基于直流参量的发射制导装置故障隔离方法

郭留河，张云峰，李正优

(装甲兵工程学院兵器工程系，北京 100072)

反坦克导弹系统是步兵战车的主要火力打击武器。发射制导装置是导弹系统中除导弹外的车载部分。步兵战车在使用期内，使用分队要按规定对导弹发射制导装置进行技术维护，以便及时发现故障、排除故障，使导弹发射制导装置处于良好状态，保证导弹系统的正常使用［1］。技术维护的内容包括对导弹发射制导装置进行自检和发射程序检查2部分，当其中之一不正常时，就表明战车的导弹发射制导装置存在故障，不能发射导弹。在这种情况下，应及时确定故障部件并更换之，以使导弹发射制导装置恢复良好状态，保证导弹系统的正常使用。由于部队没有配套故障诊断设备，因此遇到故障不知从何下手，更不知道如何确定故障部件。为了解决这个难题，提出了一种基于部件接口信号直流参量的故障隔离方法。该方法利用嵌入式方法提取出部件接口的信号，利用数字万用表测量接口信号的直流参量，通过与正常值比较确定故障部件。

1 系统自检分析

1.1 系统自检的功能

通过系统自检，能够判断导弹系统中电视测角仪(包括光学变焦系统)、导弹控制盒、发射托架的解锁功能是否正确，操纵台发射电路、显控盒功能开关以及联接电缆的导通性能是否正常［2］。

1.2 自检方法与判别规则

将显控盒“自检/工作”状态选择开关置“自检”位，接通总电源和导弹系统电源，显控盒面板上的“导弹自检”和“导弹装弹”灯亮，打开射击保险，按下发射按钮，听到“咔嗒”的解锁声音后，“导弹装弹”灯灭，系统开始自检。经过约10 s，自检完成。若系统正常，“导弹自检”灯明暗闪烁;若不正常，“导弹自检”灯保持常亮。

1.3 系统自检原理分析

系统自检的功能框图如图1所示。

当“自检/工作”状态选择开关置“自检”位时，SELFC和SELF1均为低电平。给导弹系统加电后，整个系统就在80C196单片机的节奏控制下有条不紊地进行自检。自检控制单元将检查导弹控制盒初始供电电路输出电压、回输信号处理电路、功率放大电路输出电压幅度、解锁控制电路等关键电路工作的正确性，检查发射托架解锁电磁阀及微动开关动作的正确性，并控制测角仪进行自检［3］。

在自检过程中，部件接口之间的主要信号时序关系如图2所示。其中虚线表示的信号DHDY和GDLK由控制盒按程序产生，不与外界发生联系。图2中，带箭头的弧线表示相互间的时序关系，各量的意义如下:IN26V为显控盒送给控制盒的+26 V电源电压;OUT26V为控制盒送给测角仪的+26 V工作电压;SELF1为控制盒送给测角仪的状态控制信号，低电平为“自检”，高电平为“工作”;KD26V为显控盒送给控制盒的+26 V发射电压，按下发射按钮，KD26V为+26 V，松开发射按钮，KD26V为零;JSDY为控制盒送给发射托架解锁电磁阀的解锁电压，解锁时JSDY为+26 V，不解锁时为零;JSOK为电磁阀解锁到位标志信号，解锁到位时为零，不到位时为+5 V;DHDY为控制盒送给发射架的点火电压，点火时DHDY为+12 V，不点火时为零;GDLK为导弹在位标志信号，导弹在位时为零，不在位时为+5 V;XPRET为控制盒送给测角仪的发射同步信号，是测角仪光学系统变焦的时间基准。

2 发射程序分析

2.1 进行发射程序检查的原因

通过系统自检，可以确定大多数模块功能的正确性，但不包括点火控制电路和发射架微动开关的功能。因为出于安全考虑，在“自检”状态下，点火电路输入端被接地，因此，即使导弹系统自检合格，也不能保正控制盒点火控制电路工作正常。所以，在自检合格后，还应进行发射程序检查。通过发射程序检查，可检查导弹控制盒的发射控制功能和发射架推杆开关的工作可靠性。

图1 系统自检功能框图

图2 检过程中部件接口的信号关系

2.2 发射程序检查方法与判别规则

将步兵战车导弹发射架校验器(模拟导弹)装上发射架，将导弹发射架校验器的顶杆开关顶上(模拟导弹在位)。将发射架装入发射托架，按发射导弹的程序进行操作(显控盒“自检/工作”状态选择开关置“工作”位)，按下炮长操纵台上导弹发射按钮不松开，在发射托架的自动解锁功能完成后，导弹发射架校验器红色指示灯(模拟起飞发动机点火)应点亮，将导弹发射架校验器的顶杆开关松开(模拟导弹开始离轨)，导弹发射架校验器的绿色指示灯(续航)应点亮，炮长显控盒面板上“导弹挂弹”指示灯应熄灭，导弹控制盒开始输出控制指令。如果红色指示灯不亮，则表明无点火电压;如果绿色指示灯不亮，则表明发射程序不正常［4］。

2.3 发射程序检查中各部件接口的信号关系

发射程序检查涉及到发射制导装置的所有部件，包括显控盒、操纵台、导弹控制盒、测角仪、发射托架、发射架和连接电缆等，各部件接口的信号关系如图3所示。

3 故障隔离举例

由图2和图3可以看出:① 无论是在自检过程中，还是在导弹发射过程中，各部件接口间交互的信号均为直流电压量;②这些信号之间有严格的时序关系，如只有JSOK由高电平变成低电平后，控制盒才输出点火电压，只有当导弹起飞后，JSDY才归零;③只要将这些直流电压量与正常值比较就可判断相应部件工作是否正常。下面以几个典型故障的隔离过程为例进行讨论。

3.1 工作时“导弹装弹”指示灯不亮

1)故障分析。“导弹装弹”指示灯主要用来指示导弹是否装填到位。正常情况下，当接通总电源和导弹电源后，如果满足以下条件:①导弹装填到位(发射架上的推杆开关被压缩到位，GDLK为低电平);② 测角仪短焦到位(DJDW信号为低电平);③控制盒工作正常，则“导弹装弹”指示灯亮。

2)故障隔离方法。参照发射程序检查方法，测量来自测角仪的DJDW信号电压和来自发射架的GDLK信号电压，均应为零。若DJDW为+5 V，则表明测角仪光学变焦系统故障，若GDLK为+5 V，则表明发射架推杆开关故障或连接电缆不正常［5］。分析表明:出现测角仪短焦不到位的概率远高于推杆开关出现故障的概率。

图3 发射过程中接口主要信号波形

3.2 按下发射按钮后，解锁电磁阀不动作

1)故障分析。正常情况下，无论是自检状态，还是工作状态，在“导弹装弹”灯亮的情况下，打开射击保险，按下发射按钮，立刻能听到电磁阀动作的“咔嗒”声。在这个过程中，IN26V、OUT26V、KD26、JSDY均为 +26 V。解锁电磁阀由固定在骨架上的线圈和可沿线圈轴向运动的衔铁组成，当给电磁阀线圈加上26 V电压后，线圈电流产生的磁场，将使衔铁迅速向右移动，完成解锁功能。当按下发射按钮，解锁电磁阀不动作的可能原因有4种情况:① 控制盒不输出解锁电压;② 电磁阀本身故障;③ 发射按钮开关故障;④ 连接电缆连接不良。分析和实践表明:出现③、④的概率很低，所以一般情况下应从①和②开始检查。

2)故障隔离方法。在按下发射按钮的前提下，先测量JSDY是否大于20 V，若大于20 V，则是电磁阀故障(可测量电磁阀线圈的直流电阻，正常情况阻值应在6±0.5Ω之间)。若JSDY为零，则是控制盒不输出解锁电压，此时检查KD26V是否正常，若正常则是控制盒故障，若不正常则是显控盒故障。

3.3 控制盒不输出点火电压

1)故障分析。控制盒不输出点火电压的故障原因有可能不在控制盒内。由图3可以看出，要输出点火电压，必须满足 IN26V、OUT26V、KD26、JSDY 均为 +26 V，SELF1 为+5 V、DJDW和GDLK为零，JSOK由+5 V变成零。只要测量这些信号的电压值并与正常值比较就可发现哪个信号不正常，再根据这个信号来源就可判断故障部件。

2)故障隔离方法。在按下发射按钮的情况下，先看能否听到电磁阀解锁的“咔嗒”声，若能听到解锁声，则应检查JSOK是否保持高电平，若保持高电平，则是电磁阀微动开关故障，否则是控制盒故障。若听不到电磁阀动作的“咔嗒”声，则按解锁电磁阀不动作的故障隔离方法处理。

4 结束语

本文针对步兵战车发射制导装置的使用特点，通过分析一级技术维护过程中各部件接口交互信号的特点和相互间的时序关系，利用嵌入式方法测量各部件接口信号的直流电压，采用数值比较的方法确定异常信号，通过分析异常信号的来源及与其他信号的时序关系，将故障进行隔离。该方法已在多个车型上进行了试用。实践表明，该方法定位准确、机理清楚，使用方便，解决了使用分队遇到故障不知从何下手，不知如何确定故障部件的难题。

利用嵌入式方法测量接口信号的直流电压，需要将接口的有关信号提取出来，只要严格按照各接口的管脚信号定义即可。需要注意的是，各插入电缆的长度在不影响使用的前提下，应尽可能短。

［1］ 郭留河，赵国明.某型车载导弹发射制导装置现场快速检测方法［J］.装甲兵工程学院学报，2009，23(5):44－47.

［2］ 宋振铎.反坦克制导兵器论证与试验［M］.北京:国防工业出版社，2003:144－145.

［3］ 孙文杰.反坦克导弹系统［M］.北京:解放军出版社，2005:110－112.

［4］ 郭留河.步兵战车导弹系统维修模拟训练系统国防科技报告［R］.北京:装甲兵工程学院，2011.

［5］ 刘吉新.某型导弹及发射装置检测仪的设计［D］.北京:北京理工大学，2010.

(责任编辑刘 舸)