基于燃气压力的引信保险机构设计(4)

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2.1.3压力骤降——阻力簧式

阻力簧式保险机构主要是利用的发动机燃烧室的燃气压力在一段时间后骤然消失这一特征，当发动机正常工作时，这一特征仅出现在主动段末, 因此这种机构就保证了一定的炮口保险距离, 安全性一般要比压力骤升式机构高。通常，这种机构在结构上比活塞式机构多一根阻力簧, 在开始阶段，燃烧室的燃气压力需克服阻力簧的抗力去推动活塞运动。在主动段末时，燃烧室里的燃气压力骤然下降, 当小于阻力簧的抗力时, 阻力簧便推动活塞恢复原位, 此时机构解除保险。这种机构在在原理上类似于后坐保险的双行程保险机构，在设计上将活塞式和阻力簧式结合起来, 可充分利用燃烧室的燃气压力骤升和骤降两个特征来分步解除机构的保险。

阻力簧式机构由于活塞有一个往返运动，因此在密封环节上就不能采用永久变形的密封膜结构。同时考虑到此机构为一次性产品, 且工作时间极短, 设计中可参照机械设计中的石墨密封、机械密封加辅助密封、气体动密封结构形式如密封圈等, 但必须保证密封材料在发动机内环境中的储存寿命满足要求。同时, 要求活塞往返部位经发动机高温、高压燃气冲蚀后保证必要的光洁度, 以便活塞顺利复位, 故对活塞和基座的材质和处理方式要求较严格。此外，为保证阻力簧的应力特性不受高温影响, 结构中必须有相应的隔热设计，因此结构上较复杂[3]。

通过对以上三种典型结构的对比分析比较，可知不同原理的下的剪切保险机构的特点有所差异，剪切式结构结构简单总结起来如表1所示

表1 三种典型机构的比较分析

机构类型设计原理优点不足

剪切销（环）式利用压力骤然上升结构简单，适用性强，且作用可靠对密封要求高，对燃气压力的识别度不高，剪切销的选择较为困难

小孔式利用压力的持续性有一定的炮口保险距离，具有一定的调节功能，安全性高气室难以在短时间内形成，高温气体性能不稳定，时间调节的精度不高

阻力簧式利用压力的骤然下降有一定的延期保险功能，能可靠区分其他可能的作用力，安全性高结构较为复杂，作用可靠性较低

通过对比不难发现，尽管小孔式和阻簧式结构都具有一定的延时功能，安全性能较高，但是其结构设计较为复杂，就目前技术而言可靠性还不太高，相比之下，剪切销式结构不仅结构简单，而且可靠性较高，虽然对密封性等方面要求较高，但还是具较好的设计空间，因此在保险机构设计中被较为广泛的采用，本次设计中，为了提高平时的安全性能，将剪切销改为剪切环结构，以增加剪切面积。

2.2 燃气压力保险机构的设计要求

2.2.1勤务处理时的安全

在勤务处理中，引信会受到振动、冲击和撞击。引信零件除受到直接的撞击力外，还会受到因振动和冲击所产生的相对于引信体的冲击惯性力。当力的方向与引信零件解除保险运动方向一致时，可导致保险机构被打开在众多勤务处理中可能出现的意外环境力中，最具威胁的是跌落过载。在装卸、搬动、运输和装填过程中，由于偶然跌落，弹丸或包装箱就会与地面或船舰的甲板发生碰撞。这时引信零件要受到直接的碰击力或冲击惯性力的作用。尤其是跌落到钢板上，过载可达数万个g，因此在燃气压力保险机构的设计中必须要保证在平时勤务处理过程中保险不被打开。