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沈阳理工大学课程设计论文11前言1.1引信发展趋势现代局部战争本身已经表现为是一个高新技术的体系，它动用从卫星侦察，战术传感器系统到计算机分析决策的情报指挥系统，全球性的后勤补给系统，海，空、地上的各种武器系统。迄今为止，军事应用对高、新技术仍是敏感的和领先的，这必然要影响到弹药和引信的发展。引信，特别是触发引信的发展将有两条主线，即如何为体系和系统作出贡献，和如何合理地利用体系和系统的资源。沿这两条主线发展的结果都将是提高性能和降低成本，即提高效费比。基于为体系作贡献的发展趋向，例如发展为巡航导弹等多种载体用的远程对地面目标触发引信，在航弹通用的多种遥控装定的电子触发引信，可装定瞬发，l0，25，50，100，200ms延期作用及航空火箭弹用的新型PIBD引信（如法35mm高炮碰炸近炸引信，瑞士KZD566引信），美国海军反舰可编程引信等。为了对付高速目标，提高瞬发度是十分必要的。为了提高自动化程度，美国正研制XM773遥控多选择引信，它可取代M557，M739，M730A1触发引信M5l3，M514，M728，M732近炸引信及M767电子计时引信。基于利用体系，系统资源，可能得到高性能低成本的先进引信，例如利用炮兵系统，装定最佳作用方式的英L1l6电子程控多选择引信，利用制导系统指令作用的应用于ATACMS导弹的开仓引信。对我国来说，在能具有一定电子频谱使用权的情况下发展触发和指令双用引信，可能是一种比较可行的方向，引信正面临应用高新技术将有突破性发展的时期。11.2引信安全系统及安全性现状与发展对策引信是弹药系统的重要组成部分，对充分发挥弹丸或特定战斗部的威力起关键的作用，弹丸配用不同性能的引信其毁伤效果差别极大，衡量引信性能的主要参数有：评定安全性的安全落高和延期解除保险时间，评定可靠性的正常作用率，评定适时引爆性的瞬发度和延期时间等。其中延期时间在很多情况下对于有防护和抗侵彻能力的目标如坦克，装甲运兵车和舰船等是很需要的。它可以保证弹丸侵入目标后达到最有利的炸点上爆炸，使弹丸能发挥最大的爆破或杀伤效力，榴弹是小口径的高炮，舰炮和航炮的主用弹药，主要用来对付飞机，舰艇及地面轻沈阳理工大学课程设计论文2型装甲车等目标，它最有利的炸点是弹丸侵入目标内。因此，榴弹配备的机械触发引信除了具备使用安全性，作用可靠性，长期贮存稳定性之外，通常还要求作用时间的延期性，即要求引信在碰击目标后延迟一段时间再引爆弹丸装药。2引信保险、解除保险与安全性的内涵，因《引信安全性设计准则》标准的诞生而发生了根本性的变化。上世纪70年代以前的引信安全系统几乎都很简单(甚至谈不上是系统)，主要就是引信发火系统的保险装置(机构)；而现今的引信安全系统，可以认为是硬在原非隔爆型引信基础上增加了保险与解除保险装置。这对于我国来讲，也只是上世纪70年代末期以后的事。引信安全性能几乎完全依赖于引信安全系统的设计。《引信安全性设计准则》虽已广为人知，但关于引信安全系统特别是关于保险与解除保险装置的工程设计理论却不够系统和深入：不能适应引信产品型号研发的需要。因引信安全性设计水平和质量所引发的安全性事故仍时有发生。大型弹药引信很可能不是一个完整的装置，而是一个部件分离的功能系统，主要分为两大子系统，即发火控制子系统和保险与解除保险装置(SAD)。其中前一个子系统以光电或机械原理利用目标信息，通过爆炸序列首发爆炸元件的激发时刻来控制引信的起爆时机暨弹丸战斗部的炸点；而后一子系统事实上与引信爆炸序列共生共存，以机械原理为主，主要通过识别发射环境，以故障保险原理对引信爆炸序列实现安全控制。由于保险与解除保险装置比较独立，除用作引信的一部分之外，还用于其他弹药内火炸药引爆或点火的场合，所以人们往往把对引信的关注都集中到了引信的子系统——发火控制子系统上了。令人遗憾的是，连引信的标准定义也迎合了这一潮流，引信被定义成了“控制弹药爆炸序列适时爆炸的系统”。更有掩耳盗铃之作，由此定义出发，去研发只含有发火控制子系统的这类“控制系统”型引信，而把敏感爆炸元件及爆炸序列“推出”引信作为弹丸战斗部的一部分，以逃弃《引信安全性设计准则》详细、具体而又有一定实现难度的要求。事实上弹丸战斗部的爆炸序列几乎都在引信内部，即在引信保险与解除保险装置之内。引信的主要功能是引爆弹丸战斗部，由爆炸序列来实现，因此归根结底还是一种引爆装置，只不过安全性要求比较高、引爆时机自动控制罢了。引信不同于制导系统，不是控制系统，控制只是引信内部这一部分对那一部分的功能，与外界无关。如果将引信定义成控制系统，那么引信爆炸序列的功能与作用哪里去了呢?引信控制功能固然很重要，这是事实，但这一控制不应单指相对于目标沈阳理工大学课程设计论文3的炸点控制，还包括应该认为是更为重要的相对于己方人员和装备的安全性控制。为了便于更好地认识引信安全的重要性，认清引信安全系统及保险与解除保险装置的地位和作用，“引信(引信系统)”定义：“一种通过设计用来感觉目标或受控于一种或一种以上的预定条件，如经过的时间、压力或指令，引发弹药内的传火序列或传爆序列的实物系统”。而不宜再称为“控制”“系统”了。同样，引信安全性设计准则还给出了引信安全系统和保险与解除保险装置的定义。引信安全系统包括了保险与解除保险装置。安全引爆的安全性就是由保险与解除保险装置实现的。可以说，引信的安全引爆不但意味着要安全引爆，而且还意味着引爆前要安全，引爆过程中和引爆之后也要安全，不安全不允许引爆。国内实弹演练也暴露出了未爆弹药处理问题，不但要求引信安全系统要提高解除保险可靠性，要求引信提高综合发火率，而且还要增加自毁、绝火、电发火能量耗散和爆炸物处理等设计特性。引信安全系统的发展趋势是性能越来越全面，可靠性越来越高，而体积却越来越小，成本越来越低。未来可能发生的解决台海问题的作战同样也涉及到了上述问题，并且因可能要影响到战后台湾政治问题和社会问题而会变得更加重要。美军零伤亡作战新理念，也启发我们要不断提高引信安全性。引信基本性能要求的变化，如裸态跌落试验高度由3m减低为1．5m以及隔爆安全性试验、延期解除保险距离试验、震动试验和跌落试验合格准则的变化，都会促进引信安全系统的发展。弹丸战斗部子母化、智能化的发展趋势要求所配引信安全系统尽可能做到小型化和低成本化。引信智能化的发展趋势也要求引信安全系统小型化和低成本化。2武器装备采购市场化促使引信及其安全系统要低成本化，弹药高价值化要求引信安全系统提高解除保险可靠性并减少研制试验数量。弹药多功能化和高性能化要求引信安全系统与之相适应，如冲压发动机增程弹、管式弹以及含能破片所需的引信安全系统，可能要与弹丸战斗部实现一体化设计。当今社会处于信息化的时代，同时也是个性张扬的时代。为了进一步提高性能，通用化原则的应用要适度。相反有时为了特定战争、特定战场、特定战役、特定战斗或特定目标，要应急开发有效的武器弹药系统，引信安全系统研发必须能够适应这样的“短、平、快”要求。引信安全系统设计与武器平台及发射弹道环境关系比较密切。对于自主研发的新型武器平台因已不再像以往引进产品那样有所借鉴，故须做好所用引信安全系统的系统分析和原理设计工作。与上述发展需求及《引信安全性设计准则》、《引信环境与性能试验方法》等沈阳理工大学课程设计论文4标准要求相比，目前我国引信安全系统及安全性仍存在一定的差距，其原因也是多方面的。由于引信安全系统设计要求体系及某些具体的设计要求如隔爆安全性、冗余保险、延期解除保险、自毁、绝火和电发火能量耗散等，只是最近20年才出现或规范化，传统的设计经验和设计理论多不包含这些内容，加上引信型号研发项目一旦确立进度就很急迫，所以在理论研究和方案研究不够深入的情况下，真正全面符合《引信安全性设计准则》相关要求的引信保险与勰除保险装置设计就比较少了，而总体结构优化、性能优异、可靠性高、成本低廉的设计则更少。不少引信保险与解除保险装置体积较大、结构复杂、成本较高、可靠性差。因此在系统定型之后再对引信进行安全性改造或者结合引信目标探测系统体制更新进行引信安全系统再改进就不足为怪了。由于研制质量不高，生产后质量问题不断，装备后安全事故频发，致使企业难有经济效益，甚至被拖垮，难以做到“百年老店”。系统分析不够深入，性能与方案论证不充分，导致应该具备的安全性指标如爆炸物处理特性普遍不具备。而与此相关的特性，如正常自毁、绝火和电发火能量耗散等，也未能得到应有的重视。事实上，目前就连如何评定和由谁来评定引信爆炸物处理特性的问题还没有解决。由于缺乏对安全性要求的认识和具有可操作性的试验评定细则，引信隔爆安全性难以保证。如些引信隔爆试验虽然不能引爆导、传爆药，但却有可能引燃或引爆弹丸战斗部内的主装药。某些引信隔爆安全性试验会产生危险破片。某些引信隔爆安全性试验改制时增开的试验用击针孔直径过大，造成引信内腔压力降低，使隔爆安全性试验结果偏于乐观。为应付《引信安全性设计准则》的冗余保险要求，某些引信的保险机构设计事实上是虚假的设计。因为去掉冗余保险中的某一保险机构，另一保险机构不能单独履行保险职能，经1.5m跌落、震动、振动和磕碰等环境试验后不能保证仍处于保险状态。此外，某些低发射过载环境下应用的引信后坐保险机构能通过对钢板和铸铁板的跌落试验考核，却不能通过对一些软目标的考核。出现这些问题的原因，涉及对标准的认识，在某种程度上也涉及管理问题：引信定型的实验室试验均在工厂进行，试验基地一般不再进行。由于缺乏对黑火药的感度认识，并且还缺乏感度符合要求的钝感传火药，所以有些引信将黑火药作为传火药直列于引信爆炸序列中了。由于缺少对撞击安全距离要求的认识，所以在设计方案选择和技术设计中未能引起重视，致使某些引信特别是采用了无返回力矩钟表机构的引信，满足不了沈阳理工大学课程设计论文5撞击安全距离的要求。由于缺乏量化分析，某些引信延期解除保险距离指标偏短。如迫击炮弹弹道弯曲，引信延期解除保险距离没必要过短；如果引信延期解除保险距离偏短(例如小于20m)就会发生炮口炸而误伤载机。由于定型试验评定标准和数理统计试验方法本身的问题降，引信实际的延期解除保险距离可能有不少要短于其设计指标，或者说是在指标规定的安全距离内解除保险概率不符合《引信安全性设计准则》规定的不高于千分之一的失效率要求。引信所配武器弹药及弹道环境多种多样，因此引信安全系统原理与设计也就千差万别。与武器原理不可能收敛一样，引信安全系统的具体原理也不收敛。由于研究不集中，对于每一种典型机构的动力学分析特别是设计理论总结得往往并不完备。引信安全系统设计理论研究历史欠账比较多，致使引信产品型号研制周期长、花费多，使引信产品设计质量不高，部队使用事故不断，而且还有恶性事故。引信动态试验几乎都是破坏性试验，绝大多数引信安全系统都是机械结构，刚性强，因此靠传统机械加工设备和工艺加工周期长，适应不了引信研制的高节奏要求。引信安全系统指标多为可靠性指标，验证试验多以组为单位，所需样品数量多；与此相对应的是，弹丸战斗部指标多为威力指标，往往结构就能保较高的可靠性要求，因而验证试验多以发为单位，所需样品数量少。引信性能试验要以弹丸战斗部为载体，这往往就会在引信研制单位和弹丸战斗部研制单位之间出现科研文化和经济上的矛盾，影响合作和研制。借鉴美军《引信安全性设计准则》，建立引信安全性和爆炸物处理特性审查的专门机构和委员会。提高引信安全性设计质量意识。要知道引信安全性事故非同小可，有可能会因此而动摇企业生存的根基。强化引信的二级配套军工产品地位，在论证、立项、经费拨付和鉴定等环节保证引信特别是引信安全系统研制应有的条件。引信安全系统各种技术原理可能长期共存。因此要以开放的态度支持各种各样原理与技术的研究。包括直列式引信安全系统的研究。微机电系统(MEMS)技术在引信中的应用要跟踪国外技术进行研究，传统的引信安全系统技术也要加强研究。前者可能关乎20年以后的引信发展，而后者则直接影响着当前及今后引信的安全性能。针对不同的武器平台、弹道环境和弹丸战斗部类型，研究并优化设计小体积、高性能、高可靠性、宽适用