硬目标侵入引信设计的三要素及精准起爆控制方法

“三要素”是指引信抗大脉宽强冲击的弹引间多物理场隔离、复合异类非弹性缓冲和轻质变刚度结构设计方法。

硬目标侵彻引信对付目标复杂多样，工作环境恶劣，落速变化范围大。对付目标涵盖敌方机库、大型碉堡、暗堡等坚固工事（一般由钢筋混凝土、覆土层、覆石层等不同组合构成，可统称为单层复合厚靶），多层军事建筑物（多层间隔靶），飞机跑道、桥梁等目标（薄靶）。引信需要在几十毫秒峰值数万g高冲击或多次冲击下进行信息探测与侵彻状态识别，弹体因剧烈磕碰、摩擦产生的应力波、电磁波和热辐射多物理场干扰信号，在引信内部往返传递、反射、混叠，传感器在感受侵彻过载的同时，叠加了上述高量值的宽带信号，给侵彻状态识别带来很大困难并会引起误判。另外，制导舱一般为前置结构，先于次口径侵彻战斗部撞击目标，引信传感器无法准确感知着靶时刻并形成制导舱残骸干扰。目标位于不同射程范围时，落速在570～860m/s，为实现最大毁伤效能，要求引信精确定距起爆（单层复合厚靶：靶后0.5～1.7m；多层间隔靶为装定层内；薄靶：入靶0.5m±0.05m）。单一引信实现复杂多类目标识别与炸点自适应精确起爆控制带来的技术挑战属世界性难题。

1）侵彻多选择引信炸点精确控制结构设计技术。该技术通过弹引间多物理场隔离方法、复合异类非弹性缓冲技术和轻质变刚度结构布局，减少了应力波、电磁波与热辐射多物理场产生的强干扰，阻断或削弱了物理场的传递，使传感器检测的信号清晰易辨，解决了层间信号的“粘连”和出靶后严重“振荡”的多类信号混叠问题；同时，弹体内底螺和压螺形成的钢制屏蔽罩，减少了侵彻过程中高速摩擦引起的电磁辐射对引信内部电路的干扰。图6.30所示为未采用和采用该方法的测试信号对比图。

图6.30　侵彻多层靶标回收信号对比图(www.xing528.com)

（a）未采用该方法的回收信号；（b）采用该方法的回收信号

2）抗长时间高冲击与多次冲击防护技术。在特种聚氨酯类发泡灌封技术、小尺度贴片元件、压阻式加速度传感器等抗冲击技术的基础上，结合复合异类多层非弹性缓冲方法和轻质变刚度结构布局等自主研究成果，发明了一种多层侵彻引信组合缓冲装置，解决了引信长时间高冲击与多次冲击下的生存难题。

3）侵彻过程信息获取与处理。针对侵彻引信复杂、严酷的工作环境和使用条件，首次提出了加速度传感器与机械惯性开关复合的多模信息探测方法，发明了双路变采样速率侵彻用动态存储系统，通过回收试验可获得大量侵彻过载信号、各种控制指令、状态信息等重要数据，为信息的快速处理和起爆控制策略制定提供了数据支撑。

4）大落速差下复杂多类目标快速自适应起爆控制。构建了引信与火控系统信息交联通道，根据目标特征，发射前实时获取起爆模式信息，提出了基于制导舱断电信后的侵彻计层起爆引信首层判别方法，采取了复合碰撞特征信号并屏蔽干扰信号措施，解决了着靶起点及穿靶信息准确识别的难题；发明了一种通过查表实现侵彻引信靶后自适应延期起爆的控制方法，通过对侵彻过载信号及侵彻时间历程等信息的数据融合处理，快速计算获取出靶时刻及速度信息，自适应调整出靶起爆时间，实现大落速差下、复杂多类目标的快速自适应精确起爆控制。