基于故障树的导弹发控系统故障模式及原因分析*

2013-12-10郭留河张云峰

弹箭与制导学报 2013年2期

郭留河，张云峰

(装甲兵工程学院，北京 100072)

0 引言

反坦克导弹是步兵战车的主要反装甲武器。导弹发控系统是导弹系统中除导弹外的车载部分，包括电视测角仪、导弹控制盒、显控盒、操纵台、发射托架、发射架和连接电缆等。为了便于检查系统的技术状态是否正常，判断能否发射导弹，系统内置了功能较强的自检模块[1]。当自检不正常时，就表明发控系统有故障，不能发射导弹。为了在出现自检不正常的情况下，快速确定故障原因，文中运用故障树方法，研究了该系统的故障模式和故障原因，确定了故障定位的优先等级和快速故障定位策略。

1 系统自检原理

发控系统自检原理如图1所示，当状态选择开关置“自检”位时，状态控制电压SELFC和自检标志电压SELF1均为低电平。给导弹系统加电后，发控系统就在微处理器的控制下依次检查导弹控制盒初始供电电路输出电压、回输信号处理电路、功率放大电路输出电压幅度、解锁控制电路等关键电路工作的正确性，检查发射托架解锁电磁阀及微动开关动作的正确性，并控制测角仪变焦和自检。当系统正常时，显控盒上的自检指示灯周期闪烁，否则，自检指示灯保持常亮。

图1 发控系统自检原理框图

2 故障树建立

按照建立故障树的一般步骤，首先将导弹发控系统故障作为顶事件T1，再将导致T1发生的直接原因“导弹发射故障A1”和“导弹控制故障B1”并列作为第二级，其中“A1”又由“发射指令失效C1”和“发射托架失效D1”两个原因引起。导致D1失效的原因又由部件级(如发射架锁定机构H1、导弹锁定机构I1、电磁解锁机构J1等)，最终搜寻到元器件级(如微动开关X22、锁叉弹簧 X21、电磁阀 X25等)。如此逐级展开，最终找到故障树的所有底事件，经过适当简化后得到如图2所示的故障树。

图2 发控系统故障树

根据发控系统实际和故障定位到部件的需要，参考使用过程中的故障统计结果[2]，利用元器件计数可靠性预计法[3]，把图2 中的底事件上移到系统部件接口或部件检测口的可测量上，得到如图3所示的简化故障树模型，其门事件含义如表1所示，各底事件的概率数值如表2所示。

图3 发控系统故障树简化模型

表1 故障树门事件含义

表2 底事件概率表

3 故障树模型分析

3.1 事件概率计算

故障树中各事件概率值如下:

3.2 故障树最小割集及其重要度计算

按照Fussell法，根据图3故障树，通过分析得出最小割集的Fussell分割如表3。从表中可知系统有31种主要故障模式。

表3 最小割集的Fussell分割

为了快速故障定位，还应确定故障定位的优先等级，即求出各故障模式的重要度，并按照重要度从大到小的顺序进行原因分析，按照Fussel和Vesely方法[4]求出的重要度如表4所示。从表中可以发现，当发控系统出现故障时，虽然有31种故障模式，但M1，M2，M4，M10，M28，M29，M30 这七种故障模式是最有可能的故障原因，因此，当系统出现故障时，首先应从M1开始，并按照重要度由大到小的的顺序来分析确定故障部位。