引信旋轉(zhuǎn)-傳火綜合測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

肖強(qiáng)，徐永士，李孝玉，徐衎，周森

（中國人民解放軍63981部隊(duì)，湖北武漢430311）

引信旋轉(zhuǎn)-傳火綜合測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

肖強(qiáng)，徐永士，李孝玉，徐衎，周森

（中國人民解放軍63981部隊(duì)，湖北武漢430311）

引信性能測(cè)試是評(píng)定引信質(zhì)量的有效途徑，也是決策彈藥后續(xù)處理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為準(zhǔn)確動(dòng)態(tài)模擬彈藥發(fā)射時(shí)引信所受到的離心力與目標(biāo)作用雙環(huán)境力場，以當(dāng)前列裝引信為測(cè)試對(duì)象，基于整體檢測(cè)、動(dòng)態(tài)仿真測(cè)試?yán)砟睿瑧?yīng)用模塊化、集成化設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了引信旋轉(zhuǎn)-傳火綜合測(cè)試系統(tǒng)，構(gòu)建了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)工作機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)引信檢測(cè)系統(tǒng)研制以及綜合性能測(cè)試方法研究具有一定的參考價(jià)值。

引信；旋轉(zhuǎn)-傳火；綜合測(cè)試

引信作為彈藥感知目標(biāo)與控制彈丸發(fā)揮終點(diǎn)效能的核心部件，其質(zhì)量好壞直接決定彈藥儲(chǔ)存安全、勤務(wù)保障以及作戰(zhàn)效能發(fā)揮。隨著現(xiàn)代裝備的飛速發(fā)展，列裝部隊(duì)的引信技術(shù)日益先進(jìn)、結(jié)構(gòu)愈加復(fù)雜，傳統(tǒng)的分項(xiàng)、靜態(tài)檢測(cè)方法已不能全面、準(zhǔn)確檢測(cè)引信的可靠性和安全性[1]。如何準(zhǔn)確判定引信質(zhì)量狀況一直是我軍裝備管理部門和使用部門關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

為解決上述問題，依據(jù)現(xiàn)役彈藥引信的工作特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，完成引信旋轉(zhuǎn)-傳火綜合性能檢測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)構(gòu)建，簡要闡明結(jié)構(gòu)組成與功能劃分，并對(duì)其工作機(jī)制進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1　構(gòu)建系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1結(jié)構(gòu)組成

該系統(tǒng)是一個(gè)分布式集成結(jié)構(gòu)，采用模塊化設(shè)計(jì)，在各模塊獨(dú)立開發(fā)設(shè)計(jì)后，通過合理科學(xué)的有機(jī)組合為一個(gè)整體。本文將開發(fā)設(shè)計(jì)的儲(chǔ)能傳動(dòng)模塊、電磁解鎖模塊、加壓儲(chǔ)氣模塊、目標(biāo)作用模塊、安全防護(hù)模塊等五大硬件模塊，有機(jī)組合為綜合檢測(cè)平臺(tái)，并將開發(fā)的自檢、測(cè)控、控制、監(jiān)控等軟件模塊，綜合集成為操控平臺(tái)。其結(jié)構(gòu)圖組成如圖1所示。

圖1　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成

1.2功能劃分

儲(chǔ)能傳動(dòng)模塊是引信動(dòng)態(tài)仿真試驗(yàn)的重要部件，用來模擬引信在彈道飛行過程的離心環(huán)境，主要由用于調(diào)速控制的變頻器、提供旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的交流電機(jī)、固定并帶動(dòng)引信旋轉(zhuǎn)的離心器以及用于測(cè)速的編碼測(cè)速器組成。

目標(biāo)作用模塊主要由目標(biāo)導(dǎo)向管、目標(biāo)沖擊器兩部分組成。目標(biāo)導(dǎo)向管用于規(guī)范目標(biāo)沖擊器導(dǎo)向，確保目標(biāo)沖擊器導(dǎo)向正確與彈目交會(huì)可靠；目標(biāo)沖擊器用于模擬“目標(biāo)”。本文利用“目標(biāo)”反向沖擊引信技術(shù)，即是用目標(biāo)沖擊器沖擊引信的方法來模擬彈藥引信對(duì)目標(biāo)的沖擊過程，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)引信在高速旋轉(zhuǎn)條件下與目標(biāo)作用的動(dòng)態(tài)仿真，完成引信的傳火性能測(cè)試[2，3]。

加壓儲(chǔ)氣模塊主要由高壓密封圈、壓力傳感器、高壓氣泵以及高壓儲(chǔ)氣筒等組成，主要用于對(duì)目標(biāo)沖擊器加壓蓄能，保證目標(biāo)沖擊器在沖擊引信時(shí)具備足夠的沖量。

電磁解鎖模塊主要用于精確控制目標(biāo)沖擊器作用時(shí)機(jī)。此模塊采用電磁解鎖技術(shù)，在目標(biāo)導(dǎo)向管上部外側(cè)設(shè)電磁解鎖控制器，通過電磁吸合目標(biāo)沖擊器，使其處于保持待落狀態(tài)，在接收操控系統(tǒng)電磁解鎖指令，使目標(biāo)沖擊器解鎖并瞬間釋放。

安全防護(hù)模塊，主要是為了解決了振動(dòng)和噪音對(duì)人員、設(shè)備的危害。其主要從兩個(gè)方面考慮，一是，通過對(duì)離心器穿透式的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)引信作用安全泄爆；二是，通過三自由度柔性減震降噪裝置設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)減震降噪效能。

控制、測(cè)試、監(jiān)控、數(shù)據(jù)處理等功能模塊的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)，是采用SIMATIC S7-300 PLC測(cè)控軟件模塊化設(shè)計(jì)方法[4]，實(shí)現(xiàn)了小型化設(shè)計(jì)，提高了整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化水平，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)速度的動(dòng)態(tài)自動(dòng)修正，目標(biāo)沖擊器沖量的精確控制以及引信作用可靠性的自動(dòng)測(cè)試。

2　工作機(jī)制設(shè)計(jì)

該測(cè)試系統(tǒng)包括多個(gè)模塊組成，依據(jù)操控平臺(tái)將模塊相互鏈接，并發(fā)出控制指令使得各模塊統(tǒng)一管控、緊密配合、靈活協(xié)同與高速通信，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的精確測(cè)控與高效運(yùn)行。從實(shí)際功能需求出發(fā)，該系統(tǒng)的工作機(jī)制如圖2所示。

圖2　系統(tǒng)工作機(jī)制設(shè)計(jì)

首先，依據(jù)試品信息和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)加速時(shí)間、恒速時(shí)間、旋轉(zhuǎn)速度以及目標(biāo)沖量值進(jìn)行設(shè)定，操控系統(tǒng)主控制器形成指令，各裝置接收到指令后開始運(yùn)行。儲(chǔ)能傳動(dòng)裝置按照主控制器控制程序發(fā)出指令，驅(qū)動(dòng)固定于離心器上的引信試品短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度出現(xiàn)誤差時(shí)，主控制器進(jìn)行誤差補(bǔ)償自動(dòng)修正，保證了旋轉(zhuǎn)速度的精準(zhǔn)。同時(shí)加壓儲(chǔ)氣裝置依據(jù)主控制器發(fā)送的加壓指令完成加壓蓄能，實(shí)時(shí)目標(biāo)沖擊能量值通過壓力傳感器精準(zhǔn)測(cè)量并傳輸至測(cè)控系統(tǒng)進(jìn)行顯示與測(cè)控，保證目標(biāo)沖擊器具備引信測(cè)試所需求的沖擊能量。待引信恒速旋轉(zhuǎn)所設(shè)定的時(shí)間后，主控制器適時(shí)向電磁解鎖裝置發(fā)送解鎖指令，瞬間釋放目標(biāo)沖擊器，與高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的引信試品進(jìn)行作用，進(jìn)而模擬彈目交會(huì)時(shí)引信所受離心力和目標(biāo)作用力的過程，從而完成引信在動(dòng)態(tài)作用下的綜合性能測(cè)試。整個(gè)測(cè)試過程操控平臺(tái)主控制器接收并存儲(chǔ)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置的加速時(shí)間、恒速時(shí)間、旋轉(zhuǎn)速度以及加壓儲(chǔ)氣裝置的壓力值等，達(dá)到對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控目的，便于結(jié)果的記錄與處理分析。

3　結(jié)束語

本文針對(duì)當(dāng)前引信檢測(cè)系統(tǒng)不能有效、全面完成引信離心與目標(biāo)作用雙環(huán)境力綜合性能測(cè)試的問題，利用模塊化設(shè)計(jì)方法，開發(fā)了引信旋轉(zhuǎn)-傳火綜合測(cè)試系統(tǒng)，并對(duì)其工作機(jī)制進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。該系統(tǒng)的成功設(shè)計(jì)開發(fā)能夠有效解決了實(shí)驗(yàn)室引信動(dòng)態(tài)檢測(cè)同步仿真試驗(yàn)的重大難題，為引信檢測(cè)提供新的檢測(cè)手段和檢測(cè)方法。由于本文主要研究引信旋轉(zhuǎn)-傳火綜合測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)，故對(duì)各模塊設(shè)計(jì)有所簡化，但其測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)是通用，對(duì)引信質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)的研究有著一定的參考價(jià)值。

[1]郝洪斌.某引信測(cè)試及試驗(yàn)系統(tǒng)研究[D].南京：南京理工大學(xué)碩士論文，2014.

[2]馬少杰.引信試驗(yàn)技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社，2010.

[3]王長石.高價(jià)值彈藥模擬檢測(cè)技術(shù)研究[J].航空精密制造技術(shù)，2011，1（2）：52-56.

[4]樊占鎖，王兆宇，張?jiān)?西門子PLC變頻器觸摸屏綜合應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，2012.

Development of Fuze Rotation-Fire Integrated Test System XIAO Qiang，XU Yong-Shi，LI Xiao-Yu，XU Kan，ZHOU Sen

（Chinese People’s Liberation Army 63981，Wuhan Hubei 430311，China）

Fuze performance test is an effective way to evaluate its quality，and is also the key link of the followup processing of the decision ammunition.In order to accurately and dynamically simulate double environment force field of centrifugal force and the target effect with the fuze at the time of ammunition launch，in the current column installed fuze as the test object，based on overall detection，and dynamic simulation testing philosophy，fuze rotation-fire integrated test system is developed，the overall structure of the system is constructed by using modular and integrated design method，the working mechanism of the system are and designed in detailed.It has a certain reference value of detection system development and the research of integrated test method of the fuze.

fuze；rotation-fire；integrated test

TJ43

A

1672-545X（2016）10-0160-02

2016-07-22

肖強(qiáng)（1990-），男，河南商丘人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)橐艡C(jī)電一體化。