某型雷达天线转动机构失效模式和影响分析∗

孙知建 费太勇 胡 欣 谢雨希

（空军预警学院 武汉 430019）

1 引言

雷达装备作为现代电子战中的主战装备之一，发挥着“千里眼”的作用，已经被广泛应用于陆、海、空、天等各类战场，可用于预警监视、搜索跟踪、引导、测绘、航管以及气象探测等。雷达装备结构复杂，功能多样，使用环境条件变化大，对天线转动机构可靠性要求高。

2 某型雷达天线转动机构

2.1 机构组成

天线转动机构的主要功能就是完成雷达天线的方位控制等。主要由交流变频调速器、方位控制减速箱、驱动电机等部分组成。某型雷达天线转动机构组成图如图1所示。

图1 某型雷达天线转动机构组成图

2.2 工作原理

天线转动机构的工作原理是在雷达工作方舱里的监控分系统产生一个天线转动的控制信号，送到交流变频调速，然后交流变频调速驱动三相异步电机，然后电机按照一定的速度带动减速箱、转盘，从而让天线转动。

3 FMEA定性分析

3.1 分析方法的选取

因为转动机构所利用的信息相对完整，所以选用硬件分析为主、功能分析为辅的分析方法。这样不仅可以充分利用转动机构现有信息，而且还可提高分析结果的准确性与可信性。

3.2 约定层次划分

初始约定层次为整个转动机构，最小的约定层次为各部件组成单元。具体约定层次如图2 所示。

图2 转动机构约定层次图

3.3 故障模式

采用故障树分析法，转动机构故障树如图3 所示。我们以“天线不转”为例进行分析，天线转动机构的故障模式主要有以下几种：1）无电源输入、2）转动机构本身故障、3）连接线缆故障、4）天控联锁设置不正常。

图3 转动机构故障树分析图

3.4 故障原因分析

由故障树可以分析出，“天线不转”故障主要有以下几方面的原因：

1）输入的电源故障导致天线不转

由转动机构结构组成图可知，配电箱将电源传给交流变频调速器中，然后驱动电机带动减速箱、转盘以及天线驱动。当配电箱中的总电源开关发生故障或者其中的电源传输线缆发生故障时，天线则无法转动。

2）转动机构各装置本身故障导致天线不转

天线的转动机构主要组成装置有交流变频调速器、驱动电机、天线和方位控制减速箱。当其中的任何一个装置出现故障，天线的转动装置都有可能故障，导致天线不能转动。

3）连接线缆故障导致天线不转

连接线缆主要包括配电箱及天线各转动机构之间的互连电缆，如果连接电缆出现断路、短路、松动等情况则会导致信号传输不正常，引起天线不转。

4）天控联锁设置不正常导致天线不转

天控联锁装置主要包括俯仰机柜中的“方位驱动/俯仰”开关和天线车转接板中的安全锁定“工作/检修”开关。当天线正常转动工作时，联锁装置应分别设置在“方位驱动”和“工作”状态。若天控联锁装置设置不正常也会导致天线不转。

3.5 失效影响分析

转动机构失效影响分析如表1所示。

表1 转动机构失效影响分析表

3.6 失效影响评估

结合专家打分和统计分析，从影响程度、发生度、检测难度和维修难度等维度来评分，以上因子按影响程度大小，从1～10 进行衡量，最后得到的打分值越大，则对雷达故障的影响越大。评估表如表2所示。

表2 转动机构失效影响评估表

3.7 计算RPN

根据失效影响评估分析打分的四个指标维度，我们对潜在故障模式进行风险评估，计算得到风险顺序数（RPN），以确定其影响的程度。RPN 由严重度、发生度、检测难度和维修难度四者相乘而得。RPN=S×O×D×R，计算结果如表3所示。

表3 转动机构失效RPN结果表

4 结语

本文根据故障模式分析原理，对某型雷达天线转动平台进行了可靠性分析，得出了转动平台可靠性分析的各种故障影响模式，为全雷达结构可靠性定量分析提供了可行的故障模式与分析方法。