引信安全性現狀分析與試驗考核建議

王雨時，紀永祥

(1.南京理工大學機械工程學院，江蘇 南京 210094；2.中國華陰兵器試驗中心，陜西 華陰 714200)

0 引言

由于引信失效后果會特別嚴重，所以安全性問題始終是引信的首要問題。改革開放的四十多年來，特別是伴隨著《引信安全性設計準則》標準的頒布和實施，以隔爆、延期解除保險、冗余保險和采用導傳爆藥為主要標志，引信安全性在不斷提高。但隨著實戰裝備訓練使用愈加頻繁，引信各種安全性問題仍時有發生，危及戰士生命和健康，也影響戰斗力。

文獻[1]總結了十多年前的引信安全性現狀。文獻[2]提出引信高安全性技術是現代引信的三大基礎技術，并分析了引信高安全性技術的新內涵。文獻[3—5]針對我國引信安全性設計現狀，詳細地比較研究了最新版本的美國軍用標準MIL-STD-1316F《引信安全性設計準則》。

本文總結國內引信安全性現狀，歸納安全性問題主要成因，對引信安全系統可靠性設計進行了分析，并按壽命期階段詳細討論了共性的安全性設計問題，在此基礎上概略分析引信安全性設計薄弱環節，提出有助于引信安全性改進和提高的試驗考核項目實施時應注意的事項。

1 引信安全性現狀

引信安全性問題，是一個永恒的話題和主題。第一次世界大戰，歐洲戰場上火炮因引信原因而炸膛的概率為千分之一左右。第二次世界大戰后，美軍開始總結第二次世界大戰的經驗，系統研究引信安全性問題，以《引信安全性設計準則》為標志，形成了系統的引信安全性設計理論體系。

我國建國后一段時期內，主要是仿制前蘇聯的引信，并伴隨引信產品技術的發展，零星而不成系統地引進了一些引信設計理論體系，但安全性設計理念不成體系，引信安全性問題突出。

由此，我國不得不開始關注引信安全性問題。進入20世紀80年代，隨著美國軍用標準《引信安全性設計準則》的引入，我國開始系統研究引信安全性及其設計問題，使引信安全性問題得到一定的改善。最典型的例子就是由于引信原因引起的膛炸事故很少發生了(如最近發生的122 mm自行榴彈炮膛炸與35 mm高炮炮口炸，已經排除引信方面的原因)。

近年來，在部隊使用中引信發生彈道炸的概率顯著增多，特別是作為陸、海軍火力主力的大口徑火炮，如155 mm加榴炮和122 mm榴彈炮彈藥以及海軍76 mm艦炮。此外，也有炮口炸(如某槍榴彈引信DQSI、航炮訓練彈引信炮引-25)、搬運炸(如某槍榴彈引信槍-1甲)、檢測炸(30 kg布撒子彈藥引信)以及瞎火引信爆炸物處理炸(如某單兵火箭引信等)等。

與引信作用失效狀態的瞎火(該爆炸時未爆炸)不同，引信安全性失效的結果，更多時候表現為不該爆炸時發生了爆炸，后果是災難性的。因此有必要深入研究引信安全性設計的薄弱環節及其成因，及時辨識和確認引信安全性問題，為進而提高引信安全性提供參考。

2 引信安全性問題成因簡析

2.1 需求方面原因

引信安全性貫穿于引信全壽命周期。不管設計者是否承認，事實就是如此，部隊使用暴露出的引信安全性問題，涉及引信的全壽命周期，特別是引信作為未爆彈藥的一部分爆炸物處理特性設計的問題。但有時，需求論證可能只關注發射時安全距離以前階段的安全性問題，而使設計者忽略了引信壽命后期的安全性問題。

《引信安全性設計準則》內容和要求更新周期短，并不是所有內容都能被所有用戶所接受，并且《引信安全性設計準則》作為技術標準，沒有法律上的強制力。關鍵時用戶以上帝身份裁剪，引信安全性要求就先天不足了。

2.2 設計方面原因

常規彈藥(包括引信)是大批量生產的產品，常規彈藥產業生產人員從事的是簡單重復的勞動，靠“量”生存，而引信產品研發是知識高度密集型的創造性勞動。引信生產和研發是兩種性質迥異、極端對立的工作，這樣兩類工作、兩類人員集合在一個公司內，若想消除腦體倒掛現象，調動起各方面的積極性，既能完成生產任務，又能盡快開發出新產品，需要管理者要有高超的管理智慧。

引信設計缺乏系統深入的理論指導，單純“畫”加“打”，意識不到安全性風險在哪兒，等到安全性問題成為事實出現時，為時已晚。

引信技術比較復雜，引信基本概念比較多。引信行業從業人員很多概念和認知似是而非，引信安全性設計準則難以深入、準確貫徹。

引信設計者對引信的發展衍變歷史，特別是一些安全性事故的教訓，知之不多，很難做到以史為鑒、舉一反三。

引信安全性設計涉及更多的是極端彈道環境和極端使用環境。但事實上引信設計者或者武器系統設計者對引信工作涉及的極端彈道環境和極端使用環境往往也是知之甚少，很難有條件去搞清楚、搞準確。

引信設計涉及彈道學、武器系統、武器平臺、彈藥系統、戰斗部系統、爆炸元件和戰術使用方面的信息，信息溝通與交流往往不暢。

引信批量化生產，要求其具有良好的可生產性設計。目前多數設計者不熟悉制造技術，設計與制造脫節，閉門造車、照貓畫虎設計出來的產品，不但難以保證性能，也難以保證質量和經濟效益。

由于不能準確理解安全生產的含義，引信研制過程中涉及爆炸元件以及與爆炸有關的工作，如爆炸序列試驗，特別是隔爆安全性試驗，數量少，條件又失真，安全性得不到有效驗證。

2.3 監管方面原因

安全性問題的可靠性要求很高，而且隨著社會發展和人民生活水平的提高，這一要求越來越高，即使是小概率也不允許。但鑒定試驗樣本量有限，事實上很難在鑒定試驗時通過例行試驗發現安全性問題。只有掌握極限(邊緣)彈道(使用)條件，掌握產品原理安全性缺陷或設計薄弱環節，有的放矢地進行強化條件下的驗證試驗，才有可能有效暴露引信的安全性薄弱環節。

因此，辨識引信極限(邊緣)彈道(使用)條件，以及引信產品原理性的安全性缺陷或設計薄弱環節，非常重要。

2.4 體制原因

需要從體制層面真正打破壟斷，形成有效競爭。引信安全性設計應從用戶出發、從實戰出發、從部隊出發、從戰士出發、從使用出發。

引信定價偏低，如同谷賤傷農，長期如此，從業人員素質難以提高，最終損失的還是引信產品的性能，特別是安全性。引信是爆炸品，是軍用爆炸品，其安全性馬虎不得。從業人員收入偏低，安全性風險難以避免。

產品的研制進度和研制費用往往很少關注到引信安全性的需求，特別是大樣本量的安全性驗證試驗，周期長，消耗大。

工廠試驗條件多以生產驗收為主，新產品研制試驗條件往往不太具備，特別是新平臺、新武器系統所需的引信以及新原理的引信。

計算機仿真技術一般適用于碩士以上學歷的從業人員，目前引信行業企業研發工作以計算機仿真為基礎的比較少。計算機仿真軟件和硬件往往配備不到位，正版軟件難以推廣使用。理論、仿真和認知都不到位，單靠有限的試驗解決安全性問題，難度很大。

3 引信安全系統可靠性設計分析

引信安全系統是引信實現安全性設計的核心。從邏輯上講，引信安全系統包括引信安全和解除保險機構(SAD)，但并不等同于引信安全和解除保險機構。應盡可能區分和正確運用引信安全系統與引信安全和解除保險機構的概念。引信俗語引信安全引爆系統或引信安保機構(裝置、系統)并不是術語，不宜使用。

引信安全性設計應不折不扣地執行《引信安全性設計準則》的規定，特別是有關引信安全系統安全性設計的最基本、也是最核心的規定(除非由于預定的發射，均不得啟動解除保險程序；不易受共因失效的影響；在解除保險周期開始前或開始時，不包含任何單點失效；在解除保險周期內將單點失效減少到最少。與這些單點失效相關聯的時間窗應減到最小，而且此時間窗只在預定的延期解除保險結束或即將結束時才存在。如果電保險件或能量控制件以任一給定狀態失效或可信失效，則引信的設計應該能夠防止過早解除保險(啟動)或過早作用，這些失效包括發生在引信電源應用之前、期間或之后的偶然失效和從屬失效)。過去只關注和強調了一些操作層面的要求，如冗余保險、延期解除保險、手工解除保險等。

引信安全系統失效率要求及其分析計算方法，應該結合產品技術實際、生產和使用實際，特別是積累可靠性失效底事件概率數據，應盡快進一步系統化、實用化，以促進引信安全性方案優選，提高引信安全性。

相對于中國民航飛機一億分之1.3次/飛行時的平均失效率，相對于世界民航飛機一千萬分之1.5次/飛行時的平均失效率，引信安全系統防止引信意外作用的失效率允許上限為一百萬分之一，偏高了1～2個數量級。隨著科學技術的進步，至少對于一些高新技術彈藥引信，預計很快就會提高此要求，例如到一千萬分之一。

民航飛機的失效率，是以飛機飛行時間為單位計算的。未見有標準和文獻論述引信安全系統失效率的計算單位。從《引信安全性設計準則》文本字面理解，應是以單發引信壽命周期各時段為單位的，即應分為兩段(非身管發射的彈藥)或三段(身管發射的彈藥)：預定解除保險開始之前；膛內階段(身管發射的彈藥)；從解除保險開始或飛出身管(如果是身管發射)到達到安全距離階段。

身管發射彈藥膛內階段時間很短(10 ms左右)，但膛內階段發射沖擊可能很大，因而與預定解除保險開始之前的漫長儲存壽命但經歷的較弱環境相比，引信安全系統預防意外作用的失效率兩階段都定在一百萬分之一是有一定道理的。

引信敏感爆炸元件特別是引信爆炸序列中的敏感爆炸元件可靠性對引信安全性和可靠性影響非常顯著。引信敏感爆炸元件的總體結構、裝藥結構、裝藥類型、裝藥工藝、裝藥量及其散布控制對其可靠性、安全性(安定性)影響都很大，應予以特別關注。

按現有引信機構和原理，正常引信發生彈道炸的概率約為一萬分之一至十萬分之一，但不可能是0。如果某型引信發生彈道炸的概率達千分之一量級，則該引信必有確定的異常原因導致彈道炸。這種異常原因可能是未被發現的設計缺陷，也可能是生產質量缺陷所致，或者是彈道環境或使用環境異常所致。

4 引信壽命期內安全性設計問題分析

4.1 勤務處理階段

1) 引信安全性與設計者對引信所配用武器彈藥系統的認識深入程度有關，與引信勤務處理和使用的可信環境有關，與發射彈道環境特別是極限彈道環境有關，在全壽命期內還與爆炸物處理環境有關。因此，全面認知引信勤務處理和使用的可信環境有關，非常重要。

2) 幾乎所有身管發射引信都有后坐保險機構。勤務處理意外跌落環境產生的沖擊過載，與引信后坐保險機構解除保險的后坐環境接近。因而引信后坐保險機構設計，要準確區分發射環境與勤務處理意外跌落環境。

3) 引信勤務處理意外跌落，可能有多種狀態：

①跌落高度不同

《引信環境與性能試驗方法》標準規定的最低高度是1.5 m(裸態)和12 m(包裝態)。在此標準之前，傳統認為引信安全落高一般應不低于3 m或2 m(彈藥箱堆垛)。

②包裝與否

引信的運輸和儲存可能有多層包裝，如包裝盒(桶)和包裝箱，可能還有密封用的包裝袋，也可能未包裝。除了包裝與否，包裝物的種類和層數也會有所不同。過去多關注裸態引信跌落，硬目標的安全性問題，事實上對于低后坐過載發射環境的引信，帶包裝跌落和跌向軟目標，才是最危險的情形。

③跌落物體不同

以往對跌落物體關注不足，試驗時往往只跌落帶引信的彈丸。事實上裸態引信甚至引信的某些部件都可能發生意外跌落，而對于定裝式彈藥，跌落的物體還可能是全備彈(引信配帶發射裝藥系統的彈丸，包括藥筒和底火)。由于質量更小，所以裸態引信特別是本體為鋼的裸態引信及其部件，跌落沖擊過載往往要遠大于配帶引信的彈丸跌落時的沖擊過載。

④跌落姿態不同

雖然《引信環境與性能試驗方法》規定有五種跌落試驗姿態，但一般是以底向下跌落姿態最為嚴酷。由于跌落試驗時被試引信或陪試彈丸是自由落體運動，與跌落目標碰撞瞬間很難保證是引信或彈丸處于底向下的垂直跌落姿態，而只有完全垂直的跌落姿態才是跌落沖擊過載最大的姿態，所以單靠標準規定的25發跌落試驗樣本，很難遇到跌落沖擊過載最大的極端情形。也就是說，單靠普通的底向下跌落試驗，很難實施有效考核。

⑤跌落目標不同

“一切皆有可能”，包括標準中規定的鋼板，以及標準中提到的其他目標，如土壤、砂石、混凝土、木板、鑄鐵板等。

上述各種各樣的狀態，所產生的跌落沖擊過載曲線也不盡相同，甚至差別很大。引信后坐保險機構安全性設計應考慮其最有可能解除保險的極端情形。

4) 由于裸態引信和引信配裝彈丸意外跌落時產生的沖擊過載一般都比較大，很少有引信發射過載會遠大于此而能有效區分，所以引信剛性后坐保險機構的應用應該慎之又慎。

5) 現有M739系列引信引起彈道炸的主要原因從操作使用層面看是引信在彈口螺紋上沒有擰緊，在外彈道高速旋轉環境下產生偏歪引起附加軸向“離心力”，使活機體前沖。

6) 引信原理設計應保證引信在彈體上旋松或處于未擰緊狀態時引信仍能正常工作或者不會意外發火。

7) 引信徑向質量偏心，既會引起彈丸徑向質量偏心從而對彈丸射擊精度不利，也會因振動或沖擊使引信在彈體上旋松(連接螺紋)。

8) 引信原理和機構設計，應盡可能保證引信內部運動間隙和解除保險運動對引信徑向質量偏心影響最小。

9) 引信與彈體連接螺紋，在保證安裝人機工效的前提下，應盡可能減小徑向間隙。如有必要和可能，應加設一段精密配合的光滑圓柱面和光滑圓柱孔以實現準確定位。

10) 引信與彈體之間，可沿軸向加設波紋簧圈，以增加摩擦，防止引信松動。

4.2 膛內階段

1) 如果不考慮目前仍在快速發展中的直列鈍感爆炸序列引信，僅對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，在此沒有“之一”。引信有別于火工品，引信分類于軍械，主要就是機械隔爆原理的采用。

2) 引信隔爆安全性設計，徹底解決了引信膛內發射階段的安全性問題，或者說，將引信膛內發射階段的安全性問題轉換成了作用可靠性問題。

3) 引信敏感爆炸元件的小型化、裝藥結構優化、藥量和威力精確化以及威力大小，對引信隔爆機構安全性和可靠性貢獻巨大。

4) 設計應關注引信隔爆機構的膛內狀態，確保其處于可靠的隔爆位置。傾斜滑塊、球轉子和軸向平移的空間機構等隔爆機構一般能夠先天保證其在膛內處于隔爆位置。而垂直轉子、水平滑塊、水平轉子，難以保證自身在膛內處于隔爆位置，需要附加延期解除保險機構。長身管武器引信、滑膛身管武器引信保證隔爆機構在膛內處于隔爆位置的難度更大。

5) 隔爆件不宜設置過多，原則上就應是一個，并且能夠有效防止漏裝。隔爆件材質一致性應能通過工藝得到可靠保證。

6) 對采用針刺雷管的引信進行隔爆安全性試驗時，在雷管針刺端改制出的試驗擊針插入孔，會使雷管爆炸形成的高溫、高壓氣體大量泄漏，進而使引信隔爆安全性試驗結果失真，得到滿足隔爆安全性的假象，結果偏于樂觀。

7) 從引信隔爆安全性和起爆威力兩方面分析，雷管裝藥應優選奧克托今和氮化鉛，盡可能避免選用二硝基重氮酚、四氮烯和太安。黑索今優于太安但不如奧克托今，糊精氮化鉛優于結晶氮化鉛。

8) 引信許用直列裝藥(鈍感裝藥)發射安全性裕度很大。

4.3 膛外階段

1) 一般認為，在炮口安全距離以外的外彈道飛行階段，引信已無安全性問題，只剩下可靠性問題。如果從全壽命周期的角度，引信安全性問題是伴隨其壽命始終存在的。特殊情況下，從全彈道防護友鄰部隊的角度，外彈道階段也是有安全性問題的。因此，彈道炸和防雨主要是引信的可靠性問題，在某些特殊情況下也可以認為是安全性問題。

2) 目前多型引信產品都發生了彈道炸，其概率從幾十分之一到幾百分之一。目前普遍的引信安全性設計原理，難以杜絕彈道炸，但能控制在千分之一到萬分之一左右。

3) 彈道炸應盡可能從原理設計層面避免。引發大口徑線膛火炮引信發生彈道炸的主要不利因素有：

①彈頭引信采用慣性觸發機構，觸發機構觸發作用方向遠離質心向外，與彈丸繞心旋轉運動離心方向相同；

②彈丸口徑越大，長度就越長，結構布局上引信就更加遠離質心；

③彈丸初速大、轉速高；

④彈丸徑向偏心(質心偏離幾何軸線)大，并且結構越復雜(如有彈底底排結構或火箭-底排復合增程結構)，徑向偏心散布就越大；

⑤彈口與引信連接螺紋徑向間隙大且連接長度短，引信易旋松和偏歪；或在實戰使用條件下引信未能在彈口螺紋內旋緊；

⑥引信慣性觸發機構活機體質心徑向偏離彈丸幾何軸線；

⑦彈丸靜不平衡、彈丸動不平衡。

4) 引信彈道炸與引信的極端彈道環境即彈引及其連接等非理想條件下的彈丸外彈道繞心運動密切相關。

5) 大口徑高速旋轉彈丸的彈道環境易誘發彈道炸。76 mm口徑艦炮榴彈，初速大(達980 m/s)、轉速高；155 mm口徑加榴炮榴彈，初速達900 m/s；它們都是彈道炸的多發平臺。按此推論，130 mm口徑榴彈和203 mm口徑榴彈，特別是復雜結構的榴彈，如果其引信也采用類似M739引信的慣性觸發機構，則也有可能在不同程度上存在彈道炸的可能。與130 mm口徑加農炮榴彈和203 mm口徑加榴炮榴彈相比，122 mm口徑榴彈炮榴彈初速較低，因而其彈道炸概率會較低一些。

6) 傳統語境下的雨強即自然雨場強度，指的是單位時間內的降雨量，而不是指觸發引信關心的雨滴大小。一般而言，自然雨強與雨滴大小呈大體上的正比關系。5～6 mm直徑的雨滴，大概相當于暴雨到大暴雨。

7) 只有高速飛行彈丸的彈頭引信，其防雨問題才較為突出。各類高速火炮彈頭引信，防雨問題均較為突出，包括大口徑榴彈彈頭引信(以仿制或仿研M739引信為代表)，也包括各種中、小口徑的高速炮彈彈頭引信。

8) 引信頭部觸發區直徑越小，引信防雨與觸發靈敏度之間的矛盾越不易解決。

9) 美國M739引信可有效防止大暴雨的意外觸發作用。

10) 引信防雨性能考核試驗的等效靶板方法，等效原理和等效靶板規格與引信觸發機構、防雨機構的結構和原理密切相關，不宜不加研判而簡單粗暴地推行。

5 引信安全性設計薄弱環節分析

5.1 按發射平臺分類的各類引信安全性設計薄弱環節分析

1) 小口徑彈引信

這里的小口徑彈引信，包括小口徑炮彈引信和榴彈發射器引信，而小口徑炮彈引信又包括小口徑航炮炮彈引信、小口徑艦炮炮彈引信、小口徑高炮炮彈引信和小口徑車載炮炮彈引信。

這類引信的共同特點是外形和內腔體積都小，發射過載大，均有旋轉環境。主要區別是小口徑炮彈引信初速大、轉速高，而榴彈發射器引信初速低、轉速也低。其安全性薄弱環節的共性主要是隔爆安全性(包括引信體內腔封口螺紋強度)不足、延期解除保險距離偏短。而安全性薄弱環節的個性問題，炮彈引信是防雨性能難以達到，榴彈發射器引信自毀可靠性不高。

2) 大中口徑炮彈引信

這里的大口徑炮彈包括迫擊炮彈、無后坐炮炮彈、坦克炮炮彈、反坦克炮炮彈、中大口徑艦炮炮彈、野戰火炮(榴彈炮、加農炮、加榴炮)炮彈，又可分為旋轉炮彈和非旋轉(微旋)炮彈。

大中口徑炮彈引信的安全性設計薄弱環節的共性是缺少自毀和絕火功能、傳爆管可能不密封，存在潛在傳火(爆)通道直接引燃傳爆藥，個性是大中口徑旋轉炮彈引信彈道炸并且后坐保險機構解除保險環境閾值過低、可逆運動復位不可靠，而大中口徑非旋轉炮彈引信第二環境保險機構不能可靠、獨立履行保險職能。

3) 子彈藥引信

子彈藥引信的安全性設計薄弱環節主要是隔爆不可靠、冗余保險機構難以在以子彈藥和子彈藥引信為單元考核試驗時具有可靠的安全性、人工解除保險(徒手操作)和爆炸物處理安全性等方面。

4) 航空炸彈引信和機載布撒器引信

航空炸彈引信和機載布撒器引信的安全性設計薄弱環節主要是冗余保險的真實性和可靠性，以及安全系統安全性。

5) 火箭彈引信

火箭彈目前幾乎都是尾翼穩定的，其安全性設計薄弱環節主要是冗余保險的真實性和可靠性，兩道保險都有不可靠的可能。

6) 導彈引信

導彈引信安全性設計薄弱環節主要是后坐保險的真實性和可靠性，以及構成冗余保險的兩道保險機構的獨立性。

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設計薄弱環節主要是冗余保險和隔爆安全性。

8) 手榴彈引信和發煙罐引信

手榴彈引信和發煙罐引信安全性設計薄弱環節主要是隔爆安全性和電發火能量耗散。

5.2 特殊種類引信的安全性設計薄弱環節分析

1) 彈底起爆引信

結構上引信往往旋入彈體，隔爆狀態下雷管高溫高壓氣體可能會泄放到彈體內部炸藥室，引起炸藥裝藥燃燒或爆炸。

傳爆管輸出端要支撐炸藥裝藥的后坐過載，因而傳爆管底部強度和剛度要足夠，確保發射安全。

2) 火藥引信

如果引信采用火藥自毀原理，就不應再采用火藥原理實現延期解除保險。因為引信內部裝藥量大，不但隔爆安全性難以滿足，而且因膛內點火機構的存在，一旦密封失效由潛在傳火通路形成躥火，就會使引信喪失延期解除保險功能。

3) 機電引信

由于小威力電雷管較少且應用未能推廣，所以機電引信特別是內腔比較小的機電引信隔爆安全性可能有隱患。

很多機電引信未能設置電發火能量耗散功能，或者是電發火能量耗散閾值選錯了，不應以所配電爆炸元件的100%發火能量作為電發火能量耗散閾值，而應是所配電爆炸元件的100%不發火能量作為電發火能量耗散閾值。

很多機電引信，起爆控制系統與安全控制系統未能物理分隔，不符合《引信安全性設計準則》的相關要求。

4) 運動可逆引信

保險機構運動可逆理論上可行，但實際上存在恢復運動不徹底、不到位的可能。

5) 非旋(微旋)彈引信

用于滿足冗余保險要求的第二套保險機構，不能獨立履行保險職能。

6) 低發射過載引信

低發射過載引信，包括空包彈發射槍榴彈引信、擲榴彈引信、導彈引信和巡飛彈引信等，其引信安全性設計薄弱環節主要是后坐保險不可靠，驗證試驗不充分。

7) 手工解除保險引信

手工解除保險引信安全性設計薄弱環節主要是不能快速、準確、可靠地恢復保險，并且保險可靠性偏低。

8) 破甲彈引信

破甲彈引信為追求破甲威力，雷管威力往往偏大，其安全性設計的薄弱環節主要是隔爆安全性滿足不了要求。

9) 點火引信(傳火序列引信)

點火引信(傳火序列引信)安全性設計的薄弱環節主要是隔火(爆)難以滿足要求。

10) 復雜機電引信系統

復雜機電引信系統安全性設計的薄弱環節主要是在安全職能(如自毀、電發火能量耗散)未完成前引信系統解體破壞。

6 引信工程研制安全性試驗考核建議

6.1 安全系統可靠性

引信高安全性要求考核不太可能通過加大樣本量進行。建議強化試驗條件，如冗余保險設計是實現引信安全系統百萬分之一以下失效率要求的技術途徑，因此建議按GJB573A《引信環境與性能試驗方法》的規定，對冗余保險的每一道保險均要獨立進行可信勤務處理環境下的可靠性考核。而對于非預定發射條件是否啟動了解除保險程序，是否易受共因失效的影響，在解除保險周期開始前或開始時是否包含有單點失效等具體要求，如分析得不出一致的結論，則應安排專門的試驗進行驗證。

對引信設計可以先進行安全性量化評估。例如按照GJB 346—1987《引信安全系統失效率計算方法》的規定，借鑒GJB/Z 29A—2003 《引信典型故障樹手冊》和GJB/Z 179—2015《引信故障樹底事件數據手冊》，采用故障樹分析法對引信進行安全系統失效率分析和定量計算。如果安全系統失效率不能滿足或臨界滿足《引信安全性設計準則》標準的規定，則應對安全性設計細節進行技術審查和必要的試驗驗證。

萬一情況下發生的彈道炸是小概率事件，應屬正常。千分之一以上概率的彈道炸應屬于異常現象，必有內在原因。引信設計特別是原理設計未能考慮到極端工藝條件、極端彈道環境或極端使用環境，是發生彈道炸的主要原因。

敏感爆炸元件小型化和輸出端結構收口，是確保其安全性和可靠性的前提。如能對其威力散布加以限制，則該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證。否則，引信的安全性和可靠性可能難以得到有效保證。

對于復雜引信或復雜系統引信，由于試驗消耗的樣本數量受限，所以工程試驗考核前，最好能夠盡可能進行安全性分析、仿真和計算，以在試驗項目設置和試驗樣本分配上做到有的放矢，也可在部件層級適當增加試驗項目和數量。

6.2 勤務處理階段安全性試驗考核建議

1) 應根據引信配用武器平臺類型、引信保險與解除保險原理特別是后坐保險機構原理、引信彈道環境、引信使用環境和引信研制歷史等信息，判斷引信的跌落安全薄弱環節，并安排相應的考核試驗項目。例如對于剛性保險機構和簡單的彈簧-質量系統式彈性保險機構，應特別關注其絕對垂直或接近絕對垂直跌落狀態下的安全性問題；而對于低后坐過載環境解除保險的引信后坐保險機構，應特別關注其包裝狀態跌落和跌向軟目標時的安全性問題。

2) 建議探討和研究反向錘擊或嚴格導向跌落試驗方法，以獲得真實的垂直跌落試驗沖擊過載環境。

3) 引信每個(種)保險機構，都應能獨立履行保險職能，包括經歷各種可信的勤務處理環境和使用環境。因而在工程試驗考核時，應針對每個(種)保險機構單獨進行考核。

4) 如果保險件有可逆運動特性，則應特別關注可逆運動特性的可靠性以及被保險件對保險件運動的影響。

5) 跌落高度和跌落目標對引信跌落安全性影響非常明顯，而跌落試驗條件(主要是跌落姿態)的一致性也很重要。因此，制定引信跌落安全性工程試驗考核項目大綱，應選擇盡可能高的跌落高度、盡可能多的試驗樣本量以及盡可能多樣的跌落目標(特別是各種“軟”目標)。

6) 如果引信設計存在徑向質量偏心，或者引信與彈體之間連接間隙過大，則在制定引信跌落安全性工程試驗考核項目大綱時，應關注引信在彈體上旋松對引信安全性的影響。

7) 為實現試驗結果和結論的一致性和可再現性，建議對引信跌落試驗除鋼板和鑄鐵板之外的“軟目標”實現等效化和標準化。例如可以選用某些材質均勻、性能穩定的非金屬板作為跌落軟目標的等效板。

6.3 膛內階段安全性試驗考核建議

1) 引信隔爆安全性試驗，應盡可能在密閉結構狀態下同時引發引信內的所有敏感爆炸元件。

2) 如果引信隔爆狀態下雷管爆炸產物有可能泄漏到彈體內，則應配裝藥彈體(戰斗部)進行隔爆安全性試驗。

3) 建議制定引信隔爆安全性試驗危險破片評定用破片箱及其原材料規范，并形成穩定的供應商和供應鏈。

4) 建議制定引信隔爆安全性試驗導、傳爆藥危險性(合格)量化評定細則，如可以借鑒表面粗糙度比較樣塊的原理。

5) 應研究并制定引信隔爆安全性和起爆完全性強化試驗方法標準，以藥劑敏感度替代、藥量和壓力拉偏、距離和空間以及環境溫度取極值等方法，實現小樣本情況下的高可靠性評估結論。

6) 工程試驗考核應特別關注引信隔爆安全性。現階段，由于引信行業從業人員對爆炸序列和隔爆設計知識大多準備不足，因而引信隔爆安全性設計問題會比較多。此外，引信隔爆安全性是大多數引信安全性的基礎，也是工程試驗考核的安全性基礎。

7) 由于企業研發試驗條件所限，極端的彈道環境條件如高溫、高過載在研制過程中難以準確獲得，所以在工程試驗考核階段，應強化極端的彈道環境條件下的引信安全性考核；

8) 引信許用直列裝藥(鈍感裝藥)在常規兵器發射條件下發射安全性沒有風險，不必安排專門試驗進行考核；

9) 引信直列裝藥選用非許用的敏感裝藥，包括炸藥和火藥，在常規兵器發射條件下有發射安全性風險，但該風險概率不一定很大，即使安排專門試驗進行考核，也未必能夠發生。引信直列裝藥選用非許用的敏感裝藥，是安全性設計準則所不允許的，可以認為是屬于設計缺陷類的安全性否決項。目前此類問題較多的是以敏感的黑火藥或小粒發射藥作為傳火藥或拋射藥。

6.4 膛外階段安全性試驗考核建議

1) 彈道炸問題一般是小概率事件，工程試驗考核樣本量難以達到一定的數量要求，因而不太現實。解決彈道炸問題后的工程試驗考核，應該采用理論分析、仿真研究與試驗驗證相結合的方法。

2) 采用慣性觸發發火原理的彈頭引信，在復雜彈丸外彈道繞心運動過程中意外作用，是這類引信彈道炸的主要原因。因而在有可能發生彈道炸的工程試驗考核項目設計時，應注意試驗條件和配試品技術狀態檢測和記錄，如彈丸偏心距、質心位置、轉動慣量、質量、動不平衡角、彈口螺紋中徑、引信與彈連接螺紋中徑等。

3) 試驗考核引信彈道炸可探討強化試驗條件，如選用：口徑較大、彈長偏長、徑向偏心較大、動不平衡角偏大、彈引連接螺紋間隙偏大、復雜結構彈丸(組成單元多)、初速偏大、轉速較高、章動較大、引信內部軸向運動零部件徑向間隙偏大、引信內部軸向運動零部件徑向偏心偏大等。

4) 引信防雨試驗宜首選人工雨場(雨柱、雨簾)的考核方法。引信防雨等效靶板試驗方法應根據引信頭部觸發機構和防雨機構的原理和具體設計，選擇真正等效的靶板(目標)。

7 引信各項安全性考核試驗問題和建議

1) 隔爆安全性

試驗改裝不得泄漏雷管爆炸能量；危險破片應實現量化評定；強化威力和距離等試驗條件。

2) 跌落安全性

加大底向下跌落試驗數量，對于剛性后坐保險機構，主要是引信和帶引信彈丸垂直跌向鋼板(90°最好)；對于各種復雜的后坐保險機構，要跌向各種典型軟目標，特別是包裝緩沖用的泡沫類塑料。應單獨考核各種保險機構。

3) 震動試驗和振動試驗

關注各種保險件特別是剛性保險件是否有破壞。

4) 發射安全性

盡可能以強裝藥取代高溫試驗引信發射安全性，以獲得極端的發射過載值。盡可能通過軟回收了解更多的引信發射后的狀態信息。

5) 延期解除保險距離

選用能保證可靠解除保險的樣本進行該項試驗，評定標準應符合保險和解除保險術語定義，試驗方法應無系統性誤差。

6) 彈道安全性

應詳細記錄參試火炮身管、配試彈丸和裝藥的彈道參數和結構參數，包括彈丸質量、彈丸長度、定心部直徑、質心位置、偏心距、轉動慣量、動不平衡角、彈口螺紋尺寸、引信與彈連接螺紋尺寸等。

7) 自毀、絕火和電發火能量耗散

應在真實使用條件下測試，不宜以實驗室測試代替。

8 結論

本文總結了國內引信安全性現狀，歸納了安全性問題主要成因，對引信安全系統可靠性設計進行了分析，并按壽命期階段詳細討論了共性的安全性設計問題，在此基礎上概略分析了引信安全性設計薄弱環節，提出有助于引信安全性改進和提高的試驗考核項目實施時應注意的事項。