中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所 張 鵬 雷 陽

本文研究了一型適裝該發(fā)射器的感應(yīng)點(diǎn)火裝置，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)了BMH-2型滅火發(fā)射器對(duì)MD-1型點(diǎn)火頭的感應(yīng)點(diǎn)火功能，滿足了可靠發(fā)火電流的指標(biāo)（可靠發(fā)火電流450mA），并充分考慮可靠性、安全性等設(shè)計(jì)要求，突出兼容性和經(jīng)濟(jì)性。

引言：BMH-2型滅火發(fā)射器是一種用于發(fā)射滅火彈的肩扛式火箭彈發(fā)射器，采取觸點(diǎn)方式點(diǎn)火，使用過程中發(fā)現(xiàn)部分滅火彈裝彈卡緊、多次發(fā)射后觸點(diǎn)接觸可靠性下降等問題。針對(duì)以上問題，本文研究了一型適裝該發(fā)射器的感應(yīng)點(diǎn)火裝置，并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)了BMH-2型滅火發(fā)射器對(duì)MD-1型點(diǎn)火頭的感應(yīng)點(diǎn)火功能，滿足了可靠發(fā)火電流的指標(biāo)（可靠發(fā)火電流450mA），并充分考慮可靠性、安全性等設(shè)計(jì)要求，突出兼容性和經(jīng)濟(jì)性。

1.BMH-2型滅火發(fā)射器主要技術(shù)指標(biāo)

（1）電源要求：+3.5V～+6.5V；

圖1 感應(yīng)點(diǎn)火裝置樣機(jī)實(shí)物圖

（2）長(zhǎng)時(shí)間作戰(zhàn)能力：持續(xù)點(diǎn)火次數(shù)＞1000次；

（3）工作溫度范圍：-30℃～50℃；

（4）點(diǎn)火電流：平均電流不小于450mA；

點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間：滿足發(fā)火要求的振蕩持續(xù)時(shí)間大于5ms。

圖2 感應(yīng)點(diǎn)火裝置構(gòu)成框圖

2.BMH-2型滅火發(fā)射器系統(tǒng)原理（見圖1）

2.1 系統(tǒng)構(gòu)成框圖

感應(yīng)點(diǎn)火裝置主要安裝于發(fā)射器的尾部和手柄內(nèi)部腔體中，通過儲(chǔ)能與控制，將干電池的能量調(diào)制放大后，輸出給尾座內(nèi)的初級(jí)線圈，進(jìn)而耦合給滅火彈尾翼上的次級(jí)線圈。其構(gòu)成框圖如圖2所示。

2.2 工作原理

感應(yīng)點(diǎn)火裝置采用4節(jié)AA電池供電，電源控制開關(guān)打開時(shí)，穩(wěn)壓電路上電，同時(shí)泄放回路斷開。兩組穩(wěn)壓電路將電池電壓穩(wěn)壓至+27V、-27V分別輸出給兩個(gè)儲(chǔ)能電容，電源指示燈亮。按下點(diǎn)火開關(guān)，回路接通，電子開關(guān)動(dòng)作，電容能量激活后端信號(hào)發(fā)生電路并驅(qū)動(dòng)功率放大器輸出功率信號(hào)給振蕩電路，振蕩電路自激將信號(hào)進(jìn)一步放大并輸出至初級(jí)線圈（此時(shí)測(cè)試指示燈亮），初級(jí)線圈獲得能量后按照分離式變壓器規(guī)律將能量傳遞給次級(jí)線圈，次級(jí)線圈感應(yīng)到能量并引爆點(diǎn)火頭負(fù)載。點(diǎn)火完畢，關(guān)閉電源控制開關(guān)，穩(wěn)壓電路斷電，泄放回路接通，瞬間釋放電容能量，電源指示燈滅。

感應(yīng)點(diǎn)火以集成功率放大器及LC振蕩電路為核心器件，搭建為其服務(wù)的+27V穩(wěn)壓及儲(chǔ)能電路、-27V穩(wěn)壓及儲(chǔ)能電路、電源指示及點(diǎn)火開關(guān)控制電路、方波信號(hào)發(fā)生電路、功率放大及振蕩電路、檢測(cè)電路等，使得電池有限的輸出功率經(jīng)電容儲(chǔ)能堆積，電容能量受控并快速釋放，由此獲得滿足點(diǎn)火頭需求的集中的大功率輸出。

3.可靠性設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)在選用元器件時(shí)采取降額設(shè)計(jì)，選擇廣泛使用且易于采購的元器件。其中特別重要的點(diǎn)火控制元件V3、V8導(dǎo)通電流按照降額系數(shù)0.3，功率放大器輸入電壓降額系數(shù)0.8。該裝置經(jīng)過充放電試驗(yàn)、持續(xù)點(diǎn)火試驗(yàn)、實(shí)彈飛行試驗(yàn)等試驗(yàn)驗(yàn)證，點(diǎn)火功能無異常，點(diǎn)火頭均正常起爆。

（1）充放電試驗(yàn)

試驗(yàn)主要使用示波器觀察常溫下儲(chǔ)能電容的充電時(shí)間和電源開關(guān)斷開后電容的放電時(shí)間。經(jīng)過實(shí)際測(cè)試充放電時(shí)間均小于200ms，滿足使用要求。

（2）持續(xù)點(diǎn)火試驗(yàn)

常溫環(huán)境下，試驗(yàn)樣機(jī)裝入4節(jié)全新AA南孚聚能環(huán)電池，空載時(shí)電池兩端電壓為6.451V，打開電源開關(guān)后，電池兩端電壓為6.353V。將連接模擬負(fù)載的尾翼裝入發(fā)射器尾部，模擬森林消防人員實(shí)戰(zhàn)操作，開啟電源開關(guān)，扣下扳機(jī)，觀察示波器儲(chǔ)能電容充電和初級(jí)線圈輸出波形，均正常，之后關(guān)閉發(fā)射器電源。重復(fù)以上動(dòng)作1000次，每次監(jiān)視結(jié)果均正常。

（3）實(shí)彈飛行試驗(yàn)

按照樣機(jī)狀態(tài)更換滅火彈尾翼，實(shí)彈射擊4枚，正常發(fā)射。

4.安全性設(shè)計(jì)

（1）設(shè)計(jì)中采用安全系數(shù)較高的干電池或者鎳氫電池作為電源。

（2）點(diǎn)火功能實(shí)現(xiàn)以儲(chǔ)能電容充電并快速釋放能量為條件。通過人為設(shè)置短路電氣連接點(diǎn)，并進(jìn)行試驗(yàn)，分析結(jié)果如下，使滅火彈意外發(fā)火需要同時(shí)具備三個(gè)條件：其一，電源控制開關(guān)故障使得電池加電端子不受控，意外接通；其二，電源控制開關(guān)故障使得電容放電端子不受控，開關(guān)關(guān)閉時(shí)不能泄放電容能量；其三，點(diǎn)火開關(guān)出現(xiàn)故障的時(shí)刻在滅火彈裝入膛內(nèi)后至滅火彈發(fā)射前這一時(shí)間段。由此，進(jìn)一步保證了設(shè)計(jì)的安全性。

（3）當(dāng)儲(chǔ)能電容有電時(shí)，電源指示燈亮，反之，燈不亮。當(dāng)功率放大器有輸出時(shí)，測(cè)試指示燈亮，反之，燈不亮。所以電源指示燈和測(cè)試指示燈也可以指示安全狀態(tài)。

5.環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)盡量選用具有工業(yè)溫度范圍（-40℃-85℃）的元器件，在元器件層面保證其環(huán)境適應(yīng)性。儲(chǔ)能電容容量和干電池供電能力會(huì)隨溫度下降而下降，設(shè)計(jì)時(shí)選用較大儲(chǔ)能電容留出充足的余量保證低溫下的點(diǎn)火。

試驗(yàn)結(jié)論：實(shí)際使用中的環(huán)境溫度對(duì)于電池的供電能力和器件的參數(shù)漂移有少許影響，但不影響點(diǎn)火功能的實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)各溫度條件下點(diǎn)火的功能均正常，系統(tǒng)工作溫度滿足指標(biāo)要求。

6.電磁兼容性設(shè)計(jì)

電路布局布線充分考慮走線和接地使得電路電磁兼容性更好，同時(shí)感應(yīng)點(diǎn)火方式本身也具備一定的抗干擾能力。

樣機(jī)完成電磁兼容及靜電感度試驗(yàn)。電磁兼容按照GJB151A-1997標(biāo)準(zhǔn)陸軍地面限值完成RS101、RS103。靜電感度試驗(yàn)按照GB/T17626.2-2006標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)4要求完成。

靜電感度試驗(yàn)中，接觸放電電壓±8kV，空氣放電電壓±15kV。放電部位：樣機(jī)的次級(jí)線圈。放電次數(shù)：每項(xiàng)10次。試驗(yàn)過程中點(diǎn)火頭安全未起爆。

7.結(jié)束語

試驗(yàn)結(jié)論：實(shí)際使用中的電磁環(huán)境的變化和靜電的存在不會(huì)致使滅火彈意外發(fā)火；電磁環(huán)境的變化不影響系統(tǒng)的點(diǎn)火功能的實(shí)現(xiàn)。