李鑒濤 賴江平 孫貝生

摘要：針對某裝備發(fā)射未離機故障的原因進行分析，通過建立故障樹，對各項故障可能因素進行排查驗證，確定了故障原因為航空插頭制造缺陷造成對接錯誤，并針對存在的問題提出預防措施，為用戶的修理保障工作提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：航空插頭；制造缺陷；故障

Keywords：aircraft plug；manufacturing defect；failure

0 引言

航空插頭廣泛應(yīng)用于作戰(zhàn)裝備中，是連接電氣線路的主要機電元件，主要功能是連接部件與線路、傳輸信號，正確選擇航空插頭是保證電路可靠性的重要保證，將對裝備質(zhì)量起到重要作用。航空插頭的可靠性需要制造單位在生產(chǎn)中保證，如在生產(chǎn)過程中因質(zhì)量管理不善、加工尺寸超差等原因產(chǎn)生制造缺陷，一枚小插頭將造成大危害，引發(fā)嚴重后果。

1 故障現(xiàn)象

某部在戰(zhàn)訓時，飛行員實施某裝備的投放，按壓發(fā)射按鈕后，飛機外掛畫面顯示未收到準備好信號，裝備未離梁，飛行員反饋裝備報故。

2 故障原因分析

返回地面后檢查裝備點火鏈路（見圖1），發(fā)現(xiàn)超壓點火具已工作，工作點火具未工作。工作點火具未工作是裝備報故的直接原因。

分析點火鏈路的工作流程，裝備在發(fā)射前，彈上供電由載機提供，飛行員按壓發(fā)射按鈕后，載機向裝備發(fā)送27V“點火”指令，通過連機插頭E（F）點接入彈上組合控制單元的插頭ZK：31引腳，組合控制單元接收“點火”指令后，吸合2路繼電器，27V指令分別通過ZK：30、32引腳，經(jīng)AQ插頭同時向超壓點火具和工作點火具發(fā)出“點火”指令，接收到指令后，超壓藥柱和工作藥柱同時工作。超壓藥柱點火瞬時產(chǎn)生壓力（工作時間約0.25s），快速啟動渦輪發(fā)電機；工作藥柱點火，持續(xù)向渦輪發(fā)電機、舵機提供燃氣（工作時間不小于40s），為彈上提供能源。渦輪能源組件達到額定轉(zhuǎn)速并在0.8s內(nèi)發(fā)出“渦輪能源準備好”信號，此時彈上供電由載機供電改為彈上提供，彈上各系統(tǒng)開始工作，“渦輪能源準備好”信號發(fā)出0.4s后，裝備向載機反饋“全彈準備好”信號，載機點燃拋放彈，裝備離梁發(fā)射。

為查明工作點火具未工作的原因，梳理各項影響因素，列出工作點火具未工作故障的故障樹（見圖2）。根據(jù)故障樹分析可知，造成工作點火具未工作的可能原因包括點火鏈路故障、組合控制單元故障、工作點火具故障等，分別對各故障因素進行排查。

首先對工作點火具進行分析。點火具主要由橋絲、工作藥柱組成，在使用中根據(jù)載機的“點火”指令加熱內(nèi)部橋絲，通過橋絲點燃點火具內(nèi)部工作藥柱，工作藥柱迅速燃燒，引燃點火藥盒，產(chǎn)生高溫高壓燃氣，經(jīng)排氣管進入渦輪發(fā)電機，啟動渦輪發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)而發(fā)電給裝備供電。裝備上使用的工作點火具為了確保工作可靠性，采用了雙保險設(shè)計，兩路插針各控制一組橋絲。為排除工作點火具本身故障因素，使用通用設(shè)備對工作點火具的導通電阻、絕緣電阻進行測試，經(jīng)測試，點火具1、3腳及2、4腳橋絲電阻均為1.01Ω（技術(shù)標準0.8～1.2Ω），絕緣電阻為550MΩ（技術(shù)標準大于20MΩ），兩項性能指標均符合要求。為進一步確認內(nèi)部橋絲狀態(tài)，對工作點火具進行CT檢查（見圖3），檢查其內(nèi)部橋絲完整，未斷開，內(nèi)部工作藥柱也未發(fā)現(xiàn)異常，排除工作點火具故障分支。

排除工作點火具故障因素后，對組合控制單元進行檢查，組合控制單元的作用是實現(xiàn)彈上各部件的信號傳輸與控制、協(xié)調(diào)彈上各部件的邏輯控制和按時序工作。用電氣專用檢測設(shè)備檢查組合控制單元性能，各項性能均符合要求，為了排除隱性故障，對組合控制單元開展振動、高低溫等環(huán)境試驗考核，按要求在試驗過程中及試驗后對其性能進行檢查，性能均符合要求，通過性能檢查和試驗確認，排除組合控制單元故障分支。

對點火鏈路進行分析驗證，點火鏈路主要起到傳輸點火信號、啟動點火具的作用，因點火鏈路中存在火工品，為確保安全，將圖1中的超壓點火具、工作點火具的4路橋絲換成1Ω電阻，在FJ插頭加載27V電壓，開展模擬點火試驗。通過試驗驗證，4個模擬電阻的電流、電壓均正常，表明點火鏈路中的電纜、組合控制單元和AQ插頭鏈路導通均正常。

深入檢查發(fā)現(xiàn)，連接工作點火具的DH2電纜插頭的定位鍵未起作用（定位鍵見圖3），該插頭在錯偏90°、180°、270°時均能對接工作點火具（對接示意見圖4）。

DH2電纜插頭型號為2PX14K4Q1，有四個插孔，在同一枚裝備上有兩個該型號的插頭分別連接工作點火具（DH2插座）和超壓電火具（DH1插座），是點火鏈路中的關(guān)鍵連接點。按照正常的對接要求，DH2電纜插頭的1、2、3、4號孔應(yīng)分別對應(yīng)點火具1、2、3、4號針。

若DH2電纜插頭偏轉(zhuǎn)90°，DH2插頭的1、3路直接連接到點火具的1、2針腳，DH2插頭的2、4路直接連接到點火具的3、4針腳，將使點火具的橋絲始終處于斷路狀態(tài)，載機發(fā)出的“點火”指令無法傳到電點火具橋絲上，使點火具無法通電點火，進一步影響工作藥柱點火燃燒，從而導致渦輪發(fā)電機不能正常工作發(fā)電，形成不了“渦輪能源準備好”信號，該信號將影響裝備“全彈準備好”信號發(fā)出。載機火控系統(tǒng)接收不到裝備“全彈準備好”信號，認為裝備存在故障，未具備發(fā)射條件，火控系統(tǒng)產(chǎn)生裝備故障信號，停止為裝備提供27V電源，中止裝備發(fā)射流程，導致裝備無法發(fā)射。

通過上述分析，該枚裝備發(fā)射未離機的直接原因為DH2電纜插頭與工作點火具對接時錯接導致。

檢查DH2電纜插頭與工作點火具插座，插座上有定位銷，進行了防差錯設(shè)計，在正常情況下不應(yīng)出現(xiàn)錯接的問題。為進一步分析該問題產(chǎn)生的原因，隨機抽查了另外15個同型號裝備上的插頭外徑尺寸（見圖5）。

經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，不同年份生產(chǎn)的電纜插頭外徑尺寸差距較大（見表1），該型插頭08、09批生產(chǎn)的外徑尺寸比其他年份批次生產(chǎn)的尺寸偏小，08、09批出廠裝備的6個插頭的尺寸范圍在11.30～11.33mm之間，而05、10、11批出廠裝備的24個插頭尺寸范圍在11.60～11.66mm之間。核對插頭制造圖樣（見圖6），該型插頭外徑尺寸的制造范圍為11.64～11.88mm。測量表明，實際生產(chǎn)的部分插頭尺寸不符合制造圖樣要求，不同年份生產(chǎn)的航空插頭之間存在較大的制造誤差（見圖7），存在制造缺陷。

進一步檢查電點火具，觀察發(fā)現(xiàn)插座內(nèi)的定位鍵較淺，為圓弧型，且長度較短，使用游標卡尺對相關(guān)尺寸進行測量，該型插頭內(nèi)徑尺寸約為11.8mm、插頭內(nèi)的定位鍵高度約為0.5mm，寬約為0.92mm，長度約為4.9mm。如果DH2電纜插頭外徑尺寸在11.6mm左右，定位鍵發(fā)揮作用，在對接中不會發(fā)生插錯，但因DH2電纜插頭的定位槽寬度為2.5mm，遠大于電點火具插座內(nèi)定位鍵的寬度，這時若DH2電纜插頭外徑尺寸在11.3mm左右，插頭與插座之間的間隙在0.5mm左右，則定位鍵不能有效起作用，在對接中將存在插錯的隱患。

綜上分析，引發(fā)裝備發(fā)射未離機故障深層次的原因是插頭具有制造缺陷，在裝配過程中，由于DH2電纜插頭的裝配位置較深，操作人員在裝配中連接插頭時只能通過感覺進行對接，習慣上認為插頭上有防差錯措施，只要能對接進去就認為對接正確，但由于定位鍵較淺，加上08、09批生產(chǎn)的插頭外徑尺寸偏小，導致定位鍵未能起到防差錯的作用，在對接中造成插頭連接錯誤，從而導致在戰(zhàn)訓使用中發(fā)生彈藥發(fā)射未離梁的故障。這是一起典型的因插頭制造缺陷導致的故障，應(yīng)引起高度重視，在修理保障過程中加強對插頭連接及電氣線路的檢查。

3預防措施

1）針對發(fā)現(xiàn)的問題，在修理中將該處航空插頭的裝配作為易錯工序進行風險管控，增加檢驗點檢查，同時完善該型裝備危險品裝配工藝規(guī)程，明確電點火具安裝及DH2航空插頭裝配的注意事項、操作要點，裝配后增加在AQ安全插頭檢查點火具橋絲電阻的檢查要求，等效檢查插頭的對接情況，避免再次出現(xiàn)接錯問題。

2）針對可能發(fā)生的插錯的情況，制定排查方案，消除質(zhì)量安全隱患。

3）對不同批次采購的航空插頭加強檢查，嚴格按要求做好二次篩查工作，確保各項性能及尺寸滿足使用要求。

參考文獻

[1]李志華.一起插頭空釘引起的空中停車故障[J].航空工程與維修，1999（4）.

[2]張耀中.使用航空插頭座的幾個問題[J].航空工藝技術(shù)，1987（6）.

作者簡介

李鑒濤，高級工程師，主要從事總體修理技術(shù)研究。

賴江平，高級工程師，主要從事總體修理技術(shù)研究。

孫貝生，工程師，主要從事火工修理技術(shù)研究。