引信安全性现状分析与试验考核建议

王雨时，纪永祥

(1.南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094；2.中国华阴兵器试验中心，陕西 华阴 714200)

0 引言

由于引信失效后果会特别严重，所以安全性问题始终是引信的首要问题。改革开放的四十多年来，特别是伴随着《引信安全性设计准则》标准的颁布和实施，以隔爆、延期解除保险、冗余保险和采用导传爆药为主要标志，引信安全性在不断提高。但随着实战装备训练使用愈加频繁，引信各种安全性问题仍时有发生，危及战士生命和健康，也影响战斗力。

文献[1]总结了十多年前的引信安全性现状。文献[2]提出引信高安全性技术是现代引信的三大基础技术，并分析了引信高安全性技术的新内涵。文献[3—5]针对我国引信安全性设计现状，详细地比较研究了最新版本的美国军用标准MIL-STD-1316F《引信安全性设计准则》。

本文总结国内引信安全性现状，归纳安全性问题主要成因，对引信安全系统可靠性设计进行了分析，并按寿命期阶段详细讨论了共性的安全性设计问题，在此基础上概略分析引信安全性设计薄弱环节，提出有助于引信安全性改进和提高的试验考核项目实施时应注意的事项。

1 引信安全性现状

引信安全性问题，是一个永恒的话题和主题。第一次世界大战，欧洲战场上火炮因引信原因而炸膛的概率为千分之一左右。第二次世界大战后，美军开始总结第二次世界大战的经验，系统研究引信安全性问题，以《引信安全性设计准则》为标志，形成了系统的引信安全性设计理论体系。

我国建国后一段时期内，主要是仿制前苏联的引信，并伴随引信产品技术的发展，零星而不成系统地引进了一些引信设计理论体系，但安全性设计理念不成体系，引信安全性问题突出。

由此，我国不得不开始关注引信安全性问题。进入20世纪80年代，随着美国军用标准《引信安全性设计准则》的引入，我国开始系统研究引信安全性及其设计问题，使引信安全性问题得到一定的改善。最典型的例子就是由于引信原因引起的膛炸事故很少发生了(如最近发生的122 mm自行榴弹炮膛炸与35 mm高炮炮口炸，已经排除引信方面的原因)。

近年来，在部队使用中引信发生弹道炸的概率显著增多，特别是作为陆、海军火力主力的大口径火炮，如155 mm加榴炮和122 mm榴弹炮弹药以及海军76 mm舰炮。此外，也有炮口炸(如某枪榴弹引信DQSI、航炮训练弹引信炮引-25)、搬运炸(如某枪榴弹引信枪-1甲)、检测炸(30 kg布撒子弹药引信)以及瞎火引信爆炸物处理炸(如某单兵火箭引信等)等。

与引信作用失效状态的瞎火(该爆炸时未爆炸)不同，引信安全性失效的结果，更多时候表现为不该爆炸时发生了爆炸，后果是灾难性的。因此有必要深入研究引信安全性设计的薄弱环节及其成因，及时辨识和确认引信安全性问题，为进而提高引信安全性提供参考。

2 引信安全性问题成因简析

2.1 需求方面原因

引信安全性贯穿于引信全寿命周期。不管设计者是否承认，事实就是如此，部队使用暴露出的引信安全性问题，涉及引信的全寿命周期，特别是引信作为未爆弹药的一部分爆炸物处理特性设计的问题。但有时，需求论证可能只关注发射时安全距离以前阶段的安全性问题，而使设计者忽略了引信寿命后期的安全性问题。

《引信安全性设计准则》内容和要求更新周期短，并不是所有内容都能被所有用户所接受，并且《引信安全性设计准则》作为技术标准，没有法律上的强制力。关键时用户以上帝身份裁剪，引信安全性要求就先天不足了。

2.2 设计方面原因

常规弹药(包括引信)是大批量生产的产品，常规弹药产业生产人员从事的是简单重复的劳动，靠“量”生存，而引信产品研发是知识高度密集型的创造性劳动。引信生产和研发是两种性质迥异、极端对立的工作，这样两类工作、两类人员集合在一个公司内，若想消除脑体倒挂现象，调动起各方面的积极性，既能完成生产任务，又能尽快开发出新产品，需要管理者要有高超的管理智慧。

引信设计缺乏系统深入的理论指导，单纯“画”加“打”，意识不到安全性风险在哪儿，等到安全性问题成为事实出现时，为时已晚。

引信技术比较复杂，引信基本概念比较多。引信行业从业人员很多概念和认知似是而非，引信安全性设计准则难以深入、准确贯彻。

引信设计者对引信的发展衍变历史，特别是一些安全性事故的教训，知之不多，很难做到以史为鉴、举一反三。

引信安全性设计涉及更多的是极端弹道环境和极端使用环境。但事实上引信设计者或者武器系统设计者对引信工作涉及的极端弹道环境和极端使用环境往往也是知之甚少，很难有条件去搞清楚、搞准确。

引信设计涉及弹道学、武器系统、武器平台、弹药系统、战斗部系统、爆炸元件和战术使用方面的信息，信息沟通与交流往往不畅。

引信批量化生产，要求其具有良好的可生产性设计。目前多数设计者不熟悉制造技术，设计与制造脱节，闭门造车、照猫画虎设计出来的产品，不但难以保证性能，也难以保证质量和经济效益。

由于不能准确理解安全生产的含义，引信研制过程中涉及爆炸元件以及与爆炸有关的工作，如爆炸序列试验，特别是隔爆安全性试验，数量少，条件又失真，安全性得不到有效验证。

2.3 监管方面原因

安全性问题的可靠性要求很高，而且随着社会发展和人民生活水平的提高，这一要求越来越高，即使是小概率也不允许。但鉴定试验样本量有限，事实上很难在鉴定试验时通过例行试验发现安全性问题。只有掌握极限(边缘)弹道(使用)条件，掌握产品原理安全性缺陷或设计薄弱环节，有的放矢地进行强化条件下的验证试验，才有可能有效暴露引信的安全性薄弱环节。

因此，辨识引信极限(边缘)弹道(使用)条件，以及引信产品原理性的安全性缺陷或设计薄弱环节，非常重要。

2.4 体制原因

需要从体制层面真正打破垄断，形成有效竞争。引信安全性设计应从用户出发、从实战出发、从部队出发、从战士出发、从使用出发。

引信定价偏低，如同谷贱伤农，长期如此，从业人员素质难以提高，最终损失的还是引信产品的性能，特别是安全性。引信是爆炸品，是军用爆炸品，其安全性马虎不得。从业人员收入偏低，安全性风险难以避免。

产品的研制进度和研制费用往往很少关注到引信安全性的需求，特别是大样本量的安全性验证试验，周期长，消耗大。

工厂试验条件多以生产验收为主，新产品研制试验条件往往不太具备，特别是新平台、新武器系统所需的引信以及新原理的引信。

计算机仿真技术一般适用于硕士以上学历的从业人员，目前引信行业企业研发工作以计算机仿真为基础的比较少。计算机仿真软件和硬件往往配备不到位，正版软件难以推广使用。理论、仿真和认知都不到位，单靠有限的试验解决安全性问题，难度很大。

3 引信安全系统可靠性设计分析

引信安全系统是引信实现安全性设计的核心。从逻辑上讲，引信安全系统包括引信安全和解除保险机构(SAD)，但并不等同于引信安全和解除保险机构。应尽可能区分和正确运用引信安全系统与引信安全和解除保险机构的概念。引信俗语引信安全引爆系统或引信安保机构(装置、系统)并不是术语，不宜使用。

引信安全性设计应不折不扣地执行《引信安全性设计准则》的规定，特别是有关引信安全系统安全性设计的最基本、也是最核心的规定(除非由于预定的发射，均不得启动解除保险程序；不易受共因失效的影响；在解除保险周期开始前或开始时，不包含任何单点失效；在解除保险周期内将单点失效减少到最少。与这些单点失效相关联的时间窗应减到最小，而且此时间窗只在预定的延期解除保险结束或即将结束时才存在。如果电保险件或能量控制件以任一给定状态失效或可信失效，则引信的设计应该能够防止过早解除保险(启动)或过早作用，这些失效包括发生在引信电源应用之前、期间或之后的偶然失效和从属失效)。过去只关注和强调了一些操作层面的要求，如冗余保险、延期解除保险、手工解除保险等。

引信安全系统失效率要求及其分析计算方法，应该结合产品技术实际、生产和使用实际，特别是积累可靠性失效底事件概率数据，应尽快进一步系统化、实用化，以促进引信安全性方案优选，提高引信安全性。

相对于中国民航飞机一亿分之1.3次/飞行时的平均失效率，相对于世界民航飞机一千万分之1.5次/飞行时的平均失效率，引信安全系统防止引信意外作用的失效率允许上限为一百万分之一，偏高了1～2个数量级。随着科学技术的进步，至少对于一些高新技术弹药引信，预计很快就会提高此要求，例如到一千万分之一。

民航飞机的失效率，是以飞机飞行时间为单位计算的。未见有标准和文献论述引信安全系统失效率的计算单位。从《引信安全性设计准则》文本字面理解，应是以单发引信寿命周期各时段为单位的，即应分为两段(非身管发射的弹药)或三段(身管发射的弹药)：预定解除保险开始之前；膛内阶段(身管发射的弹药)；从解除保险开始或飞出身管(如果是身管发射)到达到安全距离阶段。

身管发射弹药膛内阶段时间很短(10 ms左右)，但膛内阶段发射冲击可能很大，因而与预定解除保险开始之前的漫长储存寿命但经历的较弱环境相比，引信安全系统预防意外作用的失效率两阶段都定在一百万分之一是有一定道理的。

引信敏感爆炸元件特别是引信爆炸序列中的敏感爆炸元件可靠性对引信安全性和可靠性影响非常显著。引信敏感爆炸元件的总体结构、装药结构、装药类型、装药工艺、装药量及其散布控制对其可靠性、安全性(安定性)影响都很大，应予以特别关注。

按现有引信机构和原理，正常引信发生弹道炸的概率约为一万分之一至十万分之一，但不可能是0。如果某型引信发生弹道炸的概率达千分之一量级，则该引信必有确定的异常原因导致弹道炸。这种异常原因可能是未被发现的设计缺陷，也可能是生产质量缺陷所致，或者是弹道环境或使用环境异常所致。

4 引信寿命期内安全性设计问题分析

4.1 勤务处理阶段

1) 引信安全性与设计者对引信所配用武器弹药系统的认识深入程度有关，与引信勤务处理和使用的可信环境有关，与发射弹道环境特别是极限弹道环境有关，在全寿命期内还与爆炸物处理环境有关。因此，全面认知引信勤务处理和使用的可信环境有关，非常重要。

2) 几乎所有身管发射引信都有后坐保险机构。勤务处理意外跌落环境产生的冲击过载，与引信后坐保险机构解除保险的后坐环境接近。因而引信后坐保险机构设计，要准确区分发射环境与勤务处理意外跌落环境。

3) 引信勤务处理意外跌落，可能有多种状态：

①跌落高度不同

《引信环境与性能试验方法》标准规定的最低高度是1.5 m(裸态)和12 m(包装态)。在此标准之前，传统认为引信安全落高一般应不低于3 m或2 m(弹药箱堆垛)。

②包装与否

引信的运输和储存可能有多层包装，如包装盒(桶)和包装箱，可能还有密封用的包装袋，也可能未包装。除了包装与否，包装物的种类和层数也会有所不同。过去多关注裸态引信跌落，硬目标的安全性问题，事实上对于低后坐过载发射环境的引信，带包装跌落和跌向软目标，才是最危险的情形。

③跌落物体不同

以往对跌落物体关注不足，试验时往往只跌落带引信的弹丸。事实上裸态引信甚至引信的某些部件都可能发生意外跌落，而对于定装式弹药，跌落的物体还可能是全备弹(引信配带发射装药系统的弹丸，包括药筒和底火)。由于质量更小，所以裸态引信特别是本体为钢的裸态引信及其部件，跌落冲击过载往往要远大于配带引信的弹丸跌落时的冲击过载。

④跌落姿态不同

虽然《引信环境与性能试验方法》规定有五种跌落试验姿态，但一般是以底向下跌落姿态最为严酷。由于跌落试验时被试引信或陪试弹丸是自由落体运动，与跌落目标碰撞瞬间很难保证是引信或弹丸处于底向下的垂直跌落姿态，而只有完全垂直的跌落姿态才是跌落冲击过载最大的姿态，所以单靠标准规定的25发跌落试验样本，很难遇到跌落冲击过载最大的极端情形。也就是说，单靠普通的底向下跌落试验，很难实施有效考核。

⑤跌落目标不同

“一切皆有可能”，包括标准中规定的钢板，以及标准中提到的其他目标，如土壤、砂石、混凝土、木板、铸铁板等。

上述各种各样的状态，所产生的跌落冲击过载曲线也不尽相同，甚至差别很大。引信后坐保险机构安全性设计应考虑其最有可能解除保险的极端情形。

4) 由于裸态引信和引信配装弹丸意外跌落时产生的冲击过载一般都比较大，很少有引信发射过载会远大于此而能有效区分，所以引信刚性后坐保险机构的应用应该慎之又慎。

5) 现有M739系列引信引起弹道炸的主要原因从操作使用层面看是引信在弹口螺纹上没有拧紧，在外弹道高速旋转环境下产生偏歪引起附加轴向“离心力”，使活机体前冲。

6) 引信原理设计应保证引信在弹体上旋松或处于未拧紧状态时引信仍能正常工作或者不会意外发火。

7) 引信径向质量偏心，既会引起弹丸径向质量偏心从而对弹丸射击精度不利，也会因振动或冲击使引信在弹体上旋松(连接螺纹)。

8) 引信原理和机构设计，应尽可能保证引信内部运动间隙和解除保险运动对引信径向质量偏心影响最小。

9) 引信与弹体连接螺纹，在保证安装人机工效的前提下，应尽可能减小径向间隙。如有必要和可能，应加设一段精密配合的光滑圆柱面和光滑圆柱孔以实现准确定位。

10) 引信与弹体之间，可沿轴向加设波纹簧圈，以增加摩擦，防止引信松动。

4.2 膛内阶段

1) 如果不考虑目前仍在快速发展中的直列钝感爆炸序列引信，仅对敏感爆炸序列引信而言，隔爆安全性是引信最重要的安全性能，在此没有“之一”。引信有别于火工品，引信分类于军械，主要就是机械隔爆原理的采用。

2) 引信隔爆安全性设计，彻底解决了引信膛内发射阶段的安全性问题，或者说，将引信膛内发射阶段的安全性问题转换成了作用可靠性问题。

3) 引信敏感爆炸元件的小型化、装药结构优化、药量和威力精确化以及威力大小，对引信隔爆机构安全性和可靠性贡献巨大。

4) 设计应关注引信隔爆机构的膛内状态，确保其处于可靠的隔爆位置。倾斜滑块、球转子和轴向平移的空间机构等隔爆机构一般能够先天保证其在膛内处于隔爆位置。而垂直转子、水平滑块、水平转子，难以保证自身在膛内处于隔爆位置，需要附加延期解除保险机构。长身管武器引信、滑膛身管武器引信保证隔爆机构在膛内处于隔爆位置的难度更大。

5) 隔爆件不宜设置过多，原则上就应是一个，并且能够有效防止漏装。隔爆件材质一致性应能通过工艺得到可靠保证。

6) 对采用针刺雷管的引信进行隔爆安全性试验时，在雷管针刺端改制出的试验击针插入孔，会使雷管爆炸形成的高温、高压气体大量泄漏，进而使引信隔爆安全性试验结果失真，得到满足隔爆安全性的假象，结果偏于乐观。

7) 从引信隔爆安全性和起爆威力两方面分析，雷管装药应优选奥克托今和氮化铅，尽可能避免选用二硝基重氮酚、四氮烯和太安。黑索今优于太安但不如奥克托今，糊精氮化铅优于结晶氮化铅。

8) 引信许用直列装药(钝感装药)发射安全性裕度很大。

4.3 膛外阶段

1) 一般认为，在炮口安全距离以外的外弹道飞行阶段，引信已无安全性问题，只剩下可靠性问题。如果从全寿命周期的角度，引信安全性问题是伴随其寿命始终存在的。特殊情况下，从全弹道防护友邻部队的角度，外弹道阶段也是有安全性问题的。因此，弹道炸和防雨主要是引信的可靠性问题，在某些特殊情况下也可以认为是安全性问题。

2) 目前多型引信产品都发生了弹道炸，其概率从几十分之一到几百分之一。目前普遍的引信安全性设计原理，难以杜绝弹道炸，但能控制在千分之一到万分之一左右。

3) 弹道炸应尽可能从原理设计层面避免。引发大口径线膛火炮引信发生弹道炸的主要不利因素有：

①弹头引信采用惯性触发机构，触发机构触发作用方向远离质心向外，与弹丸绕心旋转运动离心方向相同；

②弹丸口径越大，长度就越长，结构布局上引信就更加远离质心；

③弹丸初速大、转速高；

④弹丸径向偏心(质心偏离几何轴线)大，并且结构越复杂(如有弹底底排结构或火箭-底排复合增程结构)，径向偏心散布就越大；

⑤弹口与引信连接螺纹径向间隙大且连接长度短，引信易旋松和偏歪；或在实战使用条件下引信未能在弹口螺纹内旋紧；

⑥引信惯性触发机构活机体质心径向偏离弹丸几何轴线；

⑦弹丸静不平衡、弹丸动不平衡。

4) 引信弹道炸与引信的极端弹道环境即弹引及其连接等非理想条件下的弹丸外弹道绕心运动密切相关。

5) 大口径高速旋转弹丸的弹道环境易诱发弹道炸。76 mm口径舰炮榴弹，初速大(达980 m/s)、转速高；155 mm口径加榴炮榴弹，初速达900 m/s；它们都是弹道炸的多发平台。按此推论，130 mm口径榴弹和203 mm口径榴弹，特别是复杂结构的榴弹，如果其引信也采用类似M739引信的惯性触发机构，则也有可能在不同程度上存在弹道炸的可能。与130 mm口径加农炮榴弹和203 mm口径加榴炮榴弹相比，122 mm口径榴弹炮榴弹初速较低，因而其弹道炸概率会较低一些。

6) 传统语境下的雨强即自然雨场强度，指的是单位时间内的降雨量，而不是指触发引信关心的雨滴大小。一般而言，自然雨强与雨滴大小呈大体上的正比关系。5～6 mm直径的雨滴，大概相当于暴雨到大暴雨。

7) 只有高速飞行弹丸的弹头引信，其防雨问题才较为突出。各类高速火炮弹头引信，防雨问题均较为突出，包括大口径榴弹弹头引信(以仿制或仿研M739引信为代表)，也包括各种中、小口径的高速炮弹弹头引信。

8) 引信头部触发区直径越小，引信防雨与触发灵敏度之间的矛盾越不易解决。

9) 美国M739引信可有效防止大暴雨的意外触发作用。

10) 引信防雨性能考核试验的等效靶板方法，等效原理和等效靶板规格与引信触发机构、防雨机构的结构和原理密切相关，不宜不加研判而简单粗暴地推行。

5 引信安全性设计薄弱环节分析

5.1 按发射平台分类的各类引信安全性设计薄弱环节分析

1) 小口径弹引信

这里的小口径弹引信，包括小口径炮弹引信和榴弹发射器引信，而小口径炮弹引信又包括小口径航炮炮弹引信、小口径舰炮炮弹引信、小口径高炮炮弹引信和小口径车载炮炮弹引信。

这类引信的共同特点是外形和内腔体积都小，发射过载大，均有旋转环境。主要区别是小口径炮弹引信初速大、转速高，而榴弹发射器引信初速低、转速也低。其安全性薄弱环节的共性主要是隔爆安全性(包括引信体内腔封口螺纹强度)不足、延期解除保险距离偏短。而安全性薄弱环节的个性问题，炮弹引信是防雨性能难以达到，榴弹发射器引信自毁可靠性不高。

2) 大中口径炮弹引信

这里的大口径炮弹包括迫击炮弹、无后坐炮炮弹、坦克炮炮弹、反坦克炮炮弹、中大口径舰炮炮弹、野战火炮(榴弹炮、加农炮、加榴炮)炮弹，又可分为旋转炮弹和非旋转(微旋)炮弹。

大中口径炮弹引信的安全性设计薄弱环节的共性是缺少自毁和绝火功能、传爆管可能不密封，存在潜在传火(爆)通道直接引燃传爆药，个性是大中口径旋转炮弹引信弹道炸并且后坐保险机构解除保险环境阈值过低、可逆运动复位不可靠，而大中口径非旋转炮弹引信第二环境保险机构不能可靠、独立履行保险职能。

3) 子弹药引信

子弹药引信的安全性设计薄弱环节主要是隔爆不可靠、冗余保险机构难以在以子弹药和子弹药引信为单元考核试验时具有可靠的安全性、人工解除保险(徒手操作)和爆炸物处理安全性等方面。

4) 航空炸弹引信和机载布撒器引信

航空炸弹引信和机载布撒器引信的安全性设计薄弱环节主要是冗余保险的真实性和可靠性，以及安全系统安全性。

5) 火箭弹引信

火箭弹目前几乎都是尾翼稳定的，其安全性设计薄弱环节主要是冗余保险的真实性和可靠性，两道保险都有不可靠的可能。

6) 导弹引信

导弹引信安全性设计薄弱环节主要是后坐保险的真实性和可靠性，以及构成冗余保险的两道保险机构的独立性。

7) 地雷引信和爆破器材引信

地雷引信和爆破器材引信安全性设计薄弱环节主要是冗余保险和隔爆安全性。

8) 手榴弹引信和发烟罐引信

手榴弹引信和发烟罐引信安全性设计薄弱环节主要是隔爆安全性和电发火能量耗散。

5.2 特殊种类引信的安全性设计薄弱环节分析

1) 弹底起爆引信

结构上引信往往旋入弹体，隔爆状态下雷管高温高压气体可能会泄放到弹体内部炸药室，引起炸药装药燃烧或爆炸。

传爆管输出端要支撑炸药装药的后坐过载，因而传爆管底部强度和刚度要足够，确保发射安全。

2) 火药引信

如果引信采用火药自毁原理，就不应再采用火药原理实现延期解除保险。因为引信内部装药量大，不但隔爆安全性难以满足，而且因膛内点火机构的存在，一旦密封失效由潜在传火通路形成蹿火，就会使引信丧失延期解除保险功能。

3) 机电引信

由于小威力电雷管较少且应用未能推广，所以机电引信特别是内腔比较小的机电引信隔爆安全性可能有隐患。

很多机电引信未能设置电发火能量耗散功能，或者是电发火能量耗散阈值选错了，不应以所配电爆炸元件的100%发火能量作为电发火能量耗散阈值，而应是所配电爆炸元件的100%不发火能量作为电发火能量耗散阈值。

很多机电引信，起爆控制系统与安全控制系统未能物理分隔，不符合《引信安全性设计准则》的相关要求。

4) 运动可逆引信

保险机构运动可逆理论上可行，但实际上存在恢复运动不彻底、不到位的可能。

5) 非旋(微旋)弹引信

用于满足冗余保险要求的第二套保险机构，不能独立履行保险职能。

6) 低发射过载引信

低发射过载引信，包括空包弹发射枪榴弹引信、掷榴弹引信、导弹引信和巡飞弹引信等，其引信安全性设计薄弱环节主要是后坐保险不可靠，验证试验不充分。

7) 手工解除保险引信

手工解除保险引信安全性设计薄弱环节主要是不能快速、准确、可靠地恢复保险，并且保险可靠性偏低。

8) 破甲弹引信

破甲弹引信为追求破甲威力，雷管威力往往偏大，其安全性设计的薄弱环节主要是隔爆安全性满足不了要求。

9) 点火引信(传火序列引信)

点火引信(传火序列引信)安全性设计的薄弱环节主要是隔火(爆)难以满足要求。

10) 复杂机电引信系统

复杂机电引信系统安全性设计的薄弱环节主要是在安全职能(如自毁、电发火能量耗散)未完成前引信系统解体破坏。

6 引信工程研制安全性试验考核建议

6.1 安全系统可靠性

引信高安全性要求考核不太可能通过加大样本量进行。建议强化试验条件，如冗余保险设计是实现引信安全系统百万分之一以下失效率要求的技术途径，因此建议按GJB573A《引信环境与性能试验方法》的规定，对冗余保险的每一道保险均要独立进行可信勤务处理环境下的可靠性考核。而对于非预定发射条件是否启动了解除保险程序，是否易受共因失效的影响，在解除保险周期开始前或开始时是否包含有单点失效等具体要求，如分析得不出一致的结论，则应安排专门的试验进行验证。

对引信设计可以先进行安全性量化评估。例如按照GJB 346—1987《引信安全系统失效率计算方法》的规定，借鉴GJB/Z 29A—2003 《引信典型故障树手册》和GJB/Z 179—2015《引信故障树底事件数据手册》，采用故障树分析法对引信进行安全系统失效率分析和定量计算。如果安全系统失效率不能满足或临界满足《引信安全性设计准则》标准的规定，则应对安全性设计细节进行技术审查和必要的试验验证。

万一情况下发生的弹道炸是小概率事件，应属正常。千分之一以上概率的弹道炸应属于异常现象，必有内在原因。引信设计特别是原理设计未能考虑到极端工艺条件、极端弹道环境或极端使用环境，是发生弹道炸的主要原因。

敏感爆炸元件小型化和输出端结构收口，是确保其安全性和可靠性的前提。如能对其威力散布加以限制，则该敏感爆炸元件用作引信爆炸序列，引信安全性和可靠性才有可能得到保证。否则，引信的安全性和可靠性可能难以得到有效保证。

对于复杂引信或复杂系统引信，由于试验消耗的样本数量受限，所以工程试验考核前，最好能够尽可能进行安全性分析、仿真和计算，以在试验项目设置和试验样本分配上做到有的放矢，也可在部件层级适当增加试验项目和数量。

6.2 勤务处理阶段安全性试验考核建议

1) 应根据引信配用武器平台类型、引信保险与解除保险原理特别是后坐保险机构原理、引信弹道环境、引信使用环境和引信研制历史等信息，判断引信的跌落安全薄弱环节，并安排相应的考核试验项目。例如对于刚性保险机构和简单的弹簧-质量系统式弹性保险机构，应特别关注其绝对垂直或接近绝对垂直跌落状态下的安全性问题；而对于低后坐过载环境解除保险的引信后坐保险机构，应特别关注其包装状态跌落和跌向软目标时的安全性问题。

2) 建议探讨和研究反向锤击或严格导向跌落试验方法，以获得真实的垂直跌落试验冲击过载环境。

3) 引信每个(种)保险机构，都应能独立履行保险职能，包括经历各种可信的勤务处理环境和使用环境。因而在工程试验考核时，应针对每个(种)保险机构单独进行考核。

4) 如果保险件有可逆运动特性，则应特别关注可逆运动特性的可靠性以及被保险件对保险件运动的影响。

5) 跌落高度和跌落目标对引信跌落安全性影响非常明显，而跌落试验条件(主要是跌落姿态)的一致性也很重要。因此，制定引信跌落安全性工程试验考核项目大纲，应选择尽可能高的跌落高度、尽可能多的试验样本量以及尽可能多样的跌落目标(特别是各种“软”目标)。

6) 如果引信设计存在径向质量偏心，或者引信与弹体之间连接间隙过大，则在制定引信跌落安全性工程试验考核项目大纲时，应关注引信在弹体上旋松对引信安全性的影响。

7) 为实现试验结果和结论的一致性和可再现性，建议对引信跌落试验除钢板和铸铁板之外的“软目标”实现等效化和标准化。例如可以选用某些材质均匀、性能稳定的非金属板作为跌落软目标的等效板。

6.3 膛内阶段安全性试验考核建议

1) 引信隔爆安全性试验，应尽可能在密闭结构状态下同时引发引信内的所有敏感爆炸元件。

2) 如果引信隔爆状态下雷管爆炸产物有可能泄漏到弹体内，则应配装药弹体(战斗部)进行隔爆安全性试验。

3) 建议制定引信隔爆安全性试验危险破片评定用破片箱及其原材料规范，并形成稳定的供应商和供应链。

4) 建议制定引信隔爆安全性试验导、传爆药危险性(合格)量化评定细则，如可以借鉴表面粗糙度比较样块的原理。

5) 应研究并制定引信隔爆安全性和起爆完全性强化试验方法标准，以药剂敏感度替代、药量和压力拉偏、距离和空间以及环境温度取极值等方法，实现小样本情况下的高可靠性评估结论。

6) 工程试验考核应特别关注引信隔爆安全性。现阶段，由于引信行业从业人员对爆炸序列和隔爆设计知识大多准备不足，因而引信隔爆安全性设计问题会比较多。此外，引信隔爆安全性是大多数引信安全性的基础，也是工程试验考核的安全性基础。

7) 由于企业研发试验条件所限，极端的弹道环境条件如高温、高过载在研制过程中难以准确获得，所以在工程试验考核阶段，应强化极端的弹道环境条件下的引信安全性考核；

8) 引信许用直列装药(钝感装药)在常规兵器发射条件下发射安全性没有风险，不必安排专门试验进行考核；

9) 引信直列装药选用非许用的敏感装药，包括炸药和火药，在常规兵器发射条件下有发射安全性风险，但该风险概率不一定很大，即使安排专门试验进行考核，也未必能够发生。引信直列装药选用非许用的敏感装药，是安全性设计准则所不允许的，可以认为是属于设计缺陷类的安全性否决项。目前此类问题较多的是以敏感的黑火药或小粒发射药作为传火药或抛射药。

6.4 膛外阶段安全性试验考核建议

1) 弹道炸问题一般是小概率事件，工程试验考核样本量难以达到一定的数量要求，因而不太现实。解决弹道炸问题后的工程试验考核，应该采用理论分析、仿真研究与试验验证相结合的方法。

2) 采用惯性触发发火原理的弹头引信，在复杂弹丸外弹道绕心运动过程中意外作用，是这类引信弹道炸的主要原因。因而在有可能发生弹道炸的工程试验考核项目设计时，应注意试验条件和配试品技术状态检测和记录，如弹丸偏心距、质心位置、转动惯量、质量、动不平衡角、弹口螺纹中径、引信与弹连接螺纹中径等。

3) 试验考核引信弹道炸可探讨强化试验条件，如选用：口径较大、弹长偏长、径向偏心较大、动不平衡角偏大、弹引连接螺纹间隙偏大、复杂结构弹丸(组成单元多)、初速偏大、转速较高、章动较大、引信内部轴向运动零部件径向间隙偏大、引信内部轴向运动零部件径向偏心偏大等。

4) 引信防雨试验宜首选人工雨场(雨柱、雨帘)的考核方法。引信防雨等效靶板试验方法应根据引信头部触发机构和防雨机构的原理和具体设计，选择真正等效的靶板(目标)。

7 引信各项安全性考核试验问题和建议

1) 隔爆安全性

试验改装不得泄漏雷管爆炸能量；危险破片应实现量化评定；强化威力和距离等试验条件。

2) 跌落安全性

加大底向下跌落试验数量，对于刚性后坐保险机构，主要是引信和带引信弹丸垂直跌向钢板(90°最好)；对于各种复杂的后坐保险机构，要跌向各种典型软目标，特别是包装缓冲用的泡沫类塑料。应单独考核各种保险机构。

3) 震动试验和振动试验

关注各种保险件特别是刚性保险件是否有破坏。

4) 发射安全性

尽可能以强装药取代高温试验引信发射安全性，以获得极端的发射过载值。尽可能通过软回收了解更多的引信发射后的状态信息。

5) 延期解除保险距离

选用能保证可靠解除保险的样本进行该项试验，评定标准应符合保险和解除保险术语定义，试验方法应无系统性误差。

6) 弹道安全性

应详细记录参试火炮身管、配试弹丸和装药的弹道参数和结构参数，包括弹丸质量、弹丸长度、定心部直径、质心位置、偏心距、转动惯量、动不平衡角、弹口螺纹尺寸、引信与弹连接螺纹尺寸等。

7) 自毁、绝火和电发火能量耗散

应在真实使用条件下测试，不宜以实验室测试代替。

8 结论

本文总结了国内引信安全性现状，归纳了安全性问题主要成因，对引信安全系统可靠性设计进行了分析，并按寿命期阶段详细讨论了共性的安全性设计问题，在此基础上概略分析了引信安全性设计薄弱环节，提出有助于引信安全性改进和提高的试验考核项目实施时应注意的事项。