一起航空插头制造缺陷引起的装备发射未离机故障

2020-04-12李鉴涛赖江平孙贝生

航空维修与工程 2020年10期

关键词：故障

李鉴涛赖江平孙贝生

摘要：针对某装备发射未离机故障的原因进行分析，通过建立故障树，对各项故障可能因素进行排查验证，确定了故障原因为航空插头制造缺陷造成对接错误，并针对存在的问题提出预防措施，为用户的修理保障工作提供借鉴和参考。

关键词：航空插头；制造缺陷；故障

Keywords：aircraft plug；manufacturing defect；failure

0 引言

航空插头广泛应用于作战装备中，是连接电气线路的主要机电元件，主要功能是连接部件与线路、传输信号，正确选择航空插头是保证电路可靠性的重要保证，将对装备质量起到重要作用。航空插头的可靠性需要制造单位在生产中保证，如在生产过程中因质量管理不善、加工尺寸超差等原因产生制造缺陷，一枚小插头将造成大危害，引发严重后果。

1 故障现象

某部在战训时，飞行员实施某装备的投放，按压发射按钮后，飞机外挂画面显示未收到准备好信号，装备未离梁，飞行员反馈装备报故。

2 故障原因分析

返回地面后检查装备点火链路（见图1），发现超压点火具已工作，工作点火具未工作。工作点火具未工作是装备报故的直接原因。

分析点火链路的工作流程，装备在发射前，弹上供电由载机提供，飞行员按压发射按钮后，载机向装备发送27V“点火”指令，通过连机插头E（F）点接入弹上组合控制单元的插头ZK：31引脚，组合控制单元接收“点火”指令后，吸合2路继电器，27V指令分别通过ZK：30、32引脚，经AQ插头同时向超压点火具和工作点火具发出“点火”指令，接收到指令后，超压药柱和工作药柱同时工作。超压药柱点火瞬时产生压力（工作时间约0.25s），快速启动涡轮发电机；工作药柱点火，持续向涡轮发电机、舵机提供燃气（工作时间不小于40s），为弹上提供能源。涡轮能源组件达到额定转速并在0.8s内发出“涡轮能源准备好”信号，此时弹上供电由载机供电改为弹上提供，弹上各系统开始工作，“涡轮能源准备好”信号发出0.4s后，装备向载机反馈“全弹准备好”信号，载机点燃抛放弹，装备离梁发射。

为查明工作点火具未工作的原因，梳理各项影响因素，列出工作点火具未工作故障的故障树（见图2）。根据故障树分析可知，造成工作点火具未工作的可能原因包括点火链路故障、组合控制单元故障、工作点火具故障等，分别对各故障因素进行排查。

首先对工作点火具进行分析。点火具主要由桥丝、工作药柱组成，在使用中根据载机的“点火”指令加热内部桥丝，通过桥丝点燃点火具内部工作药柱，工作药柱迅速燃烧，引燃点火药盒，产生高温高压燃气，经排气管进入涡轮发电机，启动涡轮发电机高速旋转而发电给装备供电。装备上使用的工作点火具为了确保工作可靠性，采用了双保险设计，两路插针各控制一组桥丝。为排除工作点火具本身故障因素，使用通用设备对工作点火具的导通电阻、绝缘电阻进行测试，经测试，点火具1、3脚及2、4脚桥丝电阻均为1.01Ω（技术标准0.8～1.2Ω），绝缘电阻为550MΩ（技术标准大于20MΩ），两项性能指标均符合要求。为进一步确认内部桥丝状态，对工作点火具进行CT检查（见图3），检查其内部桥丝完整，未断开，内部工作药柱也未发现异常，排除工作点火具故障分支。

排除工作点火具故障因素后，对组合控制单元进行检查，组合控制单元的作用是实现弹上各部件的信号传输与控制、协调弹上各部件的逻辑控制和按时序工作。用电气专用检测设备检查组合控制单元性能，各项性能均符合要求，为了排除隐性故障，对组合控制单元开展振动、高低温等环境试验考核，按要求在试验过程中及试验后对其性能进行检查，性能均符合要求，通过性能检查和试验确认，排除组合控制单元故障分支。

对点火链路进行分析验证，点火链路主要起到传输点火信号、启动点火具的作用，因点火链路中存在火工品，为确保安全，将图1中的超压点火具、工作点火具的4路桥丝换成1Ω电阻，在FJ插头加载27V电压，开展模拟点火试验。通过试验验证，4个模拟电阻的电流、电压均正常，表明点火链路中的电缆、组合控制单元和AQ插头链路导通均正常。

深入检查发现，连接工作点火具的DH2电缆插头的定位键未起作用（定位键见图3），该插头在错偏90°、180°、270°时均能对接工作点火具（对接示意见图4）。

DH2电缆插头型号为2PX14K4Q1，有四个插孔，在同一枚装备上有两个该型号的插头分别连接工作点火具（DH2插座）和超压电火具（DH1插座），是点火链路中的关键连接点。按照正常的对接要求，DH2电缆插头的1、2、3、4号孔应分别对应点火具1、2、3、4号针。

若DH2电缆插头偏转90°，DH2插头的1、3路直接连接到点火具的1、2针脚，DH2插头的2、4路直接连接到点火具的3、4针脚，将使点火具的桥丝始终处于断路状态，载机发出的“点火”指令无法传到电点火具桥丝上，使点火具无法通电点火，进一步影响工作药柱点火燃烧，从而导致涡轮发电机不能正常工作发电，形成不了“涡轮能源准备好”信号，该信号将影响装备“全弹准备好”信号发出。载机火控系统接收不到装备“全彈准备好”信号，认为装备存在故障，未具备发射条件，火控系统产生装备故障信号，停止为装备提供27V电源，中止装备发射流程，导致装备无法发射。

通过上述分析，该枚装备发射未离机的直接原因为DH2电缆插头与工作点火具对接时错接导致。

检查DH2电缆插头与工作点火具插座，插座上有定位销，进行了防差错设计，在正常情况下不应出现错接的问题。为进一步分析该问题产生的原因，随机抽查了另外15个同型号装备上的插头外径尺寸（见图5）。

经测量发现，不同年份生产的电缆插头外径尺寸差距较大（见表1），该型插头08、09批生产的外径尺寸比其他年份批次生产的尺寸偏小，08、09批出厂装备的6个插头的尺寸范围在11.30～11.33mm之间，而05、10、11批出厂装备的24个插头尺寸范围在11.60～11.66mm之间。核对插头制造图样（见图6），该型插头外径尺寸的制造范围为11.64～11.88mm。测量表明，实际生产的部分插头尺寸不符合制造图样要求，不同年份生产的航空插头之间存在较大的制造误差（见图7），存在制造缺陷。

进一步检查电点火具，观察发现插座内的定位键较浅，为圆弧型，且长度较短，使用游标卡尺对相关尺寸进行测量，该型插头内径尺寸约为11.8mm、插头内的定位键高度约为0.5mm，宽约为0.92mm，长度约为4.9mm。如果DH2电缆插头外径尺寸在11.6mm左右，定位鍵发挥作用，在对接中不会发生插错，但因DH2电缆插头的定位槽宽度为2.5mm，远大于电点火具插座内定位键的宽度，这时若DH2电缆插头外径尺寸在11.3mm左右，插头与插座之间的间隙在0.5mm左右，则定位键不能有效起作用，在对接中将存在插错的隐患。

综上分析，引发装备发射未离机故障深层次的原因是插头具有制造缺陷，在装配过程中，由于DH2电缆插头的装配位置较深，操作人员在装配中连接插头时只能通过感觉进行对接，习惯上认为插头上有防差错措施，只要能对接进去就认为对接正确，但由于定位键较浅，加上08、09批生产的插头外径尺寸偏小，导致定位键未能起到防差错的作用，在对接中造成插头连接错误，从而导致在战训使用中发生弹药发射未离梁的故障。这是一起典型的因插头制造缺陷导致的故障，应引起高度重视，在修理保障过程中加强对插头连接及电气线路的检查。

3预防措施

1）针对发现的问题，在修理中将该处航空插头的装配作为易错工序进行风险管控，增加检验点检查，同时完善该型装备危险品装配工艺规程，明确电点火具安装及DH2航空插头装配的注意事项、操作要点，装配后增加在AQ安全插头检查点火具桥丝电阻的检查要求，等效检查插头的对接情况，避免再次出现接错问题。

2）针对可能发生的插错的情况，制定排查方案，消除质量安全隐患。

3）对不同批次采购的航空插头加强检查，严格按要求做好二次筛查工作，确保各项性能及尺寸满足使用要求。