引信 :一种引爆装置

更新时间:2024-09-21 10:24

引信又称信管。装在炮弹、炸弹、地雷等上的一种引爆装置。引信是利用目标信息和环境信息,在预定条件下引爆或引燃弹药战斗部装药的控制装置(系统)。根据不同炮弹弹种和对付目标的需要选择不同的引信。爆竹的火药捻子即是最早的引信。

简介

引信包括有发火控制系统、安全系统、传爆序列和能源装置4个基本部分。引信按作用原理分为:触发引 信、非触发引信和时间引信3种类型。按配用的弹药分为:炮弹、迫击炮弹、火箭弹导弹手榴弹航空炸弹深水炸弹地雷水雷鱼雷等引信。按配置在弹药的部位分为:弹头、弹底(或弹尾)、弹身引信,以及弹头激发弹底引爆引信等。按安全程度分为:隔离雷管型、不需隔爆型、隔离火帽型和没有隔离等引信。

分类

(1)着发引信,碰着物体即起爆。大都由击针、火帽、雷管、传爆药和保险机构等组成。

按作用原理,触发引信可分为机械触发引信、电触发引信、光触发引信、化学触发引信和组合式触发引信(如机电一体化触发引信)等。按敏感装置的功能,可以分为起爆式敏感装置触发引信和非起爆式敏感装置触发引信两大类。前者的目标敏感装置不仅提供控制发火的信息,而且提供发火的能量;后者的目标敏感装置只提供控制发火的信息,而发火的能量是由其他储能机构或装置提供的。按引信碰撞目标到引信起爆的时间间隔,可以分为瞬发、惯性和延期触发引信3类。

(2)时间引信,它是指弹药发射、投掷、布射后,按照装定的时间作用的引信,又称为定时引信。时间引信广泛配用于空炸、跳炸、穿透目标后爆炸和深 入目标(如防御工事等)内部爆炸等各种定时起爆的弹药。时间引信的延期时间是根据弹药的战术使命和使用要求设计的,短的只有几百毫秒或几秒,长达几天、几十天,甚至几个月。

时间引信的分类方法很多,按计时装置的作用原理,可分为药盘(火药)时间引信、机械(钟表)时间引信、化学时间引信、电子时间引信、射流时间引信等几大类。各大类还可以细分,如机械和电子时间引信还可以按使用时是否可以重新装定,分为可装定时间引信和不可装定时间引信。按配用的弹种,可分为炮弹时间引信、迫击炮弹时间引信、地雷时间引信、水雷时间引信、火箭弹时间引信、枪榴弹时间引信、手榴弹时间引信和小型榴弹时间引信等。除此之外,还有很多分类方法。

(3)非接触式引信,当弹丸、导弹等飞行至接近目标一定距离时,利用物体对电波的反射或物体放出的红外线和音响等而起爆。

(4)按安全程度,分为隔离雷管型、不需隔爆型、隔离火帽型和没有隔离机构的引信。隔离雷管型引信又称全保险型引信。属错位爆炸序列引信,适用于常规武器。不需隔爆型引信,属直列爆炸序列引信,起爆需要较大的能源,用于核弹航空炸弹鱼雷等大型战斗部。隔离火帽型引信又称半保险型引信,没有隔离机构的引信又称非保险型引信,这两种引信均不符合引信安全性设计准则要求,现代引信多不采用。

保险型

一、当引信处于保险状态时,传爆元件均不隔离开的,称为非保险型引信;二、将火帽与下一级传爆元件隔离开来的引信,称为半保险型引信;三、将雷管与下一级传爆元件隔离开来的引信,称为全保险型引信。

引信安全系统必须有两个独立的保险件,其中每个保险件都必须能防止意外解除保险,而解除两个保险件的力必须从不同的环境获得,成为双环境激励全保险型引信。

引信,如同人类的大脑,是弹药系统中最核心的控制单元。如今,面向信息化战争军事需求,引信不断吸收当代高科技精华,提高“大脑”智商,发展“大脑”智力,丰富“大脑”智慧,优化“大脑”体系,时刻迎接新军事变革的挑战。

家族成员

引信家族,成员众多、功能各异,主要有机电触发引信、光引信、红外引信、静电引信、磁引信、灵巧引信和智能引信等,真可谓百变多样,凸显出引信家族在兵器发展中的突出地位与作用。

安全性和可靠性是引信家族完成作战任务的根本保证,也是引信家族进化与发展的永恒主题。无数血的警示和教训以及众多生命的代价换来了超越引信安全系统失效概率“百万分之一”的设计目标,不断实现向“0”极限目标迈进;可靠性,则是一个向“1”挺进的艰难过程。保证高安全性和实现高可靠性始终是引信专家努力追求的最高设计目标和新境界。

未来发展

高技术武器装备的广泛应用,推动着战争模式由大面积地毯式打击向点目标精确打击和高效毁伤方向迅疾发展。尤其近段时间来,世界武器系统已经从以武器平台为重点转向了以高效毁伤弹药为重点发展,信息化弹药成为武器系统中最为活跃的发展领域,微电子技术、微机电技术和毫米波、激光、红外光电等高新技术成就为引信家族发展提供了雄厚的技术基础。

为对付地下欺骗性空穴或钢板等伪装层,各种灵巧引信纷纷问世,同时用于各种精确打击弹药、各种杀爆战斗部和子母战斗部的近炸引信及定高引信等纷纷亮相。

为适应防空反导作战需要,提高防空反导弹药对目标的毁伤和拦截效果,引信家族推出了可编程无线电近炸引信和瞄准式定向起爆引信等。如“爱国者”PAC-3型导弹战斗部俄罗斯C-300B战斗部均采用先进的定向战斗部和瞄准式定向起爆引信。

发展历史

引信是随火药用于兵器而出现的。火药是中国四大发明之一,中国也是引信的发源地。根据《宋史》记载,970年冯继升进献“火箭法”,1000年唐福、石普献“火箭”“火球”“火蒺藜”,1002年刘永锡献“手球”,这都是中国早期的军用火器。北宋庆历年间刊印的《武经总要》,对当时作战中所用的“火球”“毒药烟球”“霹雳火球”等兵器上的点火、引爆构件有明确叙述。据该书所载,这些球形火器的中心部分是以黑火药为主的装药,另在球的外层做成薄壳状缓燃药层(书中称为“杂药”)。在作战时用烧红的铁锥烙燃“火球”的外层薄壳,抛向敌阵,缓燃药将装药点火、引爆“火球”。其后,改为用火药捻子引燃,这种结构就是引信的雏形。据此,中国引信的出现不迟于11世纪。12世纪末到13世纪初,中国出现了铁壳装黑火药的爆炸性武器,使用药捻子点燃并起爆。明代《火龙神器阵法》中称这种有防潮性能的药捻子为“信”或“药信”,《武备志》中记载有“信”的具体制造方法;《天工开物》中已有“引信”的名称。

16世纪,欧洲出现了用于生铁球弹上的引信,是将发射药装入芦苇管或木管中,用发射药的火焰点燃。1835年出现药盘时间引信。19世纪60年代触发引信在战争中得到应用。80年代,弹丸的装药采用苦味酸炸药,对引信的发展产生重大影响,出现了包含雷管和传爆药的传爆序列。由于对发射安全的要求,1896年出现了隔离雷管型引信。1908年出现了钟表时间引信。20世纪30年代出现了电引信和声学、光原理的近炸引信。1943年美国研制成无线电引信。50年代出现了压电引信和红外引信。60年代以后,引信技术发展更快,出现了多种作用原理的近炸引信。70年代,在集成电路发展的基础上出现了电子时间引信,以及兼有触发、近炸、时间等两种以上作用方式的引信,可以在发射前装定或发射后遥控装定。70年代末,随着电子计算机技术和微电子技术在引信上的应用,出现了按射弹与目标交会条件变化参量,自动选择位置或起爆时机的自适应引信。80年代以后,引信的品种和功能都得到大幅度发展,出现了具有可选择炸高的近炸、定时、触发和自调延期等功能的多选择引信,专用于混凝土混凝土破坏弹的触发引信等。

组成

主要由发火控制系统、安全系统、能源装置、爆炸序列等组成。引信各部分的联系及引信与目标、弹药的关系见图。其作用是感觉目标信息与目标区环境信息,经鉴别处理后,使爆炸序列第一级火工品发火。由目标敏感装置、信号处理装置和执行装置三部分组成。

①目标敏感装置。用于感觉、接受目标信息和目标周围环境的信息,并将信息以力或电的信号予以输出的装置。根据引信对目标的敏感方式的不同,可分为直接感觉和间接感觉。直接感觉的敏感装置设在引信内部,由引信感觉目标信息。直接感觉又分为接触感觉和感应感觉。接触感觉靠引信或弹体与目标的直接接触而感觉目标,目标信息靠机械力的传递或机械能的传递。感应感觉是引信不接触目标,而是在与目标相对运动中利用目标本身、目标周围环境物理场感觉目标,这些物理场有电磁波、光波、声波磁场、气压场、水压场等。间接感觉的目标敏感装置是以引信外部的探测设备(如雷达)获取目标信息,通过武器火力控制系统转变为装定信号或指令信号,输送给发火控制系统中的装定装置或指令接收装置。

信号处理装置。用于接收和处理来自目标敏感装置的信号,分辨和识别信号的真伪和实现最佳炸点控制的装置。若来自敏感装置的目标信号比较微弱,信号处理装置还将它予以放大,使其达到发火控制信号所需要的能量要求。用于有防护介质的引信,其信号处理装置还要有对侵彻过程的识别和对炸点的自动控制功能,以实现对目标的最大毁伤效果。

③执行装置。用于使引信的爆炸序列第一级起爆元件发火的装置。又称发火装置。常用的执行装置有击发机构、点火电路、电开关等。它往往是各种形式的发火起动装置、贮能装置或换能装置。当受到来自信号处理装置信号的激励时,执行装置将预先贮存的能量瞬间释放,使第一级起爆元件及时发火。

有些引信的发火控制系统还设置一些专门机构,如高射炮弹、地空导弹远程导弹等引信中的自毁机构,破甲弹引信中的擦地炸机构,航空炸弹和地雷引信中的反拆卸或反排除诡计机构等。防止引信在勤务处理、发射(或投掷、布设)过程以及在达到延期解除保险时间之前的各种环境条件下,解除保险或形成对主装药爆炸输出的各种装置的组合。其作用是保证引信进入目标区以前的安全。包括环境敏感装置(主要是发射和飞行弹道敏感装置)或指令接收装置、保险与解除保险的状态控制装置、爆炸序列的隔爆件或能量隔断件等。

现代引信安全系统应是冗余保险,也就是要有两个以上的独立保险装置,要在不同的环境信息作用下,按规定的时间和程序解除保险。不含敏感爆炸元件的无隔爆件的爆炸序列,采用电子式安全系统(ESA)控制发火电能向发火电容和爆炸元件的传递来保证引信的安全性。引信安全系统的功能是保证爆炸序列的安全,控制发火控制系统解除保险。引信的保险状态即所有保险装置及隔爆(或隔能)装置未启动前的状态。引信解除保险就是移开所有的保险件和爆炸序列的隔爆件,或使电子式安全系统的高压发火电容充电达到起爆电压的值,使引信处于待发状态。提供引信正常工作所需的环境能量转换或贮能、换能的装置。引信的环境能源指在弹药发射和飞行中所受的后坐力、离心力切线力、空气阻力、水的压力、高速飞行产生的热量等,可以转变为电能机械能。引信的内贮能源有加载的弹簧、充电的电容器、电池、发射药驱动器和压缩的气体等。内贮能源一般情况下受约束不做功,需要在环境激励下才能输出能量,其能量形式有机械能、电能、化学能热能等。换能装置是在弹药发射时或碰目标时能将接受的后坐力或碰击力转换为电能提供给引信的器件,如压电晶体、磁发电机等。有的引信还可以从弹药的控制系统或制导系统取得所需要的能源。

爆炸元件按感度递减、输出冲量递增的顺序排列的组合。用于引爆弹药战斗部主装药。分为传爆序列和传火序列。传爆序列最后一级爆炸元件输出爆轰冲量,又称高速爆炸序列。由火帽、雷管、导爆管、传爆管等组成。用于杀伤爆破战斗部、破甲战斗部等,相应的引信称为起爆引信。传火序列最后一级爆炸元件输出火焰冲量,又称低速爆炸序列。由火帽(电点火头)、加强药柱、传火药等组成,用于子母弹的母弹引信和燃烧弹、烟幕弹、宣传弹等特种弹引信中,相应的引信称为点火引信。爆炸序列的第一级爆炸元件称为起爆元件,装有敏感药的起爆元件必须用隔爆件使之与导爆药柱、传爆药柱隔开,称错位爆炸序列;不装敏感药的起爆元件,不需要采用隔爆件,起爆元件与传爆药柱直接对正,称直列(对正)爆炸序列。引信从发射(投掷、布设)开始到引爆或引燃战斗部装药的过程。包括解除保险、目标信息作用和引爆或引燃的过程。引信平时处于保险状态,发射时,引信的安全系统根据预定出现的环境信息,分别使发火控制系统和爆炸序列从安全状态转换成待发状态。分为信息获取、信号处理和发火输出三个步骤。信息获取包括感觉目标信息、信息转换和传输。引信感觉到目标信息后,转换为适于引信内部传输的力信号或电信号,输送到信号处理装置进行识别和处理。当信号表明弹药相对于目标已处于预定的最佳起爆位置时,信号处理装置即发出发火控制信号,再传递到执行装置,产生发火输出。指执行装置接收到发火信号的能量使爆炸序列第一级起爆元件发火,通过爆炸序列引爆或引燃战斗部装药的过程。将重点提高引信对环境的识别能力和确保引信安全性,采用复合探测体制,增强对目标的探测与识别能力、抗干扰能力、炸点精确控制能力和起爆点实时控制能力等。反坦克引信将提高识别目标和精确定位的能力;地空导弹引信将提高超低空截止距离性能;空空导弹引信将满足全向攻击目标的要求;战略导弹等武器的引信将提高抗干扰能力和抗攻击能力。引信将实现多功能化、灵巧化和智能化。

参考资料

弹药安全守护神系列专题稿件(三)引信结构的安全总监——保险机构.今日头条.2023-11-22

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