提高火工品开路电阻的一种结构设计

2012-10-11潘守华杨正才赵文虎马金婷

火工品 2012年5期

潘守华，杨正才，赵文虎，李宁，马金婷

（北方特种能源集团有限公司西安庆华公司，陕西西安，710025）

引信电源多路供电，要求所采用的电火工品作用后脚-脚和脚-壳间呈“开路状态”(开路电阻不小于 1k Ω)，以保障其他供电回路的正常供电。因此开路电阻是一些火工品发火后的一项重要指标要求。

火工品发火后要达到一定的开路电阻要求，首先要保证脚-脚间桥丝必须熔断，同时还应尽可能减少药剂残渣，特别是导电性残渣对电极端面两脚线间的污染。在某炮射导弹引信用电延期拔销器的研制过程中，发火电流基本保证了桥丝的熔断，但延期药作用后导电性产物覆盖在极小的电极端面，使大多数产品的脚-脚、脚-壳间的电阻仅为几十欧姆。为此，笔者提出一种新的结构设计方案，解决了电延期拔销器作用后开路电阻的问题。

1 拔销器结构及原因分析

依据拔销器作用原理和设计技术输入要求，设计拔销器结构，见图1。

图1 电延期拔销结构示意图Fig.1 Schematic of electric delay pin puller structure

拔销器工作过程为：发火元件在受到规定的能量刺激后，可靠点燃延期药；延期药在一定的时间内作用完成后，将装药销子内的药剂点燃，同时销子移到移动空位处，实现拔销的功能。

对试验后的电延期拔销器进行检查，结果表明延期时间和拔销功能都符合设计技术要求，但开路电阻值为380Ω、470Ω、520Ω、280Ω、90Ω，显然不能满足指标要求。进一步解剖检查，桥丝均已可靠熔断，延期药作用后的残渣盖满了电极端面。

电延期拔销器采用的硅系延期药由FeSi、Pb3O4、BaCrO4组成，反应方程式为：

作用后的产物为BaO、Cr2O3、Fe2O3、SiO2、Pb。由于其残渣中的金属及金属氧化物与电极塞两电极相接触，导致电延期拔销器开路电阻达不到指标要求。

2 改进方案设计

由于该拔销器尺寸小(mm5.9mm6×Φ)，且总体要求实现的功能多。据解剖后的分析，对该拔销器采用“单向开启”的办法实现作用后其开路电阻合格。

然而，该拔销器尺寸小，利用空间有限，解决开路电阻问题的前提是拔销器受到规定的能量刺激后正常发火。因此，在采用“单向开启”的办法设计产品时应满足两点要求：（1）拔销器必须可靠作用；（2）拔销器作用后必须将延期药的残渣堵住（桥丝点火药药量很少，其残渣基本不影响开路电阻的指标）。

根据拔销器的特点，在桥丝点火药的输出端设计一个单向开启的片状闭气结构，保证桥丝点火药通过该传火片可靠点燃延期体装药，当延期体装药作用后，利用舌形片的“舌头”将传火通孔关闭，使延期药残渣不能进到电极端面而污染电极。片状闭气机构由传火片和舌形片组成，如图2所示。

由上所述，片状闭气机构在电延期拔销器中有两个作用：一是通过传火孔的孔径将舌形片的“舌头”打开，可靠点燃延期药剂；二是延期药的产物将舌形片的“舌头”闭合。由于闭气机构的作用过程是“单向开启”的过程，所以闭气机构要求传火片具有适当的强度，舌形片具有适当的弹性，本文设计的闭气机构选用的材料为价格低的不锈钢带。

图2 闭气机构示意图Fig.2 Schematic of obturator

由于电延期拔销器结构尺寸小，闭气机构的尺寸直接影响电延期拔销器的性能。尺寸设计原则是舌形片的“舌头”应大于传火片的孔径，保证拔销器作用后充分闭气的功能。在原拔销器的基础上，对不同尺寸的闭气机构进行对比试验，试验结果见表1。

表1 不同尺寸闭气机构的对比试验结果Tab.1 Test results of obturator with different size

结合表1试验结果，对开路电阻不合格的拔销器进行解剖，分析原因为：序号1、2由于传火片太薄，延期药产物将传火片挤压变形，使传火片与电极塞两电极相接触，导致开路电阻不合格；序号3、4均合格。考虑到电延期拔销器尺寸小，空间少，因此传火片的厚度为0.2mm、孔径为1.1mm时，舌形片的厚度为0.15mm、“舌头”外径为1.5mm时，闭气机构的效果最好，在小型电延期拔销器中能可靠传火和可靠闭气。

3 新方案试验结果

拔销器的新结构见图3。其工作过程为：电延期拔销器在受到规定的能量刺激后，桥丝熔断，同时桥丝上的药剂燃烧产生的火焰气体通过闭气机构中传火片的孔将舌形片的“舌头”打开，实现可靠点燃延期药；延期药在一定的时间内作用完成后，将装药销子内的药剂点燃，同时销子移到移动空位处，实现拔销的功能。同时延期药作用完后的产物向外膨胀，将闭气机构中舌形片的“舌头”闭合，实现将延期药的残渣堵住的功能。