文章编号：1006-9941 (2018)07-0626-07
崔平1!2，杨岩峰1!2，文健1!2，崔亮1!2，刘朝阳3，徐敬青12
(1.陆军工程大学石家庄校区弹药工程系，河北石家庄050003; 2.陆军工程大学石家庄校区弹药保障与安全性评估军队重点实 验室，河北石家庄050003; 3.陆军炮兵防空兵学院南京校区教学科研处，江苏南京211132)
摘要：针对工业部门目前采用动态模拟方法进行末制导炮弹待发程控装置作用可靠性试验成本高、样本量少、置信度低 的问题，基于电参数检测要求和试验对象结构特点提出了一种新颖的检测试验方法，即对待发程控装置进行结构改装实现了实验 室内手动解除其成电参数检测。进行了俄制：种95发末制导炮弹待发程控装置的作用可靠性试验，采了符合要求的脉冲发生器电脉冲信号，分析了_试验结果的提出了解。结，人工动孔的性待发程控装置作用可靠性的重要，引信动用特制其可靠量。试验了该方法的可行性性，此方法可用于炮射导弹弹器电参数的检测。
关键词：末制导炮弹；待发程控装置；可靠性；气炮；试验方法
中图分类号：.55;.410.6文献标志码：A D O I：10. 11 943/j. issn. 1 006-9941.2018. 07. 013
$引言
待发程控装置是某型末制导炮弹控制舱中的重要 关键部件，其作用 弹丸发 的 对弹电池电点火头和惯性电作动器形成点火脉冲[1]，从而激活用于全弹控制系统供电的热电池并使性 解锁进而完成弹 弹 内纵轴
的测量。根据末制导炮弹待发程控装置制造与验收规 范及末制导炮弹维修规范要求，生厂家在产品制造验收过程中、大修厂在末制导炮弹维修过程中，应对待 发程控装置进行配套性、外观、质量、电气安装、电绝缘 强度、绝缘电阻的检查和单频振动试验，每批抽取一定数量的样品进行电参数和作用时间检查，以确保 其功能可靠。由于待发程控装置具有机械时间引信的 结构特征，且其保险机构为单一. 机构，对于此类机构的模拟测试方法，目前主要有锤击法、火箭橇 法、电磁驱动法、气体炮试验法等。锤击法的典型代表 马歇特锤击试验，该方法操作简便、成本低廉，缺点 是只能模拟火炮发.的加速度极值，不模拟发射过程中过载加速度的变化规律[2_3]。满晓飞[4]、门士
收稿日期！2017-12-12；修回日期！2018-02-09
基金项目：原总装通保部科研项目资助（[2009]装通字83号）
作者筒介：崔平（1981_)，男，，主要信息化弹药S
究。e-m a il: ping m j[5]、刘卫东[6]等人针对硬目标侵彻引信，设计了立式空气击锤，较好地模拟了硬目标侵彻过程中的高过载冲击环境，但非弹丸的发射过程。火箭橇是一种 大型地面动态试验系统，被试引信安装在由火箭作动力装置的火箭橇上，沿着专用的 高速滑行，模拟出
不同的发射过载[7_8]。火箭橇试验对场地要求较高，试验准备时间较长，试验成本较大，且试验过程中的振 动 以消除，一定程度的 。以电磁轨道发射和电磁 发射为主要方式的电磁驱动 可模拟引信发射过程中的高过载环境，较确地控
制引信受力情况及加速时间[96°]，但其工作过程中产生的磁场会对被试引信产生不 ，需要对被试引信采取电磁防护措施[11]，增加试验装置的结构复杂程 度。生产厂家目前采用非 驱动的气体炮试验法使其解除 ，继 成 电参数检测，即利用压缩状态下的氢气或氦气等轻质气体作为发射工质[12]，驱动待发程控装置在炮管内加速，待发程控装置
炮膛内发动特征 的加速度。气炮由气体加、抽空、发 、撞击回收系统、测控系统等组成[1365]，虽然可以在实 验室内模拟出待发程控装置发受的 过载，但其设复杂、大，有的炮管长达40 m[16]；试验准备时间较长、测试过程繁琐；试验成 本高，单发待发程控装置的试验费用&试验
噪声大，严重影响了厂区及其周围居民区的生活环境。乙酰胆碱
为改进待发程控装置检测试验方法，降低试验成 本，本文基于电参数检测要求和试验对象结构特点提出了一种新颖的检测试验方法，通过对待发程控装置进行部分改装可在实验室内手动解除其
成 电参数检测，进行了俄制 种末制导炮弹待发程控装置的作用可靠性试验。
2待发程控装置构造与作用原理
从结构上看，待发程控装置由延时装置和脉冲发生器两部分组成[17]，如图！所示。
图1待发程控装置组成部分
Fig. $The constituent parts of programming control device for ready-to-fire
延时装置用于末制导炮弹制导系统的时间延迟，本质 一个机械时间引信。其结构由本体、防护罩、装定机构、装定固定机构、机构、发机构、钟机构等组成，2.。其装定机构由装[和秒针组成（见图3)，通过专用工具改变装定盘与秒针的相对角度实现时间装定。机构由启动栓、启动栓销和启动 成。发射时，在后坐力作用动 动 力，动 针，秒针
动机作用 动，机构开始工作。.装置
作用时间取决于秒针相对于装 特 的位置。
针与特 合时，结束，秒针在秒针簧作用弹起，释放发火机构的击针，击针在击针簧作用下快 速戳击 ，使火帽发火。
脉冲发生器由本体、感应器、插头、挡销等组成，如 图&。感应器由_、轭铁、磁体、格、作动器、等成，其 磁体、构成了一 空间，_、_和作动器在这个半密封空间内，、格板和钢球构成一个反向阀，可防
止作动器燃气进人钟表机构。针刺火帽点燃后，火焰 通过 ^作动器 其点燃，作动器作用 =生的高压气 参 空间 ，高压气 空腔内做功，推动 速离开磁体，产生正负两路脉冲电压，该电压作为启动信号，激活用于 全弹控制 电的热电 性 解锁。
setting m echanism setting w rench slot
firin g m echanism
releasing m echanism
detonating cap
c ock m echanism
flam e tunnel
图2延时装置结构[17]
Fig. 2 Structure of time delay device[
图3装定盘与秒针
Fig. 3 The setting plate andthe secondhand
宣毒发表汤图4脉冲发生器结构[17]
F i g.4 Structure of pulse generator[17]
3试验
3*试验方法
摒弃利用动态检测待发程控装置的方法，通过对其装定机构进行结构改造，实现手动解除待发程控装置 机构保险，以静态检测方法代替现行动
态测试方法，使针刺火帽、作动器依次作用，并采集脉 冲发生器产生的两路脉冲信号。
3.2工具器材
主要包括：用于旋卸连接螺帽时固定待发程控装 置的台虎钳；用于试验防护的自制防护箱；用于采集 脉冲信号的Agilent 54622A型东波器；用于连接脉冲 发生器触针波器的带线夹导线（红、黑、绿各 1根）；用于模拟惯性 动电作动器和热电池电点火头的等效电阻，（3.5±0. 35) !、（4.0±0. 40) !各1个；用于测量电阻的Q j41型电测量仪；秒
大学生跳楼自杀表，测量误差不大于0.1 s；用于将待发程控装置装定 划的程装扳手，专用装定工具，59)；用于旋卸防护罩的防护罩扳手，专用工具，见图5b)；用 于旋卸装定机构使之与延时装置分离的装定机构旋卸 工装，特制，5>); 待测待发程控装置结合，并将其 试验台上的试验用风帽，借用结构，见
vtp
图5d)；用于手动启动钟表机构的试验用装定机构，改装结构，见图5e)；启动启动栓的启动装置，特制，!2m m，长15 >m；用于 待发程控装置的 ，尺
寸与试验用装定机构上的启动 匹配。
图5试验工装
F i g*Test tools and devices
3.3试验样品
1994年生产、自然储存时间为19年的俄制“红 土地”末制导炮弹待发程控装置75发；2001年生产、自然储 间为12年的^末制导炮弹待发程控装置20发。
3.4试验流程
根据可靠性试验设计，待发程控装置的静态试验流程 6 '_。“初样品”是指末制导炮弹控制舱上旋卸下来、未经改装的待发程控装置，“试 验样品”是指改装后可以通过人工启动的待发程控装置。图.待发程控装置试验流程图
Fig.6 Test flow chart of programming control device for ready-to-fire
(1)试验样品准备
初始样品是经自然环境储存19年的末制导炮弹 待发程控装置，如图7。卸初始样品防护罩，如8a)，按照以下流程将初始样品改装为试验样品，具操作如下：
a.用一字改锥将初始样品的3个制动螺钉旋下，用装定机构旋卸工装小心拧下连 ，取装定机构，分别如图8b、图8c和图8d所示。
b.将试验用装定机构装人待发程控装置，并用原始连 连接好，8e。
c.用装定扳手 合好的待发程控装置装定到
指定分划，8f所示。
时间装定好以后，将待发程控装置小心放置，防止 跌落，初始待发程控装置已改装为试验待发程控
装置。
图7末制导炮弹待发程控装置（自然储存19年）
Fig.7 Programming control device for ready-to-fir^ of terminally guided proj^ctil^ ( normal storage for 19 years)
(2)电参数静态测试
a.将试验样品与试验用风帽连接在一起，置于准
备好的防护试验箱内。
b.；9脉冲发生器引脚定义及接线图，连接好等效电阻和测试用示波器的，其 X P1与X P3之间接（3.5±0.35)!电阻，用以等效惯性陀螺启动电作动器的负载；X P2与X P3之间接（4.0±0.40)!电阻，用以等效热电池电点火头的负载。
图0待发程控装置拆解顺序
Fig.8 Decomposing order of programming control device for ready-to-fire
图1脉冲发生器引脚定义及接线图
Fig.9 Pin definition and wiring diagram for pulse generator
c.将试验样品与试验仅器连接在一^起。
d.通过启动孔用启动装置戳击启动栓，当听到钟表机构转动的声音，秒表开始计时，同时立即拔出启动装置并用 紧启动孔，目的是为了创造 空间，生的燃气外泄，以持足够的点力，形成作动器真实的点火环境。
e.当听 作用时的响声，秒表停止计时并记录秒表时间，同时记录 波器上脉冲信号的 信息。
综上可见，与工厂现行复杂的动态测试方法 ，本文提出的末制导炮弹待发程控装置作用可
靠性试验方法，试验设备简单、试验效率高、可复性好，可大幅降低试验费用，进 显著增加检测样本量成为可能，提高试验置信水平，降低对待发程控装置性能的误判率和修理部门换件维修的盲目性。
按照目前生产厂家检验验收采取的抽样方案，即单批抽取检测样本量4发，年均生产10批粗略算，每年仅抽样检测成本即可节约40 ：左右。
4试验结果及分析
待发程控装置制造与验收规范要求，从启动至脉冲信号输出瞬间的作用时间应为（30 + 2)s，接点X P1-X P3上应能测量到幅值不小于8.0 V，持续时间不小于1m s的负脉冲波形；接点X P2-X P3上应能测量到幅值不小于8.0 V，持续时间不小于1m s的正脉 冲波形，10所示。试验分别对25发经自然环境储存19年、25发经加速试验至储存22年、25发加速 试验至储存26年的俄制待发程控装置样品以及20发经自然环境储存12年的 末制导炮弹待发程控装置样品的测试结果进行了。
图10脉冲信号要求
Fig.10 Requirements of pulse signals
图1为部分俄制待发程控装置脉冲发生器输出的脉冲信号波形，图12为部 待发程控装置脉冲发生器输出的脉冲信号波形。由可见，俄制 I 待发程控装置分别采的两路脉冲信号极性相&幅值在15 V左右，满足“不小于8.0 V+的
范要求；脉冲宽度也满足规范“不小于1m s”的要求。脉冲信号特征 待发程控装置可正常激活热电 ^可靠启动惯性陀螺。
c. 51#
d. 56#
图$部分俄制待发程控装置脉冲发生器输出信号
F i g.11 P artial o u tp u t sig n a ls o f R u ssia n-m a d e p u ls e g e n e rato rs o f p ro g ra m m in g c o n tro l d e v ic e fo r re a d y-to-fir^
b. 17#
c. 18#
d. 20#
图12部分国产待发程控装置脉冲发生器输出信号
F i g.12 P artial o u tp u t sig n a ls o f h o m e m a d e p u ls e g e n e ra to rs o f p ro g ra m m in g c
成果形式o n tro l d e v ic e fo r re a d y-to-fir^
利用珠海前沿机电设备有限公司研制的引信安全 性无损检测 147 kV，对试验过程中未正常采集到脉冲信号的2个（15#、28#)待发程控装置进 行了 X检测。分析发现，15#待发程控装置，其延时装置中击针已 发针 ，其脉冲发生器中作动器依然完整地嵌在轭铁中没有作用（13所示），28#失效待发程控装置情况类似。结合试验过 程中针刺火帽作用时声音较小且比较沉闷的现象，判断 2个待发程控装置针刺火帽火焰力因长储下降，无法正 常点 作动器，致使衔铁未能按照要求的速度移动磁路变化，未能采集到两路脉冲信号。
图13失效待发程控装置（15#)X光检测结果
Fig. 13X-r^y te s tin g results o f o n e fa ile d p ro g ra m m in g c o ntro l d e v ic e fo r re a d y-to-fir^(15#)
为验证上述分析，将15#、28#待发程控装置分解下的脉冲发生器（含未作用的作动器）与2发备用待 发程控装置样品中的 装置重新装配，利用前述同 样的方法手动解除 ，测得的脉冲信号特征1所示，符合验收规范“幅值不小于15 V、脉宽不小于1m s”的要求。
表1脉冲信号结果统计（重组）
Table 1R esult sta tistics o f p u lse s ig n a ls" re o rg a n iz a tio n)
positive pulse negative pulse
sample am plitude duration
1/ms am plitude duration
//m s
76#(15#)16.1 1.916.0 1.9
77#(28#)15.0 1.615.0 1.6
试验过程及结果均表明，能否正确采集到启动热电池电点火头和惯性陀螺电作动器的两路脉冲信号，关键取决于针刺火帽能否正常作用并输出足够的火焰 能量，进而可靠点燃推动 动的作动器。正常情 况下针 的装置 内部作用，火 焰能量无外泄；试验方法的核心是对装定机构的 结构改装，即其特置人为钻取了启动孔，用于启 动启动栓。试验 ，如果不采取 动孔可 靠 ，间，针 作用产生的火焰能 量部分外泄，将会 作动器的可靠作用，此时无 法判断该发样品试验结果不合格是因待发程控装置自
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