張比升，尚雅玲，但 波

（1.海軍裝備研究院系統(tǒng)所，北京 100161；2.海軍航空工程學(xué)院兵器科學(xué)與技術(shù)系，山東 煙臺(tái) 264001）

火工品是裝有火藥或炸藥，受外界能量刺激后產(chǎn)生燃燒或爆炸，用以引燃火藥、引爆炸藥、做機(jī)械功或產(chǎn)生特種效應(yīng)的一次性使用的元器件和裝置的總稱[1]?；鸸て肥菍?dǎo)彈上的關(guān)鍵部件，它的失效將影響整個(gè)導(dǎo)彈的作戰(zhàn)性能。火工品與導(dǎo)彈上其他各部件相比，貯存壽命一般較短[2]，導(dǎo)彈的服役壽命在很大程度上取決于其上火工品的使用壽命。國(guó)內(nèi)外對(duì)到期火工品的處置方法有區(qū)別，國(guó)內(nèi)對(duì)導(dǎo)彈到期火工品都是直接銷毀或是演習(xí)打掉[3]，其實(shí)這些導(dǎo)彈火工品并未達(dá)到實(shí)際貯存壽命而提前退役，這種處理方法給國(guó)家造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。國(guó)外如俄羅斯通常是在到達(dá)使用期限后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)，如果檢驗(yàn)的各項(xiàng)指標(biāo)均合格則允許再使用1年。實(shí)際上很多火工品可以延長(zhǎng)的壽命要遠(yuǎn)大于1年，這樣的處理方法同樣不利于節(jié)省軍費(fèi)，美國(guó)采取的壽命監(jiān)控試驗(yàn)及延壽方法則相對(duì)科學(xué)[4]。

本文結(jié)合導(dǎo)彈火工品特點(diǎn)，分別針對(duì)已知與未知結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)的火工品提出了壽命期內(nèi)檢測(cè)與到服役期后的處理方法，給出了延壽的具體措施和參考年限。這些工作既可以積累火工品的基本數(shù)據(jù)，又可以為其他類型導(dǎo)彈到期火工品處理方法提供依據(jù)，具有重要的參考意義。

1 貯存過(guò)程中導(dǎo)彈火工品檢測(cè)與維護(hù)

火工品的壽命周期包括方案設(shè)計(jì)、加工生產(chǎn)、貯存、使用以及到期銷毀?？梢?jiàn)火工品的壽命是若干關(guān)鍵環(huán)節(jié)的集合，這些環(huán)節(jié)之間聯(lián)系非常緊密，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤都會(huì)導(dǎo)致火工品失效。導(dǎo)彈火工品貯存過(guò)程對(duì)其產(chǎn)品性能的影響尤其重要，若是貯存條件不滿足火工品的各項(xiàng)要求[5]，火工品可能在壽命期到達(dá)前就已經(jīng)失效，這將對(duì)武器系統(tǒng)性能的發(fā)揮帶來(lái)致命影響。因此，貯存過(guò)程中火工品性能檢測(cè)與維護(hù)有著非常重要的意義。

1.1 導(dǎo)彈火工品結(jié)構(gòu)組成

火工品種類繁多，有多種不同的分類方法。按輸出特性可分為引燃火工品、引爆火工品；按結(jié)構(gòu)組成可分為簡(jiǎn)單火工品和復(fù)雜火工品；按輸入激發(fā)能形式可分為機(jī)械能激發(fā)火工品、熱能激發(fā)火工品、電能激發(fā)火工品、光能激發(fā)火工品、化學(xué)能激發(fā)火工品和爆轟能激發(fā)火工品[6]。

導(dǎo)彈做功用火工品屬于電火工品，該種火工品典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 電火工品典型結(jié)構(gòu)

1.2 導(dǎo)彈火工品失效的主要原因

導(dǎo)彈火工品貯存中失效的主要原因：一是火工品所用裝藥自身貯存性能，如熱安定性和吸濕性等；二是火工品的結(jié)構(gòu)，尤其是密封性；三是火工品所處的貯存條件，如環(huán)境溫度和濕度。前兩種因素與火工品裝藥成份、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工有關(guān)，屬于火工品固有屬性，出廠合格火工品的實(shí)際使用壽命主要取決于貯存條件。電火工品藥劑吸濕后將影響其點(diǎn)火、引燃和引爆性能。長(zhǎng)期貯存后電火工品的電極塞和焊點(diǎn)有可能氧化，使電火工品的接觸電阻增加，造成供給電火工品的能量不足，發(fā)生故障。另外，在勤務(wù)處理中的震動(dòng)沖擊也有可能使火工品電極塞發(fā)生松動(dòng)和脫落、焊點(diǎn)出現(xiàn)斷裂、密封膠破損等破壞。對(duì)電火工品的影響因素及典型失效模式見(jiàn)表1。

表1 電火工品主要影響因素及失效模式

通過(guò)分析可知，為延長(zhǎng)火工品的工作壽命，對(duì)貯存中的火工品應(yīng)建立如下檢測(cè)與維護(hù)制度：① 定期對(duì)火工品的性能參數(shù)進(jìn)行測(cè)試并做好記錄；② 定期進(jìn)行環(huán)境溫度和濕度的檢測(cè)，根據(jù)記錄結(jié)果，及時(shí)調(diào)整貯存場(chǎng)所的溫度和濕度條件，使火工品貯存處于一個(gè)理想的環(huán)境條件[5]。

2 到貯存期導(dǎo)彈火工品樣本研究

1）工業(yè)CT照相。對(duì)于未知具體結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)導(dǎo)彈火工品，首先應(yīng)進(jìn)行工業(yè)CT照相。工業(yè)CT原理是綜合計(jì)算處理X射線穿過(guò)旋轉(zhuǎn)的檢測(cè)物體，得到陰影投影結(jié)果，重建和顯示物件內(nèi)部橫截面結(jié)構(gòu)。工業(yè)CT照相可用于無(wú)損檢測(cè)火工品內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括電極塞的裝配位置、引線狀態(tài)、橋絲完好情況、裝藥層次、藥層斷面以及火工品內(nèi)部各零部件的情況。

2）解剖與測(cè)繪。通過(guò)解剖可以觀察到導(dǎo)彈火工品內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)，判斷藥劑有沒(méi)有發(fā)生潮濕凝結(jié)、火工品橋絲有無(wú)變色斷裂、密封膠是否融化等失效情況出現(xiàn)。對(duì)于未知具體結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)的火工品進(jìn)行解剖后，對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行測(cè)繪，對(duì)零件的材料進(jìn)行理化分析，通過(guò)解剖與測(cè)繪，分析火工品的設(shè)計(jì)思想以及作用過(guò)程，為以后可能進(jìn)行的仿研做好準(zhǔn)備。

3）靈敏參量試驗(yàn)。通過(guò)測(cè)試到貯存期導(dǎo)彈火工品靈敏參量是否發(fā)生顯著性變化來(lái)判斷所檢驗(yàn)火工品是否合格。靈敏參量是反映火工品性能變化最敏感的參數(shù)，不同類型火工品的靈敏參量也不同。電火工品的靈敏參量為平均發(fā)火感度和作用時(shí)間。通常測(cè)平均發(fā)火感度和作用時(shí)間分別需要樣本數(shù)量為50發(fā)和15發(fā)[7]，記錄參數(shù)值a1、b1。

4）壽命判斷。數(shù)量按照火工品試驗(yàn)方法71℃試驗(yàn)法要求為195發(fā)。樣本中的65發(fā)進(jìn)行靈敏參量測(cè)試試驗(yàn)，剩下的130發(fā)樣本進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)，分別得到等同于15年和20年的加速樣品各65發(fā)。加速后等同于15年和20年的樣本進(jìn)行發(fā)火試驗(yàn)，得到參數(shù)值a2，b2，a3，b3。樣本基本情況如表2所示：

表2 樣本基本情況

根據(jù)火工品試驗(yàn)方法71℃試驗(yàn)法，若參數(shù)a1，a2之間與b1，b2之間的誤差在允許范圍內(nèi)，可建議延壽3年；若 a1，a2，a3之間與b1，b2，b3之間的誤差在允許范圍之內(nèi)，可以建議延壽5年；若參數(shù)之間誤差過(guò)大，則不建議延壽。參數(shù)之間的誤差范圍可以參照同類型的火工品，數(shù)據(jù)分析如表3所示：

表3 數(shù)據(jù)分析

延壽期間也應(yīng)注意定期對(duì)導(dǎo)彈火工品進(jìn)行基本性能參數(shù)檢測(cè)，以確?；鸸て返恼Ｗ饔?。

3 庫(kù)存到貯存期導(dǎo)彈火工品處理方法

3.1 已知結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)導(dǎo)彈火工品處理方法

參照我國(guó)的《航天火工裝置通用規(guī)范》[8]及美國(guó)的壽命監(jiān)控試驗(yàn)及延壽方法[4]，對(duì)已知結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)的導(dǎo)彈火工品，在產(chǎn)品生產(chǎn)后，按制定的貯存計(jì)劃進(jìn)行長(zhǎng)貯，火工品貯存條件應(yīng)和導(dǎo)彈貯存條件保持基本一致。在火工品達(dá)到規(guī)定壽命期限時(shí)，進(jìn)行實(shí)時(shí)老化監(jiān)視試驗(yàn)，將每種類型長(zhǎng)儲(chǔ)火工品取出5發(fā)進(jìn)行非破壞性試驗(yàn)以及高溫、常溫和低溫貯存后的發(fā)火試驗(yàn)等試驗(yàn)，如均能滿足產(chǎn)品規(guī)定的指標(biāo)，建議延壽1年；或是每種類型取出10發(fā)進(jìn)行上述試驗(yàn)，如果均能滿足產(chǎn)品規(guī)定的指標(biāo)，建議延壽3年。到達(dá)規(guī)定使用年限后，再重復(fù)以上檢驗(yàn)，實(shí)時(shí)老化監(jiān)視試驗(yàn)次數(shù)無(wú)限制。處理方法見(jiàn)圖2：

圖2 處理方法流程圖

3.2 未知結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)導(dǎo)彈火工品處理方法

對(duì)未知結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)導(dǎo)彈火工品，在產(chǎn)品引進(jìn)之初就應(yīng)該進(jìn)行解剖測(cè)繪，明確火工品的關(guān)鍵性能參數(shù)，并進(jìn)行壽命評(píng)估。

對(duì)于當(dāng)初引進(jìn)時(shí)并沒(méi)有進(jìn)行具體性能研究的火工品，在到達(dá)規(guī)定壽命期限后，可以進(jìn)行解剖測(cè)繪，仿研一批新產(chǎn)品，按照加速壽命試驗(yàn)的要求進(jìn)行試驗(yàn)得到相應(yīng)靈敏參量的變化情況，然后對(duì)于參數(shù)變化在允許范圍內(nèi)的火工品，建議延壽相應(yīng)年限。

4 結(jié)論

本文結(jié)合導(dǎo)彈火工品特點(diǎn)，分別針對(duì)已知與未知結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)的火工品提出了壽命期內(nèi)檢測(cè)與到服役期后的處理方法，給出了延壽的具體措施和參考年限。這些工作既可以積累火工品的基本數(shù)據(jù)，又可以為其他類型導(dǎo)彈火工品到期處理方法提供依據(jù)，具有重要的參考意義。

[1]國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)科學(xué)技術(shù)部主編.中國(guó)軍事百科全書:火炸藥、彈藥分冊(cè)[M].北京:軍事科學(xué)出版社,1991.

[2]陳萬(wàn)創(chuàng).環(huán)境條件對(duì)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈貯存可靠度的影響[J].環(huán)境技術(shù),1995(2):7-11.

[3]婁建武,龍?jiān)?謝興博.廢棄火炸藥和常規(guī)彈藥的處置與銷毀技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2007:1-13.

[4]張蕊,張春婷,張芳,等,譯.發(fā)射及空間飛行器用爆炸系統(tǒng)及爆炸裝置規(guī)范[G]//火工品安全性可靠性技術(shù)國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)文集:第四集,2009:47-49.

[5]GJB2001-1994 火工品包裝、運(yùn)輸、貯存安全要求[S].

[6]夏建才,劉麗梅.火工品制造[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2009:9-10.

[7]GJB736.8-1990 火工品試驗(yàn)方法71℃試驗(yàn)法[S].

[8]GJB1307A-2004.航天火工裝置通用規(guī)范[S].