航空發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片爆破飛斷主動(dòng)控制技術(shù)

王海舟 ，陳國(guó)棟 ，祝昭丹 ，姜曉斌 ，趙詩(shī)楊

（1.中國(guó)航發(fā)沈陽(yáng)發(fā)動(dòng)機(jī)研究所，2.遼寧省航空發(fā)動(dòng)機(jī)沖擊力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室：沈陽(yáng) 110015；3.遼寧北方華豐特種化工有限公司，遼寧撫順 113000）

0 引言

在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中必須開(kāi)展包容性試驗(yàn)研究[1-3]，包容性試驗(yàn)概括地說(shuō)即單個(gè)葉片在榫頭以外截面斷裂飛出時(shí)應(yīng)被機(jī)匣包容，由此引起的發(fā)動(dòng)機(jī)損壞不能對(duì)飛機(jī)產(chǎn)生任何危險(xiǎn)性影響[4-5]。該試驗(yàn)從簡(jiǎn)單到復(fù)雜分為局部包容介質(zhì)的撞擊試驗(yàn)、單個(gè)葉片飛出后的完整性驗(yàn)證試驗(yàn)[6-7]、試驗(yàn)器條件下的部件單元體包容試驗(yàn)、試驗(yàn)器條件下安裝部分或發(fā)動(dòng)機(jī)主體結(jié)構(gòu)的包容試驗(yàn)以及整機(jī)包容試驗(yàn)[8-9]。試驗(yàn)器條件下的包容試驗(yàn)可以準(zhǔn)確模擬整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的包容能力，而花費(fèi)僅為整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)包容性試驗(yàn)成本的一部分，是驗(yàn)證機(jī)匣包容性有效和必要的手段。

包容性試驗(yàn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)是葉片飛斷技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外開(kāi)展的包容性試驗(yàn)中，葉片飛斷技術(shù)主要采用預(yù)制缺口、預(yù)制缺口與快速加熱結(jié)合以及爆破技術(shù)。Mohamed 等[10]通過(guò)在葉片最薄弱處預(yù)制缺口以縮小葉片飛斷截面面積，使其在要求的離心載荷作用下失效飛出，該方法適用于不同葉型的葉片，因?qū)嵤┖?jiǎn)單被廣泛采用；唐家茂等[11]、劉闖等[12]也采用該方法進(jìn)行試驗(yàn)并取得了成功，但由于受到材料分散性、加工誤差及切口敏感性的影響，該方法的飛斷轉(zhuǎn)速控制精度較低；Alexander等[13]采用預(yù)制缺口與快速加熱結(jié)合的方法，在葉片榫頭處鉆孔安裝電加熱棒，使榫頭處局部溫度快速升高至200 ℃，葉片拉伸強(qiáng)度隨溫度升高而降低，在離心力作用下約持續(xù)16 s后葉片飛斷；郭明明等[14]同樣采用該方法實(shí)現(xiàn)葉片飛斷，相比于預(yù)制缺口法具有更高的轉(zhuǎn)速控制精度，但只適合拉伸強(qiáng)度對(duì)溫升敏感的金屬材料。在葉片爆破飛斷方面，國(guó)外航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司技術(shù)成熟，應(yīng)用爆破技術(shù)完成了大量部件級(jí)及整機(jī)包容性試驗(yàn)葉片飛斷[15]。梁春華[16]介紹了Trent 900、1000 及GEnx 發(fā)動(dòng)機(jī)的包容性試驗(yàn)均采用葉片爆破飛斷技術(shù)；Yang[17]介紹了PX8發(fā)動(dòng)機(jī)在進(jìn)行包容性試驗(yàn)時(shí)采用的爆破方案；張國(guó)靜等[18-20]率先開(kāi)展了使用線性聚能切割器切割TC4 合金平板的數(shù)值仿真分析及靜止與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的切割驗(yàn)證工作，驗(yàn)證了使用聚能切割器在靜止與旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下切割葉片的可行性，但設(shè)計(jì)的聚能切割器為外置型，而在實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)包容性試驗(yàn)要求的榫頭斷裂位置沒(méi)有足夠的布置空間。

本文設(shè)計(jì)了1 套完整的葉片爆破切割方案，通過(guò)某大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)指定轉(zhuǎn)速下的葉片爆破飛斷，驗(yàn)證了該方案在試驗(yàn)器條件下完成風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)的有效性。

1 風(fēng)扇葉片榫頭裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 葉片飛斷截面的載荷分析

根據(jù)國(guó)軍標(biāo)和適航標(biāo)準(zhǔn)要求，包容性試驗(yàn)中飛斷葉片在榫頭根部斷裂，葉片飛斷截面載荷包括離心載荷以及葉片飛出部分的質(zhì)心偏移帶來(lái)的彎曲載荷，葉片飛斷截面載荷分析如圖1 所示。圖中葉身部分的實(shí)心圓點(diǎn)代表飛出葉片的質(zhì)心，坐標(biāo)為（xc，yc，zc）；飛斷截面的形心坐標(biāo)為（x0，y0，z0），如果葉片質(zhì)心與截面形心連線不與z軸重合，則葉片在旋轉(zhuǎn)時(shí)將產(chǎn)生離心力彎矩。彎曲載荷雖然不會(huì)帶來(lái)飛斷截面平均應(yīng)力上的變化，但是會(huì)導(dǎo)致局部點(diǎn)的應(yīng)力過(guò)高。因此在裝藥結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上要考慮剩余截面的抗拉能力，同時(shí)要考慮應(yīng)力集中與彎曲載荷引起的局部高應(yīng)力。

圖1 葉片飛斷截面載荷分析

1.2 榫頭裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

切割索需要足夠的裝藥及一定的炸高以保證切割效果，此外，直徑過(guò)細(xì)的切割索難于拉拔和保證加工一致性，因此將切割索的直徑選定為不小于3 mm。由于飛斷截面處于與風(fēng)扇盤(pán)交接的位置，外部空間狹小，并且難以在離心載荷下可靠固定。為放置切割索，需將榫頭兩側(cè)開(kāi)槽或中心開(kāi)孔，經(jīng)計(jì)算和比較離心彎矩下的最大應(yīng)力點(diǎn)，中心開(kāi)孔結(jié)構(gòu)優(yōu)于兩側(cè)開(kāi)槽結(jié)構(gòu)。另外，采用中間通孔的裝藥結(jié)構(gòu)便于切割索的安裝、固定?？紤]細(xì)長(zhǎng)孔的不易加工性，將裝藥孔設(shè)計(jì)為直徑為7 mm 的通孔，兩端加工M8×0.75 的內(nèi)螺紋，用于安裝雷管固定螺栓，裝藥孔結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 裝藥孔結(jié)構(gòu)

1.3 裝藥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析驗(yàn)證

為保證裝藥結(jié)構(gòu)不會(huì)導(dǎo)致葉片在未達(dá)到試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)提前飛斷，需對(duì)葉片裝藥結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析及驗(yàn)證。某型發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇最高轉(zhuǎn)速為5100 r/min，試驗(yàn)葉片材料為鈦合金TC4，其幾何參數(shù)與材料屬性見(jiàn)表1。

表1 TC4合金風(fēng)扇葉片幾何參數(shù)與材料屬性

葉片伸根部位飛斷截面的平均拉伸應(yīng)力為

式中：σa為平均拉伸應(yīng)力；m為飛斷葉片質(zhì)量；ω為轉(zhuǎn)子角速度；RC為飛斷葉片質(zhì)心半徑；A為設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)后的葉片截面積。

通過(guò)式（1）計(jì)算得到平均拉伸應(yīng)力為449 MPa，極限強(qiáng)度儲(chǔ)備為2.18。

由于真實(shí)葉片的極限拉伸強(qiáng)度與理論極限強(qiáng)度存在偏差，因此在室溫條件下對(duì)風(fēng)扇葉片進(jìn)行3 組拉伸試驗(yàn)，拉伸試驗(yàn)照片如圖3所示。拉伸試驗(yàn)在WAW-1000 微機(jī)控制電液伺服萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，榫頭部分由夾具夾持，伸根部分由拉伸機(jī)的平板夾持裝置夾持。3 次試驗(yàn)均在榫頭開(kāi)孔處3、9 點(diǎn)鐘截面拉斷，3 個(gè)試驗(yàn)件的拉斷力分別為514、545、451 kN。

圖3 拉伸試驗(yàn)照片

以最低的拉斷力451 kN 計(jì)算實(shí)際葉片可承受的離心載荷，試驗(yàn)件承載面積為567 mm2，裝藥結(jié)構(gòu)葉片的極限拉伸強(qiáng)度為

式中：σb為葉片極限拉伸強(qiáng)度；F為靜拉伸試驗(yàn)最大載荷。

通過(guò)式（2）得到葉片的極限拉伸強(qiáng)度為795 MPa?？紤]到具體的裝藥結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)時(shí)葉片承載面積為1110 mm2，由此根據(jù)式（2）計(jì)算得到在最高試驗(yàn)轉(zhuǎn)速5100 r/min 下實(shí)際葉片可承受的拉伸載荷為882.9 kN。在該轉(zhuǎn)速下飛斷葉片離心載荷為499 kN。裝藥結(jié)構(gòu)在最高離心載荷作用下具有1.8倍的安全系數(shù)。

2 切割索設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

2.1 切割索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

切割索通過(guò)拉拔式工藝加工制作，金屬外殼材料為鉛，切割索結(jié)構(gòu)如圖4 所示。切割索背對(duì)式放置在裝藥孔內(nèi)，放置切割索后，裝藥孔內(nèi)的縫隙由塑鋼泥填充，以保證在旋轉(zhuǎn)條件下切割索在裝藥孔內(nèi)可靠固定。背對(duì)式切割索通過(guò)一端雷管引爆，雷管通過(guò)螺栓在兩端壓緊固定。背對(duì)式切割索安裝結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖4 切割索結(jié)構(gòu)

圖5 背對(duì)式切割索安裝結(jié)構(gòu)

2.2 性能摸底

由于影響切割效果的因素有藥劑種類(lèi)、切割索炸高、切割索線密度和鉛管規(guī)格等，按以上影響因素設(shè)計(jì)不同切割索進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)選定合適的裝藥及藥劑裝填密度，確定適宜的炸高和鉛管規(guī)格。太安、黑索今、奧克托今等不同種類(lèi)藥劑及用量的爆破切割平板結(jié)果對(duì)比如圖6 所示，最終確定的藥型和藥量參數(shù)見(jiàn)表2。然后在真實(shí)葉片榫頭上進(jìn)行爆破切割驗(yàn)證，有效利用榫頭孔內(nèi)炸藥爆炸產(chǎn)生的爆轟波，切割索形成的金屬射流在侵徹一定深度后，爆轟波將剩余未切割的厚度沖擊撕裂從而實(shí)現(xiàn)分離。爆破切割后的葉片榫頭照片如圖7所示。

表2 爆破切割的藥劑和藥量

圖6 不同種類(lèi)藥劑及用量的爆破切割平板結(jié)果對(duì)比

圖7 爆破切割后葉片榫頭

2.3 爆破能量分析

切割索從起爆到葉片被分離的過(guò)程中，反應(yīng)空間近似不變，符合定容狀態(tài)方程（阿貝爾公式）。通過(guò)定容狀態(tài)方程進(jìn)行理論計(jì)算得出切割索作用產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1435 MPa，該計(jì)算結(jié)果是絕熱定容理想狀態(tài)數(shù)值，在實(shí)際情況下能量有一定的損失，據(jù)經(jīng)驗(yàn)取校正系數(shù)為0.8，校正切割索作用產(chǎn)生的壓強(qiáng)為1148 MPa。切割索作用后對(duì)葉片施加的壓強(qiáng)略大于葉片材料的抗拉強(qiáng)度，因此選用的切割索能夠達(dá)到使葉片靜態(tài)分離的目的。通過(guò)表1 計(jì)算得出的火藥力，可以預(yù)估葉片內(nèi)置切割索作用后將產(chǎn)生177.66 J 的能量，去除發(fā)光、放熱的能量損失，取校正系數(shù)為0.8，作用于葉片的爆轟能量的理論計(jì)算結(jié)果為142.13 J。

在進(jìn)行包容性試驗(yàn)時(shí)，切割索爆轟能量與葉片自身離心力共同作用使葉片分離，而靜態(tài)分離試驗(yàn)全部依賴(lài)切割索的爆轟能量。因此，在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中葉片分離時(shí)，將有多余的爆轟能量轉(zhuǎn)變?yōu)槿~片徑向上的動(dòng)能。試驗(yàn)中使用真實(shí)葉片榫頭，用高速攝影儀記錄切割索作用后葉片向上飛起的高度和偏離角度、飛出距離，以評(píng)估徑向附加能量和側(cè)向沖擊影響及飛出角度偏差要求，真實(shí)葉片榫頭分離試驗(yàn)如圖8 所示。通過(guò)5 次真實(shí)葉片榫頭分離試驗(yàn)后，結(jié)果顯示試件飛起高度最大為1905 mm，側(cè)向飛出距離為70.13 mm，飛出角度偏差<2°，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的徑向動(dòng)能為64.6 J，僅為葉片飛失動(dòng)能的0.03%，滿(mǎn)足試驗(yàn)要求。

圖8 真實(shí)葉片榫頭分離試驗(yàn)

3 爆破方案設(shè)計(jì)及驗(yàn)證

3.1 爆破方案設(shè)計(jì)

3.1.1 研究路線

通過(guò)理論建模分析，及帶有彎矩的拉伸試驗(yàn)、離心加載試驗(yàn)驗(yàn)證，完成典型葉片飛斷截面的裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)理論分析及試驗(yàn)驗(yàn)證，研究適用于葉片飛斷的炸藥設(shè)計(jì)，以及離心載荷及復(fù)雜電磁環(huán)境下的起爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最終建立葉片飛斷精確控制技術(shù)，使葉片飛斷轉(zhuǎn)速及葉片飛出姿態(tài)滿(mǎn)足臺(tái)架包容性試驗(yàn)技術(shù)要求，技術(shù)研究路線如圖9所示。

圖9 技術(shù)研究路線

3.1.2 總體方案設(shè)計(jì)

將試驗(yàn)件通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸吊裝在真空艙蓋上部的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，試驗(yàn)件包括某大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇輪盤(pán)、風(fēng)扇葉片，輪盤(pán)和驅(qū)動(dòng)軸通過(guò)轉(zhuǎn)接段連接。為降低信號(hào)傳輸?shù)囊€難度，設(shè)計(jì)遙控起爆裝置。起爆雷管的電源供電通斷采用遙控方式控制，在與風(fēng)扇盤(pán)安裝臂連接的安裝盤(pán)內(nèi)孔安裝無(wú)線信號(hào)接收裝置，該裝置通過(guò)接收的無(wú)線電信號(hào)實(shí)現(xiàn)向葉片處雷管的供電通斷控制。在試驗(yàn)器條件下葉片爆破切割方案如圖10所示。

圖10 在試驗(yàn)器條件下葉片爆破切割方案

3.1.3 起爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)

遙控起爆裝置主要由無(wú)線信號(hào)接收模塊、接收模塊供電電池、雷管供電電池以及無(wú)線信號(hào)發(fā)射裝置4部分組成，無(wú)線接收模塊開(kāi)關(guān)由繼電器線圈改為電子開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)，避免離心力作用對(duì)線圈的影響，無(wú)線接收模塊實(shí)物如圖11 所示。由于試驗(yàn)器真空艙體為密閉金屬殼體，為保證信號(hào)傳輸?shù)目煽啃裕瑢o(wú)線信號(hào)發(fā)射器放置于真空艙內(nèi)，按鈕開(kāi)關(guān)通過(guò)屏蔽線置于控制間，起爆裝置定置如圖12所示。

圖11 無(wú)線接收模塊

圖12 起爆裝置定置

3.1.4 引線方案設(shè)計(jì)

雷管引爆導(dǎo)線通過(guò)鉑片焊接壓緊在相關(guān)零件表面，為滿(mǎn)足引線要求，對(duì)相應(yīng)零件進(jìn)行了開(kāi)孔及開(kāi)槽等改裝處理，外留的雷管引線與起爆電源預(yù)留延長(zhǎng)線連接并做絕緣處理后，放置于榫頭下方預(yù)留的螺紋孔內(nèi)完成固定，確保所有導(dǎo)線不處于懸空狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)切割索及雷管最后安裝，引線方案設(shè)計(jì)如圖13所示。

圖13 引線方案設(shè)計(jì)

3.2 爆破方案驗(yàn)證

3.2.1 固定可靠性驗(yàn)證

選用與正式試驗(yàn)相同的信號(hào)線通過(guò)鉑片焊接壓緊在相關(guān)零件表面，設(shè)計(jì)模擬盤(pán)（如圖14 所示）在葉片榫頭孔內(nèi)放置切割索，外接雷管并用螺栓固定。將試驗(yàn)件運(yùn)行至輪盤(pán)試驗(yàn)轉(zhuǎn)速并保載，停車(chē)后目視檢查信號(hào)線固定牢固可靠（如圖15 所示），未發(fā)生位移和變形，使用萬(wàn)用表測(cè)量線路通斷良好，切割索未產(chǎn)生軸向位移及外觀變化。

圖14 模擬盤(pán)

圖15 引線可靠性驗(yàn)證

3.2.2 無(wú)線信號(hào)傳輸可靠性驗(yàn)證

在進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)時(shí)將無(wú)線信號(hào)開(kāi)關(guān)控制引爆的雷管替換為發(fā)光二極管，試驗(yàn)在密閉的真空艙內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)溫度為室溫，試驗(yàn)真空度低于0.1 kPa，在試驗(yàn)件高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下通過(guò)試驗(yàn)艙體下方的玻璃窗觀察發(fā)光二極管的亮與滅并即時(shí)反饋，通過(guò)反饋結(jié)果可知當(dāng)發(fā)射信號(hào)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，輪盤(pán)內(nèi)的發(fā)光二極管亮，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，發(fā)光二極管滅，10 min內(nèi)反饋信號(hào)良好，未發(fā)生異常狀況。信號(hào)傳輸可靠性二極管發(fā)光驗(yàn)證照片如圖16所示。

圖16 信號(hào)傳輸可靠性二極管發(fā)光驗(yàn)證

3.2.3 起爆可靠性驗(yàn)證

在模擬盤(pán)開(kāi)孔處內(nèi)置少量切割索，外接雷管并用螺栓固定，將輪盤(pán)轉(zhuǎn)速運(yùn)行至試驗(yàn)轉(zhuǎn)速并保載10 min。在該時(shí)間內(nèi)通過(guò)艙底下方的觀察窗觀察發(fā)光二極管未發(fā)光且雷管未發(fā)生引爆，之后接通發(fā)射信號(hào)開(kāi)關(guān)，通過(guò)艙底下方觀察窗可觀察到雷管引爆并伴隨發(fā)出火光，如圖17 所示。爆破后的葉片根部出現(xiàn)明顯變形，如圖18所示。

圖17 雷管爆破瞬間

圖18 葉片根部變形

4 風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)

4.1 試驗(yàn)流程

在某大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇機(jī)匣包容性試驗(yàn)中，首次采用指定轉(zhuǎn)速下的葉片爆破切割方案，試驗(yàn)前制訂了詳細(xì)的試驗(yàn)流程，如圖19所示。

圖19 試驗(yàn)流程

4.2 試驗(yàn)裝置

包容性試驗(yàn)在立式旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器上進(jìn)行，該旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)器由動(dòng)力電控系統(tǒng)、增速器、真空艙、試驗(yàn)轉(zhuǎn)子吊裝系統(tǒng)、真空潤(rùn)滑系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、液壓開(kāi)蓋系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、電加熱裝置、測(cè)試系統(tǒng)等部分組成。試驗(yàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可在0~25000 r/min 之間調(diào)節(jié)，穩(wěn)態(tài)精度可達(dá)0.05%。試驗(yàn)裝置如圖20所示。

圖20 試驗(yàn)裝置

4.3 正式試驗(yàn)

待試驗(yàn)轉(zhuǎn)子在試驗(yàn)器上安裝調(diào)試完成后，首先在盤(pán)心位置安裝無(wú)線信號(hào)接收裝置，通過(guò)發(fā)射器開(kāi)關(guān)確認(rèn)無(wú)線信號(hào)傳輸有效；然后在葉片根部安裝切割索及雷管并完成接線，將接頭部分放置于預(yù)留的葉片開(kāi)孔內(nèi)以防止在離心載荷下脫落；然后將試驗(yàn)轉(zhuǎn)子旋至真空艙內(nèi)并開(kāi)啟抽真空，至滿(mǎn)足試驗(yàn)狀態(tài)后開(kāi)啟試驗(yàn)設(shè)備，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速逐漸上升；最后到達(dá)試驗(yàn)要求轉(zhuǎn)速且穩(wěn)定后開(kāi)啟無(wú)線信號(hào)發(fā)射開(kāi)關(guān)，引爆葉片根部切割索切割葉片飛斷，飛斷后的葉片及斷裂面如圖21 所示。通過(guò)高速攝像拍攝幀數(shù)準(zhǔn)確推斷葉片飛出時(shí)刻的轉(zhuǎn)速與要求的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速相差4 r/min，轉(zhuǎn)速誤差僅為0.8‰，完全滿(mǎn)足試驗(yàn)任務(wù)要求，大幅提高了葉片飛斷轉(zhuǎn)速控制精度。

圖21 試驗(yàn)后的飛斷葉片及斷裂面

5 結(jié)論

（1）創(chuàng)新設(shè)計(jì)了一種基于切割索的風(fēng)扇葉片的爆破切割方法，使葉片能夠在指定轉(zhuǎn)速下精準(zhǔn)離心式飛斷。設(shè)計(jì)背對(duì)式切割索結(jié)構(gòu)，并通過(guò)塑鋼泥實(shí)現(xiàn)整體圓柱外型封裝，保證切割對(duì)稱(chēng)性，實(shí)現(xiàn)葉片沿徑向飛出角度偏差≤2°、切割線沿徑向尺寸偏差≤±2 mm、葉片飛出的附加動(dòng)能小于葉片飛失動(dòng)能的0.05%。

（2）設(shè)計(jì)了針對(duì)旋轉(zhuǎn)條件、真空屏蔽環(huán)境下的遙控起爆裝置，解決了試驗(yàn)環(huán)境信號(hào)屏蔽、干擾問(wèn)題，以及離心載荷下信號(hào)傳輸穩(wěn)定性差的難題，葉片飛斷轉(zhuǎn)速的控制精度由10%～20%大幅提高到0.1%以?xún)?nèi)。

（3）提出了預(yù)埋引線的分體式安全性裝配方案。設(shè)計(jì)了風(fēng)扇葉片榫頭處的通孔式裝藥結(jié)構(gòu)，通過(guò)榫頭應(yīng)力集中系數(shù)和剩余拉斷載荷的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效保證飛斷葉片在爆破切割前的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

（4）在帽罩后段設(shè)計(jì)軸向安裝操作孔，用于切割索安裝以及最后階段的接線、固定操作；在風(fēng)扇盤(pán)心設(shè)計(jì)放置無(wú)線信號(hào)接收器的安裝盤(pán)，降低安裝、接線難度；設(shè)計(jì)短路接線端子，保證最后接線工作的安全；在榫頭處設(shè)計(jì)起爆電源線置線孔，并設(shè)計(jì)軟填充工藝，保證最后懸空接線段固定可靠、便于操作。該方案信號(hào)傳輸穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了炸藥、起爆裝置的試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)終端工序安裝，保證試驗(yàn)過(guò)程安全。