引信之一·總論篇

概述

引信的英文名稱是“fuse”或“fuze”。引信的名稱不僅在歷史上幾經變換，而且在不同的國家也稍有區(qū)別。我國最早稱引信為“信”或“藥信”，在 20世紀30～50年代，“引信”和“信管”并用，曾一度稱起爆引信為“引信”，點火引信為“信管”；日本稱引信為“信管”，是在我國早期“信”的后面加了個 “管”字；西方國家大多采用英國的“fuse”或“fuze”，一般都翻譯成“引信”。

21世紀以前，人們對引信的定義是：引信是利用目標信息和環(huán)境信息，在預定條件下引爆或引燃彈藥戰(zhàn)斗部裝藥的控制裝置（系統(tǒng)）。隨著科學技術的發(fā)展，在20世紀末、21世紀初出現(xiàn)了智能引信。智能引信不僅能有效地利用目標信息和環(huán)境信息，而且能接收人工指令，在對所獲得的各種信息進行辨別、篩選和分析等綜合處理后，指揮起爆機構作用。這種新型引信裝有人工智能模塊，有完整的信息接收系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)，可以對目標和環(huán)境信息、人工指令等進行系統(tǒng)處理，然后自行確定引信的作用位置與時機。

引信的外延擴大了，因此人們對引信的定義也有所改變，現(xiàn)在一般將引信定義為：能接收利用目標信息、環(huán)境信息和人工指令，并能對各種信息和指令進行辨別、篩選和分析等綜合處理，按規(guī)定條件引爆或引燃戰(zhàn)斗部裝藥的控制裝置。

目標信息是表征目標狀態(tài)和特性的物理量，如坐標、形狀、尺寸、材料強度、磁場強度、電磁波反射特性、熱輻射特性等。環(huán)境信息實際上是目標的間接信息，即目標所處的環(huán)境條件，如地形地貌、環(huán)境溫度與濕度、地磁場強度與反射、氣動力與其他形式的作用力、周圍其他目標的特性等。人工指令是在彈丸到達目標之前，使用者通過各種渠道傳遞給引信的信息，如起爆的方式、經歷的環(huán)境、彈藥與目標交匯的條件、作用的位置與時機等。人工指令主要是對預定作用條件的修正或更改。預定條件是預先輸入引信的指令，包括作用方式、時間、目標特性、啟動條件、與目標交匯的條件等。

引信是彈藥最重要的組成部分，是彈藥的大腦和指揮機構，其作用是控制彈藥的最佳起爆位置或時機。

性能可靠的引信能確保彈藥按照規(guī)定或預定的條件與時機起爆，準確無誤地毀傷目標。

引信的分類

引信的分類方法很多。按引信的作用原理，可分為機械引信、電子引信和機電一體化引信。各大類還可以細分，如電子引信還可以按作用原理，分為普通電子引信和智能引信等；也可以按作用方式，分為電子時間引信、電子觸發(fā)引信和電子近炸引信等。其他引信也可以按相似的方法進一步細分。

按引信的作用方式，可分為觸發(fā)引信和非觸發(fā)引信。觸發(fā)引信是引信和目標接觸時作用的引信，這種引信一般在飛行彈道中解除保險后呈待發(fā)狀態(tài)，一旦與目標接觸，能在很短的時間內作用。觸發(fā)引信的特點是撞擊目標后能及時起爆，可靠毀傷目標。其主要配用于需要適時起爆的彈藥，如破甲彈、攻堅彈等。非觸發(fā)引信又可細分為近炸引信、延期時間引信、周炸引信［受目標周圍的某種物理特性（不是目標引起的）激勵而作用的引信］、指令引信、多選擇引信和其他引信等。

按安全程度，可分為非保險型引信、半保險型引信和全保險型引信。非保險型引信有不需要隔爆型和沒有隔爆型2種。不需要隔爆型引信是起爆需要較大能量的引信，沒有必要采用隔爆機構，主要用于核武器、航空炸彈、魚雷等大型彈藥。沒有隔爆型引信是雷管、火帽和起爆藥呈直列爆炸序列。半保險型引信是一種過渡型產品，是將火帽與雷管隔離的引信，也稱為火帽隔離型引信，雷管與起爆藥仍然是直列的，所以只有半保險。非保險和半保險型引信不符合引信安全設計準則，現(xiàn)屬淘汰和停止使用的產品。全保險型引信是有隔離雷管的引信，采用爆炸序列錯位的結構，是按照引信安全設計準則進行設計的。其在解除保險之前，雷管與火帽、起爆藥是相互錯位和隔離的，可確保引信在作用前的絕對安全。主要用于常規(guī)彈藥，在輕武器彈藥上使用的絕大多數(shù)現(xiàn)代引信都是全保險型引信。

按配用的彈藥種類，可分為炮彈引信、迫擊炮彈引信、火箭彈引信、導彈引信、航空炸彈引信、深水炸彈引信、水雷引信、魚雷引信、地雷引信、槍榴彈引信和手榴彈引信等。

按引信裝配在彈藥上的位置，可分為彈頭引信、彈底引信、彈頭感應彈底起爆引信（分離式引信）和彈身引信等幾大類，各大類還可以細分。

分類方法是一個學術問題，在引信界也有爭議，這里就不一一介紹了。

引信發(fā)展簡史

我國不僅發(fā)明了火藥，也是引信的發(fā)源地，世界引信的發(fā)展歷史就是從中國開始的。引信的發(fā)展歷史，大體可以分為古代、近代和現(xiàn)代三個不同發(fā)展階段。18世紀以前是古代引信的發(fā)展時期，18世紀初至19世紀末是近代引信的發(fā)展時期，20世紀以后是現(xiàn)代引信的發(fā)展時期。

古代引信的發(fā)展歷史最早可以追溯到公元９世紀的唐憲宗元和年間(公元 806～821年)。在火藥發(fā)明后不久，人們便將它應用到軍事上，研制成各種用途的彈藥，為了不使彈藥在使用者手中作用，使用過各種控制或延緩彈藥作用時機（時間）的裝置。據《宋史》記載，公元970年馮繼升向朝庭進獻的“火箭法”、1002年唐福、石甫進獻的“火箭”、“火球”、“火蒺藜”，以及1040年《武經總要》中提到的“蒺藜火球”、“毒藥煙球”、“霹靂火球”等彈藥，都采用了引火線（稱為捻子）等點火、引爆裝置，史料對這些引爆裝置進行了詳細的紀述。這些點火、引爆裝置可以說就是最早的引信。因此可以說我國使用引信的歷史不會遲于11世紀。到12世紀末、13世紀初的南宋末年，在我國出現(xiàn)了采用鐵殼裝黑火藥的爆炸性彈藥，用防潮、防水的藥捻子點燃和起爆。在宋元戰(zhàn)爭中廣泛使用的“震天雷”（又稱為鐵火炮），就是一種采用生鐵鑄成殼體，內裝火藥，再裝上一根引火線（藥捻子）的彈藥，這個藥捻子實際上是起一個延期控制機構（延期引信）的作用。明永樂10年（1412年）成書的《火龍經》稱這種有防潮、防水性能的捻子為“信”或“藥信”，書中在描述“鉆風神火流星炮”的引火裝置時這樣寫道：“……分四信引于外，中留空藏一信，盤曲于中，以礬紙裹信，藏久不潮。”《武備志》中詳細記載了“信”的制作方法，這種“信”或 “藥信”就是引信的雛形。在《天工開物》一書中，不僅已出現(xiàn)了“引信”的名稱，而且將“信”與“引信”通用。但是，這些早期的引信在結構上與現(xiàn)代引信是有明顯區(qū)別的，從古代引火的“信”，發(fā)展到當代性能先進的引信，經歷了深刻而巨大的變革，集聚了無數(shù)武器研制者的辛勤勞動與血汗。

在歐洲，引信的發(fā)展歷史是從16世紀開始的，直到那時才出現(xiàn)用在鑄鐵球彈上的引信。這種引信是將火藥裝在蘆葦管或木管內，由發(fā)射藥的火焰點燃。到1835年，出現(xiàn)了采用藥盤延時的引信；19世紀中葉，觸發(fā)引信在戰(zhàn)場上出現(xiàn)；19世紀80年代，苦味酸炸藥應用在彈藥中，使引信的發(fā)展產生了質的飛躍，隨后便出現(xiàn)了含有雷管及傳爆藥的引信；1893年，出現(xiàn)了雷管隔離型引信，即所謂的保險型引信。

19世紀末，歐洲機械工業(yè)已經發(fā)展到相當高的水平，精確的鐘表問世，不久后，人們便考慮在引信中使用鐘表機構，到20世紀初，便研制成功采用鐘表機構的時間引信，這種時間引信的效果要比藥盤時間引信好得多。但使用這種引信對付空中目標時，往往出現(xiàn)彈丸離目標最近時，引信的延期時間卻沒有到，從而貽誤了戰(zhàn)機的情況。因此，人們希望引信能在彈丸距離目標最近的地方作用，但研制這種“近炸”引信的理想，直到第二次世界大戰(zhàn)后期才成為現(xiàn)實。到20世紀40年代中期，無線電電子學、電子技術和雷達技術得到充分發(fā)展，超小型電子管等電子元件和微型米波雷達收發(fā)機的研制成功，為無線電近炸引信的研制提供了技術基礎，不久便出現(xiàn)了無線電近炸引信。盡管無線電近炸引信已經完全不是時間引信了，可在它問世的初期，人們仍然稱其為“可變時間引信”（Variable time fuse），簡稱“VT引信”。由于坦克、飛機、導彈和其他運動目標的發(fā)動機在運動中噴出的高溫氣流成為引信接收目標信息的一個途徑，于是便出現(xiàn)了紅外線近炸引信；70年代后期出現(xiàn)了具有延期、近炸和觸發(fā)功能的多用途引信；隨著電子計算機和芯片、數(shù)字電路等微電子技術的發(fā)展，一些發(fā)達國家在20世紀末開始研制不僅能接收人工指令和目標環(huán)境信息，而且能對信息進行自動處理的智能引信，現(xiàn)在，這種智能引信已進入工程研制階段，預計在不久的將來，智能引信就有可能在戰(zhàn)場出現(xiàn)。

引信的組成和作用過程

對現(xiàn)代引信功能的要求，歸納起來有三個：一是確保彈藥在生產、裝配、運輸、儲存、裝填、發(fā)射和發(fā)射后的規(guī)定時間內不能作用，以保證生產和操作使用人員的人身安全；二是感受目標信息或接收指令后，能對信息和指令進行處理，確定戰(zhàn)斗部的最佳起爆時機和位置，取得對目標最好的毀傷效果；三是向戰(zhàn)斗部輸出足夠的起爆（點火）能量，使彈藥正常作用。

不同的引信在組成上是有差異的，但一般都由發(fā)火控制系統(tǒng)、傳爆系列、安全系統(tǒng)和能源等裝置或系統(tǒng)組成。

發(fā)火控制系統(tǒng)的作用是感覺目標信息和目標區(qū)環(huán)境信息，抑或接收使用者發(fā)出的指令，經處理后使傳爆系列的第一級元件作用。整個系統(tǒng)由信息接收裝置（包括目標敏感裝置）、信息處理裝置和發(fā)火裝置組成。目標敏感裝置，是感覺、接收目標或目標周圍環(huán)境信息，并能將信息以力、電信號輸出的裝置。根據引信對目標的感覺方式，可以分為直接感覺和間接感覺２種敏感裝置。直接感覺敏感裝置設在引信內部，由引信直接感覺目標信息，并將這些感覺到的信息轉送到信息處理裝置。間接感覺敏感裝置是引信外部的探測設備（如雷達等），這些外部設備將獲得的信息通過武器的火控系統(tǒng)轉變?yōu)轭A定信號或指令信號發(fā)送到信息處理裝置。

信息處理裝置是對接收到的信號進行處理，以實現(xiàn)控制最佳作用時機的裝置。一般信號處理裝置，可以對信號進行放大、辨?zhèn)蔚忍幚?，有些先進的信息處理裝置還能對彈藥侵徹目標的信息進行識別和處理，對作用時機和位置進行自動控制，達到最佳毀傷效果。在有的引信中，信息處理裝置的結構非常復雜，現(xiàn)代最先進的智能引信，在信息處理裝置中，還有人工智能模塊，可以進行復雜的信息處理。

發(fā)火裝置是引信爆炸序列中第一級起爆元件發(fā)火的裝置，也稱為執(zhí)行裝置。常用的發(fā)火裝置由擊發(fā)機構、點火機構等組成。

引信的傳爆（傳火）系列是各種傳爆元件按其敏感性逐漸降低、輸出能量逐漸提高的順序排列的組合。其作用是將較小的刺激沖量，有控制地放大到使戰(zhàn)斗部裝藥完全爆炸或燃燒的水平。傳爆系列的組成簡繁不一，最簡單的只有１個雷管和１個傳爆藥柱，比較復雜的有火帽、延期元件、雷管、導爆藥和傳爆藥等。

安全系統(tǒng)是引信在勤務處理、發(fā)射及解除保險之前保證引信安全的裝置。其作用是保證引信進入目標區(qū)以前的安全。一般由保險機構、隔離機構和自毀機構等組成，現(xiàn)代先進引信的安全系統(tǒng)還包括環(huán)境敏感裝置（或指令接收裝置）、保險與解除保險的狀態(tài)控制裝置、隔爆和能量隔離裝置等，并要求有２個或２個以上獨立的保險機構。

1-拉環(huán)；2-擊針軸；3-火帽；4-擊針彈簧；5-擊針板；6-保險銷；7-引信體；8-延期管；9-保險握片；10-彈體；11-鋼球破片套；12-炸藥柱；13-雷管

▲奧地利T72式手榴彈及其引信結構

▲引信的基本組成及與目標、戰(zhàn)斗部的關系

平時，引信的安全系統(tǒng)將發(fā)火控制系統(tǒng)鎖定在不敏感或不能工作的狀態(tài)，隔離機構切斷傳爆系列和傳爆通道，這樣使引信處于安全狀態(tài)。

引信與戰(zhàn)斗部的結合方式是多種多樣的，主要有裝在彈頭、彈尾、彈身和頭尾分裝等形式，大多數(shù)手榴彈和槍榴彈引信是裝在彈頭的，如奧地利T72式手榴彈。所有引信在使用（或進入彈膛）之前，一直是處于出廠裝配時的保險狀 態(tài)。引信的作用過程是指從戰(zhàn)斗部被發(fā)射或投擲開始到引爆（點燃）戰(zhàn)斗部裝藥的全過程，包括解除保險、目標信息作用和引爆（引燃）３個過程。解除保險過程是戰(zhàn)斗部發(fā)射或投擲后，利用環(huán)境能源或引信自帶能源完成發(fā)火前的一系列動作，使其處于能接收信息或指令的工作狀態(tài)的全過程，即發(fā)火控制系統(tǒng)和爆炸序列從安全狀態(tài) 轉換為待發(fā)狀態(tài)的過程。解除保險過程結束時，保險機構解除保險，引信呈待發(fā)狀態(tài)（或待爆狀態(tài)），這時，引信的信息或指令接收裝置一旦接收到來自目標、目標環(huán)境的信息或使用者的指令，便迅速傳送到信息處理裝置，進行識別處理，如達到預先裝定或指令修正的發(fā)火時間或最佳發(fā)火條件時，便立即發(fā)出發(fā)火信號，由傳送通道傳送到執(zhí)行（發(fā)火）裝置，產生發(fā)火輸出。執(zhí)行（發(fā)火）裝置接收到發(fā)火信號的能量后，使傳爆序列的第一級起爆（點火）元件作用，通過傳爆序列引爆或點燃戰(zhàn)斗部的主裝藥，引信的全部作用過程便告完成。引信的作用可靠性主要取決于解除保險和信息處理過程中各個程序的正常與否。

引信的基本組成及與目標、戰(zhàn)斗部的關系如圖示。

現(xiàn)代先進引信的基本要求

人們對引信的基本要求，是隨著技術的進步而不斷變化的。早期人們的基本要求主要是確保使用者的安全，但隨著科學技術的發(fā)展，高新技術在引信上不斷應用，人們對現(xiàn)代先進引信的基本要求逐步提高。一般來說，引信應能達到全天候使用、抗干擾、適時起爆等基本的性能要求。當然，不同引信又有各自不同的特殊性能要求，如炮彈引信，由于特殊的使用環(huán)境，對其不僅有引信的基本性能要求，而且有能承受高過載、高強度沖擊和急速卸載等特殊要求；迫擊炮彈引信的特殊要求是發(fā)射過程的低過載、不旋轉條件下解除保險，全壽命周期的勤務可靠保險。（待續(xù)）

（編輯／王曉濤）