某型导弹首次靶试危险源识别及风险控制研究

冀宇 李云

摘 要：本文通过过程故障模式与影响分析方法（Process Failure Mode and Effect Analysis PFMEA），针对某型导弹在靶试中自检、周检、导弹准备、导弹发射等全流程进行分析，开展危险源识别工作并针对性的制定控制措施，保障该型导弹顺利、安全的完成首次靶试任务。

关键词：PFMEA;首次靶试;危险源分析;制定控制措施

1 引言

某型导弹即将开展首次靶试任务，为保障靶试任务顺利、安全的完成，对导弹靶试任务中导弹加电自检、周检、导弹准备、导弹发射等全流程进行危险源识别，并对识别出的危险源有针对性的制定风险控措施。

导弹靶试过程是由一系列事件严格按照时间逻辑组合而成的，因此本文将采用过程故障模式与影响分析方法（PFMEA），自上而下地对全流程进行归纳分析，分析每个级别过程中的可能时间，以及改时间的故障模式和最坏的影响。

2 PFMEA基本流程

PFMEA基本流程包括计划及相关准备工作、任务剖面与相关过程分析、过程分解、故障模式分析、故障原因分析、故障影响分析和事故影响严重性分析、PFMEA报告等7个流程，详细流程见图1。在分析过程中，应对过程描述详尽，不遗漏重要的信息;应明确过程中的功能目标;分解后的各部分应相对独立，能够清晰地描述各个部位的使用操作过程和功能。

本文通过对某型导弹首次靶试工作进行分析，明确靶试的各项工作流程，采用PFMEA方法进行分析研究，识别危险源。

3 首次靶试危险源PFMEA分析

3.1 任务剖面与相关过程分析

某型导弹首次靶试主要飞行程序包括导弹挂机飞行、机弹分离飞行、导弹自主飞行阶段。

导弹挂机飞行阶段，导弹的主要工作流程为加电自检、周检及导弹准备;

机弹分离飞行阶段，导弹主要工作流程为发射程序、折叠舵展开、导弹起控、发动机点火;

自主飞行阶段，导弹主要工作为稳定姿态飞行、制导。

3.2 过程分解

加电自检过程可以分解为载机向弹发送飞机描述，导弹再回告悬挂物描述，导弹进行程序自检，确认弹上设备初始工作状态。

周检过程可以分解为对弹上状态进行循环周期性检查。

导弹准备可以分解为，导弹收到载机指令，回告载机，并进行初始参数的接收和状态设置。

发射程序可以分解为，载机发送“发射”信号，导弹收到信号且“导弹准备好”，发送热电池激活指令，回告载机“请求分离”，载机发射架将导弹弹射离架。

过程分解表见表1所示：

3.3 故障模式分析

在C1、C2、C5、C6过程中，涉及到载机和导弹之间进行信息交联，如果导弹电磁兼容性较差或导弹与载机的电气匹配性设计不满足载机要求，会导致导弹无法与载机进行信息闭环，导致导弹无法发射，靶试任务失败。

在C3、C4、C7过程中，涉及到弹的工作逻辑，当弹的工作逻辑设计不当，则会出现弹自检、周检不通过的情况，导致导弹无法发射，靶试任务失败。

在C9过程中，导弹需要激活热电池，当热电池出现故障时，导弹无法正常工作，导致导弹无法发射，靶试任务失败。

在C11过程中，载机发射架将导弹弹射离架，当发射架故障时，会导致导弹无法正常离机，在后续飞行或着陆过程中突然离梁，对机体、舱门等造成损伤或对着陆造成不利影响。在导弹弹射过程中，当导弹无法承受弹射载荷时，会导致导弹出现内部故障，靶试任务失败。在导弹弹射过程中，因工作逻辑设计不正确，导致导弹与机体发生干涉，发生不安全事件。

在C12过程中，当导弹折叠舵出现故障，无法展开时，会导致导弹无法进行稳定姿态飞行，靶试任务失败。

在C14过程中，当导弹发动机出现故障时，导致导弹出现无法正常点火、或出现延迟点火的情况，危及载机飞行安全。

在C15过程中，当导弹无法克服机弹干扰，导弹无法保持稳定姿态飞行，可能会出现导弹飞跃载机航线的现象，危及载机的安全。

在C16过程中，当导弹制导系统出现故障，导致导弹将无法准确命中目标，靶试任务失败。

3.4 识别危险源

针对导弹靶试过程中的故障模式分析进行危险源识别：

1）因导弹电磁兼容性较差、电气匹配性设计不合理，导致导弹与飞机无法正常进行信息交联;

2）因导弹工作逻辑设计不合理，导致导弹无法通过自检;

3）因导弹热电池故障，导致导弹无法正常启动;

4）因发射装置故障，导致导弹弹射后不离机，发射装置结构损坏;

5）发射装置弹射行程或弹射速度过大，导致导弹承受较大载荷;

6）因弹射逻辑设置不正确，导致弹射发射过程中，导弹与其他机体、舱门之间发生碰撞;

7）因导弹折叠舵出现故障，导致导弹无法正常飞行;

8）因导弹发动机故障，导致导弹非正常点火;

9）因载机过载、气流等对导弹造成影响，导致导弹无法正常飞行;

10）因导弹故障，在弹射离机后，引起抬头、翻滚等异常姿态;

11）引导单制导系统故障，导致导致导弹将无法准确命中目标。

3.5 控制措施

针对识别出的危险源，在开展导弹靶试工作前制定针对性的控制措施：

1）在靶试前，依据GJB 151B《军用设备和分系统电磁发射和敏感度要求与测量》和GJB1389A-2005《系统电磁兼容性要求》，开展电磁兼容性试验;依据GJB181B《飞机供电特性》、GJB181《飞机供电特性及对用电设备的要求》、GJB1188A《飞机/悬挂物电气连接系统接口要求》及载机挂机使用要求，完成了電源特性及电气接口特性检查。

2）在靶试前，在地面完成机、弹航电综合联试试验。

3）在靶试前，完成热电池点火线路电流数值的检查。

4）在靶试前，进行地面发射装置慢收慢放功能检查。

5）在靶试前，开展全弹冲击试验。同时进行弹射装置与导弹全设备工作条件下的地面弹射分离试验。

6）在靶试前，完成地面坑投试验，检验发射装置弹射性能是否满足要求，对导弹投放过程姿态进行分析，调整导弹姿态控制程序，以满足设计要求;

7）在靶试前，进行折叠舵挂飞振动、基本设计冲击、内埋振动、着陆冲击、温度冲击、低温低气压、湿热、弹射冲击及高温、低温、常温带载展开试验。

8）严格制定点火逻辑：1、若形成“弹动”信号后4s，仍未满足发射条件;2、收到载机“发射”7s后不再对发动机点火;3、弹动辅助判别有效不再进行发动机点火。

9）开展机弹分离仿真、发动机点火窗口运动轨迹仿真、故障模式仿真等分析工组。

10）在靶试前，对程控指令模型进行桌面仿真联试、半实物仿真试验等的验证。

11）设定安控区，防止出现地面二次伤害。

4 结论

通过应用PFMEA对某型导弹首次靶试进行故障模式分析，我们识别出在靶试工作中存在的危险源，并针对危险源有针对性的制定风险控制措施，确保导弹各关键部件有效工作、靶试中各关键流程能够有效运行，能够有效指导靶试工作顺利进行，保障飞行安全不受影响。

参考文献

[1]王华伟 航空安全工程[M]北京：科学出版社，2014.

[2]翟磊 空空导弹发射控制技术[J].制导与引信，2015，（4）：6-8

[3]陈升 杨庆贺 导弹安全发射技术研究[J].航空兵器，2002，（5）： 17-19