激光導(dǎo)引頭測試故障的分析與研究

唐金力　　康朝陽　　謝亞峰

摘 要：激光導(dǎo)引頭已成為我軍新時(shí)期裝備研制的重要領(lǐng)域，而激光導(dǎo)引頭的性能優(yōu)劣則離不開測試分析。本文針對激光導(dǎo)引頭測試過程中突發(fā)的故障，通過同批次導(dǎo)引頭不同場景、不同目標(biāo)指示器發(fā)射情況進(jìn)行比較，結(jié)合故障樹進(jìn)行分析，初步確定激光導(dǎo)引頭故障源為目標(biāo)指示器異常；通過對目標(biāo)指示器的束散角、光軸和能量穩(wěn)定性進(jìn)行檢測，以及故障復(fù)現(xiàn)及驗(yàn)證，并最終確定測試故障產(chǎn)生的原因，從而保證測試得以順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：激光導(dǎo)引頭；測試故障；故障樹；目標(biāo)指示器

隨著科技的發(fā)展，激光制導(dǎo)武器以其成本低、精度高、抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，成為我軍新時(shí)期裝備研制的重要領(lǐng)域，而激光導(dǎo)引頭的性能優(yōu)劣則離不開測試分析。本文結(jié)合激光導(dǎo)引頭測試過程中突發(fā)的故障進(jìn)行分析研究，從而解析激光導(dǎo)引頭測試故障分析的思路和方法。

一、故障描述

某激光導(dǎo)引頭在進(jìn)行靶射試驗(yàn)回收后，對記錄儀記錄的導(dǎo)引頭數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，出現(xiàn)導(dǎo)引頭輸出能量突然變化的現(xiàn)象。

二、故障分析

目標(biāo)指示器發(fā)射激光束到目標(biāo)上，目標(biāo)漫反射的激光信號經(jīng)導(dǎo)引頭光學(xué)天線成像于光電探測器，通過對探測器輸出信號進(jìn)行處理，提取導(dǎo)引頭軸線與目標(biāo)視線之間的彈目偏差量，將彈目偏差量信號送彈載計(jì)算機(jī)，引導(dǎo)彈體精確攻擊目標(biāo)。

導(dǎo)引頭的工作與目標(biāo)指示器的時(shí)序保持一致。導(dǎo)引頭的工作方式為脈沖工作方式，時(shí)序確定為半主動(dòng)等待方式，當(dāng)四象限探測器接收到的激光信號強(qiáng)度超過檢測門限時(shí)，導(dǎo)引頭進(jìn)行工作，首先進(jìn)行激光編碼識別，碼型與裝訂碼型符合后，測量導(dǎo)引頭軸線與目標(biāo)視線之間的彈目偏差量，設(shè)置波門開啟時(shí)間與照射器的碼型相匹配（圖1為導(dǎo)引頭原理框圖）。

根據(jù)圖1導(dǎo)引頭工作原理建立故障樹（如圖2）。

圖2：導(dǎo)引頭輸出能量突然變化故障樹

D1-1：輸出能量的穩(wěn)定性。如果目標(biāo)指示器的輸出能量不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)引頭的輸出能量突然變化，和故障現(xiàn)象符合，該底事件不能排除。

D1-2：束散角過大。如果目標(biāo)指示器的束散角較大出現(xiàn)多目標(biāo)反射和激光后向散射，會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)引頭的輸出能量突然變化，和故障現(xiàn)象符合，該底事件不能排除。

D2-1：光學(xué)故障。導(dǎo)引頭光學(xué)系統(tǒng)起著收集、會(huì)聚激光能量的作用，如果光學(xué)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，導(dǎo)引頭無數(shù)據(jù)輸出，和故障現(xiàn)象不符，該底事件可以排除。

D2-2：探測器故障。四象限探測器接收目標(biāo)返回的激光信號，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。如果四象限探測器出現(xiàn)問題，導(dǎo)引頭無數(shù)據(jù)輸出，和故障現(xiàn)象不符，該底事件可以排除。

D2-3：處理電路故障。導(dǎo)引頭的處理電路包括接收電路和信息處理電路，如果處理電路出現(xiàn)故障，導(dǎo)引頭無數(shù)據(jù)輸出，和故障現(xiàn)象不符，該底事件可以排除。

三、故障復(fù)現(xiàn)及驗(yàn)證情況

該批次導(dǎo)引頭在出廠驗(yàn)收時(shí)，使用本單位的目標(biāo)指示器進(jìn)行照射，導(dǎo)引頭未出現(xiàn)輸出能量突然變化的現(xiàn)象；該批次導(dǎo)引頭在接收廠家進(jìn)行入廠驗(yàn)收時(shí)，使用指定的目標(biāo)指示器進(jìn)行照射，導(dǎo)引頭未出現(xiàn)輸出能量突然變化的現(xiàn)象；該批次導(dǎo)引頭在接收廠家組織的靶射試驗(yàn)中，使用指定的目標(biāo)指示器進(jìn)行照射時(shí)，導(dǎo)引頭出現(xiàn)輸出能量突然變化的現(xiàn)象。通過上述同批次導(dǎo)引頭進(jìn)行的大量試驗(yàn)驗(yàn)證，可以初步排除導(dǎo)引頭自身異常。

針對靶射試驗(yàn)出現(xiàn)的問題，使用同批次導(dǎo)引頭進(jìn)行復(fù)現(xiàn)試驗(yàn)，使用本單位的目標(biāo)指示器照射，導(dǎo)引頭未出現(xiàn)輸出能量突然變化的現(xiàn)象，使用指定的目標(biāo)指示器照射，導(dǎo)引頭出現(xiàn)輸出能量突然變化的現(xiàn)象。通過對比和分析，問題初步定位于指定的目標(biāo)指示器輸出異常。

為定位該問題，現(xiàn)對在指定的目標(biāo)指示器的束散角、光軸和能量穩(wěn)定性進(jìn)行檢測。

（一）目標(biāo)指示器束散角檢測

1.檢測方法

束散角的檢測方法如圖3。

2.檢測過程

將目標(biāo)指示器放置在支架上，設(shè)備上電，操作轉(zhuǎn)臺，使目標(biāo)指示器對準(zhǔn)平行光管發(fā)射激光，激光通過平行光管反射，成像在光斑紙上，讀取觀瞄鏡上的刻度即為目標(biāo)指示器的束散角。

3.檢測結(jié)果

檢測完成后，目標(biāo)指示器的束散角比較技術(shù)要求偏大。

（二）目標(biāo)指示器的光軸檢測

1.檢測方法

束散角的檢測方法如圖4。

2.檢測過程

將目標(biāo)指示器放置在支架上，設(shè)備上電，操作轉(zhuǎn)臺，使目標(biāo)指示器對準(zhǔn)平行光管發(fā)射激光，激光通過平行光管反射，光斑成像在光斑紙上，讀取光斑中心偏離觀瞄鏡中心的位置即為目標(biāo)指示器的光軸偏離。

3.檢測結(jié)果

檢測完成后，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)指示器的光軸向右、向上均有偏斜。

（三）目標(biāo)指示器輸出能量穩(wěn)定性檢測

將目標(biāo)指示器對準(zhǔn)能量計(jì)發(fā)射激光，觀察能量計(jì)的輸出，測量值顯示目標(biāo)指示器輸出能量穩(wěn)定。

（四）驗(yàn)證情況

將本單位的目標(biāo)指示器和指定的目標(biāo)指示器放置在標(biāo)校塔上，導(dǎo)引頭放置在開闊地帶，目標(biāo)指示器照射不同距離的目標(biāo)，導(dǎo)引頭放在開闊地帶進(jìn)行移動(dòng)。在測試過程中，發(fā)現(xiàn)使用指定的目標(biāo)指示器照射目標(biāo)時(shí)，導(dǎo)引頭出現(xiàn)輸出能量突然變化的情況，此現(xiàn)象與靶場提供的靶射試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理結(jié)果一樣；使用本單位的目標(biāo)指示器照射時(shí)，導(dǎo)引頭未出現(xiàn)輸出能量突然變化的情況。

通過上述對比試驗(yàn)驗(yàn)證得出，靶射試驗(yàn)中導(dǎo)引頭出現(xiàn)輸出能量突然變化是指定的目標(biāo)指示器束散角過大，出現(xiàn)多目標(biāo)反射和激光后向散射導(dǎo)致的。

四、結(jié)束語

本文通過對靶射試驗(yàn)中出現(xiàn)的導(dǎo)引頭數(shù)據(jù)異常，進(jìn)行了細(xì)致的故障分析和研究，最后確定為目標(biāo)指示器故障導(dǎo)致試驗(yàn)失敗。導(dǎo)引頭測試與試驗(yàn)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的復(fù)雜試驗(yàn)，任何測試儀器和設(shè)備都要嚴(yán)格把關(guān)，隨便一個(gè)小小的錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致巨大的工作量和復(fù)雜的分析研究，因此任何一個(gè)試驗(yàn)都要有精細(xì)的人員安排和嚴(yán)密的設(shè)備檢查。

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作者簡介：唐金力（1981—），男，漢族，吉林長春人，碩士，工程師，主要研究方向：激光探測。