某型電子時間引信絕火性能測試方法研究

摘要:某型電子時間引信與傳統的電子時間引信相比呈現出許多新的特點，其中絕火性能是其電子部件一項關鍵的性能指標，國軍標以及現行的對電子時間引信測試中并沒有涉及到對絕火性能的測試，通過對引信電子線路工作工作原理以及技術性能的分析，提出了其絕火性能的測試方案，并設計了測試電路以及測試程序，為電子時間引信絕火性能的測試提供了可行性的途徑。

關鍵詞:引信絕火性能測試

中圖分類號:TJ434文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)03(a)-0008-01

1 引言

某型多管火箭彈是儲、運、發一體化的彈藥系統，其作戰使命是根據預警系統提供的空中來襲目標參數，經火控計算機的彈道解算，將作戰諸元參數(如系統工作模式、發射彈藥數量和次序、對應引信的作用時間等)傳遞給裝定器;裝定器解碼作戰諸元參數，將引信作用時間參數、對引信的控制指令(如發射、取消發射)等信息分發給相應的電子時間引信，使彈藥系統能夠快速布設大面積、寬波段干擾煙霧或者消光煙霧，迷茫或干擾敵紅外、激光或毫米波制導武器和敵機載光電探測設備，保護我方的重要軍事和經濟目標。

系統配用的電子時間引信能夠對彈丸飛行時間進行高精度定時，并在預定時間輸出起爆脈沖，同時，其程序絕火和物理絕火保證在預定時間彈丸不作用的情況下處于安全狀態。而現有國軍標中并沒有規定與引信絕火性能相關的測試方法，而對該引信來說，其絕火性能對保證我方人員安全以及未爆彈處理的安全具有舉足輕重的作用，因此研究該引信絕火性能測試方法是十分有必要的。

2 性能指標分析

武器系統工作時，在對引信進行數據裝定的同時，系統也對其儲能電容進行充電一定時間，以保證儲存的電量可供彈藥發射后，引信電路在規定的時間內正常工作。

《GJB373A-97 引信安全性設計準則》中規定:根據系統要求的適應性，引信應考慮含有絕火特性。除此之外，要求電引信失效時，貯能電容的發火能量應在30min內耗散完[1]。

本武器系統火箭彈由于是在我方陣地上空爆炸，如果由于某種原因火箭彈被取消發射或者發射出去后引信作用失效，為了保證我方人員以及未爆彈藥的處理安全，引信設計了程序絕火和物理絕火雙重絕火功能:

(1)給引信加電或裝定數據信息后，若要取消彈藥發射，需要給引信裝定取消發射命令，引信接收到此命令后，控制電子部件內點火電容泄能:程序控制單片機I/O口輸出絕火控制信號，使絕火開關K3導通，點火電容C18經K3與R20形成一RC放電回路;同時C18與R22也形成一RC放電回路，這樣兩回路同時放電，加速了放電過程，使點火電容在10min內便放電完畢。

(2)彈藥發射出去后，若引信在裝定時刻未發生作用，也由程序和物理絕火同時控制點火電容泄能。

分析電子部件充電回路原理圖，絕火開關K3導通后將電阻R20引入到了充電回路之中，導致電阻R1上壓降增大，則儲能電容充電電壓減小。在給此電路持續加電的情況下，儲能電容端電壓在絕火開關K3導通后較導通前發生變化，且變化幅度隨時間推移而增大;若引信絕火性能失效即絕火開關K3沒有導通，儲能電容端電壓值恒定。假設絕火開關導通前，給儲能電容充電t1時間后其端電壓為U1，絕火開關導通后延時t2時間后儲能電容端電壓為U2，經過計算以及實際測量，U1～U2的范圍在U3～U4之間。

綜上分析，該引信絕火性能測試的步驟為:

1)電子部件加電t1時間后測量儲能電容端電壓為U1;2)給電子部件裝定取消發射命令，引信絕火性能正常時絕火開關導通;3)絕火開關導通t2時間后測量儲能電容端電壓為U2;4)判定U1～U2的值是否在U3～U4之間。

3 測試電路設計[2，3]

由于絕火性能的測試是通過對儲能電容端電壓的測試來實現的，因此這里重點研究儲能電容端電壓的測試電路。

我們選用PIC877A型單片機為測試控制器，利用到了它的RA1/AN1、RD1和RC0三個端口，分別用于輸入儲能電容電壓、控制芯片SI4532導通關閉和控制芯片IRF540導通關閉，引信電子部件儲能電容放電端直接接到芯片SI4532的引腳3上，并通過電阻R119接入引腳4、7和8，此外，又通過電阻R127和N溝道增強型MOSFET管IRF540的漏極D相連。

本系統之所以選用雙極型增強型功率場效應管SI4532和International Rectifier的IRF540分別作為儲能電容電壓采樣開關以及儲能電容電壓的放電開關，是因為功率MOSFET具有如下優點:

1)開關速度快。2)驅動功率小。3)安全工作區寬。4)過載能力強和抗干擾能力強。

此外，根據電子部件工作原理，絕火性能的測試都需要給電子部件加電t1時間，為了確保加電t1時間過程中儲能電容儲存能量能夠滿足電子部件斷電之后正常工作的需要，提高測試結果的可信度，加電t1時間之后必須對儲能電容端電壓進行測試。因此各電參數測試完畢，都必須采取措施給儲能電容放電完全，保證下次加電時儲能電容內無儲存電量，這樣再給儲能電容加電t1時間后測量出的電容電壓才具有真實性。因此，我們在這里設計了儲能電容放電開關，并采用IRF540作為放電開關。

4 測試程序設計

由于測試電路采用了PIC單片機作為測試控制器，因此程序的編寫我們采用了PIC匯編語。

根據絕火性能測試原理，測試過程中，先給引信持續加電t1時間，之后程序控制檢測電阻打開，第一次采樣儲能電容端電壓;接著給引信發送取消發射命令，延時t2時間之后，第二次采樣儲能電容端電壓，對兩次采樣結果進行比較，根據比較結果判斷引信絕火性能是否正常。

結果正確與否可以通過在單片機端口連接上發光二極管(紅綠燈)來指示，結果正確可以用綠燈來指示，反之可以用紅燈來指示。

5 結語

目前軍工廠在對現役電子時間引信的生產過程中，還沒有實現對其絕火性能的測試，國軍標中也沒有明確規定該項目的相關檢測手段，因此我們在分析電子時間引信工作原理的基礎之上，尋找確實可行的測試絕火性能的方法就顯得尤為重要。但不足之處在于，需要對其測試軟硬件提出更高的擴展要求，在解決擴展性和通用性之間的矛盾以及提高測試的通用化水平上進行更加深入的研究。

參考文獻

[1]GJB373A-97，引信安全性設計準則.

[2]張紅濤.DSP在無刷直流電機控制中的應用[D].河北工業大學碩士學位論文，2007.

[3]張紅濤等.基于單片機PID算法的無刷直流電機控制系統的研究[J].嵌入式技術，2007.

[4]郭金寶.淺談炮彈引信的安全性設計[J].科技創新導報，2010，18:14.