某型直升機飛控操縱臺過渡功能點燈故障的分析

夏國民 謝國慶 霍鵬飛

摘要：飛控操縱臺是飛控系統(tǒng)核心部件之一，主要完成系統(tǒng)各功能的通/斷控制輸入、指示，控制數(shù)據(jù)輸入及系統(tǒng)狀態(tài)、重要故障信息告警顯示等功能，用于輔助提高直升機的飛行品質(zhì)。其正常工作的能力關(guān)系到飛行員對飛控系統(tǒng)運行狀況的了解以及處置，提供錯誤信息會影響直升機完成任務(wù)的能力，如引發(fā)飛行員不當(dāng)處置甚至可能會影響飛行安全。

關(guān)鍵詞：直升機;飛控操縱臺;點燈故障;排故機理

中圖分類號：TP277

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

引言

直升機的飛控系統(tǒng)是一個比較復(fù)雜的系統(tǒng)，包含了許多部件。在實際的故障檢測中，可以對檢測的內(nèi)容分為直升機控制計算機，飛控系統(tǒng)相關(guān)部件，以及相關(guān)功能的按鈕和指示燈。此外，由于飛控系統(tǒng)交聯(lián)的部件比較多，通過飛控操縱臺功能指示燈可以判斷飛控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。

1飛控操縱臺概述

隨著直升機技術(shù)的發(fā)展和對直升機性能要求的不斷提升，對直升機飛控系統(tǒng)的要求也越來越高。飛行控制系統(tǒng)的作用是控制直升機的飛行，起著阻尼、增穩(wěn)和控制增穩(wěn)等作用，可以提升飛行員對直升機的操控能力，減輕飛行員的工作負(fù)擔(dān)，增加機動性和穩(wěn)定性，影響整個直升機飛行的品質(zhì)和安全性。同時，直升機飛控系統(tǒng)的穩(wěn)定性對直升機的安全性至關(guān)重要。

飛控操縱臺是飛控系統(tǒng)核心部件之一，主要完成系統(tǒng)各功能的通/斷控制輸入、指示，控制數(shù)據(jù)輸入及系統(tǒng)狀態(tài)、重要故障信息告警顯示等功能，用于輔助提高直升機的飛行品質(zhì)。其正常工作的能力關(guān)系到飛行員對飛控系統(tǒng)運行狀況的了解以及處置，提供錯誤信息會影響直升機完成任務(wù)的能力，如引發(fā)飛行員不當(dāng)處置甚至可能會影響飛行安全。

2某型直升機飛控操縱臺過渡功能點燈故障分析

2.1故障現(xiàn)象

某型直升機飛行時，飛控操縱臺過渡功能指示燈自動點亮，按壓按鍵，指示燈熄滅，在飛行過程中反復(fù)出現(xiàn)。

2.2故障定位

在地面飛控操縱臺振動時，故障復(fù)現(xiàn)，確認(rèn)為操縱臺故障。

上述故障現(xiàn)象可能由以下4方面造成：

1） 導(dǎo)光板功能指示燈故障，導(dǎo)致指示燈顯示不正常;

2） 母板和插件板之間的插座連接不可靠，導(dǎo)致指示燈控制信號傳遞不正常;

3） IO插件板上的指示燈電路故障，導(dǎo)致的指示燈控制信號不正常;

4）DSP插件板上控制指示燈點亮的DSP故障，導(dǎo)致的指示燈控制信號不正常。

針對以上4個原因按以下步驟進(jìn)行排查：

1） 更換導(dǎo)光板，振動狀態(tài)下故障仍存在，對故障產(chǎn)品的導(dǎo)光板在振動狀態(tài)下進(jìn)行測試，導(dǎo)光板點燈正常，排除了導(dǎo)光板的問題;

2） 對插件板重復(fù)插拔，故障始終出現(xiàn);將IO插件板、DSP插件板插頭上功能指示燈的控制信號與母板插座對應(yīng)插針的焊接點用飛線短接，故障仍復(fù)現(xiàn);可以排除印制板插頭和母板插座接觸不可靠的問題;

3） 將IO插件板與另一臺正常產(chǎn)品進(jìn)行替換，故障隨IO插件板轉(zhuǎn)移，初步確認(rèn)為IO板功能指示燈的控制電路問題;

4） 將DSP插件板與另一臺正常產(chǎn)品進(jìn)行替換，故障不隨DSP插件板轉(zhuǎn)移，可以排除DSP插件板的DSP故障;

5） 根據(jù)電路原理，對IO插件板上過渡功能的控制信號的傳遞路徑進(jìn)行多點測試，確認(rèn)故障點在電平轉(zhuǎn)換芯片;

6） 根據(jù)邏輯分析，拆下芯片，重新焊接牢固，按產(chǎn)品要求對產(chǎn)品進(jìn)行功能振動試驗，故障消除。

綜上，確認(rèn)故障原因為芯片的焊接問題

2.3機理分析

飛控操縱臺功能接通時，接收飛控計算機發(fā)送的功能指示燈接通信號，DSP解碼后發(fā)出點燈指令，并根據(jù)功能指示燈接通信號控制電路點亮指示燈。功能指示燈控制電路如圖1所示。

圖1 功能指示燈控制電路

說明：

1）光耦合器開關(guān)電路由電平轉(zhuǎn)換芯片的輸出端信號控制（控制信號為高電平時接通）;

2）電平轉(zhuǎn)換芯片將輸入端的3.3V信號轉(zhuǎn)換為5V的控制信號輸出，具體功能如下：

a.輸入為3.3V時輸出5V（對應(yīng)功能指示燈點亮）;

b.輸入為0V輸出0V（對應(yīng)功能指示燈熄滅）;

c.輸入開路時輸出為5V（對應(yīng)功能指示燈點亮）。

根據(jù)故障樹排查結(jié)果，定位故障原因為電平轉(zhuǎn)換芯片的過渡指示燈信號輸入端針腳焊接不可靠，導(dǎo)致芯片管腿在振動時與焊盤脫離，使芯片輸入信號開路，從而自動點亮過渡功能指示燈。

因此故障的直接原因是飛控操縱臺IO插件板電平轉(zhuǎn)換芯片過渡指示燈的管腿與焊盤接觸不良。對故障原因做如下驗證：

1）拆下電平轉(zhuǎn)換芯片并重新焊接，焊接時保留過渡指示燈的管腿不焊，按壓該管腿，該功能指示燈會間歇性點亮;

2）對電平轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行補焊接，確認(rèn)該管腿焊接牢固;

3）飛控操縱臺在振動試驗中工作正常。

2.4虛焊分析

本型飛控操縱臺內(nèi)部IO插件板上選用的電平轉(zhuǎn)換芯片下側(cè)靠近印制板插頭，烙鐵操作空間較小。為滿足操縱臺內(nèi)部尺寸，選用的電平轉(zhuǎn)換芯片管腿間距較小，堆錫多時容易橋連，且管腿長度較短，與焊盤接觸面積小;又因管腿表面鍍金，對管腿上錫較難，必須用烙鐵重復(fù)接觸才能掛上焊錫，在焊盤上焊接時芯片管腿的浸潤效果較差。因此該電平轉(zhuǎn)換芯片的焊接難度較大，易出現(xiàn)虛焊的情況。

2.5解決措施

完善焊接工藝如下：

1）先焊接電平轉(zhuǎn)換芯片，后焊接印制板插頭;

2）焊接前對芯片管腿和焊盤充分搪錫;

3）焊接方式由通常的拉焊（用刀型烙鐵）改為點焊（用尖形烙鐵）。

3結(jié)論

通過對飛控操縱臺過渡功能點燈故障的排查，明確了故障機理，針對故障原因進(jìn)行工藝改進(jìn)，尤其是對相似型號電平轉(zhuǎn)換芯片提供了翔實的使用及維護(hù)經(jīng)驗，對日后類似產(chǎn)品的研制有一定的工程借鑒意義。

1）優(yōu)化器件焊接順序，先焊接電平轉(zhuǎn)換芯片，后焊接印制板插頭;

2）焊接前對芯片管腿和焊盤充分搪錫;

3）焊接方式由通常的拉焊（用刀型或馬蹄形烙鐵）改為點焊（用尖形烙鐵）;

4）焊接完成后，使用20倍以上的顯微鏡進(jìn)行檢查，電平轉(zhuǎn)換芯片的管腿應(yīng)被焊錫充分包裹。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：夏國民? 1985.3月 25日，男，湖北安陸，漢，大學(xué)本科，工程師，研究方向：直升機飛控人機交互界面