貯存時間對某型痛塊彈彈藥可靠性影響規律研究

劉海濤　陳明華　石騰飛

摘要： 為了確定痛塊彈彈藥射擊后不分散的失效模式與可靠貯存壽命的關系，本文通過對不同貯存時間的痛塊彈進行射擊試驗，利用數理統計方法對試驗結果進行了處理與分析，得到了貯存時間對其可靠性的影響規律。結果表明現貯存時間對該痛塊彈作用可靠性沒有影響。

Abstract： In order to determine the relationship between the not disperse after firing failure mode and the reliable storage life of pain block ammunition， it studied the firing test of pain block ammunition in different storage time and analyzed the test result by mathematical statistics method. It is shown that the storage time had no effect on the reliability of pain block ammunition.

關鍵詞： 痛塊彈；非致命；可靠性；貯存壽命

Key words： pain block ammunition；non lethal；reliability；storage life

中圖分類號：E932 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）32-0218-03

0 引言

非致命性彈藥是反恐維穩軍械裝備的重要組成部分，目前已經定型并裝備的軍用彈藥主要包括：橡皮彈、爆震彈、防爆閃光彈、痛球彈和痛塊彈[1，2]。越來越多的非致命性彈藥裝備部隊，痛塊彈成為我軍彈藥的一個重要組成部分。但目前對于痛塊彈的性能檢測以及其貯存質量變化規律基本上處于空白，就使用情況而言，痛塊彈的失效與常規彈藥有所不同，表現在一方面性能下降，達不到戰術技術指標要求，另一方面，某些性能超過戰術技術指標要求，造成人員傷亡。貯存時間是影響彈藥可靠性的重要指標，硬度是痛塊彈的重要戰術指標，研究兩者之間的關聯對掌握痛塊彈的性能指標具有重要意義[3-5]。

本文通過對不同批次痛塊彈進行射擊試驗，利用高速攝影機觀察其設計狀態，并通過χ2擬合優度檢驗和Fisher精確檢驗研究貯存時間與可靠性的關系。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

材料：五種不同批次的某型痛塊彈，每批次50發。

儀器：高速攝影機。

1.2 實驗結果

分別對六個不同批次的某型痛塊彈進行了射擊試驗，試驗結果見表1。

2 試驗結果的比較檢驗

在成敗型數據檢驗中常用的檢驗方法主要有χ2擬合優度檢驗和Fisher精確檢驗，當總現頻率數量小于30時，一般用Fisher精確檢驗法計算[6-10]。

本研究中，分別利用χ2擬合優度檢驗和Fisher精確檢驗，確定貯存時間對全彈可靠性的影響。整理表1數據，得到全彈可靠性試驗數據表2。

2.1 χ2擬合優度檢驗法[11]

χ2檢驗法的基本思想是：將總體X的取值區域劃分為k個互不相容的組類，再將樣本觀測值x1，x2，…，xn落入各組的實際頻數與理論頻數進行比較，由此構造檢驗統計量來衡量樣本觀測值與已知分布的擬合程度。

根據表2中的數據，差異最大的兩組是1批和5批，因此對其進行檢驗，表3是根據表2中的數據整理出的1批和5批彈藥射擊可靠性結果的2×2列聯表。

2×2列聯表的χ2擬合優度檢驗步驟：

①提出零假設：認為彈藥的作用可靠或失效與貯存時間無關聯。實際測試的結果與在兩者之間并無關聯的前提下，從理論上推導出的理論數之間無差異，即H0：A-B=0。

②根據概率乘法法則，若事件A和事件B是相互獨立的，或者說它們之間并無關聯，這時事件A和事件B同時出現的概率等于它們分別出現的概率乘積：

P（AB）=P（A）P（B）

反過來，事件A和事件B同時出現的概率等于他們分別出現的概率的乘積，那么事件A和事件B是獨立的、兩者無關聯。若事件A和事件B同時出現的概率不等于它們分別出現的概率的乘積，則兩個事件是有關聯的。

③計算，若χ2<則實際測試結果與理論計算結果是一致的，作用可靠性與貯存時間無關的假設可以成立；若χ，則實際測試結果與理論計算結果不一致，作用可靠性與貯存時間無關的假設不成立，兩者之間有關聯，不同貯存時間彈藥作用可靠性不同。

④確定自由度，2×2列聯表的自由度不再是4-1=3，而是（r-1）（c-1），或者寫為（行-1）（列-1）。因為每一行的各理論數量受該列總數的約束，所以總的自由度只有（r-1）（c-1）。

下面計算表3的χ2值并做推斷，首先計算各格的理論數量，前面已經給出了計算結果，見表4。

從表4中，任何一格的理論數量等于這格所在的行總數量乘以這格所在的列總數量，再除以總數量。在實際計算中，算出T1后，可以用列總數量減去T1得T3，用總行數量減去T1得T2，列總數量減去T2得T4。

⑤χ2值的計算。

2.2 Fisher檢驗法[12]

Fisher檢驗法是根據兩個不同試驗階段的成敗型信息，構成一個2×2的列聯表，將邊緣固定為（F1+F2，S1+S2，N1+N2，N1，N2）。Fisher指出了觀測頻數的精確概率服從超幾何分布，即：P=

式中：S1、S2—兩個試驗階段的成功樣本數；

F1、F2—兩個試驗階段的失敗樣本數；

N1、N2—兩個試驗階段的試驗樣本數。

同時，Fisher法還要求計算出比觀測值更極端的各頻數排列的頻率，所謂更極端的頻率是指當F1>F2時令F2=0，否則令F1=0；同時調整列表中其它統計值使列表的固定邊緣值保持不變，然后再運用公式計算出極端條件下的各頻數排列頻率。

Fisher檢驗方法是將實際觀測到的各頻數排列的頻率P1及比觀測到更極端的各頻數排列的頻率P2之和P（P=P1+P2）與所選擇的顯著水平α比較，若P>α，則認為兩個階段的成敗型信息無顯著差異；若P≤α，則認為兩個階段的成敗型信息有顯著差異。

①2×2列聯表列表。

表5為Fisher檢驗中2×2列聯表的格式。

首先考慮第一格，條件是：1）第一格與其對角的乘積最小；2）第一格應為最小頻數。然后在四個邊際和（a + b， c + d，a +c，b+d）保持不變的情況下，組成全部四格表，使第一格的頻數最小，直至出現0為止。

根據列表規則和表3中的數據，得到了1批和5批彈藥射擊可靠性結果的2×2列聯表，見表6。

②測量結果頻數的精確概率計算。

從χ2擬合優度檢驗和Fisher精確檢驗對1批和5批某痛塊彈檢驗結果來看，貯存時間均對某痛塊彈作用可靠性沒有顯著性影響。

3 結論

①貯存XX年后，某痛塊彈包裝、外觀以及發射正常。

②發射后，1批和2批彈藥正常作用，3、4、5批次彈藥發射后未分散。

③根據χ2擬合優度檢驗和Fisher精確檢驗結果，貯存時間對該痛塊彈作用可靠性沒有影響。

參考文獻：

[1]班超.非致命彈藥發展綜述[J].化學工程與裝備，2016，5（1）：185-187.

[2]趙傳莉.非致命武器與彈藥分析[J].華東科技（學術版）， 2013（10）：464-465.

[3]朱永杰，翟曉軍，董旭丹.97式18.4mm動能痛塊彈終點效應實驗[J].火力與指揮控制，2013，38（2）：94-97.

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[6]范志鋒，齊杏林，李寧.基于性能參數分布的某火箭彈儲存可靠性評估[J].裝備環境工程，2011，8（1）：70-72.

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