导弹到期火工品处理方法

2011-03-24张比升尚雅玲

海军航空大学学报 2011年1期

张比升，尚雅玲，但波

（1.海军装备研究院系统所，北京 100161；2.海军航空工程学院兵器科学与技术系，山东烟台 264001）

火工品是装有火药或炸药，受外界能量刺激后产生燃烧或爆炸，用以引燃火药、引爆炸药、做机械功或产生特种效应的一次性使用的元器件和装置的总称[1]。火工品是导弹上的关键部件，它的失效将影响整个导弹的作战性能。火工品与导弹上其他各部件相比，贮存寿命一般较短[2]，导弹的服役寿命在很大程度上取决于其上火工品的使用寿命。国内外对到期火工品的处置方法有区别，国内对导弹到期火工品都是直接销毁或是演习打掉[3]，其实这些导弹火工品并未达到实际贮存寿命而提前退役，这种处理方法给国家造成了很大的经济损失。国外如俄罗斯通常是在到达使用期限后对产品进行检验，如果检验的各项指标均合格则允许再使用1年。实际上很多火工品可以延长的寿命要远大于1年，这样的处理方法同样不利于节省军费，美国采取的寿命监控试验及延寿方法则相对科学[4]。

本文结合导弹火工品特点，分别针对已知与未知结构和技术参数的火工品提出了寿命期内检测与到服役期后的处理方法，给出了延寿的具体措施和参考年限。这些工作既可以积累火工品的基本数据，又可以为其他类型导弹到期火工品处理方法提供依据，具有重要的参考意义。

1 贮存过程中导弹火工品检测与维护

火工品的寿命周期包括方案设计、加工生产、贮存、使用以及到期销毁。可见火工品的寿命是若干关键环节的集合，这些环节之间联系非常紧密，任何一个环节出现失误都会导致火工品失效。导弹火工品贮存过程对其产品性能的影响尤其重要，若是贮存条件不满足火工品的各项要求[5]，火工品可能在寿命期到达前就已经失效，这将对武器系统性能的发挥带来致命影响。因此，贮存过程中火工品性能检测与维护有着非常重要的意义。

1.1 导弹火工品结构组成

火工品种类繁多，有多种不同的分类方法。按输出特性可分为引燃火工品、引爆火工品；按结构组成可分为简单火工品和复杂火工品；按输入激发能形式可分为机械能激发火工品、热能激发火工品、电能激发火工品、光能激发火工品、化学能激发火工品和爆轰能激发火工品[6]。

导弹做功用火工品属于电火工品，该种火工品典型结构如图1所示。

图1 电火工品典型结构

1.2 导弹火工品失效的主要原因

导弹火工品贮存中失效的主要原因：一是火工品所用装药自身贮存性能，如热安定性和吸湿性等；二是火工品的结构，尤其是密封性；三是火工品所处的贮存条件，如环境温度和湿度。前两种因素与火工品装药成份、结构设计和加工有关，属于火工品固有属性，出厂合格火工品的实际使用寿命主要取决于贮存条件。电火工品药剂吸湿后将影响其点火、引燃和引爆性能。长期贮存后电火工品的电极塞和焊点有可能氧化，使电火工品的接触电阻增加，造成供给电火工品的能量不足，发生故障。另外，在勤务处理中的震动冲击也有可能使火工品电极塞发生松动和脱落、焊点出现断裂、密封胶破损等破坏。对电火工品的影响因素及典型失效模式见表1。

表1 电火工品主要影响因素及失效模式

通过分析可知，为延长火工品的工作寿命，对贮存中的火工品应建立如下检测与维护制度：① 定期对火工品的性能参数进行测试并做好记录；② 定期进行环境温度和湿度的检测，根据记录结果，及时调整贮存场所的温度和湿度条件，使火工品贮存处于一个理想的环境条件[5]。

2 到贮存期导弹火工品样本研究

1）工业CT照相。对于未知具体结构和技术参数导弹火工品，首先应进行工业CT照相。工业CT原理是综合计算处理X射线穿过旋转的检测物体，得到阴影投影结果，重建和显示物件内部横截面结构。工业CT照相可用于无损检测火工品内部结构，包括电极塞的装配位置、引线状态、桥丝完好情况、装药层次、药层断面以及火工品内部各零部件的情况。

2）解剖与测绘。通过解剖可以观察到导弹火工品内部的具体结构，判断药剂有没有发生潮湿凝结、火工品桥丝有无变色断裂、密封胶是否融化等失效情况出现。对于未知具体结构和技术参数的火工品进行解剖后，对结构设计尺寸进行测绘，对零件的材料进行理化分析，通过解剖与测绘，分析火工品的设计思想以及作用过程，为以后可能进行的仿研做好准备。

3）灵敏参量试验。通过测试到贮存期导弹火工品灵敏参量是否发生显著性变化来判断所检验火工品是否合格。灵敏参量是反映火工品性能变化最敏感的参数，不同类型火工品的灵敏参量也不同。电火工品的灵敏参量为平均发火感度和作用时间。通常测平均发火感度和作用时间分别需要样本数量为50发和15发[7]，记录参数值a1、b1。

4）寿命判断。数量按照火工品试验方法71℃试验法要求为195发。样本中的65发进行灵敏参量测试试验，剩下的130发样本进行加速寿命试验，分别得到等同于15年和20年的加速样品各65发。加速后等同于15年和20年的样本进行发火试验，得到参数值a2，b2，a3，b3。样本基本情况如表2所示：

表2 样本基本情况

根据火工品试验方法71℃试验法，若参数a1，a2之间与b1，b2之间的误差在允许范围内，可建议延寿3年；若 a1，a2，a3之间与b1，b2，b3之间的误差在允许范围之内，可以建议延寿5年；若参数之间误差过大，则不建议延寿。参数之间的误差范围可以参照同类型的火工品，数据分析如表3所示：

表3 数据分析

延寿期间也应注意定期对导弹火工品进行基本性能参数检测，以确保火工品的正常作用。

3 库存到贮存期导弹火工品处理方法

3.1 已知结构和技术参数导弹火工品处理方法

参照我国的《航天火工装置通用规范》[8]及美国的寿命监控试验及延寿方法[4]，对已知结构和技术参数的导弹火工品，在产品生产后，按制定的贮存计划进行长贮，火工品贮存条件应和导弹贮存条件保持基本一致。在火工品达到规定寿命期限时，进行实时老化监视试验，将每种类型长储火工品取出5发进行非破坏性试验以及高温、常温和低温贮存后的发火试验等试验，如均能满足产品规定的指标，建议延寿1年；或是每种类型取出10发进行上述试验，如果均能满足产品规定的指标，建议延寿3年。到达规定使用年限后，再重复以上检验，实时老化监视试验次数无限制。处理方法见图2：