桥丝式电火工品射频致瞎评估

纪向飞，封青梅，赵 团，姚洪志

（陕西应用物理化学研究所 应用物理化学国家级重点实验室，陕西 西安, 710061）

电火工品射频致瞎是指射频能量致使电火工品永久性地退化到不能完成其设计功能状态的过程。大量的试验和事实证明，电火工品在复杂的电磁辐射场下使用、运输和储存的过程中，电火工品的发火线路在一定的条件下可从电磁场中拾取射频能量从而引起电火工品的爆炸或性能降低，有使电火工品产生射频致瞎的可能性，因此，研究电火工品射频致瞎的评估方法具有重要意义。以射频感度试验为基础，MILSTD-1576中提出了射频致瞎的评估方法[1]：利用射频感度试验系统，依据升降法获得电火工品的50%射频发火感度，推算其 10%发火感度，对电火工品以脚-脚发火方式进行射频烤爆试验，对比未经试验的电火工品和经 10%射频发火能量作用的电火工品的直流发火感度，以评估电火工品射频致瞎的可能性。

本文依据MIL-STD-1576中射频感度试验方法和射频致瞎评估方法，对两种典型桥丝式火工品进行了射频感度试验和射频暴露前后直流感度试验，并进行射频致瞎评估。

1 试验系统及方法

美军标MIL-STD-1512《电起爆的电爆分系统的设计要求和试验方法》[2]和 MIL-STD-1576《航天系统用电爆分系统的安全性和试验方法》中均提出对电火工品进行射频感度试验研究。GJB 5309.13-2004《火工品试验方法 射频感度试验》[3]中规定了电火工品射频感度试验方法，提出在0.5～18GHz的频率范围内，至少应选取6个频率点进行试验，如无其他规定，可选取 0.5GHz、0.9GHz、3.2GHz、5.5GHz、9.2GHz、15.0GHz共6个频率点。

电火工品射频感度试验系统的原理主要是：利用射频源及匹配网络，采用能量注入的方式，直接将射频能量注入待测电火工品中，采用功率计，测量电火工品在一定的频率点上的射频功率。根据施加射频功率与电火工品的响应，用感度试验用升降法试验程序，确定电火工品50%的射频感度，以评定其对射频的敏感度。电火工品射频感度模拟试验系统由射频源、功率计及匹配网络等组成，系统框图如图1所示[4]。

电火工品的直流感度试验是利用恒流源、连接线与电火工品组成串联回路，对电火工品施加直流能量，依据升降法测试电火工品的直流发火感度。

2 试验及结果讨论

2.1 试验样品

选用两种典型桥丝式电火工品，用于射频感度试验和射频暴露前后直流感度试验，样品参数见表1。

2.2 两种样品直流感度试验

采用数理统计方法—升降法[5]，对两种样品进行直流感度试验，试验结果见表2～3。计算得到1#样品的50%直流发火感度为284.6mA，标准差为21.64；2#样品的 50%直流发火感度为 83.9mA，标准差为11.15。

表2 1#样品直流发火感度试验数据（升降法）Tab.2 Test data of DC fire sensitivity of sample 1#(up and down method)

表3 2#样品直流发火感度试验数据（升降法）Tab.3 Test data of DC fire sensitivity of sample 2#(up and down method)

2.3 两种样品射频感度试验

采用数理统计方法中的升降法，对两种样品在3.02GHz连续波作用下进行感度试验。根据升降法试验结果，计算出两种样品在此种射频环境下的50%发火感度和10%发火感度，计算结果见表4。感度试验结果见表5～6。

表4 两种产品3.02GHz连续波射频感度数据Tab.4 RF sensitivity of two samples under 3.02GHz

2.4 两种样品射频烤爆后直流感度试验

利用电火工品射频感度试验系统，分别以两种电火工品的10%发火感度为激励水平，对样品进行射频烤爆试验，烤爆作用时间 5min，对烤爆后样品再进行直流感度试验，并计算其直流电发火感度与标准差。

选取1#、2#样品各40发，分别进行射频烤爆试验，射频烤爆试验中1#样品有4发发火，2#样品有3发发火。对射频烤爆后剩余产品进行直流发火感度试验，试验结果见表7～8。

表5 1#样品3.02GHz连续波射频感度试验数据（升降法）Tab.5 RF sensitivity results of sample 1# under 3.02GHz (up and down method)

表6 2#样品3.02GHz连续波射频感度试验数据（升降法）Tab.6 RF sensitivity results of sample 2# under 3.02GHz (up and down method)

表7 1#样品烤爆试验后直流发火感度试验数据（升降法）Tab.7 Test data of DC fire sensitivity of sample 1# after RF test( up and down method)

表8 2#样品烤爆试验后直流发火感度试验数据（升降法）Tab.8 Test data of DC fire sensitivity of sample 2# after RF test( up and down method)

2.5 两种样品射频致瞎评估

按照MIL-STD-1576中射频致瞎评估方法，对试验结果进行显著性分析：

式（1）中：n1为作用前产品数的 1/2，四舍五入到最小整数；n2为射频烤爆试验后产品数的1/2，四舍五入到最小整数；x1为原产品直流感度均值（A）；x2为射频烤爆试验后产品的直流感度均值（A），σ1为原产品直流感度试验的标准差；σ2为射频烤爆试验后产品直流感度的标准差。

两种产品射频烤爆试验前后的直流发火感度数据见表9。利用射频致瞎评估方法，对上述试验数据进行处理，计算结果如表10所示。

表9 两种产品射频烤爆前后直流发火感度数据Tab.9 DC fire sensitivity data of two samples before and after RF test

表10 两种电火工品射频致瞎评估计算结果Tab.10 RF duding assessment results of two EED samples

从表10中结果可知，在3.02GHz正弦波作用下，两种电火工品以其10%射频发火感度进行烤爆试验，恒有t≤tc，那么就认为10%射频烤爆试验没有改变这两种电火工品的直流发火特性（它们的置信度为95%）。

3 结论

通过上述试验研究，获得以下结论：

（1）通过射频感度试验，得到两种样品在3.02GHz连续波作用下的射频感度：1#样品50%射频发火感度为 1.618W，2#样品 50%射频发火感度为0.248W，根据射频感度试验结果，可推算两种样品的最大不发火和最小全发火射频功率，为进行电火工品在复杂电磁环境中的安全性研究提供基础数据。

（2）在射频烤爆试验中，以10%射频发火感度作为烤爆水平，两种样品均有发火，1#样品 40发中有4发发火，2#样品40发中有3发发火，说明射频感度试验中得到的10%射频发火感度比较准确，也间接证明了50%发火感度的准确性。

（3）依据MIL-STD-1576，对两种样品进行射频致瞎的评估。对比分析在10%射频发火能量作用前后两种样品的直流发火特性，并进行显著性分析，试验结果表明：10%射频发火能量烤爆试验没有改变这两种电火工品的直流发火特性（其置信度为95%）。

（4）在射频烤爆试验中，选取10%发火感度对电火工品进行烤爆试验，烤爆试验结果中有样品发火，说明10%射频发火能量对电火工品有影响，但射频致瞎评估结果表明 10%射频发火能量烤爆试验没有改变这两种电火工品的直流发火特性（其置信度为95%）。因此分析烤爆试验有可能导致药剂分解或火工品其它方面性能发生变化，应从微观方面对火工品药剂及结构参数和火工品其他参数（如作用时间、热时间常数等）进行分析。

对射频致瞎评估方法进行了初步探索和实践，积累了一定的试验数据。利用该方法，可研究不同参数电火工品的射频致瞎敏感度，为电火工品的设计、研制、生产、使用、储存提供射频致瞎评估数据，提高我国武器装备抗电磁干扰的能力和在复杂电磁环境中的生存能力。

[1]MIL-STD-1576 航天系统用电爆分系统的安全性和试验方法[S],1984.

[2]MIL-STD-1512 电起爆的电爆分系统的设计要求和试验方法[S],1976.

[3]GJB 5309.13-2004 火工品试验方法 射频感度试验[S].国防科学技术工业委员会,2004.

[4]封青梅, 赵团.电雷管射频感度试验的应用研究[J].国防技术基础,2007(9):22-24.

[5]GJB/Z 377A-1994 感度试验用数理统计方法[S].国防科学技术工业委员会,1994.