一种具有高可靠性自失能特性的引信发火电路制造技术

本发明专利技术公开了一种具有高可靠性自失能特性的引信发火电路，包括限流电阻、点火电容器、一号泄放电阻、二号泄放电阻、发火控制开关和电爆炸元件。所述限流电阻、点火电容器、电源开关依次串联后连接电源的正极和负极，其中限流电阻与电源正极连接，电源开关与电源负极连接；一号泄放电阻、二号泄放电阻均与点火电容器并联，电爆炸元件与发火控制开关串联后再与点火电容器并联。本发明专利技术发火电路的自失能即电发火能量耗散功能的失效率可降低到百万分之一以下的水平，进而提高未爆弹药爆炸物处理安全性，减轻未爆弹药爆炸物处理负担，提高未爆弹药爆炸物处理效率。弹药爆炸物处理效率。弹药爆炸物处理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高可靠性自失能特性的引信发火电路


[0001]本专利技术属于引信
，特别涉及一种具有高可靠性自失能特性的引信发火电路。

技术介绍

[0002]电发火能量是指引信电发火即通过电原理引起引信传爆序列首发爆炸元件作用的能量。电发火引信特别是着速低、落角小或着角大、落向松软地面的机电触发引信，瞎火故障率比较高，此后意外触碰再发火引爆未爆弹药伤亡人员的恶性事故时有发生。即使设计有自毁、自失效和爆炸物处理特性的引信，其自毁、自失效和爆炸物处理特性也很难达到安全性目前所能普遍接受的高可靠性水平，即失效率在一百万分之一以下。无论是国外还是国内，后来逐渐认识、重视和贯彻《引信安全性设计准则》标准中关于电发火能量耗散的规定，对电发火引信增设电发火能量耗散特性，使配用电发火引信的未爆弹药的爆炸物处理安全性得到了较大提高。GJB 373B
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2019《引信安全性设计准则》第4.6.3条电发火能量耗散规定：“对于电发火的引信系统，其设计应包含引信预定工作时间结束或失效后耗散掉发火能量的措施。根据作战要求，耗散所需时间应尽可能短。电发火能量耗散措施不易受单点、共因或共模故障的影响，并不应在引信解除保险和解除隔离流程开始前降低整体安全性”。
[0003]从GJB 373B
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2019《引信安全性设计准则》的规定来看，其出发点是“根据作战要求”。实际设计实施往往都是在电爆炸元件旁并联一个泄放电阻，用于泄放发火电能。电发火能量需耗散到电爆炸元件在所有环境条件下100％不发火能量以下，而不是100％发火能量以下。该电阻阻值的大小，直接影响到发火电能的泄放时间即耗散时间。GJB 373
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1987和GJB 373A
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1997《引信安全性设计准则》规定的耗散时间均是30min，因而GJB 373B
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2019《引信安全性设计准则》中所说的“尽可能短”，显然应该是在30min以下。曾有美军战备协会引信年会文献披露美军在修订MIL
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STD
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1316D初期曾探讨将此耗散时间要求由“30min以下”修改为“20min以下”。
[0004]从工程和可靠性角度概略估计，在正常的质量管理条件下，并联一个泄放电阻意外断路失效的概率在千分之一左右。目前工程设计实践中电发火能量耗散的可靠性指标通常为90％或95％。这就意味着在不考虑自毁和自失效等安全性措施的前提下，电发火能量耗散功能失效的未爆弹药仍存在触碰意外发火的概率大约为千分之一到十分之一。这么高的失效率水平，用于战场保证作战安全已经十分牵强，平时用于训练场以及训练场的爆炸物处理则明显不足，既影响训练效率和训练安全，也影响爆炸物处理效率。应该认为GJB 373B
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2019《引信安全性设计准则》的规定是最低要求。事实上安全性普遍可接受的失效率水平通常在百万分之一以下，例如民用航空业，引信安全性也不例外。
[0005]因此从使用、训练安全性出发，从确保平民安全出发，从提高弹药和引信研制、生产安全性出发，也是从确保战士作战使用安全性出发，应大幅度提高电发火引信实现电发火作用的电发火能量耗散可靠性。
[0006]在电力电子
，将电路模块通过并联的方式组合在一起，可以提高系统可靠性。例如开关电源并联系统，就是一种将开关电源模块通过并联的方式组合在一起的供电系统，其单个电源模块故障不会导致整个供电系统故障，设计简约、可靠性高。
[0007]引信中用于泄放发火电能的泄放电阻一般都采用固定电阻。固定电阻主要包括合成电阻、金属膜电阻、碳膜电阻、线绕电阻、功率线绕电阻、功率非线绕电阻等。固定电阻的主要失效模式有开路、阻值漂移和短路等。若泄放电阻在发火电能耗散完成前意外开路，则会导致电路中的发火能量无法通过泄放电阻可靠耗散，而电发火能量耗散功能失效的未爆弹药引信存在触碰意外发火的危险；若泄放电阻在发火电能耗散完成前发生阻值漂移，特别是阻值变大的情况，则会导致发火能量耗散所需时间增长，无法保证在预定发射、布设或发火以后的预定时间内完成发火能量的耗散；若泄放电阻在预定发火作用时刻前意外短路，则会导致发火能量在预定发火作用时刻前提前完成耗散，造成引信瞎火。综合考虑上述三种泄放电阻失效模式在引信中发生时的后果，短路主要影响引信作用可靠性而不影响引信安全性；阻值漂移对引信安全性有影响，但影响相对有限；开路对引信安全性的影响则是灾难性的。造成固定电阻失效的机理是多方面的，主要可以概括为以下三类情况：
[0008]a.电阻自身缺陷
[0009]例如电阻引线不牢，金属膜电阻的电阻膜不均匀、基体存在缺陷，合成电阻导电合成物颗粒分布不均匀等。
[0010]b.电阻老化
[0011]例如金属膜电阻的电阻膜氧化、合成电阻有机粘结剂的氧化等。
[0012]c.外部机械损伤
[0013]例如引线受外部机械损伤后脱落、金属膜电阻基体在冲击力作用下断裂、合成电阻粘结剂的机械破坏。
[0014]弹丸发射过载、弹丸飞行过程中的高低温环境和弹丸落地强冲击均对电阻元件的可靠性有影响。高低温环境的影响主要是由于焊料与电阻体间存在热应力，在温度循环载荷条件下，由于温度循环中高、低温环境的交替作用，将使焊点或内连接受到循环应力载荷的作用，使其与电阻体结合强度降低，最终导致焊点或内连接疲劳失效，引起引线脱落而造成开路。而弹丸发射和弹丸落地所带来的强冲击过载则会引起电阻元件引线脱落、膜电阻基体断裂、合成电阻粘结结构发生机械破坏等问题，进而造成开路或阻值漂移。
[0015]按GJB/Z 299C
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2006《电子设备可靠性预计手册》，合成电阻的失效模式及其频数比例大约为开路占31.0％、阻值漂移占66.0％、短路占3.0％；金属膜电阻的失效模式及其频数比例大约为开路占91.9％、阻值漂移占8.1％；碳膜电阻的失效模式及其频数比例大约为开路占83.4％、阻值漂移占16.6％；线绕电阻的失效模式及其频数比例大约为开路占97.0％、阻值漂移占3.0％；功率线绕电阻的失效模式及其频数比例大约为开路占97.1％、阻值漂移占2.9％。
[0016]按GJB/Z 299C
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2006《电子设备可靠性预计手册》，一般电阻的工作失效率预计模型为
[0017]λ
P
＝λ
b
π
E
π
Q
π
R
[0018]式中λ
P
为元器件工作失效率，即元器件在应用环境下的失效率，单位为10
‑6/h；λ
b
为元器件基本失效率，即元器件在仅计电应力和温度应力作用下的失效率，单位为10
‑6/h；
π
E
为环境系数，即不同环境类别的环境应力(除温度应力外)对元器件失效率影响的调整系数，无量纲；π
Q
为质量系数，即不同质量等级对元器件工作失效率影响的调整系数，无量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高可靠性自失能特性的引信发火电路，包括电源开关(1)、限流电阻(2)、点火电容器(3)、一号泄放电阻(4)、发火控制开关(6)和电爆炸元件(7)，限流电阻(2)、点火电容器(3)、电源开关(1)依次串联后连接电源的正极和负极，其中限流电阻(2)与电源正极连接，电源开关(1)与电源负极连接；一号泄放电阻(4)与点火电容器(3)并联，电爆炸元件(7)与发火控制开关(6)串联后再与点火电容器(3)并联；其特征在于：还包括二号泄放电阻(5)，二号泄放电阻(5)与点火电容器(3)并联。2.根据权利要求1所述的具有高可靠性自失能特性的引信发火电路，其特征在于：所述一号泄放电阻(4)与二号泄放电阻(5)标称阻值相同。3.根据权利要求2所述的具有高可靠性自失能特性的引信发火电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雨时，糜晨曦，闻泉，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：