臺(tái)屬于機(jī)載通信系統(tǒng)產(chǎn)品，用于飛機(jī)與飛機(jī)、飛機(jī)與地面指揮所之間的長距離通信聯(lián)絡(luò)。該型飛機(jī)裝備的短波電臺(tái)工作在2～18MHz內(nèi)的短波波段，采用天波傳輸方式。由于飛機(jī)產(chǎn)品性能缺陷和使用年限較長，已不能滿足部隊(duì)遠(yuǎn)距離作訓(xùn)需求，國內(nèi)科研單位在原機(jī)短波電臺(tái)基礎(chǔ)上進(jìn)行了國產(chǎn)化改裝，以增加飛機(jī)空空/空地通信距離。改裝后的短波電臺(tái)系統(tǒng)組成和交聯(lián)線路如圖1所示。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，改裝國產(chǎn)短波電臺(tái)后類似干擾故障明顯上升。通過分析原機(jī)和國產(chǎn)短波電臺(tái)系統(tǒng)工作原理，梳理出國產(chǎn)化短波電臺(tái)與改裝前的原機(jī)短波電臺(tái)性能參數(shù)方面存在較大差異，主要差異參數(shù)和性能如表1所示。從中可以看出，國產(chǎn)改裝電臺(tái)工作頻率范圍、工作方式、發(fā)射功率、聲碼速率等性能參數(shù)都有較大變化，電臺(tái)改裝后的最大發(fā)射功率從原100W增加到200W。

2.2 故障可能性分析

根據(jù)短波電臺(tái)和相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品工作原理及工作過程，從影響系統(tǒng)干擾故障的三方面因素（干擾源、干擾路徑、被干擾體）考慮，可以分析出該類干擾故障的三種可能。

1）改裝短波電臺(tái)產(chǎn)品故障

改裝短波電臺(tái)產(chǎn)品由短波電臺(tái)收發(fā)機(jī)、短波天線自動(dòng)調(diào)諧部件、短波電臺(tái)控制盒和收發(fā)天線等部件組成。短波電臺(tái)在調(diào)諧和發(fā)射過程中會(huì)在產(chǎn)品周圍產(chǎn)生較大電磁場(chǎng)，如果改裝短波電臺(tái)產(chǎn)品故障或缺陷，輻射異常干擾信號(hào)，將造成電臺(tái)發(fā)射時(shí)干擾機(jī)上其他系統(tǒng)產(chǎn)品。

2）機(jī)上系統(tǒng)線路故障

改裝短波電臺(tái)產(chǎn)品線路如存在故障或缺陷，可能在短波電臺(tái)發(fā)射狀態(tài)時(shí)通過線路傳導(dǎo)或電磁輻射干擾飛機(jī)其他系統(tǒng)產(chǎn)品的正常工作，導(dǎo)致故障現(xiàn)象。如相關(guān)電纜線路存在絕緣不好、接地電阻大、線路屏蔽不好等情況，會(huì)導(dǎo)致相關(guān)信號(hào)耦合、傳導(dǎo)到被干擾系統(tǒng)產(chǎn)品中，造成故障。機(jī)上系統(tǒng)線路故障可能是低頻線路故障或短波高頻電纜線路故障。

3）被干擾系統(tǒng)產(chǎn)品故障

如機(jī)上被干擾系統(tǒng)產(chǎn)品故障或缺陷，其抗干擾能力變差，容易被短波輻射信號(hào)干擾，可能會(huì)導(dǎo)致故障現(xiàn)象。例如，飛機(jī)油量耗量表組件產(chǎn)品安裝在飛機(jī)后設(shè)備艙17框中間上部位置，而短波電臺(tái)收發(fā)機(jī)安裝在后設(shè)備艙16～17框右側(cè)，二者距離非常近，且短波電臺(tái)產(chǎn)品發(fā)射功率大，如果產(chǎn)品屏蔽或接地情況異常，容易造成短波發(fā)射時(shí)干擾油量表組件。

3 故障排除

首先檢查短波電臺(tái)發(fā)射出現(xiàn)干擾故障時(shí)對(duì)應(yīng)的波道頻率數(shù)值，重新加載短波電臺(tái)頻率，將該兩個(gè)頻率點(diǎn)轉(zhuǎn)換到其他波道后通電檢查，故障仍然存在，說明故障現(xiàn)象與波道無關(guān)，在其他頻率段內(nèi)不存在干擾。根據(jù)以往排除短波電臺(tái)故障經(jīng)驗(yàn)，對(duì)短波電臺(tái)收發(fā)機(jī)接地線和高頻饋線重新打磨安裝，對(duì)短波天調(diào)部件各接地線、搭鐵片和天線引線重新打磨安裝，故障現(xiàn)象仍然存在。懷疑機(jī)上改裝短波電臺(tái)產(chǎn)品性能問題，串裝短波電臺(tái)收發(fā)機(jī)和電臺(tái)天調(diào)部件后，故障現(xiàn)象依舊。

使用數(shù)字多用表對(duì)短波電臺(tái)系統(tǒng)線路進(jìn)行檢測(cè)，由于系統(tǒng)在其他頻率點(diǎn)工作時(shí)未產(chǎn)生干擾，相關(guān)線路的導(dǎo)通應(yīng)不存在問題，重點(diǎn)針對(duì)短波電臺(tái)收發(fā)信機(jī)和電臺(tái)天調(diào)部件相關(guān)的電纜線路絕緣和屏蔽情況進(jìn)行測(cè)量，未發(fā)現(xiàn)問題。

采用電磁強(qiáng)度分析儀檢查短波電臺(tái)發(fā)射時(shí)的高頻信號(hào)輻射，分別在飛機(jī)右尾梁下方的短波天調(diào)部件處檢測(cè)另一架飛機(jī)俄制短波電臺(tái)和本機(jī)短波電臺(tái)的100W、200W狀態(tài)下的信號(hào)輻射，檢測(cè)結(jié)果如圖2所示。經(jīng)測(cè)量對(duì)比發(fā)現(xiàn)，原俄制短波電臺(tái)發(fā)射時(shí)的輻射值為5.10V/m，輻射信號(hào)值最??；改裝短波電臺(tái)在100W狀態(tài)下發(fā)射時(shí)的輻射值為6.82V/m，比俄制電臺(tái)發(fā)射時(shí)的輻射值稍大；改裝短波電臺(tái)在200W狀態(tài)下發(fā)射時(shí)的輻射值為10.13V/m，信號(hào)輻射值基本相當(dāng)于俄制短波電臺(tái)發(fā)射時(shí)的兩倍。在串裝短波電臺(tái)收發(fā)機(jī)和天調(diào)部件后，檢測(cè)結(jié)果基本未變化。

根據(jù)測(cè)量對(duì)比結(jié)果分析，在短波電臺(tái)的200W狀態(tài)下發(fā)射時(shí)，飛機(jī)右尾梁內(nèi)的天調(diào)部件周圍形成了一個(gè)較強(qiáng)的輻射干擾源。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，原機(jī)狀態(tài)的俄制短波電臺(tái)天調(diào)部件下方24-P1-Ш1、24-P1-Ш2電纜插頭根部都有一段未進(jìn)行屏蔽處理，分析該段電纜可能在改裝短波電臺(tái)后造成了較大的電磁輻射，因此對(duì)天調(diào)部件電纜進(jìn)行屏蔽處理（見圖3）。處理后的輻射水平降低到5.5V左右，通電檢查發(fā)現(xiàn)剩油1.5T指示燈熄滅、火警指示燈燃亮和平尾抖動(dòng)故障現(xiàn)象消失，但座艙油量表指示器上仍有200kg左右的抖動(dòng)。

進(jìn)一步研究分析飛機(jī)油量耗量表系統(tǒng)原理，懷疑短波電臺(tái)發(fā)射時(shí)通過天線輻射的高頻信號(hào)對(duì)機(jī)上油量表傳感器產(chǎn)生干擾。研究飛機(jī)油量傳感器線路原理圖（見圖4），研制了專用的等效電容（模擬3000kg油量，采用電容1000pF和2200pF串聯(lián)后合成687pF電容）和電纜。將等效電容接入飛機(jī)18-У16插頭的10、20、32號(hào)引腳，故障現(xiàn)象未變；將等效電容接入1-У16-X8插頭的1、2、9號(hào)引腳，故障現(xiàn)象消失，說明干擾信號(hào)經(jīng)油量傳感器線路輸入到油量表組件中。重新敷設(shè)1-У16-X8∶1-18-У16∶10和1-У16-X8∶9-18-У16∶32兩根導(dǎo)線，油量表抖動(dòng)故障排除。

4 總結(jié)

短波電臺(tái)干擾機(jī)上其他系統(tǒng)產(chǎn)品工作的故障原因復(fù)雜，改裝的電臺(tái)產(chǎn)品因發(fā)射功率變大，容易產(chǎn)生各類高頻輻射干擾信號(hào)，同時(shí)原機(jī)部分線路屏蔽不到位、未采用屏蔽導(dǎo)線等缺陷容易導(dǎo)致干擾故障的發(fā)生。在故障排除過程中需要對(duì)信號(hào)流程和故障可能原因進(jìn)行分析，理清排故思路，對(duì)各類故障懷疑點(diǎn)進(jìn)行逐項(xiàng)排除。

作者簡(jiǎn)介

李勇軍，工程師，主要從事飛機(jī)通信導(dǎo)航專業(yè)修理及研究。

宋沖，工程師，主要從事飛機(jī)綜合航電技術(shù)研究。

丁兆宇，高級(jí)工程師，主要從事飛機(jī)電抗系統(tǒng)技術(shù)研究。