貯存時(shí)間對(duì)某型痛塊彈彈藥可靠性影響規(guī)律研究

劉海濤　陳明華　石騰飛

摘要： 為了確定痛塊彈彈藥射擊后不分散的失效模式與可靠貯存壽命的關(guān)系，本文通過(guò)對(duì)不同貯存時(shí)間的痛塊彈進(jìn)行射擊試驗(yàn)，利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了處理與分析，得到了貯存時(shí)間對(duì)其可靠性的影響規(guī)律。結(jié)果表明現(xiàn)貯存時(shí)間對(duì)該痛塊彈作用可靠性沒(méi)有影響。

Abstract： In order to determine the relationship between the not disperse after firing failure mode and the reliable storage life of pain block ammunition， it studied the firing test of pain block ammunition in different storage time and analyzed the test result by mathematical statistics method. It is shown that the storage time had no effect on the reliability of pain block ammunition.

關(guān)鍵詞： 痛塊彈；非致命；可靠性；貯存壽命

Key words： pain block ammunition；non lethal；reliability；storage life

中圖分類號(hào)：E932 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）32-0218-03

0 引言

非致命性彈藥是反恐維穩(wěn)軍械裝備的重要組成部分，目前已經(jīng)定型并裝備的軍用彈藥主要包括：橡皮彈、爆震彈、防爆閃光彈、痛球彈和痛塊彈[1，2]。越來(lái)越多的非致命性彈藥裝備部隊(duì)，痛塊彈成為我軍彈藥的一個(gè)重要組成部分。但目前對(duì)于痛塊彈的性能檢測(cè)以及其貯存質(zhì)量變化規(guī)律基本上處于空白，就使用情況而言，痛塊彈的失效與常規(guī)彈藥有所不同，表現(xiàn)在一方面性能下降，達(dá)不到戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，另一方面，某些性能超過(guò)戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)要求，造成人員傷亡。貯存時(shí)間是影響彈藥可靠性的重要指標(biāo)，硬度是痛塊彈的重要戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)，研究?jī)烧咧g的關(guān)聯(lián)對(duì)掌握痛塊彈的性能指標(biāo)具有重要意義[3-5]。

本文通過(guò)對(duì)不同批次痛塊彈進(jìn)行射擊試驗(yàn)，利用高速攝影機(jī)觀察其設(shè)計(jì)狀態(tài)，并通過(guò)χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和Fisher精確檢驗(yàn)研究貯存時(shí)間與可靠性的關(guān)系。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

材料：五種不同批次的某型痛塊彈，每批次50發(fā)。

儀器：高速攝影機(jī)。

1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

分別對(duì)六個(gè)不同批次的某型痛塊彈進(jìn)行了射擊試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

2 試驗(yàn)結(jié)果的比較檢驗(yàn)

在成敗型數(shù)據(jù)檢驗(yàn)中常用的檢驗(yàn)方法主要有χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和Fisher精確檢驗(yàn)，當(dāng)總現(xiàn)頻率數(shù)量小于30時(shí)，一般用Fisher精確檢驗(yàn)法計(jì)算[6-10]。

本研究中，分別利用χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和Fisher精確檢驗(yàn)，確定貯存時(shí)間對(duì)全彈可靠性的影響。整理表1數(shù)據(jù)，得到全彈可靠性試驗(yàn)數(shù)據(jù)表2。

2.1 χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)法[11]

χ2檢驗(yàn)法的基本思想是：將總體X的取值區(qū)域劃分為k個(gè)互不相容的組類，再將樣本觀測(cè)值x1，x2，…，xn落入各組的實(shí)際頻數(shù)與理論頻數(shù)進(jìn)行比較，由此構(gòu)造檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量來(lái)衡量樣本觀測(cè)值與已知分布的擬合程度。

根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)，差異最大的兩組是1批和5批，因此對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，表3是根據(jù)表2中的數(shù)據(jù)整理出的1批和5批彈藥射擊可靠性結(jié)果的2×2列聯(lián)表。

2×2列聯(lián)表的χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)步驟：

①提出零假設(shè)：認(rèn)為彈藥的作用可靠或失效與貯存時(shí)間無(wú)關(guān)聯(lián)。實(shí)際測(cè)試的結(jié)果與在兩者之間并無(wú)關(guān)聯(lián)的前提下，從理論上推導(dǎo)出的理論數(shù)之間無(wú)差異，即H0：A-B=0。

②根據(jù)概率乘法法則，若事件A和事件B是相互獨(dú)立的，或者說(shuō)它們之間并無(wú)關(guān)聯(lián)，這時(shí)事件A和事件B同時(shí)出現(xiàn)的概率等于它們分別出現(xiàn)的概率乘積：

P（AB）=P（A）P（B）

反過(guò)來(lái)，事件A和事件B同時(shí)出現(xiàn)的概率等于他們分別出現(xiàn)的概率的乘積，那么事件A和事件B是獨(dú)立的、兩者無(wú)關(guān)聯(lián)。若事件A和事件B同時(shí)出現(xiàn)的概率不等于它們分別出現(xiàn)的概率的乘積，則兩個(gè)事件是有關(guān)聯(lián)的。

③計(jì)算，若χ2<則實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果是一致的，作用可靠性與貯存時(shí)間無(wú)關(guān)的假設(shè)可以成立；若χ，則實(shí)際測(cè)試結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果不一致，作用可靠性與貯存時(shí)間無(wú)關(guān)的假設(shè)不成立，兩者之間有關(guān)聯(lián)，不同貯存時(shí)間彈藥作用可靠性不同。

④確定自由度，2×2列聯(lián)表的自由度不再是4-1=3，而是（r-1）（c-1），或者寫為（行-1）（列-1）。因?yàn)槊恳恍械母骼碚摂?shù)量受該列總數(shù)的約束，所以總的自由度只有（r-1）（c-1）。

下面計(jì)算表3的χ2值并做推斷，首先計(jì)算各格的理論數(shù)量，前面已經(jīng)給出了計(jì)算結(jié)果，見(jiàn)表4。

從表4中，任何一格的理論數(shù)量等于這格所在的行總數(shù)量乘以這格所在的列總數(shù)量，再除以總數(shù)量。在實(shí)際計(jì)算中，算出T1后，可以用列總數(shù)量減去T1得T3，用總行數(shù)量減去T1得T2，列總數(shù)量減去T2得T4。

⑤χ2值的計(jì)算。

2.2 Fisher檢驗(yàn)法[12]

Fisher檢驗(yàn)法是根據(jù)兩個(gè)不同試驗(yàn)階段的成敗型信息，構(gòu)成一個(gè)2×2的列聯(lián)表，將邊緣固定為（F1+F2，S1+S2，N1+N2，N1，N2）。Fisher指出了觀測(cè)頻數(shù)的精確概率服從超幾何分布，即：P=

式中：S1、S2—兩個(gè)試驗(yàn)階段的成功樣本數(shù)；

F1、F2—兩個(gè)試驗(yàn)階段的失敗樣本數(shù)；

N1、N2—兩個(gè)試驗(yàn)階段的試驗(yàn)樣本數(shù)。

同時(shí)，F(xiàn)isher法還要求計(jì)算出比觀測(cè)值更極端的各頻數(shù)排列的頻率，所謂更極端的頻率是指當(dāng)F1>F2時(shí)令F2=0，否則令F1=0；同時(shí)調(diào)整列表中其它統(tǒng)計(jì)值使列表的固定邊緣值保持不變，然后再運(yùn)用公式計(jì)算出極端條件下的各頻數(shù)排列頻率。

Fisher檢驗(yàn)方法是將實(shí)際觀測(cè)到的各頻數(shù)排列的頻率P1及比觀測(cè)到更極端的各頻數(shù)排列的頻率P2之和P（P=P1+P2）與所選擇的顯著水平α比較，若P>α，則認(rèn)為兩個(gè)階段的成敗型信息無(wú)顯著差異；若P≤α，則認(rèn)為兩個(gè)階段的成敗型信息有顯著差異。

①2×2列聯(lián)表列表。

表5為Fisher檢驗(yàn)中2×2列聯(lián)表的格式。

首先考慮第一格，條件是：1）第一格與其對(duì)角的乘積最??；2）第一格應(yīng)為最小頻數(shù)。然后在四個(gè)邊際和（a + b， c + d，a +c，b+d）保持不變的情況下，組成全部四格表，使第一格的頻數(shù)最小，直至出現(xiàn)0為止。

根據(jù)列表規(guī)則和表3中的數(shù)據(jù)，得到了1批和5批彈藥射擊可靠性結(jié)果的2×2列聯(lián)表，見(jiàn)表6。

②測(cè)量結(jié)果頻數(shù)的精確概率計(jì)算。

從χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和Fisher精確檢驗(yàn)對(duì)1批和5批某痛塊彈檢驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，貯存時(shí)間均對(duì)某痛塊彈作用可靠性沒(méi)有顯著性影響。

3 結(jié)論

①貯存XX年后，某痛塊彈包裝、外觀以及發(fā)射正常。

②發(fā)射后，1批和2批彈藥正常作用，3、4、5批次彈藥發(fā)射后未分散。

③根據(jù)χ2擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和Fisher精確檢驗(yàn)結(jié)果，貯存時(shí)間對(duì)該痛塊彈作用可靠性沒(méi)有影響。

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