引信设计习题.doc

引信的定义：引信是利用环境信息(如发射条件)，目标信息(如散射特点)或按照事先设定的条件(如时间，指令等)，在保证弹药平时和发射时安全的前提下，对弹药实施起爆控制，点火控制及姿态控制的装置。引信安全性包括：勤务处理安全性，装填安全性，发射安全性：膛内安全性，炮口安全性引信信号处理完成任务：识别真假信号，信号放大，提供发火控制信号发火机构：利用环境能或内储能使起爆元件(或爆炸元件)爆炸，以产生火焰冲量或爆轰冲量的机构发火机构组成：激励装置，起爆元件，中间保险器激励装置：击针，活动火帽座，电源起爆元件：火帽，雷管，电雷管中间保险器：圆柱弹簧，支耳发火时机：膛力发火机构，弹道，触发发火机理：针刺，撞击，双动，摩擦，压电，绝热压缩发火时间：瞬发，惯性发火方法：储能，离心，拉发，压发，摩擦发火机构设计的基本要求：足够的安全性和作用可靠性，且能适时的作用灵敏度：指引信发火机构对目标或环境作用的敏感程度，一般以作用所需的能量来衡量瞬发度：指引信从碰击目标到爆炸所经历的时间长短的特性膛内发火机构：勤务处理安全性好，膛内发火可靠性(低膛压引信不行)触发发火机构：高灵敏度，高瞬发度压电发火机构：极高瞬发度，较大钝感度小口径高射炮弹的发火机构：防雨勤务处理安全性(平时安全性)：在储存，维护，运输直至装填前得各个环境中，引信不解除保险和不爆炸的性能。计算引信安全落高方法：能量比较法，动力学计算法膛内发火机构：利用发射时的膛内环境力(能)而工作的发火机构应用：通常用他点燃引信计时药盘，点燃火药延期解除保险机构和自毁机构中的时间药剂，以达到定时爆炸，解除保险和自行销毁的目的膛内发火机构按在引信中的位置分：中心配置，偏心配置膛内发火机构按其配用的保险器分：弹簧膛内发火机构，支耳，裂环膛内发火机构的基本要求：1.平时的安全性2.发火可靠性3起爆元件输出火焰冲能足够弹簧膛内发火机构发火可靠性包括：可靠解除保险，起爆元件可靠发火，击发体戳击速度问题弹道发火机构：利用外弹道环境力(能)或内储能而工作的发火机构弹道发火机构根据发火能源性质分：储能簧针刺发火机构，离心力弹道发火机构弹道发火机构应用：钟表时间引信，小口径着发引信的自毁机构储能簧针刺发火机构：在外弹道上利用弹簧预先储存的机械能使击针戳击爆炸元件而工作的发火机构储能簧针刺发火机构按在引信中配置位置分：平行弹轴配置的储能簧针刺发火机构，垂直弹轴配置的按运动方式分：击针运动式，雷管运动式储能簧针刺发火机构的组成：压缩弹簧，起爆元件，惯性筒，保险钢球，惯性筒簧离心式发火机构：在外弹道上利用离心力的作用使击针戳击爆炸元件而工作的发火机构瞬发发火机构：靠引信发火机构中的击发体直接碰击目标而工作的发火机构裸露式针刺发火机构：(低速弹)特点：瞬发度和灵敏度高，但引信不易密封埋入式针刺发火机构：(高速弹)特点：引信密封性好，弹道安全，但瞬发度低中间式针刺发火机构：(广发应用于触发引信)特点：瞬发度高，引信密封性好，弹道安全，但防潮帽易磕碰损坏，平时须加保护瞬发针刺发火机构结构设计要点：1击针后座不应压死中间保险弹簧2中间保险弹簧的抗力不应传递到防潮帽上3击针帽与防潮帽之间应留间隙。惯性发火机构：靠引信或载体与目标直接接触时产生的前冲力而工作的发火机构(前冲发火机构)。主要要求：惯性灵敏度足够，保证引信能可靠发火压电发火机构：利用压电陶瓷的压电效应将引信工作的环境能转变为电起爆信号的装置。分类：碰击式压电发火机构，储能式压电发火机构特点：1.极高瞬发度，作用时间不大于50ms2.有一定钝感度，触发敏感元件和执行元件可分离，实现弹头压电和弹底起爆，用于聚能装药破甲弹引信电发火机构：利用电冲量起爆电火工品的发火机构。特点：结构简单，作用迅速，准确，可靠按发火模式：1.自发电式：压电，磁电2.混合开关3.电子开关按发火电源：压电，磁电，电容磁电池引信爆炸序列：指爆炸元件按敏感度递减，猛度递增的顺序排列的序列功能：是把一个较小的冲量有控制的放大到足以起爆弹药主装药的能量爆炸序列按输出冲量的不同，可分为传爆序列和传火序列。传爆序列最后一级爆炸元件输出的是爆轰能量，一般由火帽，雷管，导管，导爆管，传爆管等组成。传火序列最后一级爆炸元件输出的是火焰冲量，一般由火帽，加强药柱，传火药柱等组成。按隔爆型式分：隔爆爆炸序列（错位爆炸序列）和无隔爆爆炸序列（直列爆炸序列）。爆炸逻辑网络是具有逻辑功能的爆炸序列：一般由导爆索，爆炸元件（雷管，延期元件，传爆管等）和爆炸逻辑元件等组成。用于杀伤，爆破，穿甲，碎甲等作用的战斗部所配用的引信，均含有传爆序列。传火序列主要用于能产生强光，浓烟，燃烧，电磁波干扰场，电磁波辐射源和布撒宣传品或传递文字，图像信息等特种弹所配用的引信。引信爆炸序列满足要求：1适当的感度2足够的冲量输出3适当的作用时间及精度4足够的安全性和良好的相容性（火帽：将较小激发能转换为火焰雷管：输出爆轰冲量延期元件导爆管传爆管）依次感度减小，幅度增加（感度高-能量低-钝感弱）（相反）保险机构：防止引信的发火机构，隔爆机构和其他机构在勤务处理中和（或）发射过程中发生意外作用，在预定条件下能接触保险的各种机构。功能：1对环境信息的识别与转化功能2对引信安全系统状态的转换与控制功能引信安全系统三种状态：安全状态（保险状态），临界状态，解除保险状态（待发状态）两个过程：解除保险过程，临界状态的过度过程。保险机构的双重职能：保险，解除保险组成：保险零件，保险器，被保险零件设计基本要求：安全性，作用的可靠性后坐保险机构：1直线运动式：单行程，双行程2非直线运动式：曲折槽，互锁大板直线运动式保险机构设计计算项目：勤务处理的安全性，发射时的安全性，发射时的解除保险可靠性（膛外解除保险的机构）但形成保险机构在最大后坐力出现之前解除保险，即在膛内就解除保险双行程后坐保险机构：惯性零件在内外弹道环境力的作用下，经过下沉和上升往返运动后才解除保险的装置。（膛外解除保险）对于炮弹引信的曲折槽保险机构，在后效期以后才完全解除保险，要进行膛内后效期，后效期后（飞行阶段）三阶段的计算离心保险机构：1.离心销保险机构2.离心板3.环状簧4.软带（延期解保）应用特点：1.离心销保险机构适宜保险中心线与弹轴重合或接近的零件有复位功能，可无损检验（圆柱弹簧-中，大口径锥形，鼓形，片状-尺寸稍减卷簧-小口径）2.离心板可保险远离弹轴的零件，有复位功能，便于无损检测3.环状簧适用于离心力很大的弹种。离心销保险机构：利用弹性零件保险，并靠离心力使离心销作径向移动解除保险的装置。隔爆机构：解除保险前将爆炸序列中的一个爆炸元件与下一级爆炸元件相隔离，以隔断爆炸序列的爆炸传递，解除保险后能可靠传递爆炸的机构。功能：1.在引信处于保险状态时能可靠隔爆2.在预定条件下能可靠解除隔爆3.满足起爆完全的要求隔爆机构分类：1.滑动隔爆机构（常用滑块隔爆机构）：弹簧滑块隔爆结构，离心滑块，弹簧离心2.转动隔爆机构（常用转子隔爆机构）：水平转子，垂直转子，球转子滑块隔爆机构：由弹簧或离心力推动滑块作平移运动的隔爆机构转子隔爆机构：有弹簧，离心力等驱动转子做旋转运动的隔爆机构。水平转子隔爆机构：转子转轴平行于引信轴的转子隔爆机构。包括：弹簧驱动的水平转子隔爆机构，离心力驱动的水平转子隔爆机构。垂直转子隔爆机构：转子隔爆机构中转子转轴垂直于引信轴的转子隔爆机构。包括：离心力驱动的垂直转子隔爆机构，弹簧驱动的垂直转子隔爆机构。一、简述现代引信应具有的主要功能？答：现代引信的主要功能有：1、安全控制保证引信在预定起爆时间之前不起作用，保证弹药在储存、运输、处理和发射中安全2、起爆控制在相对目标最有利位置或时机完全地引爆或引燃战斗部装药3、命中点控制修正无控弹药的飞行弹道或水下弹道，提高对目标的命中概率和毁伤概率4、发动机点火控制控制带有两级发动机导弹的第二级发动机的点火，或控制火箭上浮水雷发动机点火二、简述引信的基本组成。答：引信作为一个信息系统，它的入口至少有三个，即发火控制系统、安全系统和能源装置，爆炸发火控制系统是引信最重要的功能系统，保证引信在遇到不同的目标、在不同的弹目交会条件下，在适当的位置起爆弹药，它不仅可以感受目标及背景信息，还可以感受火控系统的信息，发射及飞行环境信息，指令信息和指导系统的信息；安全系统是引信必不可少的另一重要组成部分，它的基本功能是保证引信勤务处理时，发射时以及在弹道上要求的安全距离之内的安全性，而超过此距离必须解除保险，使引信转为待发状态，它不仅可以感受环境信息，还可以感受制导系统的信息和指令信息；能源装置可以利用内储能，靠感受环境信息而激励，也可以利用环境能，依靠环境能的转换而工作，还可以直接利用弹上能源。12三、叙述引信的作用过程。答：引信作用过程是指引信从发射开始到引爆战斗部主装药的全过程，引信的作用过程主要包括解除保险过程、发火控制过程和引爆过程，如图所示：保险（目标信息或预定信息）解除保险过程发火控制过程引爆过程。引信的作用过程是指引信从发射开始到引爆战斗部主装药的全过程，其过程包括解除保险过程，发火控制过程和引爆过程，引信在勤务处理时的安全状态即保险状态，一旦接受目标直接传给或由感应得来的起爆信息，从外部的起爆命令按照预定的时间，就能引爆战斗部（待发状态）发火控制过程归为信息获取，信号处理和发火输出。引信获取目标有以下三种1.触感方式2.近感方式3.接受指令方式将火焰或爆轰能逐级放大，最后输出一个足够强的爆轰能使战斗部主装药完全爆炸，此过程为引爆过程。四、对引信的基本要求有哪些？答：对引信的基本要求有：安全性、可靠性、使用性、引战配合性、环境适应性、抗干扰性、标准化经济性、长期储存稳定性。五、引信设计包括哪些阶段？答：引信总体论证引信方案设计引信工程研制引信设计定型引信生产定型六、说出引信代号“DRA04B”、“H/DRW3”所代表的含义。答：DRA04B：D-弹药类；R-引信；A-弹药类别；04-序号；B-改进型H/DRW3：H/-海军专用装备类；D-弹药类；R-引信；W-引信类别；3-序号。12七、析旋转弹引信内部偏心零件在膛内和后效期内将受到那些环境力的作用？在膛内时候，载体是加速运动，由此引信零件受到与轴向加速度方向相反的惯性力即后坐力；由于载体作旋转运动，质心偏离转轴的引信零件受到与向心加速度方向相反的惯性力，即离心力；还受到与切线加速度方向相反的惯性力，即切线惯性力；如果零件有径向速度分量，则受到哥式力作用，如果没有，则不受哥式力；后效期内，偏心零件依然受后坐力和离心力，但是切线力等于零，如果因新零件正在作径向运动还受哥式力，除此外还受到章动力和进动力八、最大后坐过载系数K1和做大离心过载系数K2？K1=FSM/mfg=dD2PMAX/4mDg,其意义为发射时单位重力的引信零件所受的最大后坐力，也表示发射时弹丸最大直线加速度与重力加速度之比K2=42N2max/g，其物理意义是：在单位偏心距（r=1cm）下，引信零件所受最大离心力与其本身重力之比九、弹丸碰目标时，哪些力对引信设计最有意义？碰撞力和前冲力，为求前冲力，必须求目标介质阻力，介质不同，目标介质阻力也不同。当弹丸侵彻液体介质和颗粒体介质时，只有动阻力和黏滞阻力，而侵彻固体介质时，有静阻力、动阻力和黏滞阻力十、离心销保险机构倾斜设置的目的是什么？这种方法。可以保证保险机构在后效期以后才能解除保险，适用于后坐力较大的炮弹引信，倾斜角一般取15，太大对于头向下跌落安全不利，太小则后坐力分量不够。十一、引信发射时膛内主要受哪些环境力，列出火炮发射时引信零件受后坐力与离心力的计算公式并解释参数的含义？膛内主要受后坐力，离心力，切线惯性力，切线惯性力偶，哥式力火炮发射时，后坐力Fs=mfdv/dt=dD2PMAX/4mDg离心力Fc=mfrw2=mfr（2/）2v02=mfr（2）2；mD弹丸的质量（kg）mf引信零件的质量（kg）dD弹丸的直径（m）r引信零件质心距转轴的偏心距（m）p膛内压（pa）w载体旋转角速度（rad/s）虚拟系数（1）vd-弹丸速度（m/s）mf引信零件的质量（kg）火炮膛线缠度dv/dt载体轴向运动加速度（m/s2）N弹丸每秒钟的转数（S-1）十二、是以分析引信热环境对引信的作用。引信环境热包括发射时产生的膛内热，以及飞行过程中产生的空气动力热，空气动力热可以作用解除保险的动力能源，比如有些击针和引爆药之间用易嫆化金属隔离，可以在弹丸飞行一段时间后激发，容易解除保险，但是空气动力热过高可能使点火药过早激发，产生误炸、早炸等危害十三、提高引信针刺式弹簧储能发火机构发火可靠性的措施有哪些？答：减轻击针质量减小储能弹簧抗力改善击针和弹簧的运动导向性能减小击针与弹簧的旋转偏心减小击针的运动阻力，可涂润滑剂使用灵敏度高的起爆元件十四、如何确定保险弹簧的下限抗力？答从勤务安全的观点，在用户规定的安全落高H的条件下，弹簧解除保险抗力不应小于下限抗力从膛内可靠解除保险的观点出发，在规定范围的最小膛压作用下，弹簧解除保险抗力不应大于上限抗力。若H为已知，则满足战术技术指标要求的弹簧变形能应为En=Hm1g（1+）2而在进行弹簧设计时，应使弹簧抗力满足由上式求得的能量值，即0.5（Fro+Fr1）lEnFro=kF0FR1=kF（0+l）0.5（Fro+Frl）=0.5kFl（l+20）为了满足用户提出的战术技术指标规定的安全落高H的要求，则应使Fr1l（l+20）/2（l+0）Hm1g（1+）于是，在满足安全落高H的条件下，其保险弹簧抗力下限值为FR11=2Hm1g（1+）2（l+0）/l（l+20）十五分析引信后坐保险机构与离心保险机构的应用特点：（1）后坐保险机构应用范围广，离心保险机构应用于旋转弹，具有局限性;（2）离心保险机构保险与解除保险的矛盾容易解除，所以离心保险机构实现通用化设计较后坐保险机构容易实现些；（3）后做保险机构解除保险时间较短而离心机构较晚（4）后坐保险机构后坐力消失后出现的爬行力章动力与其方向相反，后坐保险机构在设计时应考虑反恢复问题，而离心保险机构解除保险时所受旋转环境力时间较长，所以不涉及考虑反恢复问题（5）后坐保险机构轴向空间大，离心的径向空间大。十六提高引信瞬发发火机构瞬发度和灵敏度的措施有哪些？答减轻击针的重量增大击针头部直径减小击针尖到火帽或雷管间的距离在保证弹道安全的条件下，尽可能减小中间保险零件的抗力，或不用中间保险零件。选用灵敏度高的火帽或雷管。采用大着角发火辅助机构计算1、有一双行程保险机构，一直惯性筒质量m1=1.27g，上钢球质量m2=0.1g，解除保险行程l1=8mm，弹簧预压型变量0=4mm，上钢球脱落时弹簧抗力FR1=12.33N，令用于85mm榴弹上。取=0.55，问安全落高H；此机构用于多大K1值的火炮系统？解：（1）FR1=Kf（0+l1）=12.33N，0=4mm，l1=8mm，FR0=kF*0=4.11N，H（FR1+FR0）l1/2m1g（1+2）=2.2m。另一种H（FR1+FR0）l1/2m1g（1+）2=4.1（2）FR122/3*kminm1gK13FR12/2m1g=1486，此机构可用于K1=1486的火炮系统。计算2、有一离心保险机构，其离心销质量