实验室试验

实验室试验也叫静止试验，是指在实验室条件下，用非射击方法对引信或其零部件的某些性能进行检查或测试的各种试验。实验室试验大多是模拟性质的，用来模拟引信在勤务处理、发射、飞行、碰目标或长期贮存过程中可能经历的力学、温度、湿度及电磁等各种环境条件。在引信的研制、定型、验收、贮存和使用等阶段中，都要做一系列的实验室试验。

为了保证引信实验室试验的一致性而制定的相应的国家军用标准，对试验项目、试验目的、试验说明、试验合格准则、试验设备和试验程序等进行了规范，它是试验者和设计者共同遵守的技术依据。除非用于特定的用途，标准试验一般是不加说明的。这些标准包括《引信环境与性能试验方法》GJB573A—1998、《引信环境与性能试验方法　杆试验》GJB573.33—1992、《引信环境与性能试验方法　同轴线试验》GJB573.34—1993、《引信环境与性能试验方法　反射板试验》GJB573.35—1993、《引信实验室试验　引信延期药管点火能力试验》GJB165.3A—2004、《引信实验室试验　引信爆炸完全性试验》GJB165.4A—2004、《引信实验室试验　引信旋转试验》GJB165.5A—2004、《引信实验室试验　引信钟表机构静态下测时试验》GJB165.6A—2004等。

引信实验室试验的主要项目有：震动试验、磕碰试验、12m跌落试验、1.5m跌落试验、运输装卸试验、运输振动试验、温度与湿度试验、真空-蒸气-压力试验、盐雾试验、浸水试验、霉菌试验、高低温贮存试验、热冲击试验、沙尘试验、泄漏试验、隔爆安全性试验、爆炸完全性试验、淋雨试验、旋转试验、离心试验、锤击试验、杆试验、反射板试验等。当然，并不是每一个引信产品在研制和生产中都要进行这些试验，每种引信在各个阶段要做的试验项目应视具体要求而定。

下面对常用的引信实验室试验进行介绍。

震动试验是在实验室进行的模拟地面运输条件的试验，其目的是在震动试验机上通过一系列的冲击来考核引信经过地面运输后的安全性。

震动试验机如图13-1所示，主要由四个并排装在一公共轴上的震动臂组成，臂的自由端可在凸轮的作用下交替地上下运动，每次只有一个臂落下。震动臂升高102mm后自由地落在木砧上，其上下频率为35次/min。每个臂有三个安装被试引信的螺纹座，螺纹座的设置应按规定使引信按三种不同方位震动。一般将被试引信直接拧入螺纹座，特殊的引信还需要使用专用连接螺或夹具。

图13-1　震动试验机

被试引信应是裸露的全备引信，一般情况下夹具和引信的质量等于或小于3.6kg。试验时，每发引信按轴向水平、头向上、头向下三种不同方位各震动1750次。

试验后的引信应保证使用安全，在运输、贮存、装卸和使用期内不致由于安全问题而危害操作人员或引起不安全的作用，但不要求作用可靠。通常情况下，根据分解、检查、其他必要的试验和工程判断来确定被试引信是否合格。

磕碰试验是在实验室进行的模拟地面运输条件的试验，其目的是通过被试引信在旋转磕碰箱内经受自由落下的无规则撞击来考核引信经地面运输后的安全性。

磕碰试验机如图13-2所示，它包括三种不同型号带衬板的磕碰箱，以及支撑磕碰箱并使其绕轴转动的支撑部件和驱动机构。磕碰箱按（30±2）r/min的转速旋转（3600±10）r，以满足试验条件的要求。

图13-2　磕碰试验机

磕碰箱按被试引信的大小来选择，以便使各种引信能够在磕碰箱旋转时自由地磕碰，并接受任意方向的撞击。试验时，将裸露的全备引信放入带衬板的磕碰箱内进行旋转。

试验后的引信应保证使用安全，但不要求作用可靠。

装有引信的炮弹、炸弹、导弹或其他弹药从码头向舰船上搬运时可能出现自由跌落现象，在实际使用中还可能遇到其他的跌落高度和撞击条件，引信在这些条件下也极易受损，所以引信也应在这些条件下进行试验。

12m跌落试验是在实验室或外场进行的模拟码头与舰船之间装卸条件的试验，其目的是通过12m的自由跌落来考核引信在装卸过程中偶然跌落后的安全性。

12m高度是指试验弹（或装有试验弹的包装箱）最低点到钢板撞击面的距离。在满足自由落高和撞击条件的情况下，12m跌落高度可以通过任何塔架、动臂起重机或构架装置来获得。撞击钢板的最小厚度为75mm，布氏硬度不得小于200。钢板应安装在最小厚度为460mm的混凝土基座上，其表面必须平整，其长、宽尺寸至少是试验弹最大尺寸的1.5倍。撞击钢板的四周必须有一定高度的挡板围栏，以防止试验弹跳出来。应使用导向装置来保证要求的撞击角度，但导向装置的下端与撞击钢板应有一定距离，以保证不妨碍自由下落和回跳。导向装置不得使试验弹落下的撞击速度比自由跌落时所达到的速度减少2％。

试验时，将全备引信装在试验弹上或再进行适当包装，使其从12m的高度以头向下、底向下、水平方向、头向下45°角、底向下45°角五种姿态自由地跌落到以混凝土为基座的钢板上。每发引信只跌落一次。

试验后的引信应保持其处理安全性能，包括爆炸物的处理安全。当判定不能使用时，在适当的装卸和处理条件下，允许对引信进行处理，但不得伤害操作人员。

对于某些碰炸引信，试验后隔爆机构以上的火工元件可能发火，但只要隔爆机构以下的爆炸元件不爆炸或爆燃，则本次试验有效。

1.5m跌落试验是在实验室进行的模拟装卸和作战时搬运条件下的试验，其目的是通过1.5m自由跌落来考核引信经过装卸和搬运后的安全性和作用可靠性。

1.5m高度是指试验弹（或引信）最低点到钢板撞击面的距离。1.5m跌落高度可以通过钢塔、动臂起重机或建筑物延伸横梁来获得。撞击钢板的最小厚度为75mm，布氏硬度不得小于200。钢板应水平地固定在最小厚度为0.6m的碎石或混凝土基座上。撞击钢板的表面必须很平整，其长宽尺寸至少是试验弹最大尺寸的1.5倍。钢板周围必须用一定高度的挡板围栏，以防止试验弹跳出。可采用各种导向装置来保证正确的撞击角度，为保证不妨碍试验弹的自由跌落和回跳，导向装置的下端距钢板必须有一定距离。

试验时，将装有全备引信的试验弹或裸露的全备引信从1.5m的高度以头向下、底向下、水平方向、头向下45°角、底向下45°角五种姿态自由地跌落到以混凝土为基座的钢板上。

如果引信对低加速度和长持续时间的冲击最易受损，则可将软土地、水、纤维板或类似的物质作为撞击面。

试验后的引信应保证使用安全，运输、贮存、装卸和使用中安全并作用可靠。对于头向下跌落的弹头起爆引信和底向下跌落的凸出弹底的弹底起爆引信，要求使用安全并处理时应安全，但不要求作用可靠。

运输振动试验是在实验室进行的模拟运输条件的试验，其目的是通过规定的振动来考核引信经过运输后的安全性和作用可靠性。运输振动有裸露引信和包装引信两种试验方法。

振动设备可以是任何一种可间接操纵的，能够产生直线简谐振动，且具有必需的输出功率、强度、载荷量和频率范围的振动机，机械驱动的或电动的均可；也可以是一种以循环或摆动方式相结合而产生复合运动的振动机。但后者的放大倍数与负载的大小及外形有关，在使用时必须事先予以确定，且应确定其最大加速度点，以便于监测。

试验时，将裸露的被试引信或装在规定的包装箱内的引信预先处理到规定的温度，然后按照规定的频率、振幅及时间等进行振动。最少需在高、低、常温条件下各试一发引信，当样本量大于三发时，应尽量将其均匀地分配到三种温度中去。

试验后的引信应保证使用安全和处理安全性能，包括爆炸物的处理安全，并作用可靠。

温度与湿度试验是在实验室进行的模拟贮存条件的试验，其目的是通过极端温度和湿度的重复循环来考核引信经过贮存后的安全性和作用可靠性。

将裸露的引信在温度和湿度变化的条件下放置28天（包括两个14天的循环）。引信在＋71℃和-54℃的极限条件下交替放置，并在＋71℃和-62℃条件下做一次附加贮存。试验箱在＋71℃时具有95％相对湿度。试验可以采用双箱法或单箱法：双箱法是将引信从低温箱移到高温箱，再移回到低温箱；单箱法是对箱内温度、湿度进行调节，以达到所要求的温度、湿度循环。被试引信应是全备引信。

试验后的引信应保证使用安全，运输、贮存、装卸和使用中安全并作用可靠。

高、低温贮存试验是在实验室进行的模拟贮存条件的试验，其目的是通过连续暴露在极限高、低温条件下规定的时间来考核引信经过贮存后的安全性和作用可靠性。

将裸露的全备引信装入密闭试验箱，按规定时间做极限低温、高温试验。共有三种试验程序可供选择：将引信放在-54℃条件下存放28天，随后在＋71℃条件下再放28天；将引信放在-54℃条件下存放28天；将引信放在＋71℃条件下存放28天。

试验后的引信应保证使用安全，运输、贮存、装卸和使用中安全并作用可靠。

热冲击试验是在实验室进行的模拟贮存或战术条件的试验，其目的是通过规定时间的突变的极限高、低温冲击来考核引信经过贮存或战术条件后的安全性和作用可靠性。

被试引信为全备引信。用两个温度箱做试验时，将引信放入预先调节到-54℃的低温试验箱中，至少保持4h；然后，将引信取出，并在1min内将其放入预先调节的温度为71℃且相对湿度低于20％的高温试验箱中，至少保持4h之后；再取出引信，并在1min内将其再次放入-55℃的低温试验箱中。这个过程重复进行，制导引信经受低温和高温冲击试验各三次为止。用一个通用温度冲击试验箱做试验时，引信应能在-54℃和＋71℃两种温度间自动转移，试验周期、转移时间和重复次数同上。

试验后的引信应保证运输、贮存、装卸和使用中安全并作用可靠。

锤击试验又称马歇特试验，是考核发射过程中引信经受最大后坐力时爆炸元件的安全性和零部件强度或引信可靠性的模拟试验。

锤击试验的设备是锤击试验机，如图13-3所示。将装有引信或爆炸元件的辅助工具拧在击锤上，锤柄为玻璃钢制成并固定在半圆轮上。半圆轮通过机轴与机架连接，机轴伸过护板，在护板背面的机轴上安装有棘爪控制的棘轮（图中未示出）。重锤用皮带悬挂在半圆轮上，提供锤击机旋转的动力。铁砧固定在与机架相连的座上，供击锤打击用。

图13-3　标准锤击试验机

锤击机的棘轮上共有30个齿，每齿转角为12°，锤击机升高的齿数越多，锤击时产生的惯性加速度越大。各齿对应的加速度值应通过试验来标定，但由于不同锤击试验机的差异和试验条件的不同，所测得的结果并不完全一致。尽管如此，这些结果对正确使用锤击机仍有参考价值，表13-1列出了锤击试验机的加速度参考值。

表13-1　锤击试验机的加速度值

锤击试验只能模拟火炮发射时加速度的极值，而不能模拟发射过程中加速度的变化规律。习惯上，对于前膛炮发射的引信，常以18齿来考核；对于后膛炮发射的引信，常以23齿来考核。

对锤击试验后的引信进行分解检查：引信中的火工品不得发火或爆炸，其管壳和加强帽不得变形、松动或破坏；引信各机构不得紊乱，不许有影响安全和可靠作用的变形或机械损伤；火工品中的药剂不得松散或脱出。否则，均视为强度或安定性不合格。试验后的引信不要求能够使用。

旋转试验是考核引信在弹道飞行中经受旋转环境下的离心力时的安全性和可靠性的一项模拟试验。旋转试验属非破坏性试验，适用于靠离心力解除保险或工作，或高速旋转会对工作可靠性带来不利影响的引信。

模拟离心力比较简单，只要使引信绕本身的轴线旋转即可。试验设备为旋转试验机，有气动和电动两种，一般由能源系统、旋转机构、润滑系统、防护装置、消声系统和测速系统等组成。试验时，将被试引信装在旋转试验机的转轴上，盖好防护装置，按要求的转速和转速上升时间开动试验机。当转速达到规定数值后，保持一定时间，再关闭试验机。

试验后对引信进行分解检查：离心解除保险机构必须解除保险并运动到位，其他机构不得紊乱，零件不得破坏或产生影响正常工作的变形。

离心试验是用离心力对发射和弹道飞行中引信所经历的后坐力（直线惯性力）进行模拟的试验，也可以用来检查引信可靠性。离心试验一般属非破坏性试验，用于模拟作用时间长、量值较低的后坐力。

试验设备为离心试验机，有一个绕轴旋转的横臂或圆板，如图13-4所示。被试引信或零部件的轴线沿转轴的径线方向安装在横臂的相应位置上，所产生的离心力就可以模拟直线惯性力。改变离心试验机的转速或调整引信离开旋转中心的距离，即可以改变受力的大小。

图13-4　离心试验装置

对于靠低惯性力解除保险，或低惯性力会影响可靠性的引信或零部件，在研制和生产过程中都应做离心试验。

隔爆安全性试验是在实验室进行的模拟爆炸元件意外发火的试验，其目的是通过引信在保险状态下的起爆来考核引信爆炸序列中隔爆装置的隔爆安全性。

把改装后的引信安装在测试夹具上，然后将它们放入破片杀伤试验箱中，示意图如图13-5所示。

图13-5　隔爆安全性试验示意图

对于装有针刺火帽或雷管的引信，应在正对火帽或雷管（隔爆状态）输入端的部位开孔，以便安装击针；对于装有电雷管的引信，应设法引出导线，并去掉雷管的短路机构。引信改装后，其爆炸气体的密闭、爆轰的传递形式和破片的散飞情况应与改装前基本一致。针刺火帽或非电雷管用落锤式装置发火，而电雷管的发火电源类型没有严格限制，只要能保证可靠发火即可。引信中所有位置的爆炸元件都要予以考虑，通常这些元件位于隔爆装置前方，但某些爆炸元件可能位于爆炸序列外，不起引爆导爆药和传爆药的作用。

爆炸序列隔爆装置后的任何爆炸元件不应有引爆、破片侵彻、穿孔、燃烧、烧焦或熔化现象，不应有造成人员严重受伤或殉爆邻近引信的喷出物。

爆炸完全性试验是检查引信爆炸序列中各爆炸元件能否依次完全爆炸的试验。试验时，将引信改装成待发状态，通常在爆炸塔中进行试验，如图13-6所示。

图13-6　爆炸塔示意图

试验方法有投掷法、重锤打击法、通电法、导火索法、拉销法等。投掷法是将扎有纸筒的受试引信从导向管投入口自由坠落在铁砧上，使引信起爆。重锤打击法是将受试引信置于爆炸塔内的铁砧上，然后将重锤从导向管投入口自由坠落，进而打击击针，使引信起爆。通电法是将受试引信接通电源，使引信起爆。导火索法是将导火索插入受试引信中，点燃导火索使引信起爆。拉销法是将拉销装置装在受试引信内，拉去击针固定销使引信起爆。

一般，根据爆炸声音和爆炸残存物来判断引信的起爆完全性：爆炸声音洪亮清脆，传爆管完全被炸碎，爆炸室四周无残存药粉时，可认为起爆完全；爆炸声音微弱，传爆管壳有大块破片，爆炸室四周有药粉飞散的痕迹时，则认为起爆不完全。对于传爆药量很小的引信，也可采用炸穿一定厚度的铅板或钢板的方法来鉴定起爆完全性。

杆试验又称吊弹试验，是使悬挂着的、装有引信的测试弹的轴线按一定的水平倾角向规定的反射面垂直落下，以测量引信射频相对灵敏度的试验。

杆试验的场地布置如图13-7所示。测试时，将待测引信装在外形尺寸与实弹一致的测试弹上，并吊在空中且距离反射面一定高度。反射面为一定深度的水面、金属板或平整的土地等，面积应足够大，周围环境空旷且无杂乱反射。在测试弹相对于反射面自上而下运动时，测出引信自差机输出电压的变化量与测试弹高度的关系，以估算引信射频灵敏度和炸高。

图13-7　杆试验的场地布置示意图

试验时，表征引信工作状态的自差机输出电压变化量可经电缆送到记录装置。为了消除电缆带来的测试误差，可在测试弹尾部安装仪表，用光学仪器观察读数；或用弹内磁带机进行记录，然后再进行数据处理；或采用无线电遥测、光纤、超声等方法传输测试数据。

杆试验比较直观，不需要进行负载模拟或反射信号模拟，既可测量射频相对灵敏度，又可测量引信在自由空间状态时的其他工作参数。但因测试弹运动速度有限，所以无法对信号处理电路进行考核，并且试验场处于室外，易受气象条件影响。

反射板试验是用周期地改变反射体调谐电容的方式，来模拟运动目标对引信无线电波的反射，以测量无线电引信综合灵敏度的试验。反射板试验的工作原理如图13-8所示。

图13-8　反射板试验的工作原理

反射器由两块金属板（或一对偶极子）组成，总长约为波长的1/2。两极间接有变容二极管作为终端负载。通过扼流圈给变容二极管加一低频周期性变化的电压信号，则变容管的容量，即反射器终端负载，也产生相应的周期性变化。由于反射器的终端效应加上低频信号的调制，辐射到反射器的引信无线电波反射回去并经引信天线接收后与本振混频，其差拍与加在反射器变容二极管上的低频信号相同，用以模拟多普勒信号，其频率的选取要在引信信号处理电路中放大器的通带内。测试时，将装有引信的测试弹置于一定高度的托弹架上，反射器的高度与托弹架相同，并且两者有一段距离。将有源反射器由远而近移动，由指示仪表看出多普勒信号幅度的变化和增长规律。若在某一距离上可使引信执行电路工作，此距离即为相对作用距离，用以确定无线电引信的综合灵敏度。