典型相控阵雷达装备以可靠性为中心的维修分析

王志海 徐志国

摘要：随着科技和军事装备的迅速发展，新装备快速列装，从而对高科技装备维修保障质量和标准提出更高地要求。目前，雷达装备在科学技术的引领下，呈现出多元化发展，装备成果已经遍布各领域、各军种，雷达型号也不断更新换代，这都给维修带来巨大挑战，如何做好这一保障，促使雷达装备维修质量和水平显著提升，从而更好地推动雷达装备维修保障向更高水平发展 基于此，本文着重以相控阵雷达为研究对象，以可靠性为中心维修思想，分析和探索雷达装备以可靠性为中心的维修的具体策略，以供技术人员参考借鉴。

关键词：雷达装备;RCMA维修

本文以某相控阵雷达装备为研究对象，借鉴《装备预防性维修大纲的制定要求与方法》，应用RCMA（以可靠性为中心的维修分析）方法对雷达装备进行系统的分析，阐述了雷达装备RCMA的基本步骤、方法及特点。

一、雷达装备RCMA的基本步骤

雷达装备RCMA的基本步骤同其它现役装备一样，也经过确定重要产品（SI），对每个重要产品进行故障模式和影响分析（FMEA），进行RCMA逻辑决断，确定预防性维修工作的间隔期和进行预防性维修工作的组合。但雷达装备的机械构件一般按静态强度理论设计，有足够大的安全系数，除在遭到敌方的致命性攻击，一般不会有危及人身安全的故障模式，因此没有必要进行结构产品的RCMA分析。另外与飞机、舰船等大型复杂装备相比，雷达装备不存在使用和维修的区域划分，所以不进行区域检查分析，只进行系统和设备的RCMA分析。

另外，雷达装备有许多维修经验和维修数据的积累，与RCMA科学原理结合起来，可使传统的维修方法及经验得到最大的发挥。

（一）确定重要产品（SI）

相控阵雷达装备是由成千上万机械零部件、电子元器件、功能各异的印制板、组合及线束电缆等组成，在装备中有着不同的作用和功能，而且都有随时发生故障的可能性。这些故障的表现形式以及对装备完成任务所产生的结果都不一样，有些故障危及装备和操作人员的安全，有的对任务的完成有直接影响，但大部分产品所产生的故障对系统的任务完成和安全没有直接的影响，因此，对组成装备的所有产品进行分析，既不现实也不经济。

RCMA的任务是对那些能产生影响任务完成和安全性，或有重大经济性后果的故障的产品进行分析。确定重要产品（SI）就是列出在构成装备的不同层次上的重要产品，方法是根据雷达装备的构成及特点分系统列出全部产品，形成“构造树”，找出不同层次上的重要产品，留下做进一步的分析研究。原则是“自上而下”，做到“不交叉、不漏项”，既不漏掉一个重要的产品，又不增加分析的工作量。

（二）功能故障、故障模式及影响分析（FMEA）与RCMA逻辑决断

根据“构造树”确定出部分重要产品，就可以进行功能故障，故障模式及影响分析。FMEA是可靠性工程中最为有效的可靠性分析技术，也是雷达装备维修分析人员进行维修决策的有力工具，通过分析可能发生的故障模式，确定出产品可能发生的故障原因，从而采取相应的预防措施，保证装备发挥正常的功能奠定基础。限于篇幅，只对其发射系统部分电子器件进行分析，并作RCMA逻辑决断。

1.调制器等有关高压元件的严重打火故障。是一种危险性故障模式，其结果可导致发射子系统有关元件击穿损坏。高压元件价格高、备件少、难于修复，所以嚴重的高压打火击穿故障，可能造成相控阵雷达系统解除战备时间过长。因此具有严重的任务性后果和重大的经济性后果，必须进行预防性维修，以避免此类故障的发生。

2.多注速调管及波导传输线等有关元件的高频打火故障。这类故障有的虽然可以从多注速调管高压表及电流表的摆动看出，但多数高频打火并不能立即发现，且不直接影响相控阵雷达系统的正常工作。因此，可以认为它是一种具有隐蔽功能的故障模式，可能造成多注速调管损坏，馈线烧蚀。这些器件的价格昂贵，容易造成经济性后果，应进行合适的视情检查工作，及时发现打火部位并加以恢复。

3.控制电路、预调器等低压电子组合。发生故障后具有任务性后果，但属于明显的功能故障，可以及时、方便地加以恢复，且维修费用较低。因此，对于这类组合不安排预防维修工作，而一直使用到发生故障为止，以充分发挥其有效寿命。

对于相控阵雷达装备FMEA，要按照分析程序从产品重要功能出发确定故障模式，而不能简单地确定有些什么故障模式。确定了故障模式及其影响后，可根据长期实际维修经验，对其进行验证和局部筛选，对于很少发生且影响小的故障模式，可经常发生但易于恢复的故障模式一般不做全面的逻辑决断。

（三）确定预防性维修工作的间隔期和形成预防性维修大纲

以上RCMA逻辑决断，虽然提出了可能的维修方式，但对维修工作的最后确定，还必须进行适用性和有效性的全面评定，才能得出初始RCMA大纲。下面以评定防止高压元件打火击穿故障所采取的视情检查工作的适用性和有效性为例，来说明这种方法。

视情工作的适用性是表明被检组件有一种可鉴别的实际状况或现象发生，而且可鉴别的潜在故障到功能故障发生的间隔时间够长，在这个时间内能把潜在故障排除。根据以往实践经验可知，高压元件上积灰较多，气候过于潮湿，高压电表指示过大以及整流变压器油面过低或变质等，均为打火功能故障发生前的征兆。可见对高压元件打火的视情检查工作是合适的，问题只是预防维修间隔时间的确定。

二、RCMA大纲与传统维修方式的比较

把表1所列的预防性维修工作和目前部队贯彻的维修方式比较，可以看出RCMA大纲具有以下几个特点：

（一）“RCMA大纲”中对相控阵雷达系统的重要基础，如高压元器件、高频大功率元件等确定了预防性维修内容和预防性维修时间间隔，而传统的维修方式没有这些工作。

（二）“RCMA大纲”中取消了对装备可靠性无益的项目，如：拔插电缆头、维护负责印制板的插座或其它转接器件，对低压电源、控制电路、预调器只做保养工作，不安排预防性工作，以最大的发挥其使用奉命。

（三）更为重要的是“RCMA大纲”不像传统维修方式那样，不对电机做任何预防性检查只做定期维护拆修，这不仅大量节约费用和工时，而且也最大限度地保障了这引起组件的最佳可靠工作状态，因此RCMA告诉我们必须根据电机的最住维护周期来确定检修时间。

三、几点体会

（一）把表l用于相控阵雷达系统后，可以发现传统定期的全面翻修对维修资源的利用效率不高。

（二）RCMA用于雷达系统以后，将会消除不符合实际和无效的工作，延长系统维修间隔时间，大量减少要进行预定维修的部件的数量，因此，RCMA大纲能带来很可观的军事效益。其意义是：通过对真正重要基础上做预防性维修和安排较多的最佳检修周期，最终会使RCMA大纲成为保证雷达装备最大可靠性水平的维修大纲。

（三）对于目前部队装备的旧雷达由于这装备在设计时的先天不足，装备的可靠性、维修性、可达性都比较差。在这种条件下，RCMA也许不能解决所有可靠性问题，但确能减轻维修工作量和节约三是告费用，并为装备的改进指明方向。因此，不仅要在设计阶段对装备进行可靠性研究，也必须加强对旧雷达装备的可靠性研究，最大限度地延长其使用寿命以节约维修经费

结语：综上所述，雷达装备维修是雷达作战效能提升的的重要组成部分，是促使雷达使用、运行可靠的关键因素。在新科技迅速发展的时代背景下，军队更要加大对雷达装备以可靠性为中心的维修运用重视力度，并将以可靠性为中心的维修纳入装备从生产到报废的全过程管理，在满足雷达装备维修保障需求的同时，更好地推动装备以可靠性为中心的维修保障。