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单词 引信可靠性
释义

【引信可靠性】
 

拼译:reliability of fuzes
 

引信是用来起爆或引燃弹丸(战斗部)主装药的,它的基本功能是由爆炸序列输出一个爆轰或爆燃冲量。对引信的基本要求是:安全性、对目标发火性、经济性。引信安全性是指,引信在勤务处理、发射、飞行过程中对我方不造成危害,或把危害降低到允许的最低限度。引信发火性是指在预定的时间或空间坐标,对目标发火。引信安全性和发火性都必须有可靠度的要求。因此,它们同属于引信可靠性范畴,构成引信可靠性研究的两个分支。

引信的发明,至今已有数百年的历史。人们虽然也要求引信安全可靠和发火可靠,但是引信可靠性作为一门应用学科,其形成是20世纪50年代的事。引信安全系统失效是指由引信引起的膛炸、早炸或安全系统提前解除保险,这往往造成人员伤亡和器材损失的严重后果。因此,一些发达国家已明确提出安全第一的引信设计思想。引信的安全可靠性和对目标发火可靠性不仅反映出引信设计的水平而且也取决于生产工艺水平和管理水平以及使用过程的正确操作。引信的发火可靠性,直接关系到弹丸(战斗部)威力的发挥,引信可靠性不仅在设计阶段要进行分析计算,而且在产品验收阶段必须通过实验室试验和靶场试验加以考核。

引信的安全可靠性(简称引信安全性),由引信安全系统来保证。19世纪以前的引信,其爆炸序列是直列的,没有膈爆机构,保险机构也比较简单。那时,世界各国炮兵膛炸、早炸事故屡见不鲜。到20世纪初发展起来的所谓保险型引信,采用隔爆机构把爆炸序列错开或隔断,只有在发射后(投放后)爆炸序列才对正或连通。这一措施使引信安全性明显提高。

根据被隔离的元件是火帽还是雷管,引信又分为半保险型和全保险型的。没有隔爆机构的,则称为非保险型。半个世纪以来,引信技术界对于引信应是全保险、半保险或是非保险型的,有着截然相反的看法。有人认为,只要火帽、雷管精心制造就能够保证安全,不需要加以隔离。也有人认为对于小口径弹来说,其配用的引信可以是非保险型的。但是,科学研究和使用实践证明,对于装有起爆药的火帽和雷管来说,如果不采取隔离措施,其安全性仍难以达到可接受的水平。而采用隔爆机构是提高引信安全性的一项有效的措施。美国早在20世纪60年代,就在引信设计规范中明文规定,三军引信均应设计成全保险型的(核武器引信另有规定)。尽管如此,引信的安全失效事故,例如由引信引起的膛炸、早炸等仍有发生。因此,80年代以来,为了进一步提高引信的安全可靠性和对目标发火可靠性,一种新型的直列式安全系统——电子安全系统(ES&A)日益受到各军事大国的青睐。特别是美国和英国投入巨资开发研究,已取得突破性进展。这种安全系统的基本设计思想是,放弃装有起爆药的雷管,而用不装起爆药的雷管,即冲击片雷管(Slapper)。这种雷管的装药为钝感炸药,与弹丸主装药相同。因此,再把雷管隔离起来就没有意义了。冲击片雷管的起爆电压很高,可达3~5kV,瞬时功率可达10MW。因此,电子安全系统(装置)能明显提高引信的安全可靠度和发火可靠度。

引信安全可靠性和发火可靠性的研究包括理论分析和实验研究两个方面。最常用的理论分析方法是失效模式、效应与危害分析(FMECA)及故障树分析(FTA)。这两种方法在引信可靠分析方面已得到广泛应用。美国最早在引信可靠性分析方面使用了上述两种方法,取得了良好的效益。美国于20世纪60年代就制定了《引信安全性设计准则》MIL-STD-1316(NAVY)。1970年由美国国防部正式颁布的MILITARY STANDARD,Fuze,Design Safety,Criteria for 1316A即引信安全性设计准则,适用于美国三军引信。由于核武器配用的引信的特殊性,因而未列入该标准中。此后,于1977、1984、1991先后三次更新该标准,以适应新型武器系统和引信技术发展的需要。其中F.R.TAPPER博士主持编写的MIL-STD-1316D概括了美国引信技术的最新成果。其特点是增加了电子安全装置的设计规则,同时对引信安全失效率也加以详细规定。前3次版本只规定了引信解除保险程序开始前,引信安全失效率小于10-6,D版本则补充规定了解除保险程序开始后,直至炮口或直至安全分离的引信安全失效率。而且还把安全失效的两种类型早炸和提前解除保险加以区分。

尽管现代引信设计技术和制造工艺已经相当完善,但是要求引信“绝对安全”,即安全失效率为零,是不切实际的。正确的提法是,把引信安全失效率降低到可接受的最低限度。现今北大西洋公约组织使用的引信安全设计标准即为美国标准。中国参照美国的MIL-STD-1316B并结合本国国情制定了第一个引信安全设计标准GJB-373,于1987年颁布执行。由于引信事故,特别是早炸、膛炸事故往往带来相当严重的危害,引信安全失效机理的研究受到世界各国普遍的重视。中国“六五”、“七五”计划,都把此项研究列为重点课题,由南京理工大学主持,212研究所、213研究所参加共同研究,取得多项成果,并已应用于火炮事故分析中,获得显著的经济效益和社会效益。

当前引信可靠性研究的主要热点有:(1)引信元器件、零部件的失效模式与失效率,建立相关的失效率数据库;(2)兵器(例如火炮、导弹等)安全事故分析的理论与方法;(3)引信安全可靠性与发火可靠性的模拟仿真研究;(4)引信抗干扰问题;(5)引信电子安全装置的可靠性设计。

【参考文献】:

1 Headquarters U S.Engineering Design Handbook Ammunition Series,Fuzes,1969,11

2 Tepper,F R 33rd Annual Fuze Meeting,1989

3 Department of Defense of U S A.Military Standard,Fuze1970(1316A):9(17),1977(1316B):4(15),1984(1316C):1(3),1991(1316D):4(9)

4 陈庆生主编.引信设计原理.北京:国防工业出版社,1986

(南京理工大学陈庆生教授撰)

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