反坦克火箭破甲弹“电—2”引信隔爆机构可靠性分析

课程小论文课程名称：引信构造与作用、火工品可靠性分析题目：反坦克火箭破甲弹“电—2”引信隔爆机构可靠性分析院（系）：装备工程学院专业班级：11110301姓名：胡世裕学号：1111030126指导教师：杜雪峰2014年5月26日2反坦克火箭破甲弹“电—2”引信隔爆机构可靠性分析摘要：坦克集机动，防护，火力等优势于一体，被称为“陆战之神”，相应的也就出现了许多反坦克弹药，破甲弹作为反坦克弹药的一种主要形式目前比较活跃，“电—2”引信配用于火箭筒发射的反坦克火箭增程弹，最大速度可达300m/s，具有较大杀伤力目前广泛配用于军队；“电—2”引信采用的隔爆机构为弹簧驱动的可水平移动的滑块，通过滑块的移动实现隔爆，本文介绍了该引信的作用过程，通过建立故障树模型分析其隔爆机构的可靠性并提出了改进方案。关键词：反坦克；破甲弹；“电—2”引信；隔爆机构；故障树模型；可靠性3目录摘要....................................................................11.引言...................................................................32.“电—2”引信的作用历程................................................42.1平时.............................................................52.2发射时...........................................................52.3碰击目标时.......................................................53.“电—2”引信隔爆机构的简介............................................64.“电—2“引信隔爆机构故障树分析（FTA）.................错误!未定义书签。4.1故障树分析........................................错误!未定义书签。4.2“电—2”引信隔爆机构发生故障的主要原因............................74.3故障树的建立......................................................74.4故障树的定性分析..................................................84.5故障树的定量分析..................................................85.对策措施..............................................................10结论....................................................................11致谢....................................................................12参考文献................................................................1341.引言“电—2”引信为压电引信，由头部机构和底部机构两部分组成，他是靠电能起爆，具有瞬发度高，有一定的低敏度要求，安全性好的全隔爆型压电引信，底部机构包括隔爆机构，保险机构，膛内点火机构，自炸机构以及爆炸序列，隔爆机构为弹簧驱动的可水平移动的滑块，滑块内装主雷管，通过滑块的移动实现隔爆与爆炸序列的对正；在处于隔爆位置时电雷管、压电发火回路各自短路，解除保险进入待发状态后电雷管接入压电发火回路。可靠性是战争发展的需要，提高了可靠性就能提高作战能力，增强部队的生存能力，提高部署机动性并且使用保障维修等费用，隔爆机构的可靠性又是引信中重要的指标，因此通过建立故障树模型来对隔爆机构进行可靠性分析，并提出改进建议、对策措施具有很强的现实意义。52.“电—2”引信的作用历程：62.1平时：头部压电陶瓷通过底部机构的传爆管壳（1）、滑座（2）、滑块（5）、短路套（10）、底螺（12）等零件短路。电雷管外壳（6）则通过滑块、滑块簧（4）、挡片（7）、导电套（9）、导电簧（11）与雷管芯杆（8）短路。除压电陶瓷及雷管分别被短路外，此时底部机构的雷管与引爆管（15）错位，处于隔爆状态。为保证隔爆可靠，处于隔爆位置的电雷管上方，有钢制隔板（3）镶在滑座上。2.2发射时：在后坐力的作用下，活动火帽（18）下沉被击针刺击发火。火焰经孔（a）首先点燃自炸雷管（17）上的延期药，然后经孔（b）点燃保险螺中的保险药。在火帽下沉的同时，惯性杆（16）也克服弹簧抗力下沉。在最大膛压以前，惯性杆下沉到位，释放小钢珠。大钢珠则仍由惯性杆大头侧壁挡住，不解除对滑块保险。弹块出火箭筒时，膛压下降，惯性杆在惯性杆簧的作用下开始上升。弹出筒口1～2m时，惯性杆上升到位，大钢珠进入惯性杆的细颈部，解除了滑块的惯性保险。保险螺内的保险药在火箭弹的飞离炮口10～20m内燃烧完毕，并释放保险塞（14）。滑块在滑块簧的作用下，利用凹槽的斜面将保险塞推入保险螺，滑块被完全解除保险，并运动到位，如图所示。此时导电套脱离挡片，并与底螺（12）凸起接通，使压电陶瓷的平时短路打开，并将电雷管接入压电陶瓷回路。滑块运动到位使电雷管与引爆管沿轴向对正，电雷管与自炸雷管也沿侧向对正，孔（d）和孔（c）相遇。引信处于待发状态。2.3碰击目标时：压电陶瓷受压，产生电荷，使电雷管爆炸。爆炸冲量经引爆管、传爆管逐级放大，最后引爆战斗部装药。如果火箭弹没有命中目标，在距炮口300m远处，由于自炸雷管的延期药燃烧完毕，自炸雷管爆炸，爆炸冲量经孔（c）、（d）引爆电雷管，使引信自炸。73.“电-2”引信隔爆机构的简介“电-2”引信是在珍宝岛事件时急需定图生产的。由于当时时间紧迫，又缺乏资料，对于设计、试制中出现的一些问题没有作深入细致地分析研究，只是依据一些实验结果作了相应解决，此引信的隔爆机构就属于这种情况。开始设计，试制阶段采用了苏联∏—7引信隔离保险机构（图1），但是由于试制阶段出现了破甲不透的问题（当时靶试5发均未投），为了尽快解决这一问题，当时是采取提高传爆系统威力的措施，将隔离保险机构作为了相应的改动，为了把导引传爆管的药量由0.28±0.01克增加到了0.36±0.01克，就增长了导引传爆管的尺寸长度，取消了滑座导引传爆管孔内Ø5台阶，经过一定数量的有关项目试验，解决了破甲不透的问题，也没有出现其他问题，于是就采用了这种结构（图2），纳入了1970年版产品，转发各厂投入大量生产。但是由于电雷管与导爆管的轴向最小距离是1.53毫米（见图2），比原结构缩短了1.90毫米，同时被取消了、的Ø5台阶孔对衰减冲击波影响较大，因此原设计的隔离保险机构不隔爆的因素增加了。因为按照引信设计的一般规范，选用钢材时，雷管与导引传爆管的间隔距离应大于2毫米，而“电—2”引信滑座为铝材，间隔距离还应大一些，但由于引信体尺寸所限不能增大，所以采用增加隔爆板来保证隔离的可靠性。由尺寸链计算得知：（1）隔爆板不能完全挡住电雷管，露出的最大尺寸是1.20毫米（见图2）；（2）在极限尺寸时，隔爆板下平面高于导引传爆管断面0.85毫米（见图2），这样隔爆板起不到完全隔离的作用，所以“电—2”引信的隔离保险机构使不可靠的，需要加以分析并加以改进。84.“电-2”引信隔爆机构故障树分析（FTA）4.1故障树分析故障树分析（FTA）是一种逻辑推理方法，是由下而上的找出导致某一事件（顶事件）发生的所有可能的各种中间因素（中间事件），一直找到最基本原因（基本事件），其中包括人为的差错和环境因素在内，并研究这些因素（事件）间的逻辑关系，可用于系统可靠性的定性分析，也可用于定量分析。故障树是一种特殊的倒立树状逻辑因果关系图，他用事件符号，逻辑门符号，转移符号描述系统中各种事件之间的因果关系。逻辑门的输入事件是输出事件的“因”，逻辑门的输出是输入事件的“果”。4.2“电-2”引信隔爆机构发生故障的主要原因①X1隔板厚度太小，冲击波的影响太大；②X2导引传爆管与电雷管空气间隙小；③E1表示导引传爆管与电雷管的隔爆距离；④E2压柱滑座强度低，脆性大,在引信的运动过程中容易出现断裂；⑤E3滑座方槽一端封闭泄压性能差，发生气体的泄漏，导致机构无法正常工作；4.3故障树的建立故障树的建立是FTA法的关键，故障树建立的完善程度将直接影响到定性分析和定量分析的准确性，建设的一般过程是：确定故障树分析的范围，掌握系统，确定故障树的顶事件，建树。这样就能建立一颗以给定顶事件为根，中间事件为节，底事件为叶的倒置的故障树。建树的基本原规则有：确定顶事件；预先给定建树的边界条件；失效事件应有明确的定义；循序渐进地建树；对失效事件进行分类；建树时不允许门与门直接相连。故障树的简化原则是：根据逻辑门等效变换规则，把原故障树变化成为规范化故障树。规划故障树就是只含与门，或门，非门以及结果事件和底事件的故障树。94.4故障树的定性分析故障树的定性分析的目的在于寻找导致顶事件发生的原因和原因组合，识别导致顶事件发生的所有故障模式，他可以帮助判明潜在的故障，以便改进设计。E1=x1+x2T=E1+E2+E3=x1+x2+E2+E3最小割集：{x1}，{x2}，{E2}，{E3}4.5故障树的定量分析在故障树中出现的底事件，结果事件，顶事件等都是故障事件。1X=（1—X1）Q=X1+1XX2+1X2EE2+1X2E2EE3∂Q/∂X1=1-X2∂Q/∂X2=1X－1XE2－1X2EE310∂Q/∂E2=1X2E－1X2EE3∂Q/∂E3=1X2E2E令所用的因子为1/2则：∂Q/∂X1=1/2∂Q/∂X2=1/8∂Q/∂E2=1/8∂Q/∂E3=1/8分析：由上可知：∂Q/∂X1＞∂Q/∂X2=∂Q/∂E2=∂Q/∂E3这说明X1的影响因素是最大的，其他几个相等。即隔板厚度太小，冲击波的影响太大对整体的影响是最大的，而导引传爆管与电雷管空气间隙小；导引传爆管与电雷管的隔爆距离；压柱滑座强度低，脆性大,在引信的运动过程中容易出现断裂；滑座方槽一端封闭泄压性能差，发生气体的泄漏，导致机构无法正常工作；这几个因素随后。所以接下去要做的主要工作是对X1因素加以改进。115.对策措施提高引信机构的隔离安全性，常可采取如下几个方面措施：①
增加电雷管与导引传爆管的隔离厚度；②增强强度，采用复合隔爆板；③改进不合理结构；④改变材质，提高隔离保险机构的强度。针对“电—2”引信隔离保险机构存在的问题，可采用增加电雷管与导引传爆管的隔离厚度的方案。分析：(1)增大了隔离厚度：引信有关零件都处于极限尺寸条件下，电雷管与导引传爆管的最小轴向距离是3.43毫米，比原结构尺寸增加了1.9毫米（见图4）。(2)增加空气间隙在滑座导引传爆管孔底座增加Ø5台阶孔，增大了空气间隙，有利于分散和衰减冲击波。(3)改变了导引传爆管的装配方向根据爆炸理论可知，导引传爆管的加强帽对着传爆药柱，既有利于衰减冲击波，又有利于起爆弹丸。12结论一般在正常隔离状态下，引信是依靠隔爆作用的，当电雷管爆炸时，其爆炸产生的冲击波，是通过泄压孔，空气间隙，隔爆板逐渐衰减，如果到达导引传爆管的冲击波参数低于其产生爆轰的临界值，那么导引传爆管就不能被引爆。“电—2“引信隔爆机构改进后，增加了电雷管与导引传爆管的隔离厚度（或增强强度，采用复合隔爆板、改进不合理结构、改变材质，提高隔离保险机构的强度）；根据上述理论分析和试验结果，都正是结构合理，隔爆可靠，起爆完全，从根本上解决了起爆不可靠的问题，保证了正常的使用与储存。13致谢我