弹头全电子安全引爆技术研究

常规弹头的有效载荷设计中,引爆控制设计的优劣在很大程度上决定了弹药的安全性和引爆可靠性、适时性。传统的常规弹头引爆控制技术经过多年的工程设计经验积累,能够满足现有类型战斗部的引爆控制需求。但是现代战争对武器系统的各方面要求愈来愈高,不断地提高武器系统的安全性和可靠性更是一项永恒的课题。除此之外,对打击精度的高要求也对起爆控制功能的各方面技术指标提出了进一步要求。为适应这种发展需求,本文从工程化角度,对新型的全电子安全引爆技术开展了分析、设计及验证工作。本文首先结合引信技术中的安全控制理论及常规弹头引爆控制中的安全控制实现方法,全面、深入地分析了全电子安全引爆技术中安全状态控制的实现方法。安全状态控制设计包括程序控制和电路实现两部分内容。在程序控制中,根据环境信息对系统设计时安全性和可靠性的影响,给出了环境信息如何使用的一般理论和方法,应用“阈值+顺序+时间窗”的判断方法进行安全状态控制;在硬件电路实现上,为确保安全控制的有效性,采用双逻辑单元共同驱动状态开关控制系统保险与解除保险状态的转换。全电子安全引爆技术中的保险与解除保险的概念完全不同于传统的引爆控制设计。传统的引爆系统通过传爆序列的错位隔断爆轰能量的传递实现弹药安全控制,其解除保险的过程就是传爆序列的对正。而全电子安全引爆系统利用冲击片雷管的极钝感特性,通过隔断电能量实现弹药安全性控制。冲击片雷管需要起爆电流在150ns内瞬间达到2500A以上才能可靠起爆,这种条件在自然环境中是不存在的,所以可以由冲击片雷管的爆轰输出直接对正主装药,其解除保险就是起爆雷管的高压电容充电完成。本文分析了冲击片雷管起爆所需的条件,利用RC振荡电路将28V弹上供电进行直流-交流的转换,通过变压器升压及二极管整流后,实现3000V的高压输出,并最终完成为高压电容的充电,进而起爆冲击片雷管。本文设计分析和试验验证的结果表明,全电子安全引爆设计可以取代传统的引爆控制技术实现在常规弹头上的工程化应用,其安全性、可靠性都有显著提高,并且通用性更强、瞬发度更高、更易于控制,能够更好地满足新型武器系统的引爆需求。