引信

一種引爆裝置

引信又稱信管。裝在炮彈、炸彈、地雷等上的一種引爆裝置。引信是利用目標信息和環境信息,在預定條件下引爆或引燃彈藥戰鬥部裝葯的控制裝置(系統)。根據不同炮彈彈種和對付目標的需要選擇不同的引信。爆竹的火藥捻子即是最早的引信。

簡介


引信
引信
引信包括有發火控制系統、安全系統、傳爆序列和能源裝置4個基本部分。引信按作用原理分為:觸發引 信、非觸發引信和時間引信3種類型。按配用的彈藥分為:炮彈、迫擊炮彈、火箭彈、導彈、手榴彈、航空炸彈深水炸彈、地雷、水雷、魚雷等引信。按配置在彈藥的部位分為:彈頭、彈底(或彈尾)、彈身引信,以及彈頭激發彈底引爆引信等。按安全程度分為:隔離雷管型、不需隔爆型、隔離火帽型和沒有隔離等引信。

分類


(1)著發引信,碰著物體即起爆。大都由擊針、火帽、雷管、傳爆葯和保險機構等組成。
按作用原理,觸發引信可分為機械觸發引信、電觸發引信、光觸發引信、化學觸發引信和組合式觸發引信(如機電一體化觸發引信)等。按敏感裝置的功能,可以分為起爆式敏感裝置觸發引信和非起爆式敏感裝置觸發引信兩大類。前者的目標敏感裝置不僅提供控制發火的信息,而且提供發火的能量;後者的目標敏感裝置只提供控制發火的信息,而發火的能量是由其他儲能機構或裝置提供的。按引信碰撞目標到引信起爆的時間間隔,可以分為瞬發、慣性和延期觸發引信3類。
引信
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(2)時間引信,它是指彈藥發射、投擲、布射后,按照裝定的時間作用的引信,又稱為定時引信。時間引信廣泛配用於空炸、跳炸、穿透目標后爆炸和深 入目標(如防禦工事等)內部爆炸等各種定時起爆的彈藥。時間引信的延期時間是根據彈藥的戰術使命和使用要求設計的,短的只有幾百毫秒或幾秒,長達幾天、幾十天,甚至幾個月。
時間引信的分類方法很多,按計時裝置的作用原理,可分為葯盤(火藥)時間引信、機械(鐘錶)時間引信、化學時間引信、電子時間引信、射流時間引信等幾大類。各大類還可以細分,如機械和電子時間引信還可以按使用時是否可以重新裝定,分為可裝定時間引信和不可裝定時間引信。按配用的彈種,可分為炮彈時間引信、迫擊炮彈時間引信、地雷時間引信、水雷時間引信、火箭彈時間引信、槍榴彈時間引信、手榴彈時間引信和小型榴彈時間引信等。除此之外,還有很多分類方法。
引信
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(3)非接觸式引信,當彈丸、導彈等飛行至接近目標一定距離時,利用物體對電波的反射或物體放出的紅外線和音響等而起爆。
(4)按安全程度,分為隔離雷管型、不需隔爆型、隔離火帽型和沒有隔離機構的引信。隔離雷管型引信又稱全保險型引信。屬錯位爆炸序列引信,適用於常規武器。不需隔爆型引信,屬直列爆炸序列引信,起爆需要較大的能源,用於核武器、航空炸彈、魚雷等大型戰鬥部。隔離火帽型引信又稱半保險型引信,沒有隔離機構的引信又稱非保險型引信,這兩種引信均不符合引信安全性設計準則要求,現代引信多不採用。
引信
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保險型


一、當引信處於保險狀態時,傳爆元件均不隔離開的,稱為非保險型引信;二、將火帽與下一級傳爆元件隔離開來的引信,稱為半保險型引信;三、將雷管與下一級傳爆元件隔離開來的引信,稱為全保險型引信。
引信安全系統必須有兩個獨立的保險件,其中每個保險件都必須能防止意外解除保險,而解除兩個保險件的力必須從不同的環境獲得,成為雙環境激勵全保險型引信。
引信,如同人類的大腦,是彈藥系統中最核心的控制單元。如今,面向信息化戰爭軍事需求,引信不斷吸收當代高科技精華,提高“大腦”智商,發展“大腦”智力,豐富“大腦”智慧,優化“大腦”體系,時刻迎接新軍事變革的挑戰。

家族成員


引信家族,成員眾多、功能各異,主要有機電觸發引信、光引信、紅外引信、靜電引信、磁引信、靈巧引信和智能引信等,真可謂百變多樣,凸顯出引信家族在兵器發展中的突出地位與作用。
安全性和可靠性是引信家族完成作戰任務的根本保證,也是引信家族進化與發展的永恆主題。無數血的警示和教訓以及眾多生命的代價換來了超越引信安全系統失效概率“百萬分之一”的設計目標,不斷實現向“0”極限目標邁進;可靠性,則是一個向“1”挺進的艱難過程。保證高安全性和實現高可靠性始終是引信專家努力追求的最高設計目標和新境界。

未來發展


高技術武器裝備的廣泛應用,推動著戰爭模式由大面積地毯式打擊向點目標精確打擊和高效毀傷方向迅疾發展。尤其近段時間來,世界武器系統已經從以武器平台為重點轉向了以高效毀傷彈藥為重點發展,信息化彈藥成為武器系統中最為活躍的發展領域,微電子技術、微機電技術和毫米波、激光、紅外光電等高新技術成就為引信家族發展提供了雄厚的技術基礎。
為對付地下欺騙性空穴或鋼板等偽裝層,各種靈巧引信紛紛問世,同時用於各種精確打擊彈藥、各種殺爆戰鬥部和子母戰鬥部的近炸引信及定高引信等紛紛亮相。
為適應防空反導作戰需要,提高防空反導彈藥對目標的毀傷和攔截效果,引信家族推出了可編程無線電近炸引信和瞄準式定向起爆引信等。如“愛國者”PAC-3型導彈戰鬥部和俄羅斯C-300B戰鬥部均採用先進的定向戰鬥部和瞄準式定向起爆引信。

發展歷史


引信是隨火藥用於兵器而出現的。火藥是中國四大發明之一,中國也是引信的發源地。根據《宋史》記載,970年馮繼升進獻“火箭法”,1000年唐福、石普獻“火箭”“火球”“火蒺藜”,1002年劉永錫獻“手球”,這都是中國早期的軍用火器。北宋慶曆年間刊印的《武經總要》,對當時作戰中所用的“蒺藜火球”“毒藥煙球”“霹靂火球”等兵器上的點火、引爆構件有明確敘述。據該書所載,這些球形火器的中心部分是以黑火藥為主的裝葯,另在球的外層做成薄殼狀緩燃葯層(書中稱為“雜葯”)。在作戰時用燒紅的鐵錐烙燃“火球”的外層薄殼,拋向敵陣,緩燃葯將裝葯點火、引爆“火球”。其後,改為用火藥捻子引燃,這種結構就是引信的雛形。據此,中國引信的出現不遲於11世紀。12世紀末到13世紀初,中國出現了鐵殼裝黑火藥的爆炸性武器,使用藥捻子點燃並起爆。明代《火龍神器陣法》中稱這種有防潮性能的葯捻子為“信”或“葯信”,《武備志》中記載有“信”的具體製造方法;《天工開物》中已有“引信”的名稱。
16世紀,歐洲出現了用於鑄鐵球彈上的引信,是將火藥裝入蘆葦管或木管中,用發射葯的火焰點燃。1835年出現葯盤時間引信。19世紀60年代觸發引信在戰爭中得到應用。80年代,彈丸的裝葯採用苦味酸炸藥,對引信的發展產生重大影響,出現了包含雷管和傳爆葯的傳爆序列。由於對發射安全的要求,1896年出現了隔離雷管型引信。1908年出現了鐘錶時間引信。20世紀30年代出現了電引信和聲、光原理的近炸引信。1943年美國研製成無線電引信。50年代出現了壓電引信和紅外引信。60年代以後,引信技術發展更快,出現了多種作用原理的近炸引信。70年代,在集成電路發展的基礎上出現了電子時間引信,以及兼有觸發、近炸、時間等兩種以上作用方式的引信,可以在發射前裝定或發射后遙控裝定。70年代末,隨著電子計算機技術和微電子技術在引信上的應用,出現了按射彈與目標交會條件變化參量,自動選擇位置或起爆時機的自適應引信。80年代以後,引信的品種和功能都得到大幅度發展,出現了具有可選擇炸高的近炸、定時、觸發和自調延期等功能的多選擇引信,專用於混凝土侵徹彈的觸發引信等。

組成


主要由發火控制系統、安全系統、能源裝置、爆炸序列等組成。引信各部分的聯繫及引信與目標、彈藥的關係見圖。其作用是感覺目標信息與目標區環境信息,經鑒別處理后,使爆炸序列第一級火工品發火。由目標敏感裝置、信號處理裝置和執行裝置三部分組成。
①目標敏感裝置。用於感覺、接受目標信息和目標周圍環境的信息,並將信息以力或電的信號予以輸出的裝置。根據引信對目標的敏感方式的不同,可分為直接感覺和間接感覺。直接感覺的敏感裝置設在引信內部,由引信感覺目標信息。直接感覺又分為接觸感覺和感應感覺。接觸感覺靠引信或彈體與目標的直接接觸而感覺目標,目標信息靠機械力的傳遞或機械能的傳遞。感應感覺是引信不接觸目標,而是在與目標相對運動中利用目標本身、目標周圍環境物理場感覺目標,這些物理場有電磁波、光波、聲波、磁場、氣壓場、水壓場等。間接感覺的目標敏感裝置是以引信外部的探測設備(如雷達)獲取目標信息,通過武器火力控制系統轉變為裝定信號或指令信號,輸送給發火控制系統中的裝定裝置或指令接收裝置。
②信號處理裝置。用於接收和處理來自目標敏感裝置的信號,分辨和識別信號的真偽和實現最佳炸點控制的裝置。若來自敏感裝置的目標信號比較微弱,信號處理裝置還將它予以放大,使其達到發火控制信號所需要的能量要求。用於有防護介質的引信,其信號處理裝置還要有對侵徹過程的識別和對炸點的自動控制功能,以實現對目標的最大毀傷效果。
③執行裝置。用於使引信的爆炸序列第一級起爆元件發火的裝置。又稱發火裝置。常用的執行裝置有擊發機構、點火電路、電開關等。它往往是各種形式的發火起動裝置、貯能裝置或換能裝置。當受到來自信號處理裝置信號的激勵時,執行裝置將預先貯存的能量瞬間釋放,使第一級起爆元件及時發火。
有些引信的發火控制系統還設置一些專門機構,如高射炮彈、地空導彈、遠程導彈等引信中的自毀機構,破甲彈引信中的擦地炸機構,航空炸彈和地雷引信中的反拆卸或反排除詭計機構等。防止引信在勤務處理、發射(或投擲、布設)過程以及在達到延期解除保險時間之前的各種環境條件下,解除保險或形成對主裝葯爆炸輸出的各種裝置的組合。其作用是保證引信進入目標區以前的安全。包括環境敏感裝置(主要是發射和飛行彈道敏感裝置)或指令接收裝置、保險與解除保險的狀態控制裝置、爆炸序列的隔爆件或能量隔斷件等。
現代引信安全系統應是冗餘保險,也就是要有兩個以上的獨立保險裝置,要在不同的環境信息作用下,按規定的時間和程序解除保險。不含敏感爆炸元件的無隔爆件的爆炸序列,採用電子式安全系統(ESA)控制發火電能向發火電容和爆炸元件的傳遞來保證引信的安全性。引信安全系統的功能是保證爆炸序列的安全,控制發火控制系統解除保險。引信的保險狀態即所有保險裝置及隔爆(或隔能)裝置未啟動前的狀態。引信解除保險就是移開所有的保險件和爆炸序列的隔爆件,或使電子式安全系統的高壓發火電容充電達到起爆電壓的值,使引信處於待髮狀態。提供引信正常工作所需的環境能量轉換或貯能、換能的裝置。引信的環境能源指在彈藥發射和飛行中所受的后坐力、離心力、切線力、空氣阻力、水的壓力、高速飛行產生的熱量等,可以轉變為電能或機械能。引信的內貯能源有載入的彈簧、充電的電容器、電池、火藥驅動器和壓縮的氣體等。內貯能源一般情況下受約束不做功,需要在環境激勵下才能輸出能量,其能量形式有機械能、電能、化學能、熱能等。換能裝置是在彈藥發射時或碰目標時能將接受的后坐力或碰擊力轉換為電能提供給引信的器件,如壓電晶體、磁發電機等。有的引信還可以從彈藥的控制系統或制導系統取得所需要的能源。
爆炸元件按感度遞減、輸出衝量遞增的順序排列的組合。用於引爆彈藥戰鬥部主裝葯。分為傳爆序列和傳火序列。傳爆序列最後一級爆炸元件輸出爆轟衝量,又稱高速爆炸序列。由火帽、雷管、導爆管、傳爆管等組成。用於殺傷爆破戰鬥部、破甲戰鬥部等,相應的引信稱為起爆引信。傳火序列最後一級爆炸元件輸出火焰衝量,又稱低速爆炸序列。由火帽(電點火頭)、加強葯柱、傳火藥等組成,用於子母彈的母彈引信和燃燒彈、煙幕彈、宣傳彈等特種彈引信中,相應的引信稱為點火引信。爆炸序列的第一級爆炸元件稱為起爆元件,裝有敏感葯的起爆元件必須用隔爆件使之與導爆葯柱、傳爆葯柱隔開,稱錯位爆炸序列;不裝敏感葯的起爆元件,不需要採用隔爆件,起爆元件與傳爆葯柱直接對正,稱直列(對正)爆炸序列。引信從發射(投擲、布設)開始到引爆或引燃戰鬥部裝葯的過程。包括解除保險、目標信息作用和引爆或引燃的過程。引信平時處於保險狀態,發射時,引信的安全系統根據預定出現的環境信息,分別使發火控制系統和爆炸序列從安全狀態轉換成待髮狀態。分為信息獲取、信號處理和發火輸出三個步驟。信息獲取包括感覺目標信息、信息轉換和傳輸。引信感覺到目標信息后,轉換為適於引信內部傳輸的力信號或電信號,輸送到信號處理裝置進行識別和處理。當信號表明彈藥相對於目標已處於預定的最佳起爆位置時,信號處理裝置即發出發火控制信號,再傳遞到執行裝置,產生髮火輸出。指執行裝置接收到發火信號的能量使爆炸序列第一級起爆元件發火,通過爆炸序列引爆或引燃戰鬥部裝葯的過程。將重點提高引信對環境的識別能力和確保引信安全性,採用複合探測體制,增強對目標的探測與識別能力、抗干擾能力、炸點精確控制能力和起爆點實時控制能力等。反坦克引信將提高識別目標和精確定位的能力;地空導彈引信將提高超低空截止距離性能;空空導彈引信將滿足全向攻擊目標的要求;戰略導彈等武器的引信將提高抗干擾能力和抗攻擊能力。引信將實現多功能化、靈巧化和智能化。