LZ-1 綜合羅盤故障分析及排除

■ 吳可/長沙五七一二飛機工業有限責任公司

0 引言

在LZ-1 綜合羅盤的修理過程中常會遇到航向指示器（ZHZ-2）工作不正常的現象，產生這些現象的原因紛繁復雜。LZ-1 綜合羅盤由航向陀螺（TH-8）、晶體管放大器（FJ-1A）、放大器（FL-2）、控制盒（CZT-3）、航向信號轉換器（SHC-2）、協調信號轉換器（SHX-1）、指示器（ZHZ-2）、繼電器盒（EJ-3）、感應式磁傳感器（GHC-4）等九個部件組成，此外，地平儀傳感器（TC-4）為航向陀螺提供俯仰、傾斜跟隨信號。由于每個部件發生故障都有可能導致航向指示器（ZHZ-2）工作不正常，給故障排除帶來較大困難，加之外場工作環境惡劣，排故勞動強度大，準確快速地找到故障原因尤為重要。

1 工作原理

現代飛機速度快，機動性大，長時間處于不穩定飛行狀態，綜合羅盤解決了磁羅盤因協調速度慢產生遲滯誤差的問題。綜合羅盤的工作狀態分為陀螺半羅盤工作狀態和磁校正工作狀態。陀螺半羅盤工作狀態是指利用陀螺的穩定性來穩定測量和指示磁航向并消除陀螺方位偏離誤差。磁修正狀態是在陀螺半羅盤的基礎上增加了感應式磁航向傳感器，在不穩定飛行中對陀螺半羅盤進行磁航向修正，使其輸出到指示器的信號為磁航向信號，磁修正狀態的工作原理如圖1 所示。

圖1 綜合羅盤磁修正狀態的工作原理圖

設陀螺方位為30°，磁航向為0°，按下協調按鈕后進入磁修正狀態。控制盒（CZT-3）繼電器吸合。航向信號轉換器（SHC-2）的輸出同位器轉子線圈接入放大器（FL-2）的第二放大通道。磁傳感器（GHC-4）將感應的地磁方位信號輸入航向信號轉換器（SHC-2）的輸入同位器，輸入同位器的轉子線圈將感應到的地磁信號經放大器（FL-2）放大，由伺服電機將航向信號轉換器（SHC-2）的輸入同位器、輸出同位器的轉子線圈轉到與地磁垂直的方向。在此過程中，航向信號轉換器（SHC-2）的輸出同位器轉子線圈將感應到協調信號轉換器（SHX-1）的差動同位器輸出的航向信號，而在線圈中產生不協調信號，由已經接入的放大器（FL-2）進行放大，帶動差動同位器的轉子線圈轉動，直到其與航向陀螺（TH-8）輸出的航向信號的合成磁通垂直，此時航向信號轉換器（SHC-2）的輸出同位器轉子線圈的感應信號也將消失，系統進入協調狀態。在協調信號轉換器（SHX-1）轉子線圈協調的同時，航向指示器（ZHZ-2）轉子線圈上感應的不協調信號經放大，由伺服電機帶動直到協調位置停止轉動，此時指示器指示0°，完成磁修正。

2 排故流程分析

LZ-1 綜合羅盤一般性故障的分析與排除可以采用圖2 樹形圖所顯示的流程進行。從圖2 看似復雜的流程圖中還能抽絲剝繭找到更為簡潔的方式、方法。分析綜合羅盤的工作原理可知，在全套綜合羅盤的工作過程中有航向信號轉換器（SHC-2）和協調信號轉換器（SHX-1）兩個關鍵產品，它們承擔著全套羅盤信號轉換的樞紐作用。航向信號轉換器（SHC-2）能有效地將感應式磁傳感器（GHC-4）感應的地磁信號引入全套羅盤的工作進程，當航向指示器（ZHZ-2）工作不正常時，通過觀察航向信號轉換器（SHC-2）的工作狀態并結合圖中排故流程，經過邏輯決斷可以迅速判斷與之相關聯的放大器（FL-2）、感應式磁傳感器（GHC-4）以及晶體管放大器（FJ-1A）等產品工作狀態是否正常；協調信號轉換器（SHX-1）則能將綜合羅盤的兩種工作狀態聯系到一起。同樣，通過觀察協調信號轉換器（SHX-1）的工作狀態，可以迅速判斷與之相關聯的航向陀螺（TH-8）、放大器（FL-2）以及控制盒（CZT-3）等產品的工作狀態是否正常。這兩個產品為靈活、快捷地處理綜合羅盤的故障提供了有利條件。

圖2 綜合羅盤（LZ-1）故障排除流程圖

3 典型故障分析與排除

試舉幾例說明運用綜合羅盤（LZ-1）故障排除流程圖解決綜合羅盤故障的流程、方法。

3.1 案例1

某次飛機轉場飛行準備過程中突然出現綜合羅盤航向指示器（ZHZ-2）不工作的情況，如不及時處置將影響飛機的按時轉場，給工廠的聲譽帶來較大影響。經電話詢問外場轉場飛行準備工作人員，得知以下有關飛機故障的重要信息：

1）磁校正狀態下校羅盤時，航向信號轉換器（SHC-2）能正確跟蹤磁航向；

2）松開協調按鈕的情況下帶動飛機，航向指示器（ZHZ-2）能夠工作；

3）磁校正狀態下校羅盤時，航向信號轉換器（SHX-1）的電磁鐵能夠吸合，但齒輪不能轉動。

經分析判斷，得出以下結論：

1）磁校正狀態下校羅盤時，航向信號轉換器（SHC-2）能正確跟蹤磁航向，說明航向信號轉換器（SHC-2）能夠正常工作，地磁信號的采集正常，即感應式磁傳感器（GHC-4）、放大器（FL-2）的第一放大通道、航向信號轉換器（SHC-2）的工作狀態正常。

2）松開協調按鈕的情況下帶動飛機，航向指示器（ZHZ-2）能夠工作，說明陀螺半羅盤工作狀態正常，即航向陀螺（TH-8）、指示器（ZHZ-2）的工作狀態正常。

3）磁校正狀態下校羅盤時，協調信號轉換器（SHX-1）的電磁鐵能夠吸合但齒輪不能轉動，說明控制盒（CZT-3）工作狀態正常，但協調信號轉換器（SHX-1）本身及放大器（FL-2）第二放大電路出現問題的可能性較大。

基于以上的分析判斷，排故人員攜帶協調信號轉換器（SHX-1）、放大器（FL-2）前往外場排故。更換協調信號轉換器（SHX-1）后，故障現象消除，保證了飛機的正常轉場。該故障件帶回內場檢查后發現伺服電機控制線圈燒壞，更換電機，該機件工作恢復正常。

3.2 案例2

某次在內場進行LZ-1 綜合羅盤性能檢查時，發現該套產品在磁校正狀態下工作不正常。檢查其協調速度時，綜合航向指示器（ZHZ-2）的磁航向刻度盤在協調結束時出現抖動，較長時間后才穩定。

故障分析：感應式磁傳感器（CHC-4）、放大器（FL-2）、航向信號轉換器（SHC-2）、協調信號轉換器（SHX-1）、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）等任一機件發生故障都有可能產生這樣的結果。

故障排除：觀察航向信號轉換器（SHC-2）進行磁航向跟蹤時工作正常，未發現有抖動現象，說明與之相關的感應式磁傳感器（GHC-4）、放大器（FL-2）的第一放大通道以及航向信號轉換器（SHC-2）的工作狀態正常。觀察協調信號轉換器（SHX-1）進行磁航向跟蹤時出現綜合航向指示器（ZHZ-2）的故障現象，說明產生故障的機件應鎖定在協調信號轉換器（SHX-1）、放大器第二放大通道、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）之中。將協調信號轉換器（SHX-1）進行串件，該故障現象消失；分解故障件，發現減速器貼橡膠的齒輪因注油過多導致打滑；將該齒輪橡膠上的油擦干后重新裝配，恢復后納入全套系統進行檢查，全套機件性能正常。

3.3 案例3

總裝車間用磁鐵帶動LZ-1 綜合羅盤進行磁航向跟蹤時發現航向指示器（ZHZ-2）不隨動。

故障分析： 感應式磁傳感器（GHC-4）、放大器（FL-2）、航向信號轉換器（SHC-2）、協調信號轉換器（SHX-1）、航向陀螺（TH-8）、控制盒（CZT-3）、綜合航向指示器（ZHZ-2）等任一機件發生故障都有可能產生這樣的結果。

故障排除：用磁鐵帶動感應式磁傳感器（CHC-4），觀察航向信號轉換器（SHC-2），發現其不隨動，初步判斷感應式磁傳感器（CHC-4）、放大器（FL-2）、航向信號轉換器（SHC-2）出現故障的可能性較大。根據拆裝難易程度，將航向信號轉換器（SHC-2）進行串件，該故障現象依然存在；將放大器（FL-2）進行串件，故障現象消失；檢查放大器（FL-2），發現其第一通道輸出變壓器次級線圈斷路，更換該變壓器，放大器（FL-2）工作正常；恢復LZ-1 綜合羅盤全套系統，其工作恢復正常。

4 結論

以上案例中的排故工作需要掌握LZ-1 綜合羅盤的工作原理，進行正確的分析與判斷，找到其運行的內在規律，從而在較短的時間內找到問題的癥結所在，快速、準確地排除故障。同時，采用流程化的排故方法，有助于在復雜的飛機系統中捋清思路。通過對LZ-1 綜合羅盤的工作原理的理解和掌握，靈活運用綜合羅盤故障排除流程圖，經過嚴謹的分析判斷，歸納出簡單快捷處理LZ-1 綜合羅盤故障的方法，減少排故的工作強度。