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摘 要:本文以弹体空间有限,弹上火工品较多的某导弹为研究对象,对其测试的安全性进行了设计。根据设计结果制定了测试方案。经分析,基于测试安全性设计的测试方案合理可行,满足测试覆盖率的要求。
关键词:导弹;测试安全性
1 引言
某导弹与其它导弹在体积、火工品数量等方面有很大区别,具体表现如下:
a) 弹上安装空间有限,难以采取保护措施
某小型化导弹的战斗部由于一体化设计,其交付时,其电爆管就已经对接好,无法设置保护措施。而发动机由于体积空间有限,也未采取短路保护等措施。因此,战斗部和发动机的测试存在安全性隐患,其测试的安全性需要考虑。
b)安装的火工品较多,导致安全性隐患多
某小型化导弹安装的火工品除了发动机、安保装置、战斗部外,还安装了分离装置。测试过程中除要考虑这些火工品的安全性外,还要考虑分离装置的安全性。
因此,小型化导弹测试的安全性设计是测试首要考虑的因素。本文以该小型化导弹为研究对象,开展测试安全性进行设计。
2 测试安全性设计原则
测试的前提是保证导弹/箱弹处于安全状态。因此,测试的安全性设计,尤其是火工品的安全性设计应放在测试的首位。某小型化导弹弹上火工品的组成特点和工作过程要求,考虑安装和装配过程等因素,确定的火工品测试安全性设计原则如下:
a)采用测试方法及测试工艺确保测试安全性
专门的火工品测试工具是测试安全性的基础;安全可靠、合理可行的测试方法是测试安全性的必备条件;在条件允许的情况下提供测试工艺(如用火工品工艺件代替火工品件)也是解决安全性问题的重要途径。
b)通过对产品工作逻辑、时序的控制来确保测试的安全性
通过对产品工作逻辑、时序的分析,在测试中采取控制措施,使其工作逻辑或时序不满足,也可达到保证其测试安全性的目的。
c) 通过测试系统的设计来确保测试的安全性
测试系统的设计也是保证安全性的有效措施。可通过对测试流程的选择(是否安装战斗部等),来确保测试的安全性。也可对测试设备提出安全性要求,使其对某些点火点采取短路保护功能。
d)提供良好的测试环境,确保测试的安全性
良好的测试环境是火工品测试安全性的有力保障。一般的火工品厂房都应具备以下条件:应有明显的警示标志;采取有效的防静电安全措施及其它安全保护措施(比如安装防爆墙);禁止使用无线电发射与接收设备等。
3 弹上主要火工品工作原理
3.1 分离装置
分离装置工作需要经过三个条件,分别是信号1、信号2、信号3。
3.2 战斗部
战斗部工作原理:当安保机构处于接通状态时:若接收到执行电压指令,起爆电雷管,引爆战斗部;若未接收到执行电压指令,则经安保机构延时后,起爆电雷管,引爆战斗部。
3.3 安保装置
需要施加信号对其进行一级解保,一级解保后,开关1闭合,且导弹轴向过载系数不低于某要求值时,开关2闭合,二级解保。安保机构处于待爆状态。
4 测试安全性设计
4.1 危险源分析
小型化导弹弹上设备的危险源主要有:分离装置、发动机、安保机构、战斗部。危险分析表如表1。
4.2 危险源的安全性设计
通过危险源分析,并结合测试安全性原则以及各危险源的工作原理制定进行的安全性设计如下:
4.2.1 分离装置
从测试方法及测试工艺方面考虑:导弹加电前,对分离装置只进行导通测试,使用安全检查电流,并控制加电检查时间。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电过程中,只要信号1,信号2,信号3中至少1个不满足即可保证分离装置的安全性。
从测试系统的设计方面考虑:在测试流程上要求测试系统不给出信号1、信号2至少其中之一。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
4.2.2 战斗部
从测试方法及测试工艺方面考虑:在特定状态下,战斗部也可以不安装。用工艺件代替。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:只要安保机构不解保,收发信机不送出执行电压。
从测试系统的设计方面考虑:在测试状态下,要求收发信机不送出执行电压。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
4.2.3 安保机构
从测试方法及测试工艺方面考虑:对安保机构解保电路只进行导通测试,检测时用火工品测试仪,使用安全检查电流,并控制加电检查时间。从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电后,该线路上不通电,不施加一级解保。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电后,该线路上不通电。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
4.2.4 发动机
从测试方法及测试工艺方面考虑:导弹加电前,对发动机点火丝只进行导通测试,检测时用火工品测试仪,使用安全检查电流,并控制加电检查时间,保证发动机的安全性。结合导弹装配的需要,在特定状态下,发动机也可以不安装。用工艺件代替。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电后,该线路上不通电。
从测试系统的设计方面考虑:由测试设备对发动机点火点采取短路措施,进一步提高安全性。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
5 基于测试安全性设计
通过对第3章的危险源的安全性设计,结合某导弹体积小、安装拆卸不易、测试点不易引出的特点,以及尽可能多的对设备进行检测的测试性要求,制定的导弹测试方案如下:测试系统向导弹加电、适时送信号1,但不送信号2;安保机构不加电。收发信机封闭执行电压,制导仪不送出信号3。同时将模飞计时零点改为信号1。
该方案对分离装置而言,检查时,用安全电流以及火工品测试仪,保证检查时间远远小于1min,确保安全性。加电过程中,测系统不给出信号2,制导仪不给出信号3。
对发动机而言,导弹加电前,用火工品测试仪,使用安全检查电流,并控制加电检查时间,保证发动机的安全性。且导弹加电后,该线路上不通电。并由测试设备对该点火电采取短路措施,进一步提高可靠性。
对战斗部和安保机构而言,由于安保结构不加电,一级解保条件不满足且收发信机不送出执行电压,其可靠性得到了保证。
5.2 效果分析
以导弹测试方案为例,对其测试覆盖率进行计算,其中对发动机、分离装置、电池等性能在地面试验时进行检查,并由可靠性设计保证的,测试覆盖率不对其进行计算。根据弹上产品发生故障的故障率系数、故障检测与隔离难易系数、成本系数的不同,用加权计算方法(收发信机、控制探测仪、制导仪、舵系统、电气系统总的权值比例为5:4:3:2:1),则计算导弹的测试覆盖率为85%。
6 结论
本文根据小型化导弹的组成及特点,制定了测试安全性设计原则;结合测试安全性设计原则对某小型化导弹的危险源进行了测试安全性设计,并根据设计结果制定了测试方案;经分析,基于测试安全性的测试方案不但确保了测试的安全性,而且满足测试覆盖率的要求。■
关键词:导弹;测试安全性
1 引言
某导弹与其它导弹在体积、火工品数量等方面有很大区别,具体表现如下:
a) 弹上安装空间有限,难以采取保护措施
某小型化导弹的战斗部由于一体化设计,其交付时,其电爆管就已经对接好,无法设置保护措施。而发动机由于体积空间有限,也未采取短路保护等措施。因此,战斗部和发动机的测试存在安全性隐患,其测试的安全性需要考虑。
b)安装的火工品较多,导致安全性隐患多
某小型化导弹安装的火工品除了发动机、安保装置、战斗部外,还安装了分离装置。测试过程中除要考虑这些火工品的安全性外,还要考虑分离装置的安全性。
因此,小型化导弹测试的安全性设计是测试首要考虑的因素。本文以该小型化导弹为研究对象,开展测试安全性进行设计。
2 测试安全性设计原则
测试的前提是保证导弹/箱弹处于安全状态。因此,测试的安全性设计,尤其是火工品的安全性设计应放在测试的首位。某小型化导弹弹上火工品的组成特点和工作过程要求,考虑安装和装配过程等因素,确定的火工品测试安全性设计原则如下:
a)采用测试方法及测试工艺确保测试安全性
专门的火工品测试工具是测试安全性的基础;安全可靠、合理可行的测试方法是测试安全性的必备条件;在条件允许的情况下提供测试工艺(如用火工品工艺件代替火工品件)也是解决安全性问题的重要途径。
b)通过对产品工作逻辑、时序的控制来确保测试的安全性
通过对产品工作逻辑、时序的分析,在测试中采取控制措施,使其工作逻辑或时序不满足,也可达到保证其测试安全性的目的。
c) 通过测试系统的设计来确保测试的安全性
测试系统的设计也是保证安全性的有效措施。可通过对测试流程的选择(是否安装战斗部等),来确保测试的安全性。也可对测试设备提出安全性要求,使其对某些点火点采取短路保护功能。
d)提供良好的测试环境,确保测试的安全性
良好的测试环境是火工品测试安全性的有力保障。一般的火工品厂房都应具备以下条件:应有明显的警示标志;采取有效的防静电安全措施及其它安全保护措施(比如安装防爆墙);禁止使用无线电发射与接收设备等。
3 弹上主要火工品工作原理
3.1 分离装置
分离装置工作需要经过三个条件,分别是信号1、信号2、信号3。
3.2 战斗部
战斗部工作原理:当安保机构处于接通状态时:若接收到执行电压指令,起爆电雷管,引爆战斗部;若未接收到执行电压指令,则经安保机构延时后,起爆电雷管,引爆战斗部。
3.3 安保装置
需要施加信号对其进行一级解保,一级解保后,开关1闭合,且导弹轴向过载系数不低于某要求值时,开关2闭合,二级解保。安保机构处于待爆状态。
4 测试安全性设计
4.1 危险源分析
小型化导弹弹上设备的危险源主要有:分离装置、发动机、安保机构、战斗部。危险分析表如表1。
4.2 危险源的安全性设计
通过危险源分析,并结合测试安全性原则以及各危险源的工作原理制定进行的安全性设计如下:
4.2.1 分离装置
从测试方法及测试工艺方面考虑:导弹加电前,对分离装置只进行导通测试,使用安全检查电流,并控制加电检查时间。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电过程中,只要信号1,信号2,信号3中至少1个不满足即可保证分离装置的安全性。
从测试系统的设计方面考虑:在测试流程上要求测试系统不给出信号1、信号2至少其中之一。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
4.2.2 战斗部
从测试方法及测试工艺方面考虑:在特定状态下,战斗部也可以不安装。用工艺件代替。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:只要安保机构不解保,收发信机不送出执行电压。
从测试系统的设计方面考虑:在测试状态下,要求收发信机不送出执行电压。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
4.2.3 安保机构
从测试方法及测试工艺方面考虑:对安保机构解保电路只进行导通测试,检测时用火工品测试仪,使用安全检查电流,并控制加电检查时间。从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电后,该线路上不通电,不施加一级解保。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电后,该线路上不通电。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
4.2.4 发动机
从测试方法及测试工艺方面考虑:导弹加电前,对发动机点火丝只进行导通测试,检测时用火工品测试仪,使用安全检查电流,并控制加电检查时间,保证发动机的安全性。结合导弹装配的需要,在特定状态下,发动机也可以不安装。用工艺件代替。
从产品工作逻辑、时序的控制方面考虑:导弹加电后,该线路上不通电。
从测试系统的设计方面考虑:由测试设备对发动机点火点采取短路措施,进一步提高安全性。
从测试环境方面考虑:测试应该在火工品厂房进行。
5 基于测试安全性设计
通过对第3章的危险源的安全性设计,结合某导弹体积小、安装拆卸不易、测试点不易引出的特点,以及尽可能多的对设备进行检测的测试性要求,制定的导弹测试方案如下:测试系统向导弹加电、适时送信号1,但不送信号2;安保机构不加电。收发信机封闭执行电压,制导仪不送出信号3。同时将模飞计时零点改为信号1。
该方案对分离装置而言,检查时,用安全电流以及火工品测试仪,保证检查时间远远小于1min,确保安全性。加电过程中,测系统不给出信号2,制导仪不给出信号3。
对发动机而言,导弹加电前,用火工品测试仪,使用安全检查电流,并控制加电检查时间,保证发动机的安全性。且导弹加电后,该线路上不通电。并由测试设备对该点火电采取短路措施,进一步提高可靠性。
对战斗部和安保机构而言,由于安保结构不加电,一级解保条件不满足且收发信机不送出执行电压,其可靠性得到了保证。
5.2 效果分析
以导弹测试方案为例,对其测试覆盖率进行计算,其中对发动机、分离装置、电池等性能在地面试验时进行检查,并由可靠性设计保证的,测试覆盖率不对其进行计算。根据弹上产品发生故障的故障率系数、故障检测与隔离难易系数、成本系数的不同,用加权计算方法(收发信机、控制探测仪、制导仪、舵系统、电气系统总的权值比例为5:4:3:2:1),则计算导弹的测试覆盖率为85%。
6 结论
本文根据小型化导弹的组成及特点,制定了测试安全性设计原则;结合测试安全性设计原则对某小型化导弹的危险源进行了测试安全性设计,并根据设计结果制定了测试方案;经分析,基于测试安全性的测试方案不但确保了测试的安全性,而且满足测试覆盖率的要求。■