电火工品空气炮过载实验评估技术研究(3)
攻坚弹药在打击硬目标及深层次目标时要求弹药在高加速度的过载状态下具有
较高的可靠性和安全性。火工品作为弹药的首发元件，在弹药中起着至关重要的作用，
直接影响弹药使用的安全性，作用的可靠性。
目前，在弹药发射和着靶过程中面对的主要问题是缺乏能够模拟火工品的受力环
境和过载特性的低成本模拟试验方法。火工品抗过载能力的考核和验收中，主要使用
马歇特锤击试验，过载加速度最大只能达到 3 万 g，满足不了抗高加速度过载火工品
研制和考核的要求。实弹射击是评价过载安全性和可靠性的有效方法，但是试验成本
高，不适合用作产品的常规过载能力评估和验收。由于目前在抗力学过载火工品技术
研究和抗力学过载火工品验收时缺乏经济和有效的力学过载模拟试验方法和产品验
收的手段，阻碍了抗力学过载火工品技术的发展、抗力学过载火工品的研制和验收，
也阻碍了攻坚弹药的发展。鉴于空气炮实验技术测量方法简单，便于模拟火工品在高
过载环境中的试验状态。本文通过利用空气炮技术研究火工品在高过载条件下的损伤
特性，总结出电火工品的在高过载条件下的损伤特性，为火工品的损伤机理研究和防
护设计提供理论参考和实验依据，同时对提高电火工品的抗高过载性能具有重要的使
用价值和指导意义。
1.3 火工品冲击过载模拟试验技术研究现状
1.3.1 国外研究现状
为了解决火工品和引信等敏感部件的抗过载能力，在国外逐步加强了侵彻过载的
理论和试验研究，大多都采用实弹射击、模拟试验和数值仿真等方法开展弹药的抗过
载性能研究。 2004 年，美国采用落球试验[4]
研究了发射冲击对引信失效率的影响规律，
发射冲击由高频应力波和低频加速度波组成，研究表明，高频应力波叠加是造成子母
弹引信失效的重要因素。2005 和 2006 年度主要报道了采用空气炮和 Hopkinson 压杆
对高过载传感器和引信的过载特性研究[5][6]
。目前，过载加速度达到 10万g的霍普金
森压杆冲击模拟试验和空气炮试验成为标准的过载试验方法。2007、2008 和 2009 年
美国又重点报道了采用火炮侵彻多层次混凝土靶板的实弹射击试验研究[7][8][9]
。通过研
究得到混凝土的侵彻加速度主要在 4～7万 g，加速度脉宽在4ms～5ms 之间，并且过
载加速度波是由弹体结构相关的高频加速度波以及靶板减阻的低频加速度波构成。目
前美国已经形成了落球、霍普金森压杆、空气炮和火炮构成的高过载试验方法。在加
速度信号获取方面，美国主要采用了弹载数据采集器，这种数据采集器本身就能够承
受 10 万 g 的冲击。而且，目前美国已经具有高精度和小型化特点的第一代三文弹载
数据采集器。是由美国国防威胁降低局和桑迪亚实验室合作开发的具有高安全性的抗
过载的数据采集器，这种微型三文数据采集器的先进性主要有：利用微型引信设计系
统来达到小型化；和一般电压调压装置具有兼容性；在受高冲击载荷作用下可以保持
整个三文数据采集器的整体功能完整；需要的能量较低。
2010年引信年会中， Danny R. Hayles在他的文章中提到通过Hopkinson压杆试验、
空气炮试验、落球试验和实弹射击等几种力学冲击过载试验方法的比较来确定可行的
试验方案，进而得到火工品在受高冲击载荷作用下的理想冲击加速度波形[10]
，这对研
究火工品抗高过载特性具有重要意义。
上一篇：硼基纳米高能燃料的制备与燃烧性能
下一篇：彩光金属燃料的制备与光色性能研究