潘伦华

摘要： 传统的擦地炸接电开关的结构比较复杂，在作战时引信有延迟作用的现象。随着现代化武器对于动作的灵敏性要求越来越高，需要开发和设计出机电触发引信可靠性高的擦地炸接电开关。这种开关组成部分包括开关体、惯性球、开关簧、接电套等，虽然结构看似简单，但是可靠性非常高，被广泛运用于单兵火箭等直射式武器的运用中。为了提高擦地炸接电开关接电动作的准确性，可以从减小开关零件之间摩擦力的大小、开关体锥度的角度增大、接电套锥角和惯性球的质量提高、开关簧抗力的减少等方面做些研究。通过研究发现，经过这些因素的改善，可以增强擦地炸接电开关的灵敏性，擦地炸作用率将近99%。本文将对如何提高引信可靠性做些探讨和研究，希望为行业提供一些参考。

关键词： 机电引信;擦地炸;研究

引言

直瞄种类的武器在直射时射击的角度会比较小，如果没有击中目标，需要触发擦地炸，以提高其打击力度和增强其杀伤性。为了达到这样的效果，要提高和优化破甲弹的引信结构设计，以提高其灵敏性，避免哑弹的产生。国际上其他国家也有通过惯性锤式万向触发机构的触发灵敏度和通过将滑动摩擦改为滚动摩擦，以达到降低摩擦力效果而提高对地触发灵敏度的相关研究。通过这些改进，擦地炸作用率虽然有一定的改善，大约作用率能达到90%，但是仍存在着很大的改善空间，且这些设计结构也比较复杂，实际应用操作不便，因此，需要机电触发引信高可靠性擦地炸接点开关。

接电开关结构与工作原理

该接电开关结构如下图1所示：

从图中可以看出，由开关体、接电套、簧套、惯性球、开关簧这几个部分组成。该结构具有可靠性高、体积小的优点。

该开关机构的工作原理是：弹丸被装配至该机构中，到飞出阶段，一直受到弹簧的压紧作用，此时接电套和机构外的接电筒是互相隔绝的，没有直接接触，因此系统处于断路的状态。当弹丸沿着上图飞行方向飞出该接电开关时，此时开关的弹簧抗力要大于接套组件和开关体之间的摩擦力，能够提供足够的动力将弹丸射出。弹丸离开作用机构后沿着一定的轨道飞行，遇到目标自然会引爆。若没有击中目标，飞行一段距离后随着动能的耗尽，最终会以擦地的方式落地。在擦地过程中，弹丸和地面间产生撞击力使得开关中的惯性球在斜面上移动，这样就使得接电套的弹簧克服接电套和开关体之间的摩擦力与接电筒接触，从而触发开关接通，引起引信点火。

动态特性分析

弹丸的弹道环境

根据相关研究表明，某火箭弹章动过载系数为2.7、爬行过载系数时0.6时，做钝感度试验时，其最大前冲过载系数是161.8。

弹丸在擦地时触发接电触发开关的动力分析

弹丸在擦地时除了受到地面的径向作用力，还会受到轴向的摩擦力。在构建受力模型时，我们考虑的是惯性球只受到垂直于弹轴的力和惯性球的平动，而忽视轴向的前冲过载力和惯性球的自转。以惯性球来构建动态模型，分析其受力情况。如下图2，以惯性球的中心O1为原点，X1是弹丸的飞行方向。

惯性球开始起作用后，它受到来自开关体对惯性球的反作用力N1和接电套对惯性球的反作用力N2，这两个力均垂直于惯性球和各自的受力面，以及开关体对惯性球的摩擦力F1和接电套对惯性球的摩擦力F2，这两个力的方向和接触面的方向一致。图中的Q1是指惯性球的横向惯性力。

弹丸在接电套内启动时的受力分析如下图3：

图中，弹丸、接电开关和接电套的组件处于轴平行关系。O2是接电套合簧套合件的中心，以该点原坐标原点，X2方向是弹丸飞行的轴向方向。

接电套开始起作用时，N2指惯性球对接电套的作用力，N3指开关体对接电套的作用力，F3指开关体受力后移动，与接电套之间产生的摩擦力。Q2为接电套和簧套组件的轴向惯性力，P为开关簧对接电套的推力。

试验验证

通过对擦地炸机构的设计优化，从理论上认为该机构参数合理、结构简单、且擦地炸作用率高。通过以下试验进行验证：

静态试验验证

静态时分析的对象是弹道的安全性。我们通过离心实验来确认。具体的操作是：将该机构通过治具固定装配在离心机上，通过离心力的公式F=mrω2来计算，F指引信的零部件受到的离心力，m为引信零部件的质量，r为该零件的重心距离离心机的中心距离，本机构中，r的值为150mm，ω为离心的旋转角速度。通过公式可知，当惯性过载值为140g时，离心的速度为15.2/s，惯性量值增大达到210g时，离心转速为18.6/s，意味着该离心机的旋转角速度在15.2/s以下时，该引信机构是不闭合的，指示灯也不亮，当旋转角速度超过18.6/s时，该机构会进行闭合，电路接通，指示灯会亮起。

动态试验验证

动态试验是通过实际的弹丸发射，确认擦地炸的作用率。在炮口处200m的地方设置一块3x3mm的复合板与弹丸的水平飞行方向垂直，弹丸射击后穿过该复合板继续前进，大约在1500m处会进行擦地。要求弹丸在接触该复合板时引信不作用，擦地后才能触发引信发火。经过大量的重复试验取数，结果表明，该机构的引信擦地炸作用率在95%以上。

结语

该机电触发引信机构经过理论分析，其可靠性高、且通过静态的离心实验分析和动态的打靶试验验证，表明该机构的擦地炸作用率高，不容易产生哑火的现象。其结构简单，安全性方面也比较可靠，能够满足使用要求，为。直瞄式武器的擦地炸接开关的设计和优化提供了一定的参考。

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