紀向飛，封青梅，趙 團，姚洪志

（陜西應用物理化學研究所 應用物理化學國家級重點實驗室，陜西 西安, 710061）

電火工品射頻致瞎是指射頻能量致使電火工品永久性地退化到不能完成其設計功能狀態(tài)的過程。大量的試驗和事實證明，電火工品在復雜的電磁輻射場下使用、運輸和儲存的過程中，電火工品的發(fā)火線路在一定的條件下可從電磁場中拾取射頻能量從而引起電火工品的爆炸或性能降低，有使電火工品產生射頻致瞎的可能性，因此，研究電火工品射頻致瞎的評估方法具有重要意義。以射頻感度試驗為基礎，MILSTD-1576中提出了射頻致瞎的評估方法[1]：利用射頻感度試驗系統(tǒng)，依據(jù)升降法獲得電火工品的50%射頻發(fā)火感度，推算其 10%發(fā)火感度，對電火工品以腳-腳發(fā)火方式進行射頻烤爆試驗，對比未經試驗的電火工品和經 10%射頻發(fā)火能量作用的電火工品的直流發(fā)火感度，以評估電火工品射頻致瞎的可能性。

本文依據(jù)MIL-STD-1576中射頻感度試驗方法和射頻致瞎評估方法，對兩種典型橋絲式火工品進行了射頻感度試驗和射頻暴露前后直流感度試驗，并進行射頻致瞎評估。

1 試驗系統(tǒng)及方法

美軍標MIL-STD-1512《電起爆的電爆分系統(tǒng)的設計要求和試驗方法》[2]和 MIL-STD-1576《航天系統(tǒng)用電爆分系統(tǒng)的安全性和試驗方法》中均提出對電火工品進行射頻感度試驗研究。GJB 5309.13-2004《火工品試驗方法 射頻感度試驗》[3]中規(guī)定了電火工品射頻感度試驗方法，提出在0.5～18GHz的頻率范圍內，至少應選取6個頻率點進行試驗，如無其他規(guī)定，可選取 0.5GHz、0.9GHz、3.2GHz、5.5GHz、9.2GHz、15.0GHz共6個頻率點。

電火工品射頻感度試驗系統(tǒng)的原理主要是：利用射頻源及匹配網絡，采用能量注入的方式，直接將射頻能量注入待測電火工品中，采用功率計，測量電火工品在一定的頻率點上的射頻功率。根據(jù)施加射頻功率與電火工品的響應，用感度試驗用升降法試驗程序，確定電火工品50%的射頻感度，以評定其對射頻的敏感度。電火工品射頻感度模擬試驗系統(tǒng)由射頻源、功率計及匹配網絡等組成，系統(tǒng)框圖如圖1所示[4]。

電火工品的直流感度試驗是利用恒流源、連接線與電火工品組成串聯(lián)回路，對電火工品施加直流能量，依據(jù)升降法測試電火工品的直流發(fā)火感度。

2 試驗及結果討論

2.1 試驗樣品

選用兩種典型橋絲式電火工品，用于射頻感度試驗和射頻暴露前后直流感度試驗，樣品參數(shù)見表1。

2.2 兩種樣品直流感度試驗

采用數(shù)理統(tǒng)計方法—升降法[5]，對兩種樣品進行直流感度試驗，試驗結果見表2～3。計算得到1#樣品的50%直流發(fā)火感度為284.6mA，標準差為21.64；2#樣品的 50%直流發(fā)火感度為 83.9mA，標準差為11.15。

表2 1#樣品直流發(fā)火感度試驗數(shù)據(jù)（升降法）Tab.2 Test data of DC fire sensitivity of sample 1#(up and down method)

表3 2#樣品直流發(fā)火感度試驗數(shù)據(jù)（升降法）Tab.3 Test data of DC fire sensitivity of sample 2#(up and down method)

2.3 兩種樣品射頻感度試驗

采用數(shù)理統(tǒng)計方法中的升降法，對兩種樣品在3.02GHz連續(xù)波作用下進行感度試驗。根據(jù)升降法試驗結果，計算出兩種樣品在此種射頻環(huán)境下的50%發(fā)火感度和10%發(fā)火感度，計算結果見表4。感度試驗結果見表5～6。

表4 兩種產品3.02GHz連續(xù)波射頻感度數(shù)據(jù)Tab.4 RF sensitivity of two samples under 3.02GHz

2.4 兩種樣品射頻烤爆后直流感度試驗

利用電火工品射頻感度試驗系統(tǒng)，分別以兩種電火工品的10%發(fā)火感度為激勵水平，對樣品進行射頻烤爆試驗，烤爆作用時間 5min，對烤爆后樣品再進行直流感度試驗，并計算其直流電發(fā)火感度與標準差。

選取1#、2#樣品各40發(fā)，分別進行射頻烤爆試驗，射頻烤爆試驗中1#樣品有4發(fā)發(fā)火，2#樣品有3發(fā)發(fā)火。對射頻烤爆后剩余產品進行直流發(fā)火感度試驗，試驗結果見表7～8。

表5 1#樣品3.02GHz連續(xù)波射頻感度試驗數(shù)據(jù)（升降法）Tab.5 RF sensitivity results of sample 1# under 3.02GHz (up and down method)

表6 2#樣品3.02GHz連續(xù)波射頻感度試驗數(shù)據(jù)（升降法）Tab.6 RF sensitivity results of sample 2# under 3.02GHz (up and down method)

表7 1#樣品烤爆試驗后直流發(fā)火感度試驗數(shù)據(jù)（升降法）Tab.7 Test data of DC fire sensitivity of sample 1# after RF test( up and down method)

表8 2#樣品烤爆試驗后直流發(fā)火感度試驗數(shù)據(jù)（升降法）Tab.8 Test data of DC fire sensitivity of sample 2# after RF test( up and down method)

2.5 兩種樣品射頻致瞎評估

按照MIL-STD-1576中射頻致瞎評估方法，對試驗結果進行顯著性分析：

式（1）中：n1為作用前產品數(shù)的 1/2，四舍五入到最小整數(shù)；n2為射頻烤爆試驗后產品數(shù)的1/2，四舍五入到最小整數(shù)；x1為原產品直流感度均值（A）；x2為射頻烤爆試驗后產品的直流感度均值（A），σ1為原產品直流感度試驗的標準差；σ2為射頻烤爆試驗后產品直流感度的標準差。

兩種產品射頻烤爆試驗前后的直流發(fā)火感度數(shù)據(jù)見表9。利用射頻致瞎評估方法，對上述試驗數(shù)據(jù)進行處理，計算結果如表10所示。

表9 兩種產品射頻烤爆前后直流發(fā)火感度數(shù)據(jù)Tab.9 DC fire sensitivity data of two samples before and after RF test

表10 兩種電火工品射頻致瞎評估計算結果Tab.10 RF duding assessment results of two EED samples

從表10中結果可知，在3.02GHz正弦波作用下，兩種電火工品以其10%射頻發(fā)火感度進行烤爆試驗，恒有t≤tc，那么就認為10%射頻烤爆試驗沒有改變這兩種電火工品的直流發(fā)火特性（它們的置信度為95%）。

3 結論

通過上述試驗研究，獲得以下結論：

（1）通過射頻感度試驗，得到兩種樣品在3.02GHz連續(xù)波作用下的射頻感度：1#樣品50%射頻發(fā)火感度為 1.618W，2#樣品 50%射頻發(fā)火感度為0.248W，根據(jù)射頻感度試驗結果，可推算兩種樣品的最大不發(fā)火和最小全發(fā)火射頻功率，為進行電火工品在復雜電磁環(huán)境中的安全性研究提供基礎數(shù)據(jù)。

（2）在射頻烤爆試驗中，以10%射頻發(fā)火感度作為烤爆水平，兩種樣品均有發(fā)火，1#樣品 40發(fā)中有4發(fā)發(fā)火，2#樣品40發(fā)中有3發(fā)發(fā)火，說明射頻感度試驗中得到的10%射頻發(fā)火感度比較準確，也間接證明了50%發(fā)火感度的準確性。

（3）依據(jù)MIL-STD-1576，對兩種樣品進行射頻致瞎的評估。對比分析在10%射頻發(fā)火能量作用前后兩種樣品的直流發(fā)火特性，并進行顯著性分析，試驗結果表明：10%射頻發(fā)火能量烤爆試驗沒有改變這兩種電火工品的直流發(fā)火特性（其置信度為95%）。

（4）在射頻烤爆試驗中，選取10%發(fā)火感度對電火工品進行烤爆試驗，烤爆試驗結果中有樣品發(fā)火，說明10%射頻發(fā)火能量對電火工品有影響，但射頻致瞎評估結果表明 10%射頻發(fā)火能量烤爆試驗沒有改變這兩種電火工品的直流發(fā)火特性（其置信度為95%）。因此分析烤爆試驗有可能導致藥劑分解或火工品其它方面性能發(fā)生變化，應從微觀方面對火工品藥劑及結構參數(shù)和火工品其他參數(shù)（如作用時間、熱時間常數(shù)等）進行分析。

對射頻致瞎評估方法進行了初步探索和實踐，積累了一定的試驗數(shù)據(jù)。利用該方法，可研究不同參數(shù)電火工品的射頻致瞎敏感度，為電火工品的設計、研制、生產、使用、儲存提供射頻致瞎評估數(shù)據(jù)，提高我國武器裝備抗電磁干擾的能力和在復雜電磁環(huán)境中的生存能力。

[1]MIL-STD-1576 航天系統(tǒng)用電爆分系統(tǒng)的安全性和試驗方法[S],1984.

[2]MIL-STD-1512 電起爆的電爆分系統(tǒng)的設計要求和試驗方法[S],1976.

[3]GJB 5309.13-2004 火工品試驗方法 射頻感度試驗[S].國防科學技術工業(yè)委員會,2004.

[4]封青梅, 趙團.電雷管射頻感度試驗的應用研究[J].國防技術基礎,2007(9):22-24.

[5]GJB/Z 377A-1994 感度試驗用數(shù)理統(tǒng)計方法[S].國防科學技術工業(yè)委員會,1994.