[科普中國]-彈藥安全守護(hù)神系列專題稿件（三）引信結(jié)構(gòu)的安全總監(jiān)——保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)

出品：科普中國

作者：鴻爪雪梨

策劃：武玥彤

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

彈藥安全守護(hù)神系列專題稿件（三）引信結(jié)構(gòu)的安全總監(jiān)——保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)

在引信發(fā)火機(jī)構(gòu)一章中，我們了解到引信的發(fā)火控制機(jī)構(gòu)可以結(jié)合目標(biāo)與環(huán)境信息判定給出發(fā)火指令。但從另一個(gè)角度來看，如果發(fā)火控制系統(tǒng)誤判斷誤發(fā)火，這時(shí)為了避免引信輸出爆轟能量，還需要有另一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)作為發(fā)火控制機(jī)構(gòu)的前置條件。這種防止引信發(fā)火機(jī)構(gòu)在勤務(wù)處理、發(fā)射飛行過程中發(fā)生意外作用的機(jī)構(gòu)稱為引信的安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。

引信保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要滿足的基本要求是安全性和作用的可靠性，具體的說，在非預(yù)定條件下要確實(shí)可靠的固定被保險(xiǎn)零件，使其不會在勤務(wù)處理時(shí)，被偶然的振動(dòng)和磕碰引起保險(xiǎn)器件的不正常動(dòng)作；同時(shí)在預(yù)設(shè)的環(huán)境力下，又要可靠解除保險(xiǎn)。根據(jù)解除保險(xiǎn)的工作原理，有后座保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、空氣動(dòng)力保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、燃?xì)鈩?dòng)力保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)、電力保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)等。

后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是利用后坐力解除保險(xiǎn)的，它在各種炮彈引信中廣泛應(yīng)用。用在加農(nóng)炮彈、榴彈炮彈等后坐力較大（數(shù)千到上萬倍重力）的彈藥中時(shí)，發(fā)射的后坐力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于勤務(wù)處理受到的慣性力，這種顯著差異可作為保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的判別輸入；而迫擊炮彈、火箭彈等后坐力較小的彈種，雖然發(fā)射時(shí)與勤務(wù)處理時(shí)的過載相差不大，但勤務(wù)處理的過載極短（意外撞擊硬目標(biāo)時(shí)的峰值持續(xù)時(shí)間小于1毫秒），而發(fā)射過程中的過載將以一定峰值持續(xù)相對較長的一段時(shí)間（數(shù)十毫秒），可以采用曲折槽保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)來正確識別這種差別，從而滿足勤務(wù)處理時(shí)安全與發(fā)射時(shí)可靠解除的要求。

圖1 曲折槽保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)

1—套管；2—下鋼球；3—擊針；4—慣性筒；5—慣性筒簧；6—上鋼球；7—曲折槽；8—導(dǎo)向銷

圖1 所示為一個(gè)典型的曲折槽結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向銷位置是固定的，當(dāng)引信感受到慣性力時(shí)，慣性筒壓縮彈簧，使擊針向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)筒外側(cè)的曲折槽和導(dǎo)向銷發(fā)生了相對運(yùn)動(dòng)，如果該慣性力是勤務(wù)處理中的意外作用，由于時(shí)間極短，導(dǎo)向銷在曲折槽中的行程尚未全部走完，作用力已消失，則在彈簧的反推下，慣性筒和擊針又回到初始位置，引信未解除保險(xiǎn)，仍處于安全狀態(tài)。

對于航空炸彈這類沒有后坐力發(fā)射環(huán)境的彈藥，后坐保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)失去了用武之地，此時(shí)可以利用空氣動(dòng)力作為解除保險(xiǎn)力，如內(nèi)藏渦輪式空氣動(dòng)力保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)就是一種典型的適用于超音速非旋或微旋彈藥的彈頭引信。結(jié)構(gòu)如圖2所示。

內(nèi)藏式的渦輪結(jié)構(gòu)設(shè)置在彈頭位置，超聲速飛行時(shí)，在彈頭平臺處形成激波，空氣氣流從引信進(jìn)氣口流入，沿著渦輪軸向運(yùn)動(dòng)，再由排氣口流出，推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)引信旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)至指定位置時(shí)，壓縮在殼體內(nèi)的彈簧將離心銷推出，使旋轉(zhuǎn)體鎖定，此時(shí)旋轉(zhuǎn)體內(nèi)埋的爆炸序列正好對正，將引信由臨界態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇l(fā)態(tài)。之后再由引信發(fā)火控制系統(tǒng)控制引信點(diǎn)火并最終輸出爆轟，引爆戰(zhàn)斗部。

圖2 內(nèi)藏式渦輪保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)

1—渦輪；2—引信體；3—滑動(dòng)軸承；4—軸承支架；5—旋轉(zhuǎn)體；6—離心銷；7—離心銷簧；8—堵塞；9—滾動(dòng)軸承；10—軸承支座；11—保險(xiǎn)桿

按照彈藥使用的安全要求，在安全態(tài)時(shí)，引信絕對不允許輸出意外爆炸能量，即便發(fā)火模塊激發(fā)了初始發(fā)火元件（雷管），安全態(tài)的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)仍能保證末端無輸出；而在待發(fā)態(tài)時(shí)，則要求引信的發(fā)火控制模塊在判定發(fā)火后，能夠準(zhǔn)確的將初始能量無阻礙的傳遞給爆炸序列，從而使引信正常作用。如果將發(fā)火控制和爆炸序列看作是一條大河的兩岸，大河本身就是具有隔離功能的天塹，而引信的安全保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)則是橫亙其間的一座“獨(dú)木橋”，獨(dú)木橋不連通，那么即便發(fā)火控制端輸出了爆轟指令，這一指令也無法跨過大河，更無法引爆下一級傳爆藥，引信的安全由此得到了保障。