某型飞机导弹发射装置电气测试故障分析

杜尧

摘要：某型飞机进行机上检测时发现其导弹发射装置解锁和音响测试不合格，该故障对飞机的武器性能将造成一定影响。本文对该故障进行了详细分析，并对故障进行了排除。

关键词：导弹发射装置；信号控制盒；机械锁

Keywords：missile launcher；signal controller box；mechanical lock

0 引言

机载导弹发射装置是用于载机悬挂和发射导弹的专用装置，是机载武器系统的重要组成部分，赋予导弹正确的初始分离姿态并保证发射安全，对战机的作战能力有直接影响[1]。机载导弹发射装置与飞机挂架刚性连接，用来悬挂、发射或投放机载导弹，是机载武器系统的重要组成部分，与飞机、导弹一起构成飞机的军械系统，成为现代空战的重要武器之一[2]。

某型飞机飞行前机上检测时发现导弹发射装置解锁和音响测试无法通过，故障现象为：导弹发射装置进行机上测试时，在解锁测试项中，定轴方式、定扫方式和随动方式下释放阀的截获工作不正常；在音响测试项中，解锁信号频率测量值远超标准频率。

1 工作原理及初步分析

该型飞机导弹控制原理如图1所示。当飞行员通过飞机的机载雷达系统发现模拟目标时，操纵驾驶杆控制飞机的任务计算机发出信号，任务计算机将信号传输到外挂物管理系统，外挂物管理系统接收任务计算机的信号并控制导弹发射装置投放导弹使其击中对应的目标。

通过对飞机导弹的发射过程进行研究，建立如图2所示的故障树。

根据图2故障树，通过以下4点进行故障排查：

1）由于该型飞机驾驶杆拆卸过程过于复杂，因此无法确认驾驶杆能否对飞机进行正常控制。

2）为排除任务计算机故障，选取一架导弹发射功能正常的飞机，进行2∶2互换型试验。试验结果为故障飞机导弹发射装置解锁仍不合格，另一架飞机导弹发射功能正常，因此排除任务机有故障的可能。

3）为排除外挂物管理系统故障，选取一架导弹发射功能正常的飞机，进行2∶2互换型试验。外挂物由以下部分组成：外挂物管理处理机、武器接口单元1、武器接口单元2、武器接口单元3、外挂物安装架。由于外挂物安装架连接电缆若干，无法拆卸，因此本次试验只替换除安装架外的所有部件。试验结果为故障飞机的导弹发射装置解锁仍不合格，另一架飞机导弹发射功能正常，因此排除任务机有故障的可能。

4）为排除导弹发射装置故障，选取一架导弹发射功能正常的飞机进行2∶2互换型试验。实验结果为故障飞机导弹发射功能合格且另一架飞机导弹解锁功能不合格，调换后故障现象复现。

通过上述故障排查，可以将导弹发射装置解锁不合格故障定位到导弹发射装置上。

为进一步确定故障发生的根本原因，对飞机导弹发射装置的内部结构进行研究。该型飞机导弹发射装置电气系统如图3所示。与飞机连接端采用符合国军标相关标准的电连接器，通过过渡梁电缆连接到信号控制盒，信号控制盒通过机械锁电缆连接到电子部件，电子部件通过导弹上的脐带式电缆与导弹连接。

在导弹发射装置中，机械锁是其重要功能组件，可实现对导弹的挂装、锁定、发射等功能。

当导弹发射装置接收到飞机解锁指令时，即产生解锁信号，通过机械锁的25号点位将解锁信号传输至电子部件，电子部件对导弹进行位标器解锁控制和自动跟踪。音响信号由位标器信号传输至发射架，经电子部件的音响放大器放大后，通过机械锁18号点位传至信号控制盒，信号控制盒按照探测特性对信号进行处理，并将其作为音响信号传至飞机。

通过上述分析，初步可知：机械锁传输解锁信号，解锁信号异常导致位标器解锁失败，引起“解锁”音响异常。

2 故障排查

2.1 建立故障树

为保证故障顺利排除，建立如图4所示故障树。

2.2 排查方法

1）机械锁故障：更换性能符合指标的机械锁，并使用导弹发射装置检测仪对其进行电气测试；

2）电缆组件故障：逐个更换性能合格的电子部件、信号控制盒和电缆组件，并使用导弹发射装置检测仪对导弹发射装置进行电气测试；

3）测试设备故障：使用测试设备对其他产品进行电气测试；

4）信号控制盒故障：将故障件的信号控制盒装入另一个导弹发射装置，并使用导弹发射装置检测仪进行电气测试；

5）门限及延迟线路故障、音响放大器故障、优先继电器故障、解锁和随动逻辑线故障：将电子部件装入另外一套导弹发射装置进行电气测试；

6）继电器组件故障：对故障产品进行发射电气测试、应急发射电气测试；

7）机械锁电缆32号导线故障、机械锁电缆25号导线故障、机械锁电缆18号导线故障、机械锁29号导线故障、机械锁电缆3号导线故障：检查线路的绝缘性及能否正常通断。

2.3 排查结果

1）更换电子部件后，解锁及音响的频率值仍旧无法达到正常功能，将故障的电子部件装入另外的导弹发射装置中，电气测试合格，因此排除电子部件故障；

2）更换信号控制盒后进行电气测试，故障依旧，将原装信号控制盒裝入其他导弹发射装置，电气测试合格，因此排除信号控制盒故障；

3）更换主电缆进行电气测试，故障依旧，可以排除主电缆故障；

4）使用测试设备，选取相同型号的另一个产品进行电气测试，更换产品后电气测试合格，因此测试设备正常；

5）进行故障产品发射、应急发射电气测试后发现测试合格，排除继电器组件故障；

6）使用专用线缆检测仪对机械锁线缆进行电气测试，发现32号、18号、29号、3号导线导通绝缘合格；25号导线绝缘不合格（实测阻值远小于标准阻值）。

为进一步确认故障，使用三用表对机械锁电缆进行检查，发现25号导线与26号导线之间导通，两导线绝缘不合格。

通过建立故障分析树并成立排故方案，结合产品连接导弹发射装置检测仪进行测试的验证结果，确定造成导弹发射装置产品解锁音响不合格的原因是机械锁电缆25号导线与26号导线间绝缘不合格。

3 对25号、26号导线的进一步故障分析

3.1 机械锁的组成及工作原理

该型导弹发射装置机械锁的组成：氮气插头组件、二极管、电线接头。氮气插头组件上的连接器用底子胶和硅凝胶灌封。

3.2 故障树的建立

根据机械锁结构，建立机械锁电缆25号导线与26号导线绝缘不合格故障树，如图5所示。

3.3 排查方法及结果

根据图5所示的故障树，对机械锁故障进行以下排查：

1）去除导线波套和捆扎带后，检查导线外观，发现绝缘层无破损现象，因此排除导线绝缘皮损伤故障；

2）检查连接器外观完好无破损，取出XP3连接器灌封胶后，用兆欧表检查连接器绝缘电阻，绝缘电阻无穷大，排除连接器故障；

3）取出XP3、XS2连接器灌封胶，检查灌封胶质量，发现灌封胶完全固化，表面光滑平整，拨动25号接触体，与26号接触体间由导通变成不导通。去除XP3端灌封胶并检测，胶内无杂质；去除XP3内底端灌封胶，发现有金属丝状物。

排查结论：机械锁电缆25号导线与26号导线间绝缘不合格的原因为连接器内存在金属丝。

3.4 金属丝来源故障定位

3.4.1 建立金属丝来源故障树

为确定金属丝来源，建立故障树（见图6），并成立排查方案。

3.4.2 排查方法及结果

首先，分析导线压接损伤线芯的可能性。根据产品的图样要求，XP3连接器25号接触体压接导线为镀锡铜芯氟绝缘电线，从连接器上分解出25号接触体，剥除导线绝缘皮，检查线芯数量，与产品图样要求相同，排除线芯未完全送入接触体导致未送入的线芯断裂落入连接器的可能。

其次，分析电缆装配工艺流程的合理性。为确认是否因工艺流程导致金属丝异物落入连接器，对工艺流程进行复查。首先查阅电缆的装配顺序，装配顺序如下：

1）导弹发射装置机械锁电缆首先完成电缆导线的压接，将导线送入两个连接器，并对电缆一端的XS2连接器浇注底子胶，固化后灌封硅凝胶，检查电气性能；

2）电气性能检测合格的电缆编制防波套，并对电缆另一端XP3连接器浇注底子胶，进行固化并灌封硅凝胶，最后将电缆装配于机械锁上，随机械锁完成产品性能测试。

从上述装配过程中发现，电缆在XP3连接器灌封前编织防波套，没有采取防止多余物进入的预防措施，编制过程中防波套剪裁产生的金属丝易落入连接器，电缆灌封XP3连接器时虽然对连接器进行了清理，但连接器导线填充密度过大，体积较小的金属丝不易清理干净，可能遗留异物。

最后，分析该故障电缆是否按照正确的工艺规程进行操作。先对机械锁电缆进行检查，检查发现，电缆配电线均为无防波层的镀锡铜芯氟绝缘电线；然后检查电缆的导通性、绝缘电阻阻值是否合格，确认合格后对连接器浇注底子胶并用硅凝胶灌封，灌封完成后再次检查。上述过程均按照机械锁的电缆装配规程执行，在装配、测试、灌封过程中不会接触防波套。其次对故障电缆的编织过程进行检查，发现电缆在加工过程后虽采取了回收多余的屏蔽丝、对电气性能进行检查等 防护措施，但仍旧存在间断的金属丝落入电缆连接器的可能。

3.4.3 改进措施

为防止再次出现类似故障，使用工业CT对其余的XS2连接器进行检查和对比，发现其余导弹发射装置均无异物。

4 总结

某型飞机导弹发射装置机械锁电缆在编制防波套前，XP3连接器未使用规定型号的底子胶和硅凝胶进行密封，即使在编织防波套时采取了一定的保护措施，仍旧无法避免剪断的金属丝落入XP3连接器的可能，导致金属丝一端与26号端子接触，另一端接近25号接触体。产品经历运输和周转，并装配在飞机上进行飞行活动。由于飞行过程中振动量大、使用环境恶劣，使电缆连接器25号接触体发生微小位移并与金属丝由贴近状态变为接触状态，导致其与26号接触体导通，造成绝缘电阻不合格，引起该导弹发射装置解锁信号线与电源回线短路，解锁信号无法传至电子部件，导弹位标器无法解锁而音响频率测试不合格。

为确定故障机理，使用工艺电缆进行故障复现。裁剪一段防波套屏蔽丝，一端固定在连接器26号接触体上，另一端靠近25号接触体，用通断器测量25与26号接触体间为不接通。模拟飞行环境，对连接器施加振动，25与26号接触体间由不导通变为导通。将电缆一段连接到信号控制盒上，另一端连接至电子部件，使用导弹发射装置进行电气测试，电缆XP3连接器的25、26号线路间导通，出现解锁和音响故障，问题复现。

该故障因在飞行前地面电气性能检查时被及时发现，更换另一装置后功能正常，所以并未影响任务的正常完成。若在空中执行任务过程中出现产品解锁故障，将导致导弹位标器无法解锁，导弹无法截获目标，引起音响不合格，导致导弹无法发射，必然影响飞机武器系统的正常工作。

为保证类似故障不再出现，应当改变电缆加工工序。电缆两端的连接器在编制防波套操作前进行灌封，并使用规定型号的底子胶和硅凝胶；增加对连接器的保护，将防尘罩盖在电连接器上，再用纸胶带密封防尘罩，防止多余物進入连接器。

参考文献

[1]郝碧波，张志超，李琦.某机载导弹发射装置总装工艺设计[J].智能制造，2021（3）：84-88.

[2]卢永祥.机载导弹发射装置研究现状及发展趋势[J]. 中国军转民，2013（11）：62-64.