1、224第二十四届（2008）全国直升机年会论文机载无线电罗盘指示器故障分析孙国忠 1 陈义军 2 赵 阳 1（1.陆军航空兵学院；2.陆航 75752 部队）摘 要： 9 型无线电罗盘是米八直升机上所装载的一部中波导航罗盘，本文根据一起此型罗盘的故障现象，详细分析了故障产生的原因及故障排除的方法。关键词：罗盘指示器；故障1 故障现象某部一架米八型直升机在地面通电检查无线电罗盘时发现，在“自动定向”状态，航向指示器的指针顺时针旋转不停，即不能完成自动定向，而正常时，指示器指针选择小于 1800 的方向转动并指向导航台（或广播电台）停止；在“收讯”状态，耳机中能听到导航台（或广播电台）的音频信号，
2、指示器指针停止旋转。后经地勤人员串件更换罗盘指示器，通电检查故障现象依然存在，而后又串件更换罗盘接收机，通电检查故障现象消失，所以断定罗盘接收机自动定向电路发生了故障。2 原理分析由于初步判断故障发生在自动定向电路，所以对 9 型无线电罗盘的自动定向原理进行简要分析。9 型无线电罗盘的自动定向是利用环形天线的方向特性和垂直天线的无方向特性配合而进行的，在自动定向状态时，其线路组成包括以下几个部分：环形天线信号放大器、相位变换器、叠加回路、接收机电路、30Hz 振荡器、鉴相器、400Hz 信号变换器以及失配信号功率放大器和指示部分，如图 1 所示。由环形天线接收的导航台信号，经环放级放大并移相
3、900 后加于相位变换器。相位变换器在 30Hz 信号电压的控制下，将环形天线信号按 30Hz 信号的规律进行周期性的 1800 的相位变换，然后加于叠加回路与垂直天线信号进行叠加。两信号叠加后得到一个被 30Hz 调幅的高频信号。此高频调幅信号的包络振幅与环形天线信号电压的大小成正比，包络相位决定于环形天线信号电压的相位。由于环形天线信号电压的大小和相位能反映出环形天线偏离导航台的情况，所以这种高频调幅波的包络振幅和包络相位也能反映出环形天线相对于导航台的偏转方向和偏转量。经过叠加后的高频调幅波信号加于接收机电路的输入端，经过两级高频放大及混225频、检波后，将输出的音频信号电压加于环形天线
4、自动控制线路的放大器上（同时也加于低放并输出到耳机） ，经过选择放大后，将 30Hz 的调制信号电压加于鉴相器，在此与 30Hz 基准振荡信号进行相位鉴别后，得到一直流电压，此直流电压的大小与相位取决于 30Hz 调制信号电压的大小与相位。这个直流电压控制 400Hz 信号变换器的工作，在变换器的输出端得到一个随直流电压的大小与相位变化的 400Hz 失配信号电压，此电压经过放大后加于环形天线电动机的控制绕组中，使电动机转动，带动环形天线使其头部环面指向导航台方向。İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İ İ İ İİ İİ İİ İİ İİ İİ
5、 İ 穈 İİ İ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İİ İ İİ İİ 图 1 罗盘自动定向方框图环形天线的转动方向决定于 400Hz 失配信号电压的相位，即决定于 30Hz 调制信号电压的相位，最终决定于电波对于环形天线环面的入射方向。当电波从左方射入环面时，电动机带动环形天线向左转去对准导航台；当电波从右方射入环面时，电动机就带动环形天线向右转对准导航台。当环形天线（头部）环面对准导航台以后，环形天线电势为零，而只有垂直天线接收来的信号电压，所以就没有 30Hz 调制电压输出，在电动机的控制绕组中就没有 400Hz 失配信号电压，因此电动机停止转动。环形天线的转动，通过同步系统使航向
6、指示器的指针也随同环形天线转动，随时指示出导航台（或广播电台）与飞机纵轴之间的夹角，即电台相对方位角。由于电波从左方射入环面时，环形天线向左转，电波从右方射入环面时，环形天线向右转，因此就能保证了环形天线的头部环面始终快速地跟踪导航台，而不会使其尾部环面对准导航台，所以不会出现 1800 的定向误差。3 故障分析由 9 型无线电罗盘自动定向原理分析可知，环形天线和航向指示器指针是由电动机带动并同步转动，电动机是由 400Hz 失配信号电压驱动转动的，而指示器指针不停的旋转，则说明 400Hz 失配信号电压没有加到电动机的控制绕组中，那么电动机为何转动不停呢？由于在“收讯”状态时，耳机中能收到导
7、航台（或广播电台）的音频信号，说明自动定向电路中“ 接收机电路” 前面的电路是好的，那么故障只能发生在鉴相器、400Hz信号变换器或 400Hz 失配信号放大器的某一个电路中。226如果 400Hz 失配信号功率放大器的晶体管烧坏，那么就没有 400Hz 失配信号输到电动机的控制绕组中，此时电动机应该停转，而不会转动不停，说明不是这种故障原因。通过以上分析可把故障范围缩小在鉴相器或 400Hz 信号变换器电路中，而鉴相器是由四个晶体管（工作于开关状态）组成的两条支路，经测试四个开关晶体管是良好的，所以故障只能发生在 400Hz 信号变换器电路中，400Hz 信号变换器电路如图 2 所示。2 İ
8、 İİ İ İİ İİ İ İ İİ İİ İİ İ İİ İİ İİ İ İİ İ İ z İİ İ8 İİ İ9 İİ İ2 İ 4 İ 3 İİ İ İ 1 İ İ İ 嘷 İ İ İ İ İ İ İİ İ 23图 2 400Hz 信号变换器电路400Hz 信号变换器的主要作用是把鉴相器输出的直流方位电压变换成一定方向与大小的 400Hz 失配信号电压，此电压可以控制环形天线和指示器的转动方向与角度。由于电动机不停的转动，说明始终有 400Hz 的信号驱动电动机转动，而 400Hz 的信号肯定不是失配信号。下面对 400Hz 信号变换器电路的工作过程进行分析。鉴相器输出的直流电压经电阻
9、R423、R4 24 加到变压器 42 初级绕组的中心抽头上，3.6V、400Hz 的交流电压加到晶体管 48 和 49 的基极上，两晶体管的发射极接到变压器 4 2 的初级绕组的两端，集电极接地；电源电路输入来的27V 的直流电压加到电解电容 C410 和 C411 的正端。晶体管 48 和 49 工作于开关状态，反相的加在两晶体管基极集电极之间的 400Hz 交流电压控制两管周期性的分别导通和截至。当 400Hz 电压为正半周时，若加到 48 管基极为负电位，那么加到 49 管基极为正电位，于是 48 管导通，4 9 管截至。根据鉴相器输出直流电压的极性，电流由发射极到集电极，或由集电极到
10、发射极。于是在变压器 42 初级绕组“1 、2”中有电流流过。当 400Hz电压为负半周时，49 管导通， 48 管截至，在变压器 42 初级绕组“2、3”中有电流流过。这样在变压器的输出端就得到 400Hz 的交流电压，此电压就是 400Hz失配信号电压，经放大后驱动电动机转动。 当鉴相器输出的直流电压为零时，变压器 42 初级绕组中没有电流流过，400Hz 失配信号电压便消失了，电动机停转，指示器指针也停至转动。227鉴相器输出的直流电压在加到变压器之前，首先经过电解电容 C410 和 C411滤波，两电解电容的正端加有27V 直流电压，起到滤波、稳压作用。4 故障排除在 400Hz 信号
11、变换电路中，可能发生故障的元件只有晶体管 48、49、电容 C410、C411、C4 12、二极管 41。如果晶体管烧坏，则不可能产生400Hz 的信号电压，所以不是晶体管故障；如果二极管 41 被反相击穿，则晶体管不可能工作，所以不是二极管故障；那么只有电容故障了，当电解电容C410 、C4 11 其中之一击穿后，27V 电压直接加到变压器 42 初级绕组中心抽头上，使变压器初级绕组中始终有电流流过，既而可以形成 400Hz 的交流信号电压，控制电动机转动不停。所以故障现象肯定是电容击穿造成的。通过对罗盘自动定向电路的分析，从而确定了故障发生的部位及元件，经内场修理人员对 400Hz 信号变
12、换电路中电解电容进行测试，最后发现电容 C410 被击穿，而造成了此次故障现象的发生，更换电容后测试接收机正常，装机进行通电检查，指示器指示正常，故障现象消失。5 结束语通过对故障的分析和判定，可逐一检查各元器件的输出和输入电压，对逻辑集成块要检查各脚的工作状态，通过检查便可断定故障是由于哪个元器件引起的，这样可迅速地排除故障。以上是针对罗盘接收机的内部电路故障，从原理入手进行的分析；其实在实际的外场维护过程中，由于其它原因引起的无线电罗盘故障还很多，如定向缓慢、指针不稳等等。总之，要迅速排除故障，就应对故障现象有全面的了解，为此应充分利用那些能反映罗盘工作情况的检查点，利用工作状态选择开关在
13、不同工作状态进行观察，并用测量仪配合，来确定故障部位，然后予以排除。自我认为排除故障的原则是：先内后外，由简到繁，从最大可能性入手。参 考 文 献1米八无线电设备 总参陆航部 1999.052直升机航空无线电设备 总参陆航部 1993.07The Analysis of the Breakdown Compass Indicator Rotating UnidirectionalSunguozhong1 chenyijun2 zhaoyang1(1.Army Aviation Institute 2.Regiment 75752 )Abstracts: -9 Radio Compass is a medium wave navigation compass that carried on Mi-8 helicopter, this article according to a breakdown of the compass, analyzes the reason of the 228breakdown and the method to fix it.Keywords: Compass Indicator；malfunction
