LZ-1 综合罗盘故障分析及排除

■ 吴可/长沙五七一二飞机工业有限责任公司

0 引言

在LZ-1 综合罗盘的修理过程中常会遇到航向指示器（ZHZ-2）工作不正常的现象，产生这些现象的原因纷繁复杂。LZ-1 综合罗盘由航向陀螺（TH-8）、晶体管放大器（FJ-1A）、放大器（FL-2）、控制盒（CZT-3）、航向信号转换器（SHC-2）、协调信号转换器（SHX-1）、指示器（ZHZ-2）、继电器盒（EJ-3）、感应式磁传感器（GHC-4）等九个部件组成，此外，地平仪传感器（TC-4）为航向陀螺提供俯仰、倾斜跟随信号。由于每个部件发生故障都有可能导致航向指示器（ZHZ-2）工作不正常，给故障排除带来较大困难，加之外场工作环境恶劣，排故劳动强度大，准确快速地找到故障原因尤为重要。

1 工作原理

现代飞机速度快，机动性大，长时间处于不稳定飞行状态，综合罗盘解决了磁罗盘因协调速度慢产生迟滞误差的问题。综合罗盘的工作状态分为陀螺半罗盘工作状态和磁校正工作状态。陀螺半罗盘工作状态是指利用陀螺的稳定性来稳定测量和指示磁航向并消除陀螺方位偏离误差。磁修正状态是在陀螺半罗盘的基础上增加了感应式磁航向传感器，在不稳定飞行中对陀螺半罗盘进行磁航向修正，使其输出到指示器的信号为磁航向信号，磁修正状态的工作原理如图1 所示。

图1 综合罗盘磁修正状态的工作原理图

设陀螺方位为30°，磁航向为0°，按下协调按钮后进入磁修正状态。控制盒（CZT-3）继电器吸合。航向信号转换器（SHC-2）的输出同位器转子线圈接入放大器（FL-2）的第二放大通道。磁传感器（GHC-4）将感应的地磁方位信号输入航向信号转换器（SHC-2）的输入同位器，输入同位器的转子线圈将感应到的地磁信号经放大器（FL-2）放大，由伺服电机将航向信号转换器（SHC-2）的输入同位器、输出同位器的转子线圈转到与地磁垂直的方向。在此过程中，航向信号转换器（SHC-2）的输出同位器转子线圈将感应到协调信号转换器（SHX-1）的差动同位器输出的航向信号，而在线圈中产生不协调信号，由已经接入的放大器（FL-2）进行放大，带动差动同位器的转子线圈转动，直到其与航向陀螺（TH-8）输出的航向信号的合成磁通垂直，此时航向信号转换器（SHC-2）的输出同位器转子线圈的感应信号也将消失，系统进入协调状态。在协调信号转换器（SHX-1）转子线圈协调的同时，航向指示器（ZHZ-2）转子线圈上感应的不协调信号经放大，由伺服电机带动直到协调位置停止转动，此时指示器指示0°，完成磁修正。

2 排故流程分析

LZ-1 综合罗盘一般性故障的分析与排除可以采用图2 树形图所显示的流程进行。从图2 看似复杂的流程图中还能抽丝剥茧找到更为简洁的方式、方法。分析综合罗盘的工作原理可知，在全套综合罗盘的工作过程中有航向信号转换器（SHC-2）和协调信号转换器（SHX-1）两个关键产品，它们承担着全套罗盘信号转换的枢纽作用。航向信号转换器（SHC-2）能有效地将感应式磁传感器（GHC-4）感应的地磁信号引入全套罗盘的工作进程，当航向指示器（ZHZ-2）工作不正常时，通过观察航向信号转换器（SHC-2）的工作状态并结合图中排故流程，经过逻辑决断可以迅速判断与之相关联的放大器（FL-2）、感应式磁传感器（GHC-4）以及晶体管放大器（FJ-1A）等产品工作状态是否正常；协调信号转换器（SHX-1）则能将综合罗盘的两种工作状态联系到一起。同样，通过观察协调信号转换器（SHX-1）的工作状态，可以迅速判断与之相关联的航向陀螺（TH-8）、放大器（FL-2）以及控制盒（CZT-3）等产品的工作状态是否正常。这两个产品为灵活、快捷地处理综合罗盘的故障提供了有利条件。

图2 综合罗盘（LZ-1）故障排除流程图

3 典型故障分析与排除

试举几例说明运用综合罗盘（LZ-1）故障排除流程图解决综合罗盘故障的流程、方法。

3.1 案例1

某次飞机转场飞行准备过程中突然出现综合罗盘航向指示器（ZHZ-2）不工作的情况，如不及时处置将影响飞机的按时转场，给工厂的声誉带来较大影响。经电话询问外场转场飞行准备工作人员，得知以下有关飞机故障的重要信息：

1）磁校正状态下校罗盘时，航向信号转换器（SHC-2）能正确跟踪磁航向；

2）松开协调按钮的情况下带动飞机，航向指示器（ZHZ-2）能够工作；

3）磁校正状态下校罗盘时，航向信号转换器（SHX-1）的电磁铁能够吸合，但齿轮不能转动。

经分析判断，得出以下结论：

1）磁校正状态下校罗盘时，航向信号转换器（SHC-2）能正确跟踪磁航向，说明航向信号转换器（SHC-2）能够正常工作，地磁信号的采集正常，即感应式磁传感器（GHC-4）、放大器（FL-2）的第一放大通道、航向信号转换器（SHC-2）的工作状态正常。

2）松开协调按钮的情况下带动飞机，航向指示器（ZHZ-2）能够工作，说明陀螺半罗盘工作状态正常，即航向陀螺（TH-8）、指示器（ZHZ-2）的工作状态正常。

3）磁校正状态下校罗盘时，协调信号转换器（SHX-1）的电磁铁能够吸合但齿轮不能转动，说明控制盒（CZT-3）工作状态正常，但协调信号转换器（SHX-1）本身及放大器（FL-2）第二放大电路出现问题的可能性较大。

基于以上的分析判断，排故人员携带协调信号转换器（SHX-1）、放大器（FL-2）前往外场排故。更换协调信号转换器（SHX-1）后，故障现象消除，保证了飞机的正常转场。该故障件带回内场检查后发现伺服电机控制线圈烧坏，更换电机，该机件工作恢复正常。

3.2 案例2

某次在内场进行LZ-1 综合罗盘性能检查时，发现该套产品在磁校正状态下工作不正常。检查其协调速度时，综合航向指示器（ZHZ-2）的磁航向刻度盘在协调结束时出现抖动，较长时间后才稳定。

故障分析：感应式磁传感器（CHC-4）、放大器（FL-2）、航向信号转换器（SHC-2）、协调信号转换器（SHX-1）、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）等任一机件发生故障都有可能产生这样的结果。

故障排除：观察航向信号转换器（SHC-2）进行磁航向跟踪时工作正常，未发现有抖动现象，说明与之相关的感应式磁传感器（GHC-4）、放大器（FL-2）的第一放大通道以及航向信号转换器（SHC-2）的工作状态正常。观察协调信号转换器（SHX-1）进行磁航向跟踪时出现综合航向指示器（ZHZ-2）的故障现象，说明产生故障的机件应锁定在协调信号转换器（SHX-1）、放大器第二放大通道、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）之中。将协调信号转换器（SHX-1）进行串件，该故障现象消失；分解故障件，发现减速器贴橡胶的齿轮因注油过多导致打滑；将该齿轮橡胶上的油擦干后重新装配，恢复后纳入全套系统进行检查，全套机件性能正常。

3.3 案例3

总装车间用磁铁带动LZ-1 综合罗盘进行磁航向跟踪时发现航向指示器（ZHZ-2）不随动。

故障分析： 感应式磁传感器（GHC-4）、放大器（FL-2）、航向信号转换器（SHC-2）、协调信号转换器（SHX-1）、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）、综合航向指示器（ZHZ-2）等任一机件发生故障都有可能产生这样的结果。

故障排除：用磁铁带动感应式磁传感器（CHC-4），观察航向信号转换器（SHC-2），发现其不随动，初步判断感应式磁传感器（CHC-4）、放大器（FL-2）、航向信号转换器（SHC-2）出现故障的可能性较大。根据拆装难易程度，将航向信号转换器（SHC-2）进行串件，该故障现象依然存在；将放大器（FL-2）进行串件，故障现象消失；检查放大器（FL-2），发现其第一通道输出变压器次级线圈断路，更换该变压器，放大器（FL-2）工作正常；恢复LZ-1 综合罗盘全套系统，其工作恢复正常。

4 结论

以上案例中的排故工作需要掌握LZ-1 综合罗盘的工作原理，进行正确的分析与判断，找到其运行的内在规律，从而在较短的时间内找到问题的症结所在，快速、准确地排除故障。同时，采用流程化的排故方法，有助于在复杂的飞机系统中捋清思路。通过对LZ-1 综合罗盘的工作原理的理解和掌握，灵活运用综合罗盘故障排除流程图，经过严谨的分析判断，归纳出简单快捷处理LZ-1 综合罗盘故障的方法，减少排故的工作强度。