核導(dǎo)彈安全發(fā)射技術(shù)研究

李延軍，肖 魯，郭 濤

（北京宇航系統(tǒng)工程研究所，北京 100076）

核導(dǎo)彈安全發(fā)射問題一直備受關(guān)注。那么，何謂核導(dǎo)彈安全發(fā)射問題呢？在任何核導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)中，均有一套嚴格且完整的核導(dǎo)彈發(fā)射程度。

研究表明，由于程序故障幾乎不會造成核導(dǎo)彈安全發(fā)射問題，只有極少的功能故障才會對載機造成損害，因此，我們稱由于功能障礙造成的安全問題為核導(dǎo)彈安全發(fā)射問題，該狀態(tài)稱為安全關(guān)鍵功能狀態(tài)。

根據(jù)國家相關(guān)軍用標準規(guī)定，核導(dǎo)彈的關(guān)鍵性功能指的是懸掛物從運載懸掛物上投放及導(dǎo)彈從相應(yīng)的設(shè)備上發(fā)射[2]。在實際應(yīng)用中，為了保證核導(dǎo)彈發(fā)射過程中不出現(xiàn)安全問題，在飛機和導(dǎo)彈連接處設(shè)置了相應(yīng)的接口，該接口的功能是允許或者禁止發(fā)射導(dǎo)彈，被稱為投放允許或禁止接口。只有當(dāng)飛機對接收到的指令邏輯判斷后確定滿足發(fā)射的情況，才會開啟允許接口，進而執(zhí)行核導(dǎo)彈的發(fā)射命令。

1 安全發(fā)射指標研究

核導(dǎo)彈的安全發(fā)射指標通常采用誤發(fā)射概率或誤觸發(fā)概率來衡量核導(dǎo)彈發(fā)射的安全性。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，核導(dǎo)彈的安全發(fā)射指標一般不低于10-7。為了保證核導(dǎo)彈的發(fā)射過程滿足安全發(fā)射指標，在飛機與懸掛物之間設(shè)定了相應(yīng)的接口，該接口實現(xiàn)對核導(dǎo)彈發(fā)射的允許和禁止功能。同時，該接口的設(shè)置也標志著核導(dǎo)彈的安全性走進了分配系統(tǒng)設(shè)計的時代，進一步保證了核導(dǎo)彈安全發(fā)射指標能夠滿足實際發(fā)射的需求。在核導(dǎo)彈實際發(fā)射過程中，安全發(fā)射指標需要同時滿足在需要發(fā)射時能夠順利發(fā)射和在不需要發(fā)射時不會誤發(fā)射兩方面的指標。簡單來說，就是實現(xiàn)對核導(dǎo)彈發(fā)射的令行禁止，即當(dāng)滿足發(fā)射條件時，能夠準確地發(fā)出發(fā)射的指令，實現(xiàn)核導(dǎo)彈與飛機之間的分離；當(dāng)不滿足發(fā)射條件時，不會發(fā)出錯誤的發(fā)射指令。

2 安全發(fā)射指標的估算

核導(dǎo)彈的發(fā)射過程包括從載有核導(dǎo)彈飛機的起飛到最后導(dǎo)彈的準確投放這一過程中的4個階段，這4個階段分別為核導(dǎo)彈巡航階段、核導(dǎo)彈準備階段、核導(dǎo)彈點火分離階段和最后的帶彈階段[3]。

2.1 不同階段的分析

2.1.1 核導(dǎo)彈巡航階段

核導(dǎo)彈巡航階段指的是載有核導(dǎo)彈的飛機從基地起飛開始到飛機進入戰(zhàn)區(qū)，再到導(dǎo)彈準備結(jié)束。在核導(dǎo)彈處于巡航狀態(tài)時，飛機上載的核導(dǎo)彈一直處于加溫的狀態(tài)，發(fā)射裝置也轉(zhuǎn)移至處于加電的狀態(tài)。在實戰(zhàn)中，該階段一般持續(xù)幾十分鐘?？紤]到導(dǎo)彈和發(fā)射裝置的狀態(tài)情況，確定該階段為核導(dǎo)彈誤發(fā)射發(fā)生概率相對較高的階段。

2.1.2 核導(dǎo)彈準備階段

核導(dǎo)彈準備階段一般包括兩個時期，第一個時期為核導(dǎo)彈從供電到完成準備的時期；第二個時期為導(dǎo)彈完成準備到點擊發(fā)射按鈕為止。在核導(dǎo)彈準備階段的第一個時期，導(dǎo)彈的點火電源已經(jīng)接通至裝置，因此在該階段第一個時期的誤發(fā)射概率較高，將其設(shè)定為計算時段。而第二個時期屬于正常的發(fā)射時期，該時期不用設(shè)定為計算時段。

2.1.3 核導(dǎo)彈點火分離階段

該階段是指從點擊發(fā)射按鈕開始至導(dǎo)彈與飛機分離。該階段一般屬于正常導(dǎo)彈分離階段，一般也不設(shè)定為計算時段。

2.1.4 核導(dǎo)彈帶彈階段

該階段指的是導(dǎo)彈發(fā)射至著陸的階段，在帶彈階段的導(dǎo)彈一直處于失電的狀態(tài)，誤發(fā)射發(fā)生的概率極低，即便該階段持續(xù)時間長達十幾分鐘，也不用將其設(shè)定為計算時段。

通過分析，在核導(dǎo)彈的發(fā)射過程中，由于核導(dǎo)彈的巡航階段和準備階段誤發(fā)射概率較高，因此將這兩個階段設(shè)定為計算時段，對其誤發(fā)射概率進行計算。

2.2 誤發(fā)射概率的計算

2.2.1 核導(dǎo)彈巡航階段誤發(fā)射概率的計算

研究表明，我國對核導(dǎo)彈發(fā)射裝置采用多級聯(lián)鎖設(shè)計，有且僅有誤發(fā)射因素同時存在，才會造成誤發(fā)射現(xiàn)象的發(fā)生。巡航階段的誤發(fā)射因素主要包括誤操作射擊按鈕、投放允許開關(guān)1非正常閉合、投放允許開關(guān)2非正常閉合、點火電源非正常接通[4]。其中，誤操作射擊按鈕是由誤操作或者電磁干擾發(fā)出的偽脈沖造成的；投放允許開關(guān)非正常閉合是由電磁干擾造成的；點火電源的非正常接通是由誤操作或者電磁干擾造成的。由于巡航階段的誤發(fā)射因素分別為相互獨立的事件，因此巡航階段誤發(fā)射概率的計算結(jié)果為誤發(fā)射因素發(fā)生概率的乘積。

2.2.2 核導(dǎo)彈準備階段誤發(fā)射概率的計算

導(dǎo)彈準備階段與巡航階段的區(qū)別在于，導(dǎo)彈準備階段核導(dǎo)彈一直處于加電的狀態(tài)，也就是說，點火電源已經(jīng)與發(fā)射裝置接通，因此，該階段的誤發(fā)射概率理論上高于巡航階段的誤發(fā)射概率?？偟膩碚f，由于巡航階段的持續(xù)時間為幾十分鐘，導(dǎo)彈準備階段為3～5 s，導(dǎo)彈巡航階段的持續(xù)時間為準備階段的幾十倍，因此，在實際分析中，將導(dǎo)彈的巡航階段作為安全指標的分析階段。

3 計算結(jié)果分析討論

通過對核導(dǎo)彈發(fā)射過程中的巡航階段和準備階段兩個階段的誤發(fā)射概率進行分析，結(jié)果表明，多級聯(lián)鎖裝置的發(fā)射裝置在提升核導(dǎo)彈發(fā)射安全性或降低誤發(fā)射概率方面具有十分強大的作用。這里所述的多級聯(lián)鎖裝置為允許/禁止接口。此外，在導(dǎo)彈準備階段的安全指標計算中發(fā)現(xiàn)，在發(fā)射裝置中加設(shè)防火墻可以有效地降低誤發(fā)射概率，進而滿足核導(dǎo)彈發(fā)射的安全性指標[5]。然而，對于目前的技術(shù)而言，若想實現(xiàn)防火墻的加設(shè)還存在一定的難度，遠不如在發(fā)射裝置上設(shè)置專用接口的方案可行。因此，為了降低誤發(fā)射概率，在提升核導(dǎo)彈的發(fā)射安全性方面常采用在標準接口上設(shè)定允許接口的方式來滿足設(shè)計要求。

［1］殷崇一.潛射導(dǎo)彈發(fā)射與出水載荷研究［D］.西安：西北工業(yè)大學(xué)，2004.

［2］張勝利，倪冬冬.機載導(dǎo)彈武器系統(tǒng)導(dǎo)軌式發(fā)射的安全性設(shè)計［J］.航空兵器，2004（6）：24-27.

［3］鄭宏建，孫有田.艦載導(dǎo)彈垂直發(fā)射與安全性分析［J］.飛航導(dǎo)彈，2009（2）：16-19.

［4］羅繼勛，高曉光.飛機近距發(fā)射空空導(dǎo)彈時安全性評估方法［J］.火力與指揮控制，2003，28（1）：75-77.

［5］陳全龍，韓景龍，員?，|.機載導(dǎo)彈導(dǎo)軌式發(fā)射過程安全性分析［J］.振動與沖擊，2013，32（20）：41-47.