引信安全控制的设计保证已在有关安全性设计准则中做了系统而具体的规定。在关键技术实现上,依引信所采用的爆炸序列的类型而异。对于错位式爆炸序列,必须有隔爆件,引信安全系统的设计主要是对隔爆件安全状态的控制及其由安全状态向待发状态的转换控制,其本质是运动控制。实现这些控制的技术形态有机械式和机电式安全系统。对于直列式爆炸序列,由于采用高能起爆电雷管,如冲击片雷管,引信安全系统不需要隔爆件,从原理上讲不存在运动控制。它的“安全”和“待发”状态,就是高压起爆电路发火电容的非充电和充电状态,安全控制的本质是对充电电路的“隔断”控制。实现它的技术形态是电子式安全系统,这种系统既可以是全电子式,也可以带有机械式开关。当引信采用电子式安全系统时,引信中在肉眼分辨率下看不到任何活动零件,这就有可能将整个引信(不论是近炸引信、时间引信或触发引信)用微电子和微机电技术制造,构成“固态引信”。
引信安全系统设计的一个重点是将预定发射周期内所规定的环境激励与非环境激励或非正常发射环境激励正确地区分开,即“环境激励识别”。
对于环境激励的识别,特别是对加速度、角加速度及其效应的识别,可以直接检测环境加速度或角加速度激励,也可以检测其一次积分效应(速度,角速度)或二次积分效应(位移、角位移)。通常情况下对于二次积分效应的误识别率要比一次积分效应的误识别率大。
另外,对于任何一种效应的单参数(如阈值)识别比双参数(如阈值与时间)或多参数(如阈值、峰值及时间)识别的误识别率要大。安全系统对环境激励的识别率对保证武器系统安全和对目标可靠作用均有重大的影响。
在环境激励识别基础上,还有一个“解除保险决策”问题,它是引信安全系统研究的另一个重点。解除保险决策又有“启动解除保险程序决策”和“完成解除保险程序决策”。
通常情况下,引信解除保险程序的启动与弹药进入预定发射周期是不同步的,前者要滞后于后者。对于“启动解除保险程序决策”,有基于单一环境激励识别的启动决策和基于多个环境激励识别的启动决策,前者较为简单,后者较为复杂。例如由后坐保险和离心保险构成的安全系统,发射时后坐销运动到位,解除对隔爆件的第一道保险,解除保险程序即启动,这属于简单启动决策。如果采用电子式安全系统,分别用两个传感器检测轴向加速度和横向加速度,在确认两个加速度均满足识别准则后才启动解除保险程序,这属于复杂启动决策。(www.xing528.com)
启动解除保险程序并不必然要完成解除保险程序。因此,又有“完成解除保险程序决策”的问题。
解除保险决策也是引信安全系统研究的一个重点。安全系统解除保险决策可以分为三个技术层次(图2-39),即“非发射环境启动,但不完成解除保险程序”“非发射环境不启动解除保险程序,非正常发射环境启动,但不完成解除保险程序”,以及“非发射环境和非正常发射环境均不启动解除保险程序”。显然后一个技术层次的固有安全性要比前一个层次高。
需要指出的是,按照图2-39所示第二、第三技术层次的原理设计引信安全系统,并不总是会对引信正常作用可靠性带来负面影响。第三技术层次通过电子安全系统最容易实现,这也是国外在常规兵器引信中大力开展电子式安全系统技术研究,并努力使其产品化的一个重要原因。
图2-39 引信安全系统解除保险决策的技术层次
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