座舱视频摄像机修理的可靠性技术研究

2017-08-16刘浏

军民两用技术与产品 2017年11期

关键词：座舱摄像机部件

刘浏

（江苏金陵机械制造总厂，南京 211100）

座舱视频摄像机修理的可靠性技术研究

刘浏

（江苏金陵机械制造总厂，南京 211100）

根据产品本身的结构特点，针对产品故障模式，介绍了座舱视频摄像机修理过程中运用的可靠性技术。实际应用结果表明，这些可靠性技术有利于保证修理后座舱视频摄像机的正常运行。

座舱视频摄像机，修理可靠性

可靠性作为产品的重要技术指标，是通过设计确立、生产保证、试验验证并在使用中所显现出来的产品的固有质量属性之一。提高产品的可靠性是提高产品质量、降低维修成本和研发费用的重要途径。故障模式、影响及危害性分析（FMECA），故障树分析（FTA），以及故障报告、分析与纠正措施系统（FRACAS）是应用非常广泛而又较为有效的3项可靠性技术，对保证系统的可靠性和安全性具有重要作用。座舱视频摄像机（CTVS）是一种全固态视频摄像机，能够将飞行员通过平视显示组合玻璃观察到的外景及平视显示字符画面以扫描的形式转换成符合标准的视频信号，供视频记录仪记录，或同时提供给飞机的显示器显示。CTVS正常工作对于保障飞行安全具有重要意义。因此，对座舱视频摄像机修理过程中的可靠性技术进行研究具有十分重要的意义。

1 座舱视频摄像机的基本原理和结构

CTVS由镜头部件、CCD（电荷耦合器件）电路部件、视频电路部件、功能控制电路等部件组成，其组成框图如图1所示。镜头将无穷远的光聚焦在CCD上，并通过控制光阑大小自动调节入射光通量。CCD电路将光信号转变为电信号，并进行前置放大处理。视频电路完成视频处理、时钟和同步控制、自动增益控制、γ校正、箝位等功能，产生标准的复合视频信号。功能电路完成自检测功能，外同步功能和事件标记功能。

图1 CTVS组成框图

2 座舱视频摄像机常见故障分析

CTVS是显示控制子系统的一个分部件，常见的故障有自检报错故障、显示画面扭曲、外同步画面抖动等。以显示画面扭曲为例，其工作不正常将影响在多功能显示器上所显示HUD（平视显示）字符叠加画面异常。通常，引起画面扭曲的故障模式有以下几种：

2.1 视频电路部件故障

CTVS的视频电路部件负责将CCD采集的视频信号进行视频处理、γ校正、放大、箝位等处理后，传输到功能电路部件。视频电路部件故障会引起画面扭曲。

2.2 内部同步器故障

在没有外来复合同步输入的情况下，CTVS使用内部同步器，如果内部同步器出现故障，视频信号就无法准确同步，从而造成画面扭曲。

2.3 外同步电路故障

CTVS具有外同步功能，当来自显示与控制处理机（DCMP）的复合同步信号加载到CTVS时，CTVS的视频输出与该信号同步。若外同步电路出现故障，也会造成画面扭曲。

3 座舱视频摄像机修理中的可靠性技术

可靠性技术中的FMECA是对系统操作员、使用者及其所在环境而言，一个事件或失效的发生概率，以及事件或失效后的后果。失效风险的分析通常采用失效的两种衡量标准来判定，一个是严酷度，一个是故障概率。

故障模式所产生后果的严重程度为严酷度，通常采用GJB/Z 1391-2006《故障模式、影响及危害性分析程序》中对严酷度进行度量，如表1所示。这种分类是建立在军事任务上的。对于CTVS来说，其常见故障不足以导致人员伤害或仅导致轻度经济损失，进行风险评估后的严酷度分类属于IV类（轻度的）。故障发生的可能性称为故障概率，通过可靠性分析人员的分析可以基于零部件和子系统的预期失效模式，对每个零部件和子系统进行危害性等级或严酷度级别划分。失效概率同样可以划分级别。一些系统综合使用失效概率和危害严酷度类别进行评估。相对于危害的严酷度，对这些系统的风险评估是基于可接受的发生风险的等级来进行的。表2是风险评估矩阵示例，CTVS故障是偶然发生的轻度故障，在表中对应为III，可对应危险水平说明情况，见表3。

表1 严酷度分类

表2 风险评估的矩阵示例

表3 危险水平说明

通过对造成产品故障的各种可能因素（包括硬件、软件、环境、人为因素等）的分析，画出故障树FTA，从而确定造成产品故障原因的各种可能组合方式，在有条件掌握故障原因发生概率的情况下，计算产品故障概率，并据此来采取相应的纠正措施，以提高产品的可靠性。分析故障时，应分清该故障与整个系统故障是相关的还是不相关的，相关的故障是能在使用现场发现的故障，假设该类故障在现场不可能出现，则为非相关故障。要判断故障的后果严重程度，即严酷度。致命的故障会导致系统整体失效。按图2判断，同样可得出CTVS故障属于轻度故障。