李春峰 遲福海 李寶清 李涵凝

摘要：對某型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)的系統(tǒng)功能、電路功能和元器件功能進(jìn)行深入分析和研究。從典型故障著手，分析故障機(jī)理，診斷、定位產(chǎn)生故障的主要部件，制定技術(shù)方案。采用實(shí)物測繪、原理仿真和試驗(yàn)等技術(shù)手段，繪制了裝配圖、原理圖、板位圖、元器件明細(xì)表等，深入剖析振蕩塊的原理和結(jié)構(gòu)，研究核心部件的深度修理工藝技術(shù)，通過常規(guī)試驗(yàn)、高低溫試驗(yàn)、振動試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)、試裝驗(yàn)證和裝機(jī)驗(yàn)證等進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。

關(guān)鍵詞：綜合告警系統(tǒng)；主警告；主注意；振蕩塊

Keywords： integrated warning system；master warning；master attention；oscillating block

0 引言

某型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)在使用維護(hù)中多次出現(xiàn)告警燈不閃亮、只亮不閃等故障，定位為振蕩塊損壞。由于振蕩塊技術(shù)資料匱乏和采購困難，迫切需要對原件進(jìn)行修復(fù)，以提升器件的修復(fù)率，并解決修理過程中的器材采購難等問題。因此，針對該型綜合告警系統(tǒng)典型故障，從功能特性和產(chǎn)品特點(diǎn)入手，采用測繪仿真試驗(yàn)技術(shù)，對產(chǎn)品深度分解修理工藝技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 某型綜合告警系統(tǒng)功能分析

1.1 系統(tǒng)功能

某型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)包括控制盒和顯示器，與飛機(jī)各種告警傳感器配合工作，對飛機(jī)的動力、燃油、液壓、火控、導(dǎo)航及儀表等各大系統(tǒng)的27處重要部件進(jìn)行監(jiān)控報(bào)警。

按告警信號的重要程度，告警級別分為警告1級、警告2級、注意1級、注意2級和提示級，以主燈告警、音響告警和方字告警等方式以及設(shè)定的邏輯進(jìn)行告警。當(dāng)飛機(jī)上任一路或同時(shí)幾路信號輸入告警器時(shí)，因告警級別而異，將有聲、光（指安裝在儀表板上的主燈）或文字（指顯示盒內(nèi)被照亮的文字或在儀表板燃亮的“火警”燈）或其三者的某種組合進(jìn)行告警；除“高度”外各路信號均能被復(fù)位，即當(dāng)按壓主燈上復(fù)位按鈕后，相應(yīng)的聲、光告警同時(shí)消失，但不應(yīng)影響文字告警和后續(xù)告警的再入。當(dāng)告警信號消失后，相應(yīng)的所有聲、光、文字均自行消失。

1.2 電路功能

1）告警和自檢信號電路

某型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)電路原理框圖如圖1所示。告警信號或自檢信號進(jìn)入開關(guān)塊后分為三路：一路驅(qū)動顯示盒中的發(fā)光塊，實(shí)現(xiàn)文字顯示；一路進(jìn)入中央控制器件，由這些器件形成對音響、主燈的不同控制，實(shí)現(xiàn)各種邏輯的聲、光告警；第三路進(jìn)入自檢控制器件，當(dāng)“自檢”按鈕被按下，自檢控制器件產(chǎn)生對開關(guān)塊的自檢信號進(jìn)行自檢，同時(shí)采集各“工作正常”信號集中處理。如果各開關(guān)塊的“工作正常”信號均有效，則發(fā)出一個信號以驅(qū)動表示“工作正常”的自檢燈。

2）復(fù)位電路

復(fù)位按鈕通過作用于中央控制器件，實(shí)現(xiàn)聲、光告警的復(fù)位。

3）自檢測電路

由555集成塊接成的電壓比較器構(gòu)成了告警器的自檢測試電路，如圖2所示，所有開關(guān)塊的自檢輸出6腳均接至555集成塊的2腳。自檢時(shí)，當(dāng)所有開關(guān)塊的自檢輸出均有效（高電平有效）即當(dāng)555集成塊的2腳大于（1/3）VDD為2V時(shí)，555集成塊的3腳將輸出一低電平，自檢燈點(diǎn)亮。當(dāng)任何一路開關(guān)塊的輸出無效（低電平）時(shí)，555集成塊的2腳將被置為低電平，555集成塊的3腳輸出高電平，自檢燈不亮，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)告警器的故障情況。

4）調(diào)光電路

調(diào)光電路由兩個對稱的可調(diào)穩(wěn)壓源組成。用電位器控制三極管基極電壓，使三極管處于不同的放大狀態(tài)以改變發(fā)光塊兩端電壓，從而實(shí)現(xiàn)顯示盒的無級調(diào)光。雙聯(lián)電位器能使正控與負(fù)控兩組不同性質(zhì)的調(diào)光電路對發(fā)光塊同步調(diào)光。

1.3 主要元器件功能

1）振蕩塊功能

電路中振蕩塊的功能是產(chǎn)生音響頻率、調(diào)制頻率或閃燈頻率并驅(qū)動相應(yīng)的音響設(shè)備和主燈。振蕩頻率的不同緣于塊內(nèi)外某些阻容值的不同。

2）開關(guān)塊功能

開關(guān)塊的功能有：傳遞告警信號（正控或負(fù)控）以驅(qū)動發(fā)光塊；輸出一個可復(fù)位的電壓以控制中央控制器件；輸出一個“工作正?！毙盘栔磷詸z控制器件。

2 某型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)特點(diǎn)分析

2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

為提高可靠性和工藝性，該型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)采用了模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對眾多信號的處理采用了兩種厚膜塊：振蕩塊和可復(fù)位的開關(guān)塊。全套電路制作在8塊印制電路板上，按功能分為5種：顯示板、調(diào)光板、正控板、負(fù)控板和振蕩板。元器件雖多但品種相對較少，具有很好的元器件互換性和組件互換性。

控制盒印制電路板采用了導(dǎo)軌式插件上加壓板的結(jié)構(gòu)，堅(jiān)固而簡明，維護(hù)性好，顯示盒采用主體框架式結(jié)構(gòu)，安全合理。后罩切角式安裝形式使之更緊湊小巧。顯示盒上的字幕與發(fā)光塊采用了貼近式安裝，使文字告警更加清晰而無斜視暗影。

2.2 電路特點(diǎn)

該型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)電路具有如下特點(diǎn)：電平信號直接驅(qū)動，無信號即無告警，抗干擾能力強(qiáng)；具有可復(fù)位的信號輸出且不影響后續(xù)告警的再入；具有同步對稱、連續(xù)可調(diào)的輸出；自檢覆蓋面大，可完全滿足機(jī)上或外場的自檢要求。

2.3 典型故障特點(diǎn)

該型飛機(jī)綜合告警系統(tǒng)典型故障診斷分為外場故障診斷和內(nèi)場故障診斷。外場故障診斷采取機(jī)上自檢的方式，內(nèi)場故障診斷通過綜合告警器試驗(yàn)器進(jìn)行。統(tǒng)計(jì)分析表明，在下列典型故障即“自檢時(shí)所有的聲、光、文字告警全無”“自檢時(shí)所有的正控或負(fù)控文字告警無，其他正?！薄白詸z時(shí)個別文字告警無，其他正?！薄白詸z時(shí)所有的聲、光告警無，自檢燈不亮，其余文字告警正?！薄白詸z時(shí)自檢燈不亮，其他正?！薄白詸z時(shí)主燈不亮或只亮不閃，其他正?！焙汀白詸z時(shí)無音響或音響無調(diào)制” 中，由振蕩塊引起的故障是主導(dǎo)因素。

3 深度修理工藝技術(shù)研究

3.1 振蕩塊的拆分

振蕩塊采用焊接方式將殼體與底板焊接為一體，拆分時(shí)應(yīng)使用936焊臺，將烙鐵頭放置在殼體與底板結(jié)合處，以適宜的溫度融化并吸除焊料。不宜長時(shí)間持續(xù)加溫，以免振蕩塊過熱造成次生故障。

3.2 系統(tǒng)工作原理分析

以正控信號為例（如圖3所示）加以說明。當(dāng)27V告警信號進(jìn)入開關(guān)塊的17腳后分為二路輸出，一路從1腳輸出，驅(qū)動顯示盒中的發(fā)光塊，實(shí)現(xiàn)文字顯示，該回路串聯(lián)了公共的調(diào)光電路，以實(shí)現(xiàn)對發(fā)光塊的無級調(diào)光；另一路從9腳輸出，使三極管導(dǎo)通，該三極管控制了相應(yīng)的振蕩器件的接地端，使這些振蕩器件工作，形成對音響、主燈的不同控制，實(shí)現(xiàn)各種邏輯的聲、光告警。

當(dāng)按壓復(fù)位按鈕后，即使開關(guān)塊9腳的輸出電流瞬間中斷一下，由于該開關(guān)塊的9腳為一可復(fù)位輸出，該腳電壓將會消失（源于開關(guān)塊的復(fù)位功能），該腳輸出控制的三極管截止，切斷振蕩電路的接地線，相應(yīng)的主燈及音響消失。此時(shí)并不改變開關(guān)塊的1腳輸出狀態(tài)。

3.3 振蕩塊線路測繪、原理分析與仿真

對拆分的振蕩塊進(jìn)行實(shí)物測繪，形成裝配圖、原理圖、板位圖、元器件明細(xì)表等，原理如圖4所示，仿真圖如圖5所示。

T1、T2、C1、C2、R1、R2、R3及外接的電阻RX1構(gòu)成多諧振蕩器。上電后，T1、T2的發(fā)射結(jié)正向偏置，C1、C2充電。由于T1、T2電路參數(shù)差異，T1較早進(jìn)入飽和狀態(tài)，而此時(shí)C2已經(jīng)積累部分電荷，由于電容器電壓不能突變，在T1集電極輸出電壓和C2電壓疊加下，T2發(fā)射結(jié)反偏，T2截止。C2開始放電。

當(dāng)C2“+”端電壓達(dá)到某個值使得T2發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，T2快速進(jìn)入飽和狀態(tài)，此時(shí)C1已經(jīng)積累足夠電荷，在T2集電極電壓和C1電壓疊加下，T1發(fā)射結(jié)反偏，進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài)。而后C2開始充電，C1開始放電。

當(dāng)C1“+”端電壓達(dá)到某個值使得T1發(fā)射結(jié)正偏時(shí)，T1快速進(jìn)入飽和狀態(tài)，又使得T2截止。此后，T1、T2輪流進(jìn)入飽和狀態(tài)。T1、T2三極管集電極輸出波形如圖6所示。

當(dāng)T2進(jìn)入飽和狀態(tài)時(shí)，T3也處于飽和狀態(tài)，T4將功率放大后輸出，在輸出端得到高電壓。當(dāng)T2截止時(shí)，T3、T4截止。這樣在輸出端就得到脈沖電壓，驅(qū)動告警燈閃亮。振蕩塊輸出波形如圖7所示。

3.4 振蕩塊封裝工藝

振蕩塊性能檢測合格后，先對元器件作清潔處理，然后用南大705硅橡膠對電子元器件表面進(jìn)行封灌。濕度60%時(shí)，室溫24h固化深度可達(dá)3mm，室溫下放置時(shí)間越長粘合效果越好。硅橡膠固化后，將殼體（內(nèi)表面有聚氯乙烯膜）安放到底板上，用焊錫絲S-Sn60PbSbA對殼體與底板銜接處進(jìn)行焊接，保證焊接牢靠，無漏氣點(diǎn)。最后將殼體上的通氣孔焊接上，完全冷卻后，在焊接處用綠色聚氨酯磁漆TS70-60進(jìn)行補(bǔ)漆處理。

4 深度修理工藝技術(shù)的試驗(yàn)驗(yàn)證

4.1 振蕩塊性能檢測

對封裝后的振蕩塊進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，合格后再模擬振蕩塊實(shí)際工作狀態(tài)，對振蕩塊驅(qū)動主警告燈閃爍頻率、振蕩塊驅(qū)動主注意燈閃爍頻率和絕緣電阻等主要技術(shù)性能進(jìn)行檢查。

4.2 振蕩塊環(huán)境試驗(yàn)

模擬振蕩塊實(shí)際工作狀態(tài)，進(jìn)行高低溫試驗(yàn)、振動試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)。

4.3 綜合告警系統(tǒng)試驗(yàn)

將深度修理合格的HM22和HM23振蕩塊安裝到產(chǎn)品上，進(jìn)行自檢、單路告警和告警復(fù)位等性能試驗(yàn)，均符合修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4.4 飛機(jī)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)聯(lián)試

將產(chǎn)品裝配在飛機(jī)上，對飛機(jī)的動力、燃油、液壓、火控、導(dǎo)航及儀表等各大系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試，性能均符合修理技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

5 結(jié)束語

該產(chǎn)品交付后，已使用近150飛行小時(shí)，總體性能良好，未發(fā)生故障。因此，為解決振蕩塊技術(shù)資料匱乏和采購困難等實(shí)際存在的問題，有針對性地開展修理工藝技術(shù)研究，對提高產(chǎn)品修復(fù)效率、縮短修理周期具有現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，提高了維修廠的修理工藝水平，形成了核心修理能力，能有效保障航空裝備的持續(xù)適航。

參考文獻(xiàn)

[1] 馮騏. JL8型教練機(jī)電氣與儀表設(shè)備[Z]. 第1版.南昌飛機(jī)制造公司，1998.

[2] 葉樹強(qiáng).綜合告警器使用維護(hù)說明書[Z].南昌飛機(jī)制造公司，1998.

作者簡介

李春峰，高級工程師，主要從事飛機(jī)修理技術(shù)管理和飛機(jī)航電系統(tǒng)修理技術(shù)研究。

遲福海，工程師，主要從事飛機(jī)電氣系統(tǒng)修理技術(shù)研究。

李寶清，工程師，主要從事飛機(jī)特設(shè)維護(hù)和設(shè)備管理技術(shù)研究。

李涵凝，工程師，主要從事飛機(jī)修理技術(shù)管理和科技情報(bào)工作。