Research on Optimal Design for Reliability of Fuze Components

Reliability optimal design is an integrated approach widely adopted in engineering. The fuze components are designed by a BP neural network combined with an optimal design approach based on their multi-failure modes. Their reliability probabilities in multi-failure modes are transformed into deterministic design parameters. The designed results by an example of optimizing the fuze spring under a certain reliability show that the integrated approach is practical and efficient.

考虑热电池激活时间散布的引信发火能量精准控制方法

随着弹药威力的增加以及近距离作战的需求,迫切需要引信在弹药发射后由安全状态向待发状态快速转变,因此需要优化引信发火能量控制策略。针对引信热电池工作初期电能输出与带负载能力不足的问题,建立引信发火电能控制模型并展开分析,通过增加发火电容充电延时,并进行延时参数优化,从发火能量控制角度来满足弹药在不同作战条件下安全距离及最小作战距离的双重约束要求。发射前根据弹丸初速、热电池上电时间散布特性、引信电路参数等条件解算充电延时时间参数值,利用武器平台与弹丸的信息交联,实时调整引信充电延时以实现引信发火电路安全与起爆条件精准控制。仿真分析了充电延时与电路参数、安全距离以及最小作战距离的关系,并通过试验验证了该方法的有效性。

侵彻引信起爆控制电路性能样机设计方法

针对引信传统设计过程中只能在实物试验中测试验证引信性能,引信研发效率受到制约的问题,提出侵彻引信起爆控制电路性能样机的设计方法。该方法将起爆控制电路设计和验证过程中的关键特征总结为数据矩阵,以设计要求、数据和知识库作为输入,建立起爆控制电路在数字空间中的性能模型。通过建立性能样机可以快速测试在当前工况条件以及环境噪声更为复杂的工况条件下起爆控制电路的响应情况,在不需要实物试验的情况下测试选用不同元器件对起爆控制电路性能的影响,能够有效提升研发效率。

某加榴炮引信瞬发发火机构公差鲁棒性分析及优化

针对弹药引信发火机构作用率偏低的问题,将鲁棒性分析、概率设计方法引入到引信设计中,开展弹药引信触发机构的性能预测及优化等系统仿真研究.首先建立了瞬发发火机构的动力学模型,并通过有限元仿真的方法验证了机构在标称值下能够满足设计要求,即引信能够可靠触发;其次进行基于尺寸公差散布的蒙特卡洛仿真进行触发性能评估,得到的目标值散布数据并非全部满足设计要求;然后使用最优拉丁超立方试验设计得到了各尺寸变量对目标值的贡献率,利用Pointer算法对贡献率较大的变量公差进行优化;最后对优化后的结果进行了验证,结果表明优化后的目标值散布数据全部符合设计要求.通过对引信发火机构的鲁棒性分析及优化,在性能可靠性和制造成本之间寻求一个平衡,对提高产品性能、降低制造生产成本具有重要意义.

频率捷变调频引信抗DRFM干扰设计

针对传统调频引信易被数字射频存储(DRFM)干扰,从引信发射波形去周期化角度出发开展了调频引信抗DRFM干扰方法研究,设计了一种m状态序列编码的频率捷变三角波调频引信抗DRFM干扰总体方案,提出一种补零FFT频谱细化提取谐波时序判决的信号处理方法,根据总体设计方案,完成了频率捷变调频引信样机信号处理系统的硬件电路设计与程序开发。实验结果表明,所设计的频率捷变引信抗DRFM干扰方法可以在保证定距精度的同时大幅提高抗DRFM干扰性能。

引信的过去、现在与未来

为厘清引信的基本概念与发展历史,探讨引信未来的发展方向,揭示了先进引信的内涵,提出了先进引信必须具备的能力,探讨了先进引信发展中必须解决的问题。根据引信发展的内在规律,建立了支撑引信发展的四梁八柱,为加速发展智能引信打下了坚实基础。在回顾引信从仿苏、跟美到自研的发展历史下,创新性地提出了先进引信未来发展的系列方向,为先进引信设计理论的建立奠定了坚实基础。

电子安全系统备用解除保险模块逻辑设计

基于引信电子安全与解除保险装置所强调的安全性与可靠性设计思想,提出了一种备用解除保险模块的设计方案。该设计方案针对电子安全与解除保险装置中双逻辑控制芯片的组成结构,在实现原有逻辑控制功能的基础上,利用逻辑控制芯片上剩余的硬件资源,同时对电子开关电路进行优化,实现了在任何一片逻辑控制芯片失效的情况下,另一片芯片依靠备用逻辑控制模块仍能完成解除保险工作。使用FPGA芯片搭建功能验证电路,并通过测试软件对模块预设功能进行时序仿真验证。(运用马尔可夫理论,对所设计的备用保险模块的保险与解除保险逻辑进行分析验证,能够满足提高引信安全性的要求)该模块在保证原有电子安全与解除保险装置结构与功能的同时,提高了安全性与抗干扰能力,对电子安全系统的安全性冗余设计提供新的思路。

小型低过载激活机构中曲折槽设计与研究

针对小型激活机构在低过载环境下可靠激活与高过载跌落时勤务处理条件时的冲突问题,开展了一种小型环形激活机构研究。将曲折槽引用到激活机构中,该激活机构以外惯性环下降作为解除第一道保险依据,通过导向槽与导向销进行延时激发控制与定位约束,实现引信激活机构快速解保。应用ADAMS动力学软件对环形激活机构中导向销沿外壳不同角度曲折槽运动状况进行分析,后经离心试验与冲击试验测试,结果表明,该激活机构整体可在50g过载持续1 s内可靠解保。在1.5 m高度跌落钢板、水泥、沙土地面时可确保被保险件的安全性。实现了引信机构小型化与快速激活能力,该激活机构可适用于定装弹药平台中紧凑型引信。

基于FPGA的引信安全与起爆控制电路设计

针对现代武器对弹药毁伤效能的要求和引信小型化、智能化的技术要求,从安全性、稳定性和小型化3个方面考虑,基于国产FPGA芯片设计了一种具有防差错功能的小型化引信安全与起爆控制电路。该电路可以按引信触发、近炸和延期作用方式给出相应控制信号,可根据目标区信息和弹道信息利用数字信号进行灵活控制,采用LVDS协议与上位机进行信息交互。最后利用Modelsim仿真软件验证了电路逻辑时序正常。安全与解除保险功能试验和起爆功能试验结果表明了该电路能够安全可靠地解除保险和实现多功能起爆。

弹道修正引信隔转平台设计与实验分析

为实现弹道修正引信修正舵机与弹体的旋转隔离功能,考虑炮弹发射时瞬时高冲击所需的结构强度要求,按照功能性、可靠性、轻量化原则,通过轴承选型匹配与空间布局分析,结合缓冲结构,提出了隔转平台设计方案,利用冲击实验、滚转力矩检测实验及轴承检测分析,检验了隔转平台结构强度和转动灵活性,获得了该方案隔转平台所适应的过载条件,确定了隔转平台下一步的优化方向。

无载波超宽带引信组合脉冲功率谱快速拟合方法

为满足无载波超宽带(UWB)引信高斯组合脉冲波形设计需求,该文提出一种基于正交化寻基(OBS)的快速功率谱拟合方法。根据脉冲形成因子的取值范围构造多个候选的高斯脉冲函数,在通过最大化互信息实现功率谱设计的基础上,以循环迭代的方法进行功率谱拟合,每次迭代都对候选高斯脉冲函数进行施密特正交化,并通过内积计算快速地找出尚未被选取的候选高斯脉冲函数中与残留幅度频谱最匹配的一个,最终,根据选定高斯脉冲函数与它们正交化函数之间的矩阵关系确定加权系数,从而得到组合波形,使得拟合出的功率谱与设计功率谱之间达到较好相似性。通过仿真,验证了该文所提方法的有效性,及其相对于粒子群迭代算法的高效性。

一种新型引信发射机检测系统的设计研究

某型产品引信系统功能的正常与否直接决定产品使命任务的成败,而引信发射机的性能是引信系统能否正常工作的基础。目前某型产品引信发射机的检测只能使用纯阻性负载进行定性检测,无法真实反映引信发射机装配至产品上实际使用的工作状态,且检测外接电缆多而不便。为此,设计研究一种新型的引信发射机检测系统,采用集成化设计,模拟真实产品感性负载,定量检测引信发射机在产品上的真实工作参数,同时可满足该系列产品的实用、机动、迅速修理保障的需要。

一维弹道修正引信阻力器的研究现状分析及其设计原则探讨

通过对国内外一维弹道修正引信阻力器的研究现状进行分析,剖析了几种典型一维弹道修正引信阻力器结构的优缺点,并对其主要技术参数进行了对比分析。在此基础上,提出了一维弹道修正引信阻力器的设计原则,对今后一维弹道修正引信阻力器的方案设计具有重要的指导意义。

引信设计数据库及信息资源集成系统研究

提出并分析引信设计库及相关信息资源集成系统的四层结构模型 :支撑层、网络层、系统集成层和工作应用层。介绍了在引信知识库中利用人工神经网络、模糊理论和规则进行知识检索。建立了引信零部件产品树 ,并给出了系统实现的实例。

论引信的可生产性设计

提出了引信可生产性设计的概念，建立了引信产品目标树，论述了引信可生产性指标内容和制定可生产性设计准则的必要性，以期对引信设计过程赋予新的内涵，减少二次设计现象，提高我国的引信设计水平和生产技术水平。

引信电子安全起爆系统抗电磁干扰加固方法

针对直列式引信系统联机调试中出现的电磁干扰问题,提出了引信电子安全起爆系统抗电磁干扰加固方法。该方法采取对电源模块和可控硅进行滤波,屏蔽时钟电路、变压器和继电器,提高敏感器件的抗干扰性能,切断干扰传播路径等综合加固措施。通过高低温、力学性能以及电磁兼容等各种环境实验,结果表明:系统工作性能稳定,状态良好,测试波形准确,抗电磁干扰加固方法有效,能抑制来自系统内外的干扰,提高了引信的安全与可靠性。

从美军标看我国引信安全性的差距

针对我国引信安全性技术和管理方面存在的问题,分析了我国与美国的差距,得出“在引信安全性方面,越是先进的技术,我国和美国的差距越大,支持引信技术创新发展的技术基础的差距可达20年,我国的技术差距有拉大的趋势”的结论.分析表明,技术基础薄弱、引信核心元器件水平低、缺乏有效的安全评估和审查是产生差距的主要原因.据此提出了相应的建立持续稳定地研究投入机制,建立我国引信安全性评估机制等措施建议.

某高炮弹头触发引信机械零件质量分布特性

为了为弹重控制和引信发射强度、后坐保险机构精准化设计提供参考,以某高炮弹头触发引信为例,以其机械零件各100件称重数据为样本,利用数理统计方法,获得了其机械零件质量分布特性与由这些机械零件随机组合而成的引信产品质量分布特性;约有半数品种的零件质量分布服从正态分布或Weibull分布,大零件质量分布特性对引信质量分布特性影响较大,引信质量与引信本体质量均服从Weibull分布;零件质量较小时因质量测试精度不足,影响其分布规律研判,引信零件质量变化范围一般可按±10%估取;真引信质量变化范围一般可按±3%估取。零件结构维数越多,质量散布就越大。

非旋转弹外弹道绕质心运动引信受力分析

为给引信安全性设计提供准确的外弹道力学环境,应用刚体动力学理论建立了非旋转弹外弹道上绕质心运动数学模型,得出了引信零部件因弹丸外弹道绕质心运动产生的惯性力轴向分量和径向分量计算公式,进一步简化后给出了工程实用计算公式。分析结果表明,引信零部件因弹丸外弹道上绕质心运动而产生的惯性力径向分量最大值与轴向分量最大值的比值是最大章动角,并且其中一个取极值时另一个接近于0,因此,在分析引信零部件因弹丸绕质心运动惯性力极限值作用而运动时,可以不考虑该惯性力产生的摩擦力影响。

非大气窗口毫米波引信设计研究

文中介绍非大气窗口毫米波引信的工作原理,对系统各部件的设计及参数分析作了详尽的介绍。研制的非大气窗口毫米波引信样机对某直升机作用距离≥6m;截止距离≤8m。