某型雷達天線轉動機構失效模式和影響分析?

孫知建 費太勇 胡 欣 謝雨希

（空軍預警學院 武漢 430019）

1 引言

雷達裝備作為現代電子戰中的主戰裝備之一，發揮著“千里眼”的作用，已經被廣泛應用于陸、海、空、天等各類戰場，可用于預警監視、搜索跟蹤、引導、測繪、航管以及氣象探測等。雷達裝備結構復雜，功能多樣，使用環境條件變化大，對天線轉動機構可靠性要求高。

2 某型雷達天線轉動機構

2.1 機構組成

天線轉動機構的主要功能就是完成雷達天線的方位控制等。主要由交流變頻調速器、方位控制減速箱、驅動電機等部分組成。某型雷達天線轉動機構組成圖如圖1所示。

圖1 某型雷達天線轉動機構組成圖

2.2 工作原理

天線轉動機構的工作原理是在雷達工作方艙里的監控分系統產生一個天線轉動的控制信號，送到交流變頻調速，然后交流變頻調速驅動三相異步電機，然后電機按照一定的速度帶動減速箱、轉盤，從而讓天線轉動。

3 FMEA定性分析

3.1 分析方法的選取

因為轉動機構所利用的信息相對完整，所以選用硬件分析為主、功能分析為輔的分析方法。這樣不僅可以充分利用轉動機構現有信息，而且還可提高分析結果的準確性與可信性。

3.2 約定層次劃分

初始約定層次為整個轉動機構，最小的約定層次為各部件組成單元。具體約定層次如圖2 所示。

圖2 轉動機構約定層次圖

3.3 故障模式

采用故障樹分析法，轉動機構故障樹如圖3 所示。我們以“天線不轉”為例進行分析，天線轉動機構的故障模式主要有以下幾種：1）無電源輸入、2）轉動機構本身故障、3）連接線纜故障、4）天控聯鎖設置不正常。

圖3 轉動機構故障樹分析圖

3.4 故障原因分析

由故障樹可以分析出，“天線不轉”故障主要有以下幾方面的原因：

1）輸入的電源故障導致天線不轉

由轉動機構結構組成圖可知，配電箱將電源傳給交流變頻調速器中，然后驅動電機帶動減速箱、轉盤以及天線驅動。當配電箱中的總電源開關發生故障或者其中的電源傳輸線纜發生故障時，天線則無法轉動。

2）轉動機構各裝置本身故障導致天線不轉

天線的轉動機構主要組成裝置有交流變頻調速器、驅動電機、天線和方位控制減速箱。當其中的任何一個裝置出現故障，天線的轉動裝置都有可能故障，導致天線不能轉動。

3）連接線纜故障導致天線不轉

連接線纜主要包括配電箱及天線各轉動機構之間的互連電纜，如果連接電纜出現斷路、短路、松動等情況則會導致信號傳輸不正常，引起天線不轉。

4）天控聯鎖設置不正常導致天線不轉

天控聯鎖裝置主要包括俯仰機柜中的“方位驅動/俯仰”開關和天線車轉接板中的安全鎖定“工作/檢修”開關。當天線正常轉動工作時，聯鎖裝置應分別設置在“方位驅動”和“工作”狀態。若天控聯鎖裝置設置不正常也會導致天線不轉。

3.5 失效影響分析

轉動機構失效影響分析如表1所示。

表1 轉動機構失效影響分析表

3.6 失效影響評估

結合專家打分和統計分析，從影響程度、發生度、檢測難度和維修難度等維度來評分，以上因子按影響程度大小，從1～10 進行衡量，最后得到的打分值越大，則對雷達故障的影響越大。評估表如表2所示。

表2 轉動機構失效影響評估表

3.7 計算RPN

根據失效影響評估分析打分的四個指標維度，我們對潛在故障模式進行風險評估，計算得到風險順序數（RPN），以確定其影響的程度。RPN 由嚴重度、發生度、檢測難度和維修難度四者相乘而得。RPN=S×O×D×R，計算結果如表3所示。

表3 轉動機構失效RPN結果表

4 結語

本文根據故障模式分析原理，對某型雷達天線轉動平臺進行了可靠性分析，得出了轉動平臺可靠性分析的各種故障影響模式，為全雷達結構可靠性定量分析提供了可行的故障模式與分析方法。