爬行保险机构

爬行保险机构是利用弹道上的爬行力工作的保险机构，主要用于滑膛炮弹药、火箭弹、导弹等高速非旋转弹药引信中。

爬行力是由于弹丸在膛外减速而使引信零件受到的惯性力，其量值用爬行过载系数描述。爬行力属于弱环境参数，爬行过载系数一般在零点几到几十之间，但爬行力的存在是一个相对较长的过程（除非弹丸在外弹道被增程发动机点火重新增速），这一减速过程要持续到碰击目标，可利用的时间段最短也有几十毫秒。图9-35所示是125mm尾翼稳定破甲弹以900m/s的初速发射时的实测全弹道加速度曲线。

图9-35　破甲弹实测全弹道加速度曲线

测试结果表明，出炮口66ms后，弹丸进入弹道飞行阶段，此时弹丸因受空气阻力产生减加速度，其幅值很小且波动不大，稳定在（8～12）g之间，但持续时间极长，几乎存在于整个飞行弹道。利用这一特点，通过采取一定的措施，将爬行力作为引信解除保险的环境是完全可行的。

爬行力的应用，要同时满足引信勤务处理安全和发射后可靠解除保险的要求，“时间窗”设计是爬行保险机构设计的关键。所谓时间窗，是指通过设计为爬行保险机构正常作用提供的窗口期。同时，由于爬行力本身很弱，因此，在爬行保险机构设计时可以考虑取消抗力零件，即使采用，也应进行合理设计，其抗力水平应小于爬行力的量值水平。爬行保险机构的保险件一般采用爬行销和爬行钢珠。

爬行销保险机构的典型结构如图9-36所示，由爬行销、卡销、爬行簧组成。引信安全系统中装有雷管的滑块隔爆机构分别由后坐保险机构和爬行保险机构锁定在保险位置，使引信处于隔爆状态。

图9-36　爬行销保险机构的典型结构

由于爬行过载非常小，远低于平时跌落的过载水平，为了保证平时安全，爬行销上的卡销被滑块限制在让位槽内，使爬行销在干扰作用下不能移动。正常发射时，只有在后坐保险机构解除保险后，滑块产生了一定的位移量时，爬行销才被释放而进入作用的窗口期。弹道飞行中，爬行销必须在规定的时间内运动到位，才能解除对滑块的保险，这个规定的时间就是时间窗。如果平时后坐保险机构失效，或者发射过程中提供给爬行销的运动时间小于所需时间，都会导致滑块被锁定在故障保险位置，引信最终瞎火。在不同作用阶段，卡销的位置如图9-37所示。

图9-37　卡销与滑块间相对位置
（a）装配状态；（b）爬行到位；（c）解除保险；（d）故障保险

爬行钢珠保险机构的结构示意图如图9-38所示。隔爆机构采用垂直转子，保险机构由后坐保险机构和爬行钢珠两部分组成。爬行钢珠平时嵌在回转座和转子构成的交会空间a处，当后坐保险机构在勤务处理环境中意外解除保险时，由于转子在扭簧作用下有顺时针转动的趋势，爬行钢珠可以起到限位作用，阻止转子的转动，从而保证引信在勤务处理过程中的安全性。

发射时，在膛内（或主动段）后坐保险机构解除保险后，由于转子是偏心设置的，并且由后坐力产生的偏心力矩大于扭簧力矩，转子带动爬行钢珠首先产生逆时针转动；转过一定角度后，爬行钢珠到达位置b，制约转子进一步的转动；进入弹道（或被动段）后，后坐力消失，在扭簧的作用下，转子开始反方向顺时针转动，转到一定位置后，由于爬行力的作用，爬行钢珠进入通道c并在规定的时间窗内爬行到位，打开对转子的第二道保险；沿顺时针方向转过角后，转子转正到位，使引信处于待发状态。

第7章中图7-8和图7-9所示的阻力传感器就是爬行保险机构在引信中的应用实例，另一个具体应用如图9-39所示。转子解除保险的环境分别来自膛内后坐过载环境和弹道爬行过载环境，后坐过载启动的保险机构有两个：一个要求短暂而非常高的加速度，5500g不解除保险，16000g全解除保险；另一个要求持续数毫秒的低加速度，700g不解除保险，1000g全解除保险。爬行过载驱动一个气动阻力传感器。在火炮射击前，后坐保险机构防止释放弹簧加载的转子，弹丸在膛内运动期间，弹簧加载的气体阻力传感器防止完全释放转子。飞行弹道上，当爬行过载达到22g时，气动阻力传感器上的爬行销被迫沿壳体上的曲折槽运动，大约需要20ms延期，转子旋转90°到达解除保险位置，提供所需的安全分离距离。

图9-38　爬行钢珠保险机构示意图
（a）装配示意图；（b）回转座配合侧示意图；（c）转子配合侧示意图

图9-39　爬行保险机构应用实例