微起爆序列设计及传爆与隔爆性能

为满足引信微小型化发展的需求,基于微机电系统（MEMS）工艺技术设计了由微起爆器、飞片、MEMS安全保险机构等构成的微起爆序列。依照国家军用标准GJB 5309.17—2004(K)火工品试验方法：轴向输出测定铝块凹痕法,对微起爆器装药、安全保险机构传爆空腔等参数不同时内置MEMS安全保险机构起爆序列的传爆性能进行测试,获得微起爆序列理想的设计参数,即微起爆器装药密度为1.67 g/cm³、装药直径为2.0 mm、装药高度为1.5 mm,安全保险机构传爆空腔直径为1.0~2.0 mm、高度为0.65~1.50 mm. 在序列优化设计基础上对微起爆序列隔爆性能及解除保险功能进行测试,发现当滑块厚度≮0.3 mm时序列正常隔爆,发射过载21 000 g、转速6 000 r/min条件下序列正常解除保险。结果表明,利用安全保险机构传爆空腔作为加速膛,采用微起爆器驱动飞片冲击起爆下一级装药的爆轰能量放大方式,实现了序列传爆、隔爆、解除保险功能,有效减少了起爆序列初级装药量和轴向尺寸。     

基于飞片冲击起爆原理的微起爆序列技术研究进展

弹药信息化、智能化、小型化发展,对火工品提出了换能信息化、结构微型化、序列集成化的要求,微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System,MEMS）火工品技术孕育而生。近年来,随着微小型无人平台技术的发展,形成了新型微毁伤形式,对微起爆序列这一系统级MEMS火工品的应用提出了迫切的需求。本文侧重于微起爆序列的应用及要求,在微换能元设计及能量控制、微起爆能量控制及器件化、微传爆能量传递与隔爆控制、微起爆序列设计与集成及序列可靠性评估5个方面,对基于飞片冲击起爆原理的微起爆序列研究进展进行了总结。在此基础上,讨论了微起爆序列进一步发展的建议：深化微起爆传爆机理的基础研究;推进数字化工程,提升正向设计能力;加强大批量生产能力;加强微起爆序列样机的应用验证,提升技术成熟度。通过对微起爆序列技术现状的分析和未来发展的建议,以期为同行继续深入系统地开展微起爆序列技术研究、推动其应用进程提供有益参考。     

微小型传爆序列装药研究

通过一种采用MEMS技术的微小型引信的传爆序列结构,研究了不同许用传爆药剂在微小型传爆序列中的起爆感度、最佳装药密度。研究结果表明：JO-9C（超细化）的起爆感度较高,传爆序列最佳装药密度为起爆端1.75g/cm^3、输出端1.80g/cm^3,试验结果对小型化传爆序列的设计具有一定的参考意义。     

解除保险即起爆的炮口保险距离测试方法

针对无触发机构引信采用遥测等方法测试引信解除保险距离时,所需的成本大、改装周期相对较长等问题,提出解除保险即起爆的延期解除保险距离测试方法。以隔爆机构解除保险信号作为触发信号,当引信解除保险时,向引信的执行级电路发送控制点火信号,以起爆弹丸;采用统计学和误差分析方法对试验样本的测试数据进行处理,推断出引信的解除保险距离。试验表明:该方法能比较直观地显示引信的炮口保险距离,达到考核引信的目的,并且易实现、成本低。     

信息动态

综述了国外引信电子安全与解除保险装置研究进展,分析了电子安全与解除保险装置的技术发展特点与应用发展方向.其技术发展特点为:高安全性、抗高过载、功能拓展、信息融合以及微小型化,其应用发展方向主要包括:硬目标侵彻弹药引信和多点起爆弹药引信.最后,介绍了电子安全与解除保险装置的相关测试技术.     

微起爆系统用MEMS安全保险装置研究现状与展望

火工品是武器系统的首发元件,火工品的安全性和可靠性直接影响着武器系统的安全性和可靠性。为了满足弹药微型化、集成化的发展要求,需要将引信与火工品进一步融合,形成具有高安全性、高可靠性、多功能一体化集成特点的微起爆系统,微机电系统(Micro?Electro?Mechanical System,MEMS)安全与解除保险装置是其中的关键技术之一。总结了近年来微小型引信与微起爆系统中MEMS安全与解除保险装置的发展概况,从装置材料、装置尺寸、驱动原理、驱动条件、输出效能、应用平台等多个方面进行对比分析,并结合火工品起爆系统结构、尺寸情况,提出“内置MEMS安保装置的微起爆系统”的作用原理。这种具有内置安全保险装置的MEMS火工品符合下一代火工品的发展要求,也是火工品未来的主要发展方向之一。     

炮弹引信

本发明涉及一种炮弹碰炸引信。该引信具有长期储存安全和炮口保险性能。引信包括下列机构: 1.一个传爆系列(内有一个装在转子中的击针尖),该系列错开时为保险状态,对准时为解除保险状态。     

引信安全系统基本理论及其数学描述

本文首次提出并初步建立起引信安全系统的基本理论和数学描述方法。基本理论主要包括:引信安全系统是由能够独立地影响系统状态的最少个数的保险要素组成的实体系统;解除保险过程是系统状态程度渐变的动态过程;解除保险过程的特征完全取决于组成安全系统的保险要素的特性,而与引信配用的弹药和所经历的发射过程无关。数学方法主要包括:保险因子,保险权因子,保险函数,解除保险函数,隔爆函数和能爆函数。本文运用上述理论和方法分析苏联B-429引信和美国M739引信的隔爆机构的解除保险过程,结果符合实际。     

雷管输出与引信传爆序列设计的关系

通过研究雷管输出的三种方式,即冲击波、爆炸气体和破片的起爆作用,以及雷管底材料、厚度和形状对起爆能力的影响,金属介质对冲击波的衰减和隔爆,特别是雷管轴向近距离的起爆能力,从理论和实践结果两方面说明雷管输出有其自身的规律性,又与引信传爆序列设计密切相关。如果火工品与引信能配合研究将有助于改善引信传爆序列的性能,为新一代引信的设计创造条件。     

电磁驱动的引信MEMS解除保险机构

针对现有引信MEMS安全系统仍依赖后坐和旋转环境解除保险,通用性受限制,提出一种微小型MEMS安全与起爆控制机构,它采用电磁驱动和弹簧回复力控制错位式MEMS保险与解除保险机构的动作,可综合利用通过传感器探测的弹道信息,并借助弹载计算机控制该机构实现引信的解除保险过程.该机构与常规装置相比可以大大减小引信安全与解除保险装置体积,同时该机构具有一定的通用性.     

气动-机械微安保结构设计与性能测试

针对新型火工品的微型化、可靠性要求,设计了一种气体驱动的机械微安保结构,对其核心的机械安保层进行了静力学仿真,确定微弹簧最佳加工材料为65Mn弹簧钢,线宽为0.2mm时微弹簧解除保险所需的理论压强为4.3MPa。通过微加工技术,制作了原理样机,并测试其性能。结果表明样机可以成功解除保险,并实现安保功能。     

一种微机电(MEMS)引信安全系统

结合当今飞速发展的电子技术．以及MEMS领域的微加工技术．参考国外MEMS技术在引信中的应用，设计出的用于小口径武器MEMS引信系统，其中包括微主控制单元、微安全和解除保险机构、微检测机构以及微起爆机构．形成完整的微型电子机械引信结构。     

具有延期解除保险功能的子弹引信安全系统差动轮系动态特性研究

在 Working-Model软件环境中对所提出的具有延期解除保险功能的子弹引信安全系统差动轮系进行了动力学仿真研究 ,根据仿真结果 ,分析了该差动轮系的性能 ,提出了再设计建议     

基于三个环境信号的引信电子安全系统安全性分析

解除保险逻辑的设计是保证电子安全系统高安全性的重要步骤。本文针对实际设计中引信电子安全系统可能采用的五种解除保险逻辑模式安全性进行了分析、比较和排序。指出电子安全系统的三个独立的电子开关采用加两个时间窗、且同时闭合的控制模式是这五种之中安全性最高的。最后与采用两个环境激励的机电安全系统的安全性进行了比较     

工艺参数对电沉积钴镍合金镀层成分及耐磨性能的影响

利用电沉积技术在碳钢表面制备纳米晶钴镍合金镀层,并辅助超声波分散加机械搅拌,获得具有良好减摩性能的纳米晶、低微摩擦系数的钴镍合金镀层材料。研究了电流密度、温度、pH值等工 艺参数对合金镀层成分及耐磨性的影响。利用扫描电镜、场发射扫描电镜、X射线衍射仪分析了镀层表面的显微组织、相结构及成分含量,通过UNMT1微纳米材料力学综合测试系统考察镀层的微磨损性能。结果表明,获得的合金镀层组织细密、结构均匀,工艺参数对合金层的微摩擦系数影响较大,在最佳工艺参数电流密度1.5 A/dm²、温度50 ℃、pH值为4.0时合金镀层的平均摩擦系数最小为0.18,合金具有较好的耐微摩擦磨损性能。     

硅微米晶须的定向排列生长

利用物理热蒸发法在1016～1066℃的温度范围内成功制备出定向排列生长的硅微米晶须。借助扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱分析仪(EDX)和透射电子显微镜(TEM)研究了硅微米晶须的形貌、化学成分及晶体结构,讨论了环境压力对硅微米晶须生长有序性的影响。研究结果表明,在环境压力为13.3kPa时,硅微米晶须均垂直于衬底表面生长,定向排列生长的硅微米晶须面积可达13mm×6mm;硅微米晶须的生长遵循气—液—固(VLS)机制;透射电子显微镜观察及选取电子衍射花样表明,硅微米晶须的球形头部为晶体,杆的中部为晶体外包覆非晶体的结合体,杆的尾部为非晶体;环境压力越低,硅微米晶须的定向排列的方向性越好。     

铝合金微弧氧化陶瓷层的耐磨性能

用微弧氧化方法 ,在 LY1 2基体上制备了陶瓷层 ,对陶瓷层的组织结构和摩擦学行为进行了研究。结果表明 ,陶瓷层分为疏松层和致密层 ,膜基结合良好 ,致密层主要由 Al- Si- O和 Al2 O3相组成 ,其硬度高达 HV1 70 0以上 ,耐磨性能与硬质合金相当     

数字化火工技术的概念和应用

介绍了数字化火工技术、微烟火技术的概念及内涵 ,并且介绍了以该概念为基础的微型火箭列阵、微机电技术微型传爆序列和无针注射器的发展。     

一维弹道修正引信弹道敏感技术

根据“通过确定弹道上最小速度点的速度值及其出现时间即可完全而唯一的确定该条弹道”的结论，以单片机为弹道敏感测试系统的核心，采用微机电系统(MEMS)压力传感器测量飞行弹丸轴向的迎面动压力，进而换算成弹丸的轴向速度，用单片机的内部定时器精确定时，从而解算出实际弹道参数，为一维弹道修正引信的控制系统提供控制信号。通过几种马赫数下的风洞实验，验证了测试系统的原理及实现的可行性。