火控与武控系统无线电交联故障原因分析
吴锋 王先勇 倪蕾 王芳/大连长丰实业总公司
摘要： 为保证挂架与火控系统无线电校正交联信息的匹配良好性，在整机调试过程中需用某型挂架模拟器检查雷达和6个挂架的交联匹配情况。在检查某型飞机挂架和雷达无线电校正交联信息的匹配情况时，出现无线电校正指令工作不正常故障，即挂架模拟器上的调谐指示灯不亮。通过分析雷达和挂架交联的工作原理，得出了引起该故障的主要原因。
关键词： 火控系统；挂架；雷达
1 故障现象
某型飞机通电调试时，在火控系统和武器控制系统各自独立检查均良好的条件下，用某型挂架模拟器检查雷达与1、2、3、4、9、10号挂架的交联匹配情况，检查发现1、2、3、9、10号挂架的交联匹配良好，但4号挂架模拟器上的调谐指示灯有时闪亮，有时不能燃亮。
2 雷达和无线电校正交联的工作原理
雷达在照射状态，主控振荡器产生高频辐射信号输入到功率放大部件（发射机），功率放大部件在同步机加载来的发射触发脉冲的控制下，对主控振荡器加载来的高频辐射信号进行调制，并根据操纵控制台加载来的频率代号标志指令与行波管放大器激励功率的关系，形成高频辐射信号，加载到天线部件，通过天线部件向空中辐射。
功率放大部件输出的照射信号大部分通过天线辐射出去，用于照射目标，同时从功率放大部件输出部分功率，加载到功率分配器，功率分配器将高频信号分成8路，通过高频馈线耦合输出。其中，50W11、50W12为备用，其他6路高频信号分别输出至相应挂架上的高频辐射器。当检查无线电校正指令时，需要在相应挂架上挂装挂架模拟器。此部分工作原理框图如图1所示。
挂架模拟器从挂架上的高频辐射器接收到的超高频信号输入到高频组件混频器，送入混频器的还有来自本机外差振荡器的信号，两个高频信号在高频组件混频器内进行混频。当高频组件混频器输出端上的差频值与中频放大器的谐振频率不同时，中频放大器就不再产生送到外差振荡器调频电动机控制组件的通频带电压信号。此时，中频输出信号的频率和中频放大器的谐振频率出现失调，其极性和幅度决定输入外差振荡器调频电动机供电电压的极性和幅度，此供电电压输入外差振荡器，于是外差振荡器开始调频，直到其差频等于中频放大器上的差频，而且在中频放大器输出端出现通频带电压信号为止。此时调谐指示灯应燃亮，证实外差振荡器调频结束，外差振荡器的调频电动机断电。
如果挂架上的高频辐射器输出信号不正常，就得不到合适的差频信号，中频放大器输出端无法出现通频带电压信号，调谐指示灯就不会燃亮。
图1 输出照射功率工作原理框图
3 机理分析及排故过程
1）转换器工作原理
3.1 功率分配器工作不正常
功率分配器是将从发射机输入的照射功率平均分成8路输出的主要部件，由转换器和分配器两部分组成。
通过分析工作原理可知，挂架模拟器上的调谐指示灯燃亮，需要有足够能量的照射功率输出。调谐指示灯有时闪亮，有时不能燃亮的根本原因是能量输出不合格，从工作原理框图可以看出，以下几方面可能造成能量输出不合格。
功率放大部件（发射机）包括行波管放大器、调制器、交联装置和发射机触发脉冲转换设备等组件。如前所述，在照射状态，正常情况下行波管放大器输出的照射信号大部分通过天线辐射出去，同时从行波管放大器输出部分功率加载到功率分配部件，由功率分配部件分配给6个挂架。用频谱分析仪测量50W4处信号强度为-31dBm。咨询修理厂家并查阅技术使用指南，该处信号强度应为-20.5～-30.5dBm，说明此时工作在临界值。
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根据气象学上的能见度对气象条件进行的分级[3]，选择中雾(能见度200～500 m)、轻雾(能见度500～1 000 m)、薄雾(能见度1～2 km)和霾(能见度为2～4 km)这四种级别进行研究.发射光子数为106个.设传输距离为1 km，能见度分别为0.2 km、0.5 km、1 km、1.5 km、2 km、2.5 km、3 km、3.5 km和4 km.Monte Carlo仿真结果如图6所示.
雷达无线电校正指令通过挂架上高频辐射器向空间辐射能量，挂架模拟器上的高频组件接收到辐射信号并经过差频变换后，输出中频信号，如果中频信号在通频带范围内，调谐指示灯应燃亮。若4号挂架上的高频插头接触不良或发射装置内部电缆连接不好，则可能造成此故障。更换此挂架，但故障依旧，表明挂架无故障。
由于只有4号挂架的无线电校正交联信息不正常，而其他挂架无线电校正交联信息正常，说明转换器工作良好，故障可能出在分配器上。调整功率分配器上的能量调整部件，但4号挂架模拟器上的调谐指示灯依然不亮。更换功率分配器后进行检查，故障依旧，因此功率分配器没有故障。
2）分配器工作原理
3.2 挂架上高频辐射器工作不正常
从转换器输出的照射功率输入到分配器，分配器将输入的高频信号分成8路，经波导衰减器衰减后，从波导-同轴转换接头输出。分配器工作结构图如图3所示。
因此，制作两根工艺电缆，一根为50W4至16-B30，一根为16-B30至24-B30。将挂架模拟器接到16-B30处，信号灯能够正常燃亮。两根同轴电缆同时连接好，将挂架模拟器接到24-B30处，信号灯有时闪亮有时不能燃亮。因此排除了电缆衰减大是导致此故障的原因。
3.3 同轴电缆性能指标不正常
功率分配器输出的射频信号从50W4同轴电缆插头输出，经过24-B30同轴电缆插头输入4号挂架，如图4所示。用三用表测量50W4至24-B30同轴电缆的导通性，显示电缆导通性良好。用频谱分析仪测量24-B30处信号强度为-56dBm，查阅挂架模拟器说明书，输入信号强度应为-60±5dBm，理论上说能够正常工作，考虑到理论和实际的差异以及电缆的插入损耗，认为此信号可能偏小。为确认故障，测量了另外一架正常工作飞机的4号挂架，其24-B30处信号强度为-50dBm，比故障飞机大6dB，说明信号强度小可能导致该故障。为进一步确认故障，将4号挂架模拟器接到10号挂架，交联信息正常，测量10号挂架处30-B30处的信号强度为-45dBm。由此怀疑可能是电缆衰减大，输出到24-B30的功率小而导致了该起故障。
图2 转换器工作原理图
图3 分配器工作原理图
目前，国内外出版了很多经典的《常微分方程》教材，主要介绍了一阶微分方程的求解方法，解的存在唯一性和对初值的连续依赖性、可微性定理，常系数线性微分方程组和高阶常系数线性微分方程的解法，以及微分方程的定性和稳定性理论。但在新的形势下，课时比较紧，一般的院校只有周课时3共48学时，这使上述内容讲授时不可能面面具到。
食欲刺激素是一种由胃黏膜分泌的含28个氨基酸残基的多肽激素，可增进食欲，促进胃排空和肠蠕动，增强营养物质消化吸收，进而使体质量增加。近年来研究发现，食欲刺激素还具有抗炎、改善血管内皮功能和舒张血管等广泛的心血管药理作用，而高血浆浓度的食欲刺激素可预防高血压的发生发展［27］。已有临床研究报道，血压与食欲刺激素水平呈负相关，而高血压患者外周血中食欲刺激素水平的下降可能是导致血压升高的一个重要诱因［28］。此外，代谢性高血压常合并高脂血症，极易发展为动脉粥样硬化，食欲刺激素受体在动脉粥样硬化小鼠心血管系统中的表达较正常组高［29］，提示食欲刺激素及其受体可能是治疗代谢性高血压的一个重要靶点。
3.4 功率放大部件辐射功率不正常
雷达工作在照射状态，当雷达照射信号通过电缆插头50X1：3输入到继电器KV2，使继电器KV2工作，KV2工作的结果是使继电器KV1工作，KV1工作的结果是使转换器触点1和2的极性发生翻转，即触点1电压为27V，触点2电压为0V，则转换器工作，从发射机输出的高频信号进入分配器。转换器工作原理如图2所示。
根据上述分析及实际验证，认为极有可能是发射机行波管放大器输出功率不足导致了该起故障。更换了发射机组件后，用频谱分析仪测量4号挂架24-B30处的信号强度，大约为-50dBm，拆下频谱分析仪，用挂架模拟器检查4号挂架无线电校正指令，挂架工作正常。之后检查其他挂架无线电校正指令，所有挂架均工作正常。
4 结论
综上所述，导致4号挂架模拟器上调谐指示灯不亮的主要原因是挂架上的输出功率小，工作在临界值。导致挂架上的输出功率小的主要原因是发射机输出功率小，分配到挂架的功率相应地也小，由于4号挂点线路最长，导致4号挂点输出功率工作在临界值，因此造成4号挂架无线电校正指令工作不正常。更换发射机组件后，故障排除。
排除单一挂架无线电校正指令工作不正常故障时，除考虑功率分配器组件、挂架组件和电缆故障外，还应考虑发射机组件的影响。发射机输出功率在下限值时也可能造成单一挂架无线电校正指令工作不正常故障。
佩恩特是明尼苏达大学 (University of Minnesota)法学院的瓦尔特·利奇公司法教授 (S.Walter Richey Professor of Corporate Law)。他以最优异成绩(summa cum laude)取得哈佛大学历史系学士学位，之后在耶鲁大学获法学博士，期间曾担任《耶鲁法规学报》(Yale Journal on Regulation)编辑。踏出法学院的大门，他随即受聘为美国第九巡回上诉法庭法官小约翰·努南 (John T.Noonan Jr.)的助理。
图4 连接电缆
Analysis on Radio Crosslinking Faults for Fire Control System and Weapon Control System
Keywords： fire control system；pylons；radar
作者简介
吴锋，高级工程师，主要从事飞机火控系统技术研究。
倪蕾，高级工程师，主要从事飞机火控、军械系统技术研究。
王先勇，工程师，主要从事飞机火控系统技术研究。
王芳，工程师，主要从事飞机电缆修理技术研究。
标签：火控系统论文; 挂架论文; 雷达论文; 大连长丰实业总公司论文;