■ 高媛 郭曉華 付強(qiáng) 秦燕鴿/國(guó)營(yíng)洛陽(yáng)丹城無(wú)線電廠

1 故障情況

某型雷達(dá)導(dǎo)彈全時(shí)序測(cè)試時(shí)“角度預(yù)置誤差Y、Z軸絕對(duì)值”不合格，導(dǎo)引頭艙故檢測(cè)試時(shí)，角度指示執(zhí)行誤差不合格，同時(shí)+27V 加溫電上電瞬間沖擊電流相較常規(guī)測(cè)試值減少了約2A，數(shù)值異常。

2 故障原理分析

2.1 角度指示執(zhí)行誤差不合格原因分析

根據(jù)導(dǎo)彈全時(shí)序測(cè)試流程，當(dāng)目標(biāo)將要進(jìn)入導(dǎo)引頭的允許截獲距離時(shí)，飛控組件提前向?qū)б^發(fā)出“開(kāi)發(fā)射機(jī)高壓”指令，并給導(dǎo)引頭發(fā)送目標(biāo)角度和速度指示信息。在角度預(yù)置時(shí)，飛控組件先向?qū)б^發(fā)送導(dǎo)引頭Y、Z軸框架預(yù)置角，導(dǎo)引頭接收到飛控組件發(fā)送的加高壓指令時(shí)，會(huì)根據(jù)預(yù)置信息執(zhí)行角度粗預(yù)定和精預(yù)定。粗預(yù)定時(shí)，導(dǎo)引頭不接入陀螺；精預(yù)定時(shí)，導(dǎo)引頭按照陀螺指向進(jìn)行精確的角度指示。全彈自檢合格后，預(yù)置框架角時(shí)，角度預(yù)置不合格的原因?yàn)閷?dǎo)引頭艙故障。

角度指示執(zhí)行誤差測(cè)試時(shí)，設(shè)備模擬飛控組件向?qū)б^發(fā)送角度預(yù)置信息，導(dǎo)引頭計(jì)算機(jī)與機(jī)電式位標(biāo)器閉合角度跟蹤回路，使天線面板指向預(yù)定方向，這一工作分別由目標(biāo)角度粗指示回路和目標(biāo)角度精指示回路完成。根據(jù)以上分析，造成角度預(yù)置不合格的原因?yàn)閷?dǎo)引頭艙角度跟蹤回路故障，涉及組件有陀螺電源、三自由度陀螺、位標(biāo)器、角跟蹤電路。

2.2 +27V 加溫沖擊電流異常原因分析

載機(jī)掛彈起飛后，載機(jī)加載“預(yù)熱”指令，此時(shí)載機(jī)的供電使導(dǎo)引頭的陀螺、晶振恒溫器和速調(diào)管燈絲處于通電工作狀態(tài)，即導(dǎo)引頭處于“加溫”狀態(tài)。導(dǎo)引頭艙測(cè)試時(shí)從設(shè)備來(lái)的+27V 加溫電一路送到發(fā)射機(jī)，用于發(fā)射機(jī)速調(diào)管燈絲預(yù)熱；另外一路經(jīng)過(guò)二次電源兩個(gè)二極管后分別送到修正通道微波接收機(jī)和陀螺電源，為多路恒溫晶振提供加溫電并經(jīng)陀螺電源轉(zhuǎn)化為三相交流電加至三自由度陀螺，驅(qū)動(dòng)陀螺轉(zhuǎn)動(dòng)。導(dǎo)引頭艙加溫沖擊電流異常，較常規(guī)值減少約2A 電流，原因可能為陀螺電源、三自由度陀螺、修正通道微波接收機(jī)和速調(diào)管四個(gè)組件中的一個(gè)或多個(gè)未能正常啟動(dòng)工作。

結(jié)合以上故障原理分析，建立了導(dǎo)彈角度預(yù)置偏差不合格、導(dǎo)引頭艙角度指示執(zhí)行誤差參數(shù)不合格及+27V 加溫沖擊電流異常故障樹(shù)（見(jiàn)圖1）。

圖1 故障樹(shù)

2.3 故障樹(shù)分析

從故障樹(shù)底事件可以看出，導(dǎo)引頭艙角度指示執(zhí)行誤差不合格和加溫電沖擊電流異常均指向兩個(gè)共同的底事件——三自由度陀螺故障和陀螺電源故障。

1）陀螺電源故障

將三自由度陀螺與陀螺電源的連接斷開(kāi)，對(duì)陀螺電源單獨(dú)供+27V 電后，用數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)接口3、4、5 腳（即A、B、C 三相）輸出電壓進(jìn)行測(cè)試，A 相輸出電壓正常，B、C 三相均無(wú)電壓輸出，測(cè)試結(jié)果表明陀螺電源輸出電壓不正常。

2）三自由度陀螺故障

導(dǎo)引頭裝配合格后對(duì)陀螺電源測(cè)試，由合格陀螺電源對(duì)三自由度陀螺供三相交流電，該導(dǎo)引頭性能測(cè)試正常。表明三自由度陀螺性能正常。

3）修正通道微波接收機(jī)、速調(diào)管故障

針對(duì)+27V 加溫電沖擊電流異常，導(dǎo)引頭測(cè)試時(shí)自檢合格，除加溫沖擊電流小于常規(guī)值外，其他供電電壓電流均正常，使用合格陀螺電源對(duì)導(dǎo)引頭艙進(jìn)行性能測(cè)試，修正通道靈敏度測(cè)試合格，發(fā)射機(jī)參數(shù)測(cè)試合格。因此，修正通道器件功能正常，發(fā)射機(jī)部件功能正常，排除修正通道微波接收機(jī)和速調(diào)管故障可能。

4）角跟蹤電路、位標(biāo)器故障

針對(duì)角度指示執(zhí)行誤差參數(shù)不合格，對(duì)位標(biāo)器及角跟蹤電路進(jìn)行排查。導(dǎo)引頭自檢時(shí)，位標(biāo)器機(jī)械部分工作能力檢查標(biāo)志GGFI 及直流放大器零位漂移補(bǔ)償標(biāo)志GGW 均顯示合格，這兩個(gè)參數(shù)的測(cè)試基本覆蓋了角跟蹤電路的工作功能。此外，使用合格陀螺電源進(jìn)行導(dǎo)引頭艙性能測(cè)試時(shí)，相關(guān)指標(biāo)均合格，因此，排除角跟蹤電路和位標(biāo)器故障可能。

綜上，導(dǎo)致導(dǎo)引頭艙角度指示執(zhí)行誤差不合格和+27V 加溫沖擊電流異常的原因?yàn)橥勇蓦娫垂收稀?/p>

2.4 故障定位

單獨(dú)對(duì)陀螺電源測(cè)試時(shí)，陀螺電源無(wú)三相交流電輸出，確認(rèn)陀螺電源故障。故障原因?yàn)椋和勇蓦娫碆、C 相無(wú)輸出，不能驅(qū)動(dòng)三自由度陀螺轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)，因而無(wú)法進(jìn)行角度精指示且沖擊電流減小，從而導(dǎo)致導(dǎo)引頭艙測(cè)試“角度指示執(zhí)行誤差不合格、+27V 加溫沖擊電流異?！币约叭珡棞y(cè)試時(shí)“角度預(yù)置誤差Y、Z軸絕對(duì)值”不合格。

3 機(jī)理分析

3.1 陀螺電源工作原理

陀螺電源是導(dǎo)引頭艙組成部分之一，用于將+27V 直流電源轉(zhuǎn)換為三相交流電源，驅(qū)動(dòng)三自由度陀螺電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。導(dǎo)引頭測(cè)試時(shí)，由設(shè)備送給導(dǎo)引頭艙+27V 直流電源加溫電，經(jīng)二次電源轉(zhuǎn)換，為陀螺電源提供+27V 工作電壓。陀螺電源原理框圖如圖2 所示。

圖2 陀螺電源原理框圖

陀螺電源主要功能組成包括電壓轉(zhuǎn)換模塊、信號(hào)發(fā)生單元、混合集成電路、濾波放大模塊四個(gè)部分。設(shè)備供給的+27V 直流電經(jīng)過(guò)電壓轉(zhuǎn)換濾波分壓后產(chǎn)生不共地的±13.5V 電壓，為其他模塊提供工作電壓。信號(hào)發(fā)生單元是由運(yùn)算放大器及其外圍電路組成的正弦波振蕩電路，能夠生成一個(gè)特定頻率的正弦波?；旌霞呻娐罚ㄒ卜Q(chēng)為陀螺精密三相交流電源）將信號(hào)發(fā)生單元產(chǎn)生的正弦波分為三相相位差為120°的交流電壓，經(jīng)后級(jí)濾波放大后產(chǎn)生線電壓為36V 的三相交流電，驅(qū)動(dòng)陀螺電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 故障機(jī)理

對(duì)故障陀螺電源單獨(dú)供+27V 電壓，電壓轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓實(shí)際測(cè)量值為+7.7V 和－19.2V（正常值應(yīng)該為+13.5V 和－13.5V），經(jīng)分析排查，因作為負(fù)載的混合集成電路故障使電壓轉(zhuǎn)換模塊輸出電壓異常，造成陀螺電源無(wú)三相電輸出。

對(duì)該故障混合集成電路拆殼分析，使用10 倍顯微鏡觀察，確定故障原因?yàn)閮?nèi)部氧化鈹基片斷裂導(dǎo)致表面印刷（－13.5V 電源）導(dǎo)體斷路，B 相、C 相無(wú)－13.5V 輸入電源，最終導(dǎo)致該混合集成電路B、C相無(wú)輸出信號(hào)。另外，由于受當(dāng)時(shí)工藝水平所限，大面積氧化鈹基片難以保證100%合格，因此少量氧化鈹基片存在細(xì)微裂紋，經(jīng)過(guò)高貯、溫循等篩選試驗(yàn)后，基片與外殼焊接面間的空洞殘留氣體熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力使基片裂紋不斷擴(kuò)大，最終導(dǎo)致基片斷裂。

4 故障排除

混合集成電路工作電流較大，焊盤(pán)直徑大，手工拆焊容易造成焊盤(pán)脫落，因此維修時(shí)適宜使用加熱均勻的自動(dòng)拆焊臺(tái)拆裝。更換混合集成電路后，陀螺電源性能測(cè)試、溫度試驗(yàn)合格，將修復(fù)陀螺電源裝回導(dǎo)引頭艙性能測(cè)試，各項(xiàng)指標(biāo)均合格，加溫沖擊電流恢復(fù)常規(guī)值。

5 總結(jié)

本文針對(duì)角度指示執(zhí)行誤差參數(shù)不合格及加溫沖擊電流異常進(jìn)行了故障原理分析，定位故障部件并確定了具體故障點(diǎn)。由于陀螺電源故障直接造成三自由度陀螺不工作，導(dǎo)引頭目標(biāo)精預(yù)定不能實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致導(dǎo)引頭測(cè)試項(xiàng)中關(guān)于角度跟蹤回路參數(shù)性能均不合格。本次故障模式分析為類(lèi)似故障及加溫沖擊電流異常提供了排故思路和方法。