勤务环境对引信离心钢球自毁时间性能影响分析

黄军华，张　元，王雨时，闻　泉

(1.9304厂，江西 九江　332006； 2.南京理工大学 机械工程学院，南京　210094)



勤务环境对引信离心钢球自毁时间性能影响分析

黄军华1，张元2，王雨时2，闻泉2

(1.9304厂，江西 九江332006； 2.南京理工大学 机械工程学院，南京210094)

摘要：应用数理统计方法对某35 mm口径引信生产交验靶试自毁时间数据进行了分析，采用不等次数重复试验双因素方差分析法得到了方差分析结果；结果表明：引信经历振动、水平跌落、头向下跌落等勤务环境即技术状态的不同对离心钢球自毁时间无显著差异，而生产批次对自毁时间的分布有显著影响，引信勤务环境造成技术状态改变和生产批次交互作用对自毁时间无显著影响。

关键词：引信；数理统计；差异性检验；自毁时间；勤务环境

本文引用格式：黄军华，张元，王雨时，等.勤务环境对引信离心钢球自毁时间性能影响分析[J].兵器装备工程学报，2016(6):72-75.

Citation format:HUANG Jun-hua, ZHANG Yuan, WANG Yu-shi, et al.Analysis About Service Environment’s Effect on Performance of Self-Destroying Time of Fuze Self-Destroying Device[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(6):72-75.

引信受到湿度、温度或运输中振动、磕碰、搬运和跌落等勤务环境的影响，其硬件性能参数将发生漂移[1]，可能会造成引信失效等严重后果。对于引信环境试验的方法和引信勤务环境对安全性的影响，国内外已有较多研究[2-4]，而引信勤务环境对离心钢球自毁机构是否有影响、是否会由此造成明显的自毁时间散布，目前尚未见文献论述。

钢球式离心自毁机构是目前国内外广泛应用的自毁机构[5-6]。同药盘自毁相比，它具有结构简约小巧、作用可靠等显著优点[7]，但自毁时间散布较大，对此问题国内学者从不同的角度对不同的因素进行了研究。文献[8]在不考虑身管磨损、弹丸章动、射角跳动、气象条件变化，也不考虑弹带切槽及其他弹丸表面凹槽或横孔的前提下，得出弹丸极转动惯量散布是影响引信自毁时间精度的主要因素，弹丸膛口速度散布是次要因素，而其他参量的影响则可以忽略不计的结论。文献[9]从引信结构参数和加工品质、射角、气象条件、身管状态等方面人手，着重用方差分析法对身管状态进行显著性检验，探讨引起引信自毁时间异常的因素，在逐一排除了其他因素后，得出弹带异常飞边是自毁时间散布异常的主要原因。

为了为减小引信离心钢球自毁时间散布范围提供参考，本文以某35 mm口径引信为例，试图通过数理统计方法分析引信产品生产交验的靶试自毁时间数据，确定振动、跌落等引信勤务环境和生产批次对自毁时间性能的影响。

1　不等次数重复试验双因素方差分析法[10-11]

某产品受因素A和因素B双因素影响，设因素A有m个不同水平，因素B有n个不同水平，在Ai与Bj组合下做了tij次重复试验，试验结果为Xijk，i=1,2，…,m；j=1,2，…，n；k=1,2，…，tij。由试验数据可得相关参数如下。

(1)

(2)

(3)

(4)

其中

(5)

(6)

(7)

由此可得总离差

(8)

令

(9)

(10)

(11)

(12)

式(8)～式(12)中的ST、SE、SA、SB、SAB分别称为总平方和、误差平方和、因素A的平方和、因素B的平方和、交互作用AB的平方和，其关系为

自由度分别为

综合上述所有公式可算得判别假设真假的统计量和其对应的F分布的检验值：

在确定一个显著水平α后，当FA大于右侧F分布的检验值时，认为A因素对产品的某参数有显著影响，否则认定影响不显著。当FB大于右侧F分布的检验值时，认为B因素对产品的某参数有显著影响，否则认定影响不显著；当FAB大于右侧F分布的检验值时，认为A因素与B因素的交互作用对产品的某参数有显著影响，否则认定影响不显著。

2　数据分析

该引信生产验收靶场射击试验数据来自21个批次，其中部分引信样品经历了GJB573A—1998《引信环境与性能试验方法》规定的的勤务处理环境试验，具体项目是振动、水平跌落和头向下跌落。另外，只在2013-3批中进行过低温状态下的试验，样本量太少且无对比性，无法确定其对自毁时间有影响，因此将该批数据剔除。各生产批次不同环境下的引信试验数量和自毁时间均值如表1所示。

由表1可知，引信自毁时间数据受生产批次和引信试验环境的影响，不同生产批次和不同试验环境下的自毁时间试验次数不一样。另外，不同生产批次和不同勤务环境下的引信自毁时间均值均不同，在不考虑生产批次情况下，不同勤务环境下的引信自毁时间均值差别很小，最大差值为0.322 s，而在不考虑勤务环境改变的情况下，不同生产批次的均值差别较大，最大差值为2.895 s，这说明生产批次和勤务环境都对引信自毁时间有影响，但影响程度并不一样，两者影响是否显著需要进行差异性检验。

表1　各试验环境下不同批次的引信试验数量分布和自毁时间均值

3　差异性检验

据前述方法，设生产批次为因素A，引信试验环境为因素B，得方差分析结果如表2所示。

表2　方差分析

取显著水平α=0.05，综合上表结果知：FA=10.595>1.66=F(19,139)，说明生产批次对自毁时间影响显著；FB=2.171<2.67=F(3,139)，说明引信勤务环境对自毁时间无显著影响；FAB=1.290<1.46=F(57,139)，说明生产批次和勤务环境的交互作用对自毁时间影响不显著。

4　结论

通过数理统计和方差分析对某离心钢珠自毁的35mm口径引信生产交验的219发自毁时间数据进行了分析，结果表明，分别经历振动、水平跌落、头向下跌落和未经历前述勤务环境(常态)的各技术状态下引信离心钢球自毁时间性能无显著性差异，而生产批次对自毁时间有显著影响，引信勤务环境和生产批次的交互作用对自毁时间影响不显著。因此，为减小自毁时间的散布范围，应每隔一段时间对生产设备、工具和工艺进行校正，以尽量减少生产过程的产品性能差异性。

参考文献：

[1]崔俊杰，周春桂，张明荣.环境对引信软件安全性接口影响研究[J].弹箭与制导学报，2007,27(2)：401-404.

[2]闻泉,王雨时.美军引信环境和性能试验方法标准新修订[J].探测与控制学报，2015,37(2):32-40.

[3]GURUBHAGS,HIZIRIGLUH.ElectromagneticFieldTheoryFundamentals(SecondEdition)[M].UK:CambrigeUniversitypress,2006:50-57.

[4]陆静,程翔,鞠敏,等.坠落冲击环境下引信保险系统的可靠性仿真[J].南京理工大学学报,2001(4):369-372.

[5]王雨时.引信离心自毁时间性能与设计指标分析[J].探测与控制学报，1999，21(1):52-59.

[6]刘立先.小口径引信用钢球式离心自毁机构自毁时间分布可靠性分析[J]. 探测与控制学报，1994(4):55-62.

[7]王伯祥，刘辉华.引信钢珠式离心自炸机构的设计与应用研究[J]. 探测与控制学报, 1983(1):16-35.

[8]王雨时.弹丸及身管结构参量对引信离心钢珠自毁时间精度的影响[J].探测与控制学报，2004,26(1):9-13.

[9]刘刚，王侠，丁锋.弹带飞边对引信离心自毁时间的影响[J].探测与控制学报，2008,30(6)：60-65.

[10]俞纯权.不等次数重复试验双因素方差分析的应用[J].统计教育，1996(3)：42-43.

[11]王石青.不等重复双因素试验的方差分析[J].郑州轻工业学院学报，1992，7(1)：79-84.

(责任编辑周江川)

doi:10.11809/scbgxb2016.06.017

收稿日期：2015-12-18；修回日期：2016-01-25

作者简介：黄军华(1975—)，男，工程师，主要从事探测与控制研究。

中图分类号：TJ43

文献标识码：A

文章编号：2096-2304(2016)06-0072-04

Analysis About Service Environment’s Effect on Performance of Self-Destroying Time of Fuze Self-Destroying Device

HUANG Jun-hua1, ZHANG Yuan2, WANG Yu-shi2, WEN Quan2

(1.The No. 9304thCompany, Jiujiang 332006, China; 2.School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science & Technology, Nanjing 210094, China)

Abstract:The self-destroying time data that tested from 35 mm caliber fuze was analyzed by mathematical statistics. The variance was obtained by the two-factor variance analysis method of ranging from the number of repeat test. According to the analysis results, that the fuze experienced shake, the level fall and the head down fall have no obvious effect on fuze self-destroying time, but the production batches play a significant influence on self-destroying time, while the interaction effect between the production batches and fuze service environment is not obvious.

Key words:fuze; mathematical statistics; difference examination; self-destroying time; service environment