■ 胡鹏程 多学武 张文广 李小勇 张成成

某型号引信后坐保险机构设计及试验研究

■ 胡鹏程 多学武 张文广 李小勇 张成成

后坐保险机构是引信中常用的保险形式，多用于弹丸发射环境力大于跌落环境力的或者后坐持续时间长的引信中，以保证其跌落安全性和发射可靠性。然而在低过载或后坐持续时间短的引信中该机构的应用就受到了很大的限制。本文通过对某型号弹药引信研究，设计出了一种新型的后坐保险机构，大量试验说明，该机构在持续时间短和弹道环境力小发射环境中作用效果良好，其安全性和可靠性均能满足使用要求，解决了一些低发射过载或过载时间发射环境中后坐保险不能使用的问题。

1.引言

引信中的后坐保险机构是利用后坐力来作为解保环境力的保险机构，同时需保证跌落过程的安全性。该种机构主要适用于两种发射环境：①高过载环境，利用高过载实现解保，此时过载大于跌落过载，从而保证安全性；②长时间的低过载环境，利用长时间的低过载实现解保，此时利用解保时间大于跌落时间保证安全性。为了有效地利用发射环境作为后坐保险的条件，后坐保险设计成了引信设计的关键点与难点。某型号单兵火箭弹，发射过载17g，但发射过载的持续时间仅为50ms，且可利用空间非常狭小。因此，在这种小空间实现低过载短时间解保具有严峻的挑战。本文对现有后坐保险的适用条件进行了分析，并在此基础上设计了一种适于狭小空间内低过载、短时间的发射条件的解保机构。

2.传统的后坐保险机构

后坐保险机构靠后坐力解除保险，分为直线运动式保险机构和惯性制动式保险机构（非直线运动式）两种。直线运动式保险机构适用于直线解除保险系数（K值一般为几万克）很大的发射环境，如加农炮与榴弹炮。分为单行程的和双行程的保险机构。单行程保险机构往往在膛内就解除保险，一般只用作辅助保险，主要起平时保险作用。双行程保险机构需经过下沉和上升的往返运动后才能解除保险，解除保险时间较长，能保证膛内安全，适用于高过载弹药引信。

惯性制动式保险机构适用于直线解除保险系数（K值一般在20～200g之间）较小的发射环境，如火箭弹与无座力炮弹等。此种条件发射过载一般小于跌落过载，采用直线式保险机构很难解决安全与可靠解除保险之间的矛盾，但是发射过载的持续时间较长（一般为几秒），而跌落过载的时间较短，惯性制动式保险机构就是利用这种差别来解决安全与可靠解除保险的矛盾而设计的。

3.结构设计及原理

某型号单兵火箭弹，发射过载17g，但发射过载的持续时间仅为50ms，且可利用空间非常狭小（Æ11×20）。为了在狭小空间实现安全与可靠解除保险，本文采用了单曲折槽机构，并且将曲折槽设计为7段，通过简化的理论计算满足设计要求。

后坐保险机构的结构如图1所示。

图1 后坐保险结构图

后坐保险机构作用原理：惯性体在发射过载作用下压缩惯性簧，由于止返机构的导向作用，惯性体边向后运动边旋转运动，运动到预定位置后，止返机构中的导向销在止返簧的推力作用下弹出，将惯性体锁定，完成解保。

3.1 作用可靠性分析

本结构要求在17g、50ms条件下可靠解除保险。为了将产品作用更加可靠，设计的依据过载为15g、持续时间为45ms。本结构采用了8段槽结构（包括7段曲折槽和1段直槽），结构如图2所示。

图2 惯性体曲折槽结构

忽略惯性体运动过程中惯性体与座体、惯性体与导向销及惯性体转动的影响，采用简化计算公式。

每段槽的运动时间：

每段槽的初速（碰撞后）：

每段槽的末速：

l——每段槽的长度

α——倾斜角

β——碰撞恢复系数，取0.2～0.6（对于软材料取小值，硬材料取大值），本惯性体采用黄铜材料，碰撞恢复系数取0.6。

根据公式（1）、（2）、（3），可求得15g过载条件下运动时间为43.8ms。根据运动规律，过载越大，解保时间越短，则17g过载条件下运动时间必小于50ms。因此，该结构从理论上计算分析满足设计指标要求。

3.2 安全性分析

曲折槽机构的安全性主要由以下三个特点来保障。

第一，轴向行程和弹簧抗力平均值的乘积，即惯性系统解除保险运动所克服弹簧抗力所做的功。应在满足可靠性作用前提下，尽量采用长的解保行程。

第二，上惯性筒的周向旋转。上惯性筒在导向销作用下旋转，作用时间将延长，从而提高了机构的安全性。

第三，曲折槽段数。导向销每次到达曲折槽的转折点时，惯性筒必须停止其轴向运动，而向相反方向转动。应在满足可靠性作用前提下，尽量采用多段曲折槽。

本引信惯性体在过载作用下，沿导向销边向下边旋转运动。为了保证机构1.5m跌落安全。忽略摩擦对惯性体运动的影响，假设惯性体沿曲折槽中线运动，且每段的运动都为匀变速运动。

以下从跌落土地所需时间与后坐机构解保的时间来论证其安全性，为了使跌落更加可靠，取跌落高度为3m，取经验数据过载系数K=200g，跌落高度H=3m，初速V0=0m/s。

根据：

则可求得跌落时间为3.9ms。

惯性体受惯性簧的最大抗力为0.68N，惯性体质量为7.5g。

根据图2及公式（1）、（2）、（3）、（6）可求得跌落过程中前6槽的运动时间分别为0.1、0.2ms、0.7ms、1.0ms、1.7ms、2.1ms，总和为5.8ms。即前6段槽运动时间即大于跌落时间，运动到第6段槽便恢复。所以能保证勤务处理时1.5m跌落的安全。

4.试验验证

4.1 解保时间检测

根据惯性体的质心计算后坐机构在不同转速下对应的过载。将后坐保险机构装入试验工装上（如图3所示），惯性体开始被电磁拔销器锁定，惯性体初始位置及解保位置均装配有电极，电极分别引线到示波器上。待电机转速稳定后，电磁拔销器加电，惯性体受离心过载作用，通过示波器上电压的变化时间差即可判断为解保时间。

图3：后坐保险机构试验工装

通过对16发产品的离心试验，均能在15g可靠解保，平均解保时间为43.16ms（与理论计算值43.8ms相当），最长解保时间为46.2ms，最短解保时间为40.4ms满足了在17g条件下50ms时间内可靠解保的要求，试验结果如图4所示。为了保证该后坐保险机构的安全性，试验组根据《引信环境与性能试验方法》对该保险机构根据跌落试验，试验结果如表2所示，试验结果表明，该安保机构能在抵抗3m跌落钢板、水泥板和陆地，安全性符合国军标的要求。

5.结论

利用曲折槽的后坐保险机构，解决了在小空间、短持续时间、低过载条件下的可靠解保，并且利用增加曲折槽的段数，延长了跌落过程中的解保时间，从而保证了跌落安全性，除此之外，通过试验验证了简化公式计算解保时间的准确性，从而为后续相关产品的设计提供了理论依据。

（作者单位：江西新明机械有限公司 ）

图4：试验工装的试验结果

表2：打靶实验结果

[1] 《引信设计手册》编写组编著.引信设计手册[M].北京：国防工业出版社，1978.

[2] 张小兵.《枪炮内弹道学》[M].北京：北京理工大学出版社,2014.

[3] 檀永杰.引信曲折槽后坐保险机构理论研究[J].电子工艺技术,2015,（36）:110-114.

[4] 尹建平，王志军.《弹药学》[M].北京：北京理工大学出版社,2014.

[5] 檀永杰. 引信曲折槽后坐保险机构理论研究[D].南京:南京理工大学2008.

昌飞举行微型消防站战斗员技能比武

11月9 日，在全国第27个消防日到来之际，航空工业昌飞举行了2017年微型消防站战斗员技能比武，标志着微型灭火站这一最小“灭火单元”在企业已初见成效，有效打通了灭火救援的“最后一公里”。

技能比武共设战斗服着装、百米持负重跑、着战斗服连接水带竞赛等三个项目，比武旨在检验微型消防站战斗员训练水平，实现快速、高效处置初起火灾的目的。麻雀虽小，五脏俱全，以救早救小3分钟到场扑救初期火灾为目标的微型消防站已全面覆盖航空工业昌飞，成为现有消防力量的有力补充，昌飞在公司范围内现已建成10个微型消防站，每个微型消防站配备6名志愿消防员，微型消防站具有地域情况熟、反应迅速、机动性强等特点，担负防火巡查、消防宣传教育、初期火灾补救等“一体化”工作。（汤向伟）

60大战略前沿技术方向市场规模预测（二）

航电显示器

领域方向：航电显示器

预测时间：2020年

市场规模：54.7亿美元

预测机构：Technavio公司

核心观点：微显示技术的引入，如阴极射线管（CRT）、数字化光处理、液晶显示器、硅上液晶和LED,使制造商能够开发出大视场、小畸变和高效的平视显示器（HUD）。数字化光处理技术使大视场成为可能，为光学设计提供了灵活性。这种技术的优点之一是它最大限度地减小了图像失真。下一代显示技术，如基于微机电系统（MEMS）的激光扫描和光学波导，使得HUD制造商能够减小HUD的体积，因为微显示技术能容易地集成到更小的区域。

Ma5高超声速客机

领域方向：Ma5高超声速客机

预测时间：2045年

市场规模：200架

预测机构：Hikar项目组

核心观点：设想的高超声速客机将主要集中在平均航程约11000公里（6800英里）的点对点航线上服务。在Ma5的速度下，欧洲到日本航线的飞行时间将从13小时大幅压缩到3小时，而如果速度进一步提高到Ma8的话，那么飞行时间还将进一步压缩约半小时。综合工程技术上的考虑，Ma5是最合适的选择。Hikari项目组提出的发展目标是2045年前后完成100座级Ma5高超声速客机研制，2055年前后完成200座级的研制。

增强现实技术

领域方向：增强现实技术

预测时间：2020年

市场规模：568亿美元

预测机构：市场研究机构Markets and Markets

核心观点：在未来5年内，增强现实技术将在航空、航天和国防、个人消费、商业领域、汽车领域快速发展和应用。在北美、谷歌、高通和微软等科技巨头将推动增强现实在该地区的发展。在欧洲，EuroVR和欧洲虚拟现实和增强现实协会等协会将推动增强现实技术在欧洲的增长。航天、航天和国防应用也将推动增强现实技术在欧洲的发展。增强现实市场的主要参与者包括到谷歌、高通、微软和三星电子公司以及神奇跳跃等初创公司。

VR头显设备

领域方向：VR头显设备

预测时间：2019年

市场规模：159亿美元

预测机构：VB,SuperData网站

核心观点：通过对比过往硬件和市场规模分析认为，在美国有超过1100万的潜在VR用户。综合各平台玩家情况，Gear vr这种介于Cardboard和Oculus的移动设备将引领第一波VR高速增长，随后主机端PlayStation VR,PC端Oculus之类设备带来后续的增长。Gear vr零售价99美元，在41%美国移动消费用户可以接收的价格区间，这标志着VR市场增长的启动。至于更便宜的 Cardboard，Stephanie Llamas认为，虽然它更便宜，但效果上并不足以吸引对VR不热衷的用户，游戏玩家们显然更愿意买Oculus之类效果更好的设备。

移动数据保护

领域方向：移动数据保护

预测时间：2019年

市场规模：36亿美元

预测机构：荷兰ASD Reports公司

核心观点：2014年开始，全球移动数据保护市场（MDP）年均复合增长率达到22.4%，这归因于“动态的商业环境、不断升级的赛博攻击，以及遵守标准的必不可少的需求”。北美预计将是最大的市场，而欧洲和亚洲将是增长最快的市场。最大的供应商预计将是微软、思科、赛门铁克、因特尔公司和Check Point。这些流行的MDP解决方案和服务的实施和供应，已经使MDP供应商、托管服务供应商、通信服务供应商和云供应商能够提供专门定制的MDP解决方案，以准确满足客户的需求。

视频监视

领域方向：视频监视

预测时间：2020年

市场规模：420.6亿美元

预测机构：荷兰ASD Reports公司

核心观点：视频监视用于监测变化的行为及信息，以保护、管理人员并对其进行定向。考虑到日益增长的危险，视频监控是一项及具性价比的提高人员、建筑和贵重物品安全性的措施。

海水淡化市场

领域方向：海水淡化市场

预测时间：2019年

市场规模：191亿美元

预测机构：全球企业增长咨询公司F&S

核心观点：随着全球许多区域旱情不断加剧，海水淡化将逐渐被更多的国家和地区所接受。同时将有更多的海水淡化技术提供商通过开发更加有效的抗旱解决方案实现自身的不断发展。虽然海水淡化在包括美国、印度和中东地区在内的一些区域取得了一定的发展，但管理支持不足等因素大大降低了其发展速度。此外，盐水处理还将是海水淡化领域一个主要的挑战，需要不断实现技术突破来彻底解决它。

核医学/放射性药物

领域方向：核医学/放射性药物

预测时间：2017年

市场规模：600亿美元

预测机构：市场研究公司Markets and Markets

核心观点：当前，在全球范围内，被医生们当做诊断和治疗用途的放射性核素大约有200种，全球核医疗市场又分为诊断（SPECT和PET）和治疗（α、β发生器和近距离放射性疗法等）两大领域，其中，Tc-99m和F-18分别在SPECT和PET市场占主导地位，Rb-82和TL-201在诊断市场领域发展迅速，Y-90和Lu-177在β放射性同位素治疗领域取得了快速增长。核医学在儿科、心脏科、肿瘤学和精神病学等领域均得到了突出的应用。

红外成像

领域方向：红外成像

预测时间：2020年

市场规模：84.5亿美元

预测机构：荷兰ASD Reports公司

核心观点：改报告分析了全球红外成像市场和未来机遇、驱动因素和限制因素。对于红外行业的创新有助于提高可靠性、降低成本，实现非接触式红外传感器测量。非冷却红外成像领域中取得了显著的进步。基于不同技术和波长，红外产品可在提高可靠性、工艺性的同时，也降低了成本，使得红外产品能够广泛应用在诸多行业。红外成像市场处于不断增长的阶段，主要类型包括红外透镜、红外探测器、红外传感器和其他机械部件。

热成像

领域方向：热成像

预测时间：2019年

市场规模：60.988亿美元

预测机构：美国透明度市场研究公司

核心观点：全球热成像的增长表现出色，其应用包括监视、安保、维修、监控、消防、公共安全等。该项研究根据热成像关键应用领域、首要终端用户、主要区域市场来划分全球热成像市场。在关键应用部分，监视与安保占据整体市场的最大份额。在终端用户部分，工业和商业部门占据最高的市场收益份额。此外，北美2012年的热成像市场收入占比最高。

超光谱成像

领域方向：超光谱成像预测时间：2019年

市场规模：0.832亿美元

预测机构：美国市场调查与咨询公司

核心观点：超光谱成像是一种为图像中的每个像素获取电磁频谱的方法，覆盖波长范围较广。应用领域可分为：军事监视、环境测试、采矿与矿物学、农业、机器控制和过程观察、生命科学与医疗诊断、食品、色度学和气象学。增长最快的应用领域是生命科学与医疗诊断，从2014年到2019年的年均复合增长率为13.7%。主要的研究机构包括芬兰Specim光谱成像公司、美国山墙光子公司、比利时IMEC公司、挪威Norsk光电公司、美国表面光学公司和加拿大Telops公司。

光电集成

领域方向：光电集成

预测时间：2020年

市场规模：10亿欧元

预测机构：欧洲JePPIX

核心观点：对许多公司而言，将光集成电路（PIC）应用于新型或改进产品是一个强大的商业契机，为PIC设计商开创了一个快速增长的市场。当市场增长时制造通用PIC的代工厂将会有一个越来越有吸引力的商业机会。预期的市场增长将需要大量的PIC设计方案和设计师。在未来几年将需要使现有设计能力增长10倍。提供资金应集中在提高PIC用于范围广泛的新的或改进产品的机会意识，增加教育和培训能力，创造使PIC代工厂提供所需制造服务的适当条件。

陆上/海上光电系统

领域方向：陆上/海上光电系统

预测时间：2023年

市场规模：102亿美元

预测机构：国际预测公司

核心观点：光电产品的生产速度将不比过去十年以及最近几年，而旧系统的升级与补充订货将成为市场活力的拉动因素，并且这种预测已经得到了证实。海上光电系统的开发商将继续将重点从单纯的防御和空中打击（导弹或战斗机）向强化对海上小型威胁的侦察与锁定转移。L-3通信公司和萨吉姆公司将成为该领域内的行业领导者。

军用光电/红外系统

领域方向：军用光电/红外系统

预测时间：2020年

市场规模：163.5亿美元

预测机构：Visiongain公司

核心观点：光电红外系统为军队提供特定的战场能力，在情报、监视、目标锁定和侦察能力，以及现代化军事力量部署中不可或缺。传感器技术的发展可能会对军用光电/红外系统市场产生影响，并推动越来越多地用在下一代海上近程武器系统上，近防武器系统能够使用光电系统捕获并打击目标。在军用光电/红外系统市场中，成像技术的使用呈上升趋势。红外系统在预测期间快速增长。国防领域的“蓝海战略”（Blue Ocean）将使市场快速增长。

小型无人机

领域方向：小型无人机

预测时间：2019年

市场规模：5.82亿美元

预测机构：市场研究公司Markets and Markets

核心观点：该项研究调查了市场的多种趋势，包括微型、小型和手持无人机的使用率的增长。按推进系统的种类对市场进行了分类，其中包括氢、电、太阳能和锂离子等推进系统。在军用和民用领域，小型无人机市场将继续迅速发展。印度、韩国、中国、德国、法国和澳大利亚等国家成为小型和微型无人机领域新的增长地区。这些国家成为小型无人机市场的主要参与者还将继续包括航空环境公司、萨博公司、以色列航宇工业公司和泰雷斯集团。

无人机

领域方向：无人机

预测时间：2022年

市场规模：212.3亿美元

预测机构：荷兰ASD Reports公司

核心观点：推动该市场发展的主要因素包括无人机民用需求增长和无人机技术的快速进步。在预测周期内，民用无人机将占据市场的最大份额；同时，从地区上看，北美地区将是份额最大的市场。由于2016年8月FAA发布了107部（Part 107）规则，北美的民用无人机市场有望增长迅速。亚太地区由于印度等发展中国家在国防和民用领域投资的增长，将出现强劲的增长势头。对自主和更高使用效率的需求增长将拉动无人机市场的增长。

地面无人车

领域方向：地面无人车

预测时间：2020年

市场规模：82.6亿美元

预测机构：荷兰ASD Reports公司

核心观点：北美的无人车市场占全球无人车市场的50%；亚太国家（印度等）也逐渐加大军用和民用无人车的投资力度。由于受北美和欧洲国家国防预算削减的影响，上述地区无人车市场增长将受到限制。未来，无人车仍需提升其自主性和作战效率，而高危环境下的适用性等非军事用途有望推动全球无人车市场发展。iRobot公司（美国），诺斯罗普·格鲁曼公司（美国）和奎奈蒂克公司（英国）是三大无人车公司，共占全球市场总份额的50%以上。

非地球同步轨道卫星

领域方向：非地球同步轨道卫星

预测时间：2025年

市场规模：1750亿美元

预测机构：美国北方天空研究所

核心观点：未来十年，非地球同步轨道卫星将引领卫星制造与发射市场的增长。地球同步轨道市场仍将是关键的收入来源，其中，地球同步轨道商业通信仍将继续占据最大份额。报告预测未来十年共将发射1800多颗卫星，其中一半是商业通信和对地观测卫星。不断增长的用户、对持续连接的需求、大数据，以及紧张的安全环境，正在为卫星制造与发射市场提供新的机会。

七〇五所王中入选国家百千万人才工程

近日，人力资源和社会保障部公布了2017年国家百千万人才工程入选人员名单，中船重工集团公司第七〇五研究所王中入选国家百千万人才工程，同时被授予“有突出贡献中青年专家”荣誉称号。

王中现任七〇五所党委书记、副所长，研究员、中共党员。多年来，他以高度的事业心和强烈的使命感，矢志不渝，大胆探索，完成了多型重点项目研制任务。尤其是在我国第一型助飞水下装备的研制中，他作为总设计师，带领科研团队历时多年，攻克多项关键技术，圆满完成装备研制任务，填补了国内空白。近年来，王中先后荣获省部级以上科技进步奖7项，其中省部级特等奖2项，一等奖1项，先后荣获中船重工优秀青年科技工作者、优秀共产党员、劳动模范，陕西省先进工作者，科技部中青年科技创新领军人才，国家“万人计划”科技创新领军人才等多项殊荣。

百千万人才工程是由人力资源社会保障部发起，会同科技部、教育部、财政部、发展改革委、自然科学基金会、中国科协等选拔培养中青年学术技术领军人才的重大人才工程，重点选拔培养瞄准世界科技前沿，能引领和支持国家重大科技、关键领域实现跨越式发展的高层次中青年领军人才。百千万人才工程于1995年开始设立，每年选拔一次，每次选拔400人左右，入选标准高、难度大。此次全国共有411人入选，中船重工集团公司仅有2人入选。（杜兴民）

七二二所石油测井设备再拓新市场

近日，七二二所控股的武汉海阔科技有限公司与中石化江钻石油机械有限公司就钻头工况在线监测仪市场开发达成合作意向。在当前全球石油行业市场开发处于低谷的形式下，该合作意向的达成开辟了合作双方战略协作的新篇章。该钻头工况在线监测仪的研发成果，可以将石油井下工况的警示性参数上传到地面，提供给司钻操作时参考，在特殊工艺井和地质复杂井的钻探中具有重要的市场需求；钻头工况在线监测仪可以实时记录钻头、钻具在井下的工况参数，在钻头、钻具研发中也有较大的需求；钻头工况在线监测仪技术扩展，形成近钻头地质参数和轨迹参数测量仪器，进而组成近钻头地质导向系统，在钻井领域具有较广阔的应用前景。(谢瑶)