无线电引信技术在对地火箭弹中的应用

一、引信的组成

引信由引信体、风帽、电子组件、电源、安全与解除保险机构、远距离接电机构和传爆部件组成，其结构示意图如图2-9所示，工作原理方框图如图2-10所示。

二、近感发火控制系统的作用原理

近感发火控制系统电路如图2-11所示。

近感探测部分是一个自差收发机，它由晶体三极管BG1，电阻R1、R2、R3，扼流圈ZL2、ZL3，振荡线圈和天线组成。电路具有发射、接收、混频和检波的作用。工程上习惯称其为高频部分。

R1和R2是直流偏置电阻；R3既是稳定直流工作点的负反馈电阻，又是多普勒信号的检波电阻。C2和C4是滤波电容。振荡器的高频等效电路如图2-12所示，其中Lbc为折合电感，Cbe为发射结电容。由等效电路可知该振荡器是个克拉泼振荡器。

图2-9　某火箭弹无线电引信结构示意图

1—电子组件；2—风帽；3—高氯酸电池；4—密封圈；5—引信体；6—延时开关；7—隔离机构；8—传爆管

由天线帽和弹体组成非对称振子收发共用天线。

在自差收发机的振荡回路中产生的高频振荡的能量的一部分耦合到天线上，经天线向固定空域辐射电磁能量。如果发射频率为f0，接收到的目标反射信号频率为f2，因为这两个频率相差很小，则可认为振荡系统对f2也是调谐的。从振荡理论可知，如果有两个频率相差很小的简谐振荡作用某一非线性系统，那么在此系统内会产生差拍现象。因此，在f0和f2两种信号同时作用于振荡回路时，它们产生线性叠加和差拍振荡，其差拍频率为fd＝f2-f0，即为多普勒频率。

图2-10　某火箭弹无线电引信工作原理方框图

图2-11　近感发火控制系统电路

图2-12　振荡器的高频等效电路

由于晶体管的非线性作用，使差拍振荡信号的一部分被截去，并借助于扼流圈ZL3的作用，使得在检波电阻R3上得到多普勒信号输出。

信号处理部分由前置放大器、低通滤波器、限幅放大器和惯性时间电路组成。其功能是在一定通频带范围内对信号进行放大并对放大了的信号进行适当处理，以提高其抗干扰能力和保证最有利炸点的要求。

前置放大器由BG3一级组成，采用串联电流负反馈和并联电压负反馈稳定直流工作点。

低通滤波器由R10、C8、R11、C9组成，对通带以外的信号有较好的抑制作用。同时BG4与R12构成射极跟随器，以改善两级放大器之间的匹配。

限幅放大器电路形式与前置放大器相同，但直流工作点选择不同。要求尽可能保证集电极电压在EC/2，以起到双向限幅的作用。

惯性时间电路由C11、C12，二极管BG6和BG7及电阻R16组成。其主要作用是提高抗单脉冲干扰的能力。C12上的电压是控制双基极二极管的导通电压。在信号正半周时通过BG7给C12充电，在信号负半周时C12通过R16缓慢放电。经过若干周期，C12上的电压达到双基极二极管发射极触发电压，使R18上输出一正脉冲电压信号。适当选择C11、C12和BG8的导通触发电压，电路可以具有较好的抗单个大脉冲干扰的能力。

执行级由触发电路和点火电路组成，在引信距目标很远时，电源通过R19给C13充电。由于充电电流远小于电雷管的安全电流，所以充电时电雷管是安全的。在引信遇目标前，电容C13上充上了略低于电源电压的电压。在引信遇到目标时，当多普勒信号达到一定值时，R18上输出触发脉冲，使BG9导通，起爆电容C13通过BG9和电雷管放电，电雷管起爆。

引信电源采用储液式化学电池（工程上称铅酸电池）。平时电解液储放在特制的密封容器（如玻璃瓶）内，与正负极片隔离，不会发生放电现象。只有当弹丸发射后，解除了极片与电解液的分离状态，使电解液进入各组极片之间，发生电化学反应，产生电能。在此引信中采用了专门的电池激活机构。发射后，在离心力的作用下，电池解除保险，击瓶杆打碎电解液瓶，在离心力的作用下，电解液进入正负极片间，电池开始工作。通过电源管理电路为引信工作提供合适的电源。

三、其他机构的简单介绍

主要介绍远距离解除保险机构、远距离接电机构以及传爆部件。

远距离解除保险机构与远距离接电机构（以下简称远解与远接）是由两套机械机构与一套电子延时电路来实现的。这些机构的任务是实现产品保险型和炮口1 000m安全保险距离。下面介绍延时电路实现远解与远接的工作原理。(www.xing528.com)

延时电路由双基极二极管BG10、R22、R23、C15及火药推进器和扭簧组成。扭簧有两个作用：平时使电雷管短路，使电源的负极与引信电路（除延时电路外）断开，即平时扭簧的两臂处于图2-11中3′、4′的位置。即使在弹丸发射后电源被激活供电了，由于电源负极与电路没有接通，引信电路也不会工作。只有当延时电路工作后，使扭簧的一臂由4′移到0′处时，电源的负极才与引信电路接通，引信电路才开始工作。即扭簧在经过一定时间延迟后给引信电路接通电源，并解除电雷管短路状态。

当弹丸发射后，电池被激活，由双基极二极管BG10构成的延时电路开始工作，电源通过电阻R23给C15充电。经过一段时间（即远接时间，一般根据战术技术指标确定）使C15的端电压高于双基极二极管的eb1电压，使双基极二极管导通。C15通过BG10和火药推进器放电，火药推进器发火，产生的气体压力推动一套机构抬起扭簧长臂端，使其离开4′而接到0′，使电源负极与引信电路接通，同时扭簧不再起到短路电雷管的作用，远接工作完成。

远解也是利用延时电路。当火药推进器发火后，产生的气体压力推动一套机构使本来与导爆管错位的电雷管与导爆管对正，使引信解除保险而处于待发状态。

引信设有碰炸机构。它由天线帽、碰炸座与扼流圈ZL1组成。当近感系统失效时，弹丸一碰地，引信前端的天线帽由于碰撞而变形，与碰撞座中的碰炸杆接触，使电雷管与储能电容C15串联成一闭合回路，储能电容放电，电雷管起爆，完成电碰炸作用。

四、引信的结构

主要介绍近感发火控制系统的结构。

电子组件（含自差收发机和信号处理器）结构示意图如图2-13所示。自差收发机位于引信的头部，最顶端（也是全弹的最顶端）是天线帽。天线帽支在碰炸座的阶沿上，在天线帽的锥形表面上有上下两排凿口。上排三个方凿口的上沿有一小块金属向内卷扣在碰炸座的阶沿下方，使天线帽和碰炸座固紧。下排三个圆凿口的下沿的金属毛边内扣卷，以便塑封后使天线帽和塑封料扣紧。碰炸座的中央压装一个碰炸杆。碰炸座插在线圈管内，线圈管上有卡导线的螺纹槽，振荡线圈绕在其上。振荡三极管BG1沿引信轴线装在线圈管内，在高频座的周围相应孔内装有自差收发机的其他元件。高频座装于低频组件之上。所有零件装好后塑封，除天线帽球形表面所占的空隙和天线帽与碰炸杆之间的空隙外，其他空隙都充以塑封料。

信号处理器（工程上称低频）的结构如图2-14所示。全部电子元器件均按一定位置分别装入低频蜂窝座的相应孔内，焊接起来构成低频芯子装配件。低频蜂窝座下端有三个柱脚，正好插入低频插头内。低频插头是由胶木粉压制成的，其上固定有八个插脚，分别与电源插座上的相应孔相连。插头中央有一大孔，是塑封料的进料口。低频屏蔽罩如同一个反扣的茶杯，在其端面上有三个接地铆钉反铆其上，通过滚压将屏蔽罩与插头固定在一起。最后通过插头的中心孔进行低频组件的塑封。

图2-13　电子组件结构示意图

1—天线帽；2—方凿口；3—圆凿口；4—线圈和线圈管；5—高频座；6—低频部件

图2-14　信号处理器结构图示

低频组件装好后，将高频部件装于其上。高频部件的地线接在接地铆钉上。电源和碰炸机构接线以及高频检波输出线分别穿过绝缘子与低频组件的相应点相连。高低频装塑完成以后的整个电子组件如图2-15所示。

引信电池结构如图2-16所示。最上面是插座，插座上有八个插脚，其中只有三只是供电用的。插座的下面主要有电池极片组，在电池极片组下面是激活机构。电池内腔有一固定的多孔金属滤罩，罩与电池内壁有一定空隙，主要起进液的缓冲作用，并过滤电解液内玻璃碎渣，避免碎渣堵塞进液口，造成电解液非均匀分布和短路而起噪声。在罩内放置电解液瓶。最后由一个金属外壳将激活机构、电池组极片、插座等收口成一个整体的化学电池。

图2-15　全电子组件结构图示

图2-16　电池结构图示

1—上垫；2—调整垫；3—螺塞；4—金属外壳；5—衬套；6—塑封料；7—滤罩；8—激活机构；9—插座；10—封后电池芯；11—极片组；12—酸瓶；13—下垫

五、引信的作用过程

勤务处理时，电池激活机构呈保险状态，电解液与极片分开，电源不工作。电雷管被扭簧短路，电子组件与电源未接通。保险机构的转盘被下推杆和离心销锁在隔离位置，即雷管与导爆药不对正，处于保险状态。这时如遇到意外情况引信不会作用。

发射后，在主动段飞行时，当离心力增大到足够大时，引信的电池激活机构在离心力的作用下，离心销克服保险弹簧的抗力，释放击针，击针在储能簧的推动下，戳击火帽发火，火药气体推动击瓶杆打碎电解液瓶，电解液在离心力的作用下，经过滤罩进入极片间并发生化学反应，电源开始供电。此时，延时电路开始工作。与此同时，保险机构中卡住转盘的离心保险销在离心力作用下飞开。

在弹道上飞行时，从电池激活后经过2.4～4.5s的时间，此时火箭弹飞离炮口约1 000m，延时电路使爆发驱动器发火，在火药气体作用下，扭簧将电源与电子电路接通，电子组件开始工作。与此同时，在离心力作用下保险也被解除，雷管和导爆药对正，整个引信处于待发状态。

在接近地面时，由于近感装置的作用，随着弹目的接近，多普勒信号越来越强。当弹目之间距离达到某一定值时，信号处理电路输出启动信号，点火电路工作，引爆电雷管，进而引爆弹丸。

当由于某种原因近感装置失效时，在弹丸撞击地面时，天线帽变形与碰炸杆接触，电碰炸机构作用，也能引爆弹丸。

该引信的最大特点是利用简单的RC充放电原理，通过双基极二极管和爆发驱动器来实现远距离接电和远距离解除保险，用一套机构同时完成远接和远解，并使其远解距离达到1 000m。