某型產品未成功發射案例分析

程豐 方武震 陳斌 孟慶鑫 白正賓/ 國營洛陽丹城無線電廠 中國人民解放軍93 部隊

1 案例概述

一架載機攜帶一枚紅外型產品執行某科目實彈打靶訓練任務，駕駛員按壓發射按鈕，產品未成功從導軌式發射裝置上脫離，導致產品發射失敗。按照相關預案進行應急處置后，對該枚產品未成功發射原因進行分析[1-3]。

通過檢查光測視頻，該枚產品按壓發射按鈕前載機飛行正常，產品截獲目標正常，滿足發射條件。通過地面產品檢測發現，產品的熱電池與氮氣瓶已工作，發動機未點燃工作。通過判讀飛參數據發現，駕駛員按鈕發射按鈕時間不到1s。

2 產品發射過程

載機通過發射裝置與產品實現物理連接，通過臍帶式電纜與產品實現電氣連接。產品發射過程大體分為以下3 個階段。

1）掛飛階段。產品通過發射裝置掛裝在載機上，由載機提供的三相交流電源和高壓氮氣通過臍帶式電纜為產品供電供氣。三相交流電源主要供給產品導引系統，滿足其對紅外目標的探測與跟蹤；高壓氮氣主要用于對紅外探測器進行制冷。產品穩定截獲目標并構成發射條件，將進入發射階段。

2）發射階段。滿足發射條件后駕駛員按壓發射按鈕，產品接收發射指令，彈上供電供氣裝置啟動，發射裝置與彈上供電供氣裝置共同工作。載機接收反饋電壓信號后點燃發動機，當發動機推力達到一定值時，產品克服發射裝置的鎖制力開始運動，剪切產品供電供氣插頭，產品開始自主供電供氣并完成產品與載機的物理分離[4-6]。

3）自主飛行階段。產品與發射架分離后，完成中末制導過程。產品通過控制舵面調整飛行姿態，自主飛向目標，滿足條件后起爆戰斗部。

掛飛階段載機必須向產品供電供氣，產品才能正常工作。座艙提供35V直流電，經發射裝置轉換成三相交流電后為產品陀螺系統供電；同時，座艙提供高壓氮氣，用于產品探測器致冷，并作為工作介質驅動位標器跟蹤目標或隨動雷達。自主飛行階段完全由產品自主供電供氣，發射階段則是載機向產品供電供氣轉向產品自主供電氣的轉換階段。

3 發射原理

光測視頻、飛參數據、產品檢測結果表明，產品掛飛階段正常，并且在發射階段接收到發射指令，但沒有點燃發動機。因此，可以初步判斷該枚產品在發射階段出現故障。

在發射階段，載機座艙內主控開關控制的35V 電壓，有3 個主要功能：一是激活熱電池，二是啟動氮氣瓶，三是點燃發動機。這3 個功能在發射指令的控制下，按照激活熱電池→啟動氮氣瓶→點燃發動機的順序進行。

3.1 激活熱電池

來自載機主控開關的35V 電壓，經過發射裝置線路輸送到產品發動機電火電纜D 端（點火電纜C、D 間短路），再由點火電纜C 端通過發射裝置回路返回到K1 繼電器觸點一端。按壓發射按鈕后，發射裝置內K1 繼電器線圈接通，K1 繼電器開關觸點吸合導通，35V 電壓信號到達產品熱電池，開始激活熱電池。

熱電池又叫熔鹽電池、熱激活儲備電池，貯存時電解質為不導電的固體，可通過電激活或機械激活的方式引燃其內部的加熱藥劑，使電解質熔融成為離子導體而被激活使用。熱電池主要包括鎂/五氧化二釩熱電池、鈣/硫酸鉛熱電池、LAN 硫化物熱電池、鋰合金－硫化鐵熱電池[7，8]。熱電池的優點有[9]：貯存時間可達幾十年，可快速激活，可在-55～+85℃寬環境溫度范圍內使用，內阻低而特別適合大電流大脈沖放電，安裝方便、可靠性高等，熱電池典型輸出電壓如圖1 所示。

圖1 熱電池典型輸出電壓

熱電池接受激活信號后，經過短暫的激活時間t1，輸出電壓值達到規定的下限值u1，然后迅速上升至最大峰值電壓u2。此后，經過短時間內達到最大工作時間t2。熱電池激活后不再受K1 繼電器控制，自主輸出工作電壓在u1～u2之間。按壓時間滿足熱電池激活時間，熱電池電爆管阻值的實際檢測結果也表明熱電池已被激活。

氮氣瓶激活和熱電池激活均使用電爆管；發動機激活使用點火器，它也是電爆管的一種。電爆管也稱為電雷管。在產品中使用的是瞬發類雷管，是指在電能作用下立即起爆的電雷管，又稱瞬時電雷管。從通電到起爆的時間為毫秒級。其瞬時起爆的均一性取決于電雷管的全電阻和橋絲電阻。因此，在產品出廠前和使用前都應檢測全電阻，全電阻的誤差越小，起爆的均一性越好[9，10]。

3.2 啟動氮氣瓶

熱電池激活后，熱電池輸出的工作電壓到達點火控制電路，點火控制電路中有比較器電路。當熱電池輸出電壓低于35V 時，比較器輸出低電平，K2 繼電器線圈不導通，因而K2 繼電器不工作；一旦熱電池輸出電壓大于35V，比較器將輸出高電平，K2 繼電器線圈接通，K2 繼電器的兩組開關觸點吸合導通。K2 繼電器的兩路開關導通后，一路開關將來自主控開關的35V 信號傳送到氮氣瓶電爆管，激活氮氣瓶電爆管，啟動氮氣瓶開始工作。氮氣瓶工作后不再受K1 和K2 繼電器的控制，自主為產品供氣。氮氣瓶電爆管阻值實際檢測結果表明氮氣瓶已啟動。

3.3 點燃發動機

K2 繼電器另一路開關將發射信號傳送到發動機開關。正常情況下，發動機開關接收發射按鈕傳來的信號后，發射電壓信號經點火電纜送至發動機點火器（A-B），使點火器工作，起動發動機工作。當發動機推力達到一定值時，產品克服發射裝置的鎖制力開始運動，產品臍帶式電纜插座被剪切并從發生裝置上脫離。

4 案例原因分析

通過上述發射原理的分析可知，整個發射過程需要滿足：K1 繼電器閉合，熱電池激活，點火控制電路工作，K2繼電器工作，發動機開關接通，發動機點火器工作，機彈物理分離。

通過分析可知，整個發射過程中，發射信號持續時間短，發射指令未在發射信號持續保持時間內傳遞到發動機。同時，為了排查點火線路，使用儀器檢查點火線路6 次均正常，通過長按、點按方式多次檢查“發射按鈕”，發射信號均能正常傳遞。

對該枚產品應急處置后，在防爆間隔離放置后，對電池電爆管電阻、氮氣瓶電爆管電阻、點火電纜、保險執行機構均進行了檢測。檢查結果表明，產品熱電池曾經激活，氮氣瓶曾經激活，但發動機未點燃。

根據產品檢測結果以及上述分析得出該枚產品未成功發射的原因是：駕駛員按下“發射按鈕”，按照發射時序，彈上熱電池正常工作，氮氣瓶正常工作，但由于按壓時間不夠，導致發射指令中斷，產品發動機沒有接收到點火指令，產品發射中止。

5 結論

產品試驗環境復雜，人、機、靶、彈等組成復雜的武器系統。對失敗案例的具體分析發現，產品未成功發射的原因是操作未達到標準要求，致使發射指令中斷，產品發射中止，產品未離梁。