雷神二次雷达大盘故障抢修案例分析

胡石根

（民航中南空管局技术保障中心，广东 广州510405）

0 前言

航管监视雷达是空中交通管制系统的重要组成部分，如果说甚高频地空通信系统是管制员的嘴巴和耳朵，那么航管雷达就是管制员的眼睛[1]。管制员通过雷达对空中的飞机进行实时监视，根据飞机的飞行动态，安全有序地指挥飞机。雷达设备在长时间不间断的运行过程中，不可避免地会出现或大或小的故障，作为设备维护人员，在面对雷达系统故障时，如何准确地分析、判断故障点，采取一切必要措施快速恢复设备正常工作，对于确保空中交通管制安全有着重要的意义[2]。文章对韶关雷神二次雷达出现的大盘故障进行了分析，详细介绍了故障的定位和处理过程。

1 故障现象

韶关雷神二次雷达自建台以来运行了超过15年，一直比较稳定。2016年8月3日20：50，韶关雷达站值班人员在巡视过程中发现雷达天线停转，雷达无目标输出。在雷达控制和监视系统CMS（Control and Monitor System）上有天线的告警，ABB逆变器上电流、频率均为0.上雷达塔基座房检查，发现马达没有动静。尝试重启雷达系统，重启后，雷达马达有震动，但有异响，ABB逆变器上电流、频率也有数值，但天线仍未转动。之前从未遇到这种故障，为避免故障扩大，值班人员中断了天线系统的供电，请求技术支援。

2 故障分析

根据故障现象可初步判断为雷达天线系统重大故障，中南空管局设备抢修技术人员第二天就紧急赶赴韶关雷达站，根据故障现象和值班员对故障的描述，技术人员分析可能的故障点如下：

（1）马达故障或者是马达齿轮与变速的大齿轮卡死，如图1所示[3]；

（2）雷达的马达是横装的，通过横轴齿轮和纵轴齿轮，将马达的横向转动转化为天线沿纵轴的转动，大盘有横轴承和竖轴承，有可能是轴承故障；

（3）其他活动部分的机械故障。

图1 雷达大盘剖面图

3 故障的处理过程

因为怀疑马达已坏，在没有专业工具的情况下，技术人员齐心协力把重达二百多公斤的马达备件徒手搬上六层高的雷达塔。技术人员仔细观察雷达天线并无异样后，认为故障出现在基座大盘的可能性较大。在拆除马达后，试着手推天线仍不能转动。技术人员进一步诊断故障最有可能由于大盘轴齿轮和轴承处卡死导致。这种故障在维修经验丰富的专家看来也是一种挑战，因为要把大盘主轴和横轴拆除下来才能判断故障位置，而要拆除所有基座轴就相当于要对整个雷达基座来了一次大解剖。

技术人员把连着马达的横轴的观察窗口拆开，轻轻转动齿轮，发现其表面和轴承光滑无磕痕，认为其损坏的可能性不大。排除横轴损坏后，转向排查主轴的问题。由于主轴并无可以直接观察的窗口，这意味着要看到其上轴承，则需要移动上吨重的雷达天线。

技术人员依靠两部液压车，把天线顶离基座。拆除上轴承顶盖后，技术人员发现上轴承并无异样。把大盘下部的旋转铰链、印制电路旋转变压器PCR（Printed Circuit Resolver）组件拆掉，在技术人员拆卸下轴承时，发现主轴竟然跟着下轴承下坠，以当时人员配置，这个重量是无法承受的。只好暂停拆除下轴承，大家重新研究基座图纸，主轴剖面图如图2所示。

图2 大盘主轴剖面图

经过大家对图纸的分析和讨论，决定继续按原计划拆卸下轴承，在拆卸过程中，主轴并没有继续往下，在全体人员的共同努力下，顺利拆卸了下轴承，找到故障点。故障原因为下轴承上挡板卡环（图3中的1）崩了一个缺口，和主轴的一个密封圈（图3中的2）摩擦，产生大量铁屑，导致主轴卡死，雷达天线停转。经过4天的努力，找到了天线停转的故障点，如图3所示。

图3 故障点1和2

确定了雷达天线停转的故障点之后，制定了进一步的维修方案：一方面定制新的下轴承上挡板卡环替换原来磨损严重的；另一方面技术人员用打磨工具一点一点的将密封圈上面的两条凹槽里面的铁屑打磨干净，因为工作空间狭小，只能用很小的砂棒，打磨过程非常缓慢。

当密封圈和主轴打磨干净后，定制的轴承上挡板卡环也做好了，开始安装下轴承。这时，发现直接安装时容易导致中心轴同时往上走，造成横轴齿轮和纵轴齿轮卡死。技术人员调整安装方法，采取了加工一根槽钢压住安装天线的法兰并用锤子振动，终于把下轴承安装到位。接下来把马达安装到位，加电测试时发现大盘转动时有异响声。技术人员又再次把马达拆下来，发现马达的插销处有螺母松动的痕迹，再次拧紧后，异响声少了很多。接下来把基座恢复，天线安装到位。

由于维护过程中拆了天线，并且把旋转铰链，PCR等都拆下来了，雷达开启之后，雷达维护监视器（RMM，Radar Maintenance Monitor） 上 Sitemonitor的方位出现了偏差，技术人员对雷达的方位重新进行了调整，雷达询问机的Video&Timing板提供了方位调整功能。Video&Timing板上设有方位偏移量设置跳线开关。它们是Video&Timing板上第30～43号共14个跳线开关。跳线30是高位，跳线43是低位。调整过程如下：

雷达刚开启时，sitemonitor的方位角为145.6°，原来正常的方位角为167.8°，延迟了22.2°.根据公式计算：

（22.2/360×16 384）+3＝1 013

1013转换成14位二进制为00001111110101，板上原来设置的14位二进制为11001111001011，将两个二进制相加得到最终的14位二进制数：11011111 000000，将板上LK30—LK43设置为14位二进制：11011111000000.方位调整好之后，雷达数据恢复正常。

4 结束语

韶关雷神二次雷达安装运行至今超过17年，设备逐渐老化，出故障的概率与以往相比大大增加。再加上Raytheon公司已经不再提供技术支持，这就要求设备维护人员不但要熟悉各个板件的功能，更要掌握整个系统的信号流程以及设备的机械构成。当遇到故障的时候，首先要保持头脑清醒，有清晰的排故思路，避免造成故障的扩大化。胆大心细，逐步缩小故障的可能范围，最终精确定位故障并解决故障。

本文分析了韶关雷神二次雷达出现的一种比较少见的大盘故障，对大盘的结构进行了简单介绍，详细阐述了故障的排除过程，对解决类似故障有一定借鉴作用。