某型殺爆彈電磁感應(yīng)裝定引信彈道炸分析

李小勇，黃軍華，張濱，何為，吳小樂，閻虎虎

（1.江西新明機械有限公司技術(shù)中心，江西 九江 332008；2.陸軍裝備部武漢軍代局駐九江地區(qū)軍事代表室，江西 九江 332000）

電磁感應(yīng)裝定，當(dāng)彈丸通過火炮輸彈機構(gòu)中的感應(yīng)裝定區(qū)間時，裝定信息通過無線感應(yīng)的方式傳輸?shù)揭胖?；本裝定系統(tǒng)采用電磁耦合感應(yīng)原理實現(xiàn)感應(yīng)裝定，電磁耦合感應(yīng)裝定原理是通過分別置于裝定器和引信上的耦合線圈間的電磁耦合，在裝定器和引信之間以非接觸方式傳輸能量和信息。

某型殺爆彈機電引信，以電磁感應(yīng)裝定電路作為定距自毀的起爆控制電路，但試生產(chǎn)樣品在靶場試驗過程中出現(xiàn)彈道炸情況，即電磁感應(yīng)裝定電路提前輸出起爆控制信號。在對引信系統(tǒng)工作過程詳細(xì)分析的基礎(chǔ)上，對影響引信正常工作的相關(guān)因素進(jìn)行研究。采用排除法，確定出現(xiàn)彈道炸的原因是彈丸在飛行過程中使其表面產(chǎn)生靜電，開關(guān)線在安裝或者飛行過程中意外破皮搭殼，當(dāng)靜電積累到一定程度，對開關(guān)線放電，產(chǎn)生異常干擾信號，造成開關(guān)假閉合現(xiàn)象，當(dāng)電磁感應(yīng)裝定電路檢測到這個干擾信號后，輸出發(fā)火信號，造成彈道炸。筆者通過理論分析與試驗驗證，給出電磁感應(yīng)裝定電路在輸入靜電積累產(chǎn)生的壓降干擾信號的條件下，發(fā)火控制輸出端輸出信號的電平變化情況，以及近期靶場驗證的試驗情況，提出解決彈道炸的方法，以實現(xiàn)引信系統(tǒng)性能指標(biāo)。

1 某型殺爆彈電磁感應(yīng)裝定引信工作原理簡述

某型殺爆彈為低伸彈道，彈丸彈道飛行時間不大于時間T1，要求引信碰目標(biāo)炸或定距空爆或延時自毀，不得出現(xiàn)彈道炸。發(fā)射時系統(tǒng)上電，若引信裝定了定距數(shù)據(jù)，隨著彈丸的旋轉(zhuǎn)，定距控制電路的地磁傳感器切割地磁場產(chǎn)生脈沖信號，彈丸每旋轉(zhuǎn)一圈，地磁傳感器產(chǎn)生一個周期脈沖信號，電路對該信號進(jìn)行處理和計數(shù)，并在飛行過程中不斷與裝定數(shù)據(jù)進(jìn)行比對；發(fā)射時系統(tǒng)上電，計時控制電路開始計時；引信碰擊目標(biāo)后，風(fēng)帽頭部因碰擊產(chǎn)生的擠壓、撞擊和碎片等作用在接電板上，接通觸發(fā)開關(guān)電路，控制電路向電點火管輸出發(fā)火能量，電爆管發(fā)火引爆彈丸；引信處于定距模式時，當(dāng)脈沖信號計數(shù)累計達(dá)到裝定數(shù)據(jù)時，控制電路使電爆管發(fā)火引爆彈丸，實現(xiàn)定距空炸功能；當(dāng)控制電路未接收到觸發(fā)和定距作用信號時，彈丸飛行至預(yù)置的自毀時間時，電路向電爆管輸出發(fā)火能量，從而引爆彈丸，實現(xiàn)定時自毀功能。引信內(nèi)置的磁后坐發(fā)電機經(jīng)發(fā)射后坐即刻發(fā)電，給電磁感應(yīng)裝定電路上電后，開始自毀計時，開始定距計轉(zhuǎn)；電磁感應(yīng)裝定電路經(jīng)20ms自鎖后開始監(jiān)測開關(guān)閉合信號，開始監(jiān)測定距計轉(zhuǎn)信號，開始監(jiān)測自毀計時信號。由于彈丸飛行過程中產(chǎn)生靜電積累，放電產(chǎn)生壓降信號，干擾信號與開關(guān)閉合信號未有效區(qū)分和識別，從而出現(xiàn)彈道炸。

2 電磁感應(yīng)裝定電路早炸分析

電磁感應(yīng)裝定流程如圖1所示。地磁自轉(zhuǎn)檢測如圖2所示。由圖1和圖2可知：

圖1 電子組件工作流程

圖2 地磁自轉(zhuǎn)檢測電路

2.1 靜電驗證試驗

開關(guān)線內(nèi)電極搭殼，示波器檢測是不是由于靜電放電引起的觸發(fā)控制電路異常發(fā)火。

（1）把直流電源電壓調(diào)到9V，正極通過一個電源開關(guān)連接到電路的電源輸入端，負(fù)極連接到電路的GND。

（2）正常的自毀信號檢測：打開示波器，調(diào)到觸發(fā)模式，觸發(fā)的第1路探頭連接到電路正極，第2路連接到電路發(fā)火輸出。

（3）按下開關(guān)觀察示波器第2路信號。

（4）正常的觸發(fā)開關(guān)信號檢測：將碰炸開關(guān)線一端連接到內(nèi)電極，一端連接到地，將示波器第1路探頭連接到內(nèi)電極，然后按下電源開關(guān)，80ms～5.5s內(nèi)按下碰炸開關(guān)松開，觀察第1路和第2路信號波形。

（5）異常觸發(fā)的信號檢測：將示波器第1路探頭連接到電源線，用手拿起引信頭，然后按下電源開關(guān)，80ms～5.5s內(nèi)用內(nèi)電極觸碰鋁制風(fēng)帽外側(cè)，觀察第1路和第2路信號波形。重復(fù)第5步驟N次，確定5步驟的現(xiàn)象不是偶然發(fā)生的。

（6）靜電觸發(fā)信號檢測：將示波器第1路探頭連接到內(nèi)電極，用手拿起引信頭，然后按下電源開關(guān)，80ms～5.5s內(nèi)用內(nèi)電極觸碰鋁制風(fēng)帽外側(cè)，觀察第1路和第2路信號波形。

2.2 實驗結(jié)果及實驗現(xiàn)象

（1）3步驟的實驗結(jié)果是一個正常的自毀信號：第1路是電源充電過程信號，第2路示波器在5.5s±0.1s輸出高電平，如圖3。

圖3 正常自毀信號

（2）4步驟是一個正常的觸發(fā)開關(guān)信號，第1路是開關(guān)信號，上電時是一個高電平，當(dāng)開關(guān)按下時產(chǎn)生一個下降沿，持續(xù)一段低電平。第2路是發(fā)火信號，當(dāng)開關(guān)按下時20us后輸出高電平，如圖4。

圖4 正常觸發(fā)開關(guān)信號

（3）5步驟是異常觸發(fā)的信號：第1路是電源充電信號，第二路是發(fā)火信號，正常情況下應(yīng)該是在5.5s±0.1s輸出高電平，但這個信號提前輸出，并且經(jīng)過6步驟驗證現(xiàn)象是固定的，時間是隨機的，如圖5、6。

圖5 異常觸發(fā)信號

（4）7步驟是異常觸發(fā)信號：第1路是靜電放電信號，第2路是發(fā)火信號，如圖7所示靜電放電信號持續(xù)時間很短。

圖6 異常觸發(fā)信號

圖7 靜電觸發(fā)信號

通過實驗發(fā)現(xiàn)因為人體帶靜電，當(dāng)手握住引信頭對引信頭放電，使引信頭積累靜電，當(dāng)內(nèi)電極接觸引信頭時，對內(nèi)電極放電，使內(nèi)電極產(chǎn)生干擾引號，電路檢測內(nèi)電極的干擾引號，判斷為開關(guān)閉合，控制電路發(fā)火，造成信號輸出。彈丸在飛行過程中使其表面產(chǎn)生靜電，開關(guān)線在安裝或者飛行過程中意外破皮搭殼，當(dāng)靜電積累到一定程度對開關(guān)線放電，產(chǎn)生異常干擾信號，造成開關(guān)假閉合現(xiàn)象，當(dāng)電路檢測到這個干擾信號后，輸出發(fā)火信號，造成彈道炸。

3 結(jié)語

隨著防空雷達(dá)網(wǎng)和導(dǎo)彈網(wǎng)的健全，防空的首要任務(wù)轉(zhuǎn)變?yōu)閷Ω兜涂蘸统涂盏难埠綄?dǎo)彈和武裝直升機。電磁感應(yīng)裝定技術(shù)的應(yīng)用可以實現(xiàn)武器平臺對彈藥的實時信息裝定，大大增強彈藥的適用性和作用效能。殺爆彈電磁感應(yīng)裝定引信彈道炸基本定位，即：彈丸發(fā)射后，在飛行過程當(dāng)中，金屬外殼會產(chǎn)生靜電積累，開關(guān)線在安裝或者飛行過程中可能意外破皮搭殼，當(dāng)靜電累積足夠大時，金屬外殼會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，產(chǎn)生壓降信號，此信號相當(dāng)于異常干擾信號，會造成開關(guān)假閉合現(xiàn)象，當(dāng)電路檢測到這個干擾信號后，輸出發(fā)火信號，從而引起彈道炸；并在相關(guān)試驗中得到了進(jìn)一步的驗證。