低过载火箭弹引信燃气压力保险机构设计

范清田 徐国泰

摘 要：火箭弹的后坐过载系数一般较小，且无旋转，这就使得在引信设计过程中，解保环境力的选择成为一大难点。通过研究火箭弹的发射特征，发现火箭发动机在工作过程中，其燃气压力会出现骤然升高、保持平衡、骤然降低的情况，利用这一特征，设计了燃气压力保险机构。

关键词：火箭弹引信；燃气；保险机构

引言

對于低过载无旋火箭弹，在其引信设计过程中，解保环境力的选择成为一大难点。不仅要考虑弹丸勤务处理的安全，还要考虑在弹道上能否可靠解除保险。本课题中的火箭弹属于微旋或无旋弹，除了后坐力以外，没有离心力可以应用。所以在引信设计过程中，就要寻找合适的可用的第二环境力。综合各种情况考虑，本文选用燃气压力保险机构。

1 燃气压力保险机构的工作原理

火箭发动机在工作过程中，其燃气压力会出现骤然升高、保持平衡、骤然降低的情况（见图1），这一特性为可靠解除保险提供了环境力[1]。

2 燃气压力保险机构的组成及工作过程

燃气压力保险机构（如图2所示）是由引信体， 定位销， 小弹簧，大弹簧， 滑块，活塞， 剪切销，密封圈以及通气盘（上有通气孔）等组成的。

平时大弹簧处于压缩状态，小弹簧的存在保证定位销不会向上运动到完全进入滑块内，因此，平时滑块被定位销固定，定位销被活塞顶住，而活塞又被剪切销固定。发射时，火箭装药燃烧的气体经通气孔进入气室，当气室内的气体达到一定压力时，剪切销被剪断，并推动活塞向前运动，直到将定位销完全推入滑块中，此时，滑块在压缩的大弹簧的作用下水平向右运动，从而解除保险。

通过改变气室体积、通气孔大小以及剪切销的强度，可以控制作用在活塞上的压力，即控制解除保险的时间，达到延时效果。

燃气压力保险机构对于引信的密封性有较高的要求，为免发生早炸，本文在设计时采用复合雷管和双层金属薄膜使引信中的爆炸序列隔热。

3 剪断销的强度计算

本文中剪断销的作用是：一保证平时活塞不向上运动，滑块被定位销锁紧，二气室中压力增大到一定程度后，剪切销能够被顺利剪断。这就要求对剪断销的直径做出设计。

由安全条件可得剪断销直径为

式中：F为作用在剪断销上的力（kg）；？滓为剪切销的抗拉强度（kg/mm2）。

对于本设计，取作用于剪切销上的最大压强为10MPa，则F=28.8kg；剪切销的材料选为紫铜线，紫铜线的抗拉强度为？滓=37kg/mm2。则

剪切销的直径

取d=1mm。计算出直径d后，再根据试验对直径进行修正，并确定剪断销的检验抗力。由d=1.7mm，？滓=37kgf/mm2得，紫铜线的剪切强度为

则剪断销的平均抗力：

取抗力公差20%，得到剪断销的检验抗力：

4结束语

为火箭弹引信设计了燃气压力保险机构，对其中重要部件剪切销的材料、直径进行了选择与计算，并校核了强度，为火箭弹引信的设计提供了一些参考。

参考文献

[1]侯超.水下火箭弹引信系统分析及关键技术研究[D].南京：南京理工大学，2008.

[2]张合，李豪杰.引信机构学[M].北京：北京理工大学出版社，2007.