孫知建 費(fèi)太勇 胡 欣 謝雨希

（空軍預(yù)警學(xué)院 武漢 430019）

1 引言

雷達(dá)裝備作為現(xiàn)代電子戰(zhàn)中的主戰(zhàn)裝備之一，發(fā)揮著“千里眼”的作用，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于陸、海、空、天等各類戰(zhàn)場(chǎng)，可用于預(yù)警監(jiān)視、搜索跟蹤、引導(dǎo)、測(cè)繪、航管以及氣象探測(cè)等。雷達(dá)裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能多樣，使用環(huán)境條件變化大，對(duì)天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)可靠性要求高。

2 某型雷達(dá)天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

2.1 機(jī)構(gòu)組成

天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要功能就是完成雷達(dá)天線的方位控制等。主要由交流變頻調(diào)速器、方位控制減速箱、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等部分組成。某型雷達(dá)天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成圖如圖1所示。

圖1 某型雷達(dá)天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成圖

2.2 工作原理

天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作原理是在雷達(dá)工作方艙里的監(jiān)控分系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)天線轉(zhuǎn)動(dòng)的控制信號(hào)，送到交流變頻調(diào)速，然后交流變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)三相異步電機(jī)，然后電機(jī)按照一定的速度帶動(dòng)減速箱、轉(zhuǎn)盤，從而讓天線轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 FMEA定性分析

3.1 分析方法的選取

因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)所利用的信息相對(duì)完整，所以選用硬件分析為主、功能分析為輔的分析方法。這樣不僅可以充分利用轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)現(xiàn)有信息，而且還可提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性與可信性。

3.2 約定層次劃分

初始約定層次為整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，最小的約定層次為各部件組成單元。具體約定層次如圖2 所示。

圖2 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)約定層次圖

3.3 故障模式

采用故障樹分析法，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障樹如圖3 所示。我們以“天線不轉(zhuǎn)”為例進(jìn)行分析，天線轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的故障模式主要有以下幾種：1）無(wú)電源輸入、2）轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)本身故障、3）連接線纜故障、4）天控聯(lián)鎖設(shè)置不正常。

圖3 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)故障樹分析圖

3.4 故障原因分析

由故障樹可以分析出，“天線不轉(zhuǎn)”故障主要有以下幾方面的原因：

1）輸入的電源故障導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

由轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成圖可知，配電箱將電源傳給交流變頻調(diào)速器中，然后驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)減速箱、轉(zhuǎn)盤以及天線驅(qū)動(dòng)。當(dāng)配電箱中的總電源開關(guān)發(fā)生故障或者其中的電源傳輸線纜發(fā)生故障時(shí)，天線則無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。

2）轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)各裝置本身故障導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

天線的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要組成裝置有交流變頻調(diào)速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、天線和方位控制減速箱。當(dāng)其中的任何一個(gè)裝置出現(xiàn)故障，天線的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置都有可能故障，導(dǎo)致天線不能轉(zhuǎn)動(dòng)。

3）連接線纜故障導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

連接線纜主要包括配電箱及天線各轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間的互連電纜，如果連接電纜出現(xiàn)斷路、短路、松動(dòng)等情況則會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸不正常，引起天線不轉(zhuǎn)。

4）天控聯(lián)鎖設(shè)置不正常導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)

天控聯(lián)鎖裝置主要包括俯仰機(jī)柜中的“方位驅(qū)動(dòng)/俯仰”開關(guān)和天線車轉(zhuǎn)接板中的安全鎖定“工作/檢修”開關(guān)。當(dāng)天線正常轉(zhuǎn)動(dòng)工作時(shí)，聯(lián)鎖裝置應(yīng)分別設(shè)置在“方位驅(qū)動(dòng)”和“工作”狀態(tài)。若天控聯(lián)鎖裝置設(shè)置不正常也會(huì)導(dǎo)致天線不轉(zhuǎn)。

3.5 失效影響分析

轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效影響分析如表1所示。

表1 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效影響分析表

3.6 失效影響評(píng)估

結(jié)合專家打分和統(tǒng)計(jì)分析，從影響程度、發(fā)生度、檢測(cè)難度和維修難度等維度來評(píng)分，以上因子按影響程度大小，從1～10 進(jìn)行衡量，最后得到的打分值越大，則對(duì)雷達(dá)故障的影響越大。評(píng)估表如表2所示。

表2 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效影響評(píng)估表

3.7 計(jì)算RPN

根據(jù)失效影響評(píng)估分析打分的四個(gè)指標(biāo)維度，我們對(duì)潛在故障模式進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)順序數(shù)（RPN），以確定其影響的程度。RPN 由嚴(yán)重度、發(fā)生度、檢測(cè)難度和維修難度四者相乘而得。RPN=S×O×D×R，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)失效RPN結(jié)果表

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)故障模式分析原理，對(duì)某型雷達(dá)天線轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行了可靠性分析，得出了轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)可靠性分析的各種故障影響模式，為全雷達(dá)結(jié)構(gòu)可靠性定量分析提供了可行的故障模式與分析方法。