黃軍華，張　元，王雨時，聞　泉

(1.9304廠，江西 九江　332006； 2.南京理工大學 機械工程學院，南京　210094)

?

勤務環(huán)境對引信離心鋼球自毀時間性能影響分析

黃軍華1，張元2，王雨時2，聞泉2

(1.9304廠，江西 九江332006； 2.南京理工大學 機械工程學院，南京210094)

摘要：應用數(shù)理統(tǒng)計方法對某35 mm口徑引信生產(chǎn)交驗靶試自毀時間數(shù)據(jù)進行了分析，采用不等次數(shù)重復試驗雙因素方差分析法得到了方差分析結果；結果表明：引信經(jīng)歷振動、水平跌落、頭向下跌落等勤務環(huán)境即技術狀態(tài)的不同對離心鋼球自毀時間無顯著差異，而生產(chǎn)批次對自毀時間的分布有顯著影響，引信勤務環(huán)境造成技術狀態(tài)改變和生產(chǎn)批次交互作用對自毀時間無顯著影響。

關鍵詞：引信；數(shù)理統(tǒng)計；差異性檢驗；自毀時間；勤務環(huán)境

本文引用格式：黃軍華，張元，王雨時，等.勤務環(huán)境對引信離心鋼球自毀時間性能影響分析[J].兵器裝備工程學報，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.

引信受到濕度、溫度或運輸中振動、磕碰、搬運和跌落等勤務環(huán)境的影響，其硬件性能參數(shù)將發(fā)生漂移[1]，可能會造成引信失效等嚴重后果。對于引信環(huán)境試驗的方法和引信勤務環(huán)境對安全性的影響，國內外已有較多研究[2-4]，而引信勤務環(huán)境對離心鋼球自毀機構是否有影響、是否會由此造成明顯的自毀時間散布，目前尚未見文獻論述。

鋼球式離心自毀機構是目前國內外廣泛應用的自毀機構[5-6]。同藥盤自毀相比，它具有結構簡約小巧、作用可靠等顯著優(yōu)點[7]，但自毀時間散布較大，對此問題國內學者從不同的角度對不同的因素進行了研究。文獻[8]在不考慮身管磨損、彈丸章動、射角跳動、氣象條件變化，也不考慮彈帶切槽及其他彈丸表面凹槽或橫孔的前提下，得出彈丸極轉動慣量散布是影響引信自毀時間精度的主要因素，彈丸膛口速度散布是次要因素，而其他參量的影響則可以忽略不計的結論。文獻[9]從引信結構參數(shù)和加工品質、射角、氣象條件、身管狀態(tài)等方面人手，著重用方差分析法對身管狀態(tài)進行顯著性檢驗，探討引起引信自毀時間異常的因素，在逐一排除了其他因素后，得出彈帶異常飛邊是自毀時間散布異常的主要原因。

為了為減小引信離心鋼球自毀時間散布范圍提供參考，本文以某35 mm口徑引信為例，試圖通過數(shù)理統(tǒng)計方法分析引信產(chǎn)品生產(chǎn)交驗的靶試自毀時間數(shù)據(jù)，確定振動、跌落等引信勤務環(huán)境和生產(chǎn)批次對自毀時間性能的影響。

1　不等次數(shù)重復試驗雙因素方差分析法[10-11]

某產(chǎn)品受因素A和因素B雙因素影響，設因素A有m個不同水平，因素B有n個不同水平，在Ai與Bj組合下做了tij次重復試驗，試驗結果為Xijk，i=1,2，…,m；j=1,2，…，n；k=1,2，…，tij。由試驗數(shù)據(jù)可得相關參數(shù)如下。

(1)

(2)

(3)

(4)

其中

(5)

(6)

(7)

由此可得總離差

(8)

令

(9)

(10)

(11)

(12)

式(8)～式(12)中的ST、SE、SA、SB、SAB分別稱為總平方和、誤差平方和、因素A的平方和、因素B的平方和、交互作用AB的平方和，其關系為

自由度分別為

綜合上述所有公式可算得判別假設真假的統(tǒng)計量和其對應的F分布的檢驗值：

在確定一個顯著水平α后，當FA大于右側F分布的檢驗值時，認為A因素對產(chǎn)品的某參數(shù)有顯著影響，否則認定影響不顯著。當FB大于右側F分布的檢驗值時，認為B因素對產(chǎn)品的某參數(shù)有顯著影響，否則認定影響不顯著；當FAB大于右側F分布的檢驗值時，認為A因素與B因素的交互作用對產(chǎn)品的某參數(shù)有顯著影響，否則認定影響不顯著。

2　數(shù)據(jù)分析

該引信生產(chǎn)驗收靶場射擊試驗數(shù)據(jù)來自21個批次，其中部分引信樣品經(jīng)歷了GJB573A—1998《引信環(huán)境與性能試驗方法》規(guī)定的的勤務處理環(huán)境試驗，具體項目是振動、水平跌落和頭向下跌落。另外，只在2013-3批中進行過低溫狀態(tài)下的試驗，樣本量太少且無對比性，無法確定其對自毀時間有影響，因此將該批數(shù)據(jù)剔除。各生產(chǎn)批次不同環(huán)境下的引信試驗數(shù)量和自毀時間均值如表1所示。

由表1可知，引信自毀時間數(shù)據(jù)受生產(chǎn)批次和引信試驗環(huán)境的影響，不同生產(chǎn)批次和不同試驗環(huán)境下的自毀時間試驗次數(shù)不一樣。另外，不同生產(chǎn)批次和不同勤務環(huán)境下的引信自毀時間均值均不同，在不考慮生產(chǎn)批次情況下，不同勤務環(huán)境下的引信自毀時間均值差別很小，最大差值為0.322 s，而在不考慮勤務環(huán)境改變的情況下，不同生產(chǎn)批次的均值差別較大，最大差值為2.895 s，這說明生產(chǎn)批次和勤務環(huán)境都對引信自毀時間有影響，但影響程度并不一樣，兩者影響是否顯著需要進行差異性檢驗。

表1　各試驗環(huán)境下不同批次的引信試驗數(shù)量分布和自毀時間均值

3　差異性檢驗

據(jù)前述方法，設生產(chǎn)批次為因素A，引信試驗環(huán)境為因素B，得方差分析結果如表2所示。

表2　方差分析

取顯著水平α=0.05，綜合上表結果知：FA=10.595>1.66=F(19,139)，說明生產(chǎn)批次對自毀時間影響顯著；FB=2.171<2.67=F(3,139)，說明引信勤務環(huán)境對自毀時間無顯著影響；FAB=1.290<1.46=F(57,139)，說明生產(chǎn)批次和勤務環(huán)境的交互作用對自毀時間影響不顯著。

4　結論

通過數(shù)理統(tǒng)計和方差分析對某離心鋼珠自毀的35mm口徑引信生產(chǎn)交驗的219發(fā)自毀時間數(shù)據(jù)進行了分析，結果表明，分別經(jīng)歷振動、水平跌落、頭向下跌落和未經(jīng)歷前述勤務環(huán)境(常態(tài))的各技術狀態(tài)下引信離心鋼球自毀時間性能無顯著性差異，而生產(chǎn)批次對自毀時間有顯著影響，引信勤務環(huán)境和生產(chǎn)批次的交互作用對自毀時間影響不顯著。因此，為減小自毀時間的散布范圍，應每隔一段時間對生產(chǎn)設備、工具和工藝進行校正，以盡量減少生產(chǎn)過程的產(chǎn)品性能差異性。

參考文獻：

[1]崔俊杰，周春桂，張明榮.環(huán)境對引信軟件安全性接口影響研究[J].彈箭與制導學報，2007,27(2)：401-404.

[2]聞泉,王雨時.美軍引信環(huán)境和性能試驗方法標準新修訂[J].探測與控制學報，2015,37(2):32-40.

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

[4]陸靜,程翔,鞠敏,等.墜落沖擊環(huán)境下引信保險系統(tǒng)的可靠性仿真[J].南京理工大學學報,2001(4):369-372.

[5]王雨時.引信離心自毀時間性能與設計指標分析[J].探測與控制學報，1999，21(1):52-59.

[6]劉立先.小口徑引信用鋼球式離心自毀機構自毀時間分布可靠性分析[J]. 探測與控制學報，1994(4):55-62.

[7]王伯祥，劉輝華.引信鋼珠式離心自炸機構的設計與應用研究[J]. 探測與控制學報, 1983(1):16-35.

[8]王雨時.彈丸及身管結構參量對引信離心鋼珠自毀時間精度的影響[J].探測與控制學報，2004,26(1):9-13.

[9]劉剛，王俠，丁鋒.彈帶飛邊對引信離心自毀時間的影響[J].探測與控制學報，2008,30(6)：60-65.

[10]俞純權.不等次數(shù)重復試驗雙因素方差分析的應用[J].統(tǒng)計教育，1996(3)：42-43.

[11]王石青.不等重復雙因素試驗的方差分析[J].鄭州輕工業(yè)學院學報，1992，7(1)：79-84.

(責任編輯周江川)

doi:10.11809/scbgxb2016.06.017

收稿日期：2015-12-18；修回日期：2016-01-25

作者簡介：黃軍華(1975—)，男，工程師，主要從事探測與控制研究。

中圖分類號：TJ43

文獻標識碼：A

文章編號：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