新型火工品技术在未来武器系统的应用分析

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武器系统中的新型武器技术应用

武器系统中的新型武器技术应用

武器系统中的新型武器技术应用在当今科技飞速发展的时代,武器系统也经历着前所未有的变革。

新型武器技术的不断涌现,正在重塑战争的形态和作战方式。

从高能激光武器到电磁轨道炮,从高超音速武器到无人作战系统,这些创新的技术不仅提升了军事力量的作战效能,也为国家安全带来了新的挑战和机遇。

高能激光武器是近年来备受关注的新型武器之一。

它利用强大的激光束来摧毁目标,具有高精度、高速度、高效能等显著优点。

激光武器的射击速度极快,可以在瞬间击中目标,几乎不需要考虑提前量和弹道计算。

同时,由于激光束的直线传播特性,其精度极高,能够准确命中远距离的小型目标,如导弹、无人机等。

此外,激光武器的使用成本相对较低,只要有充足的能源供应,就可以持续发射。

然而,激光武器也面临着一些技术难题,例如在大气中传输时的能量衰减、对复杂气象条件的适应性以及能源供应的稳定性等问题。

电磁轨道炮则是另一种具有巨大潜力的新型武器。

它通过电磁力将炮弹加速到极高的速度,从而具备超强的打击能力。

与传统火炮相比,电磁轨道炮的炮弹初速极高,可以达到数倍甚至数十倍音速,这使得其射程更远、穿透力更强。

而且,电磁轨道炮的炮弹不需要装填火药,减少了弹药储存和运输的风险。

不过,电磁轨道炮的研发也面临诸多挑战,包括强大电流产生的高温和磨损、能源供应的巨大需求以及系统的复杂性等。

高超音速武器是当前武器领域的热门话题。

这类武器能够以超过 5倍音速的速度飞行,具有极快的反应速度和突防能力。

高超音速武器的飞行轨迹复杂多变,难以被现有的防空系统预测和拦截。

它可以在短时间内对敌方目标实施精确打击,大大提高了作战的突然性和有效性。

然而,高超音速武器的研制需要解决一系列技术难题,如耐高温材料、先进的导航和控制系统以及复杂的气动设计等。

无人作战系统在现代战争中的应用越来越广泛。

包括无人机、无人舰艇和无人车辆等。

无人作战系统可以在危险环境中执行任务,减少人员伤亡。

它们可以搭载各种侦察设备和武器装备,执行侦察、监视、打击等多种任务。

武器系统中的新兴技术与应用探讨

武器系统中的新兴技术与应用探讨

武器系统中的新兴技术与应用探讨在当今科技飞速发展的时代,武器系统也在不断演进和创新。

新兴技术的涌现为武器系统带来了前所未有的变革,从精确打击能力到信息化作战,从智能化装备到无人作战平台,这些新技术的应用正在重塑现代战争的面貌。

一、精确制导技术精确制导技术是现代武器系统中的关键技术之一。

它通过利用各种传感器和制导算法,使武器能够更准确地命中目标。

常见的精确制导方式包括惯性制导、卫星制导、激光制导、红外制导等。

惯性制导依靠测量武器的加速度和角速度来计算飞行轨迹,具有自主性强、不受外界干扰的优点,但随着飞行距离的增加,误差会逐渐累积。

卫星制导则利用全球定位系统(GPS)或其他卫星导航系统提供的位置信息进行制导,精度高且不受射程限制,但容易受到敌方的电子干扰。

激光制导通过武器上的激光接收器接收目标反射的激光信号来引导武器飞行,具有很高的精度,但需要照射目标的持续支持,且易受天气和战场环境影响。

红外制导则根据目标的红外辐射特征来追踪和锁定目标,适用于对发热目标的打击,如飞机发动机、坦克等。

精确制导技术的应用显著提高了武器的打击效能,减少了附带损伤,使战争更加精确和可控。

例如,在精确制导炸弹和导弹的帮助下,打击目标的精度可以达到数米甚至更小的误差范围,大大提高了作战效率和效果。

二、信息化作战技术信息化作战技术是将信息技术与作战系统深度融合,实现战场信息的快速获取、处理、传输和利用。

其中,网络中心战概念的提出和发展是信息化作战的重要体现。

网络中心战通过构建一个高度互联互通的信息网络,将战场上的各个作战单元连接起来,实现信息的实时共享和协同作战。

传感器网络、数据链、指挥控制系统等是信息化作战的重要组成部分。

传感器网络包括各种侦察卫星、无人机、雷达等侦察设备,能够全方位、多层次地获取战场情报。

数据链则负责将传感器获取的信息快速传输到指挥中心和作战平台,使作战人员能够及时了解战场态势。

指挥控制系统利用大数据分析、人工智能等技术对战场信息进行处理和决策,快速制定作战计划并下达指令。

武器系统中的新兴技术应用与前景

武器系统中的新兴技术应用与前景

武器系统中的新兴技术应用与前景在当今科技飞速发展的时代,武器系统也在不断地演进和创新。

新兴技术的应用为武器系统带来了前所未有的变革,不仅提升了作战效能,还改变了战争的形态和策略。

激光武器技术是近年来备受关注的领域之一。

激光具有能量集中、速度快、精度高和无需考虑弹药储备等优点。

在实际应用中,它可以用于拦截导弹、攻击无人机等目标。

例如,高能激光武器系统能够在短时间内迅速发射强大的激光束,对敌方目标进行精确打击,使其失去作战能力。

而且,随着技术的不断进步,激光武器的功率不断提高,体积逐渐减小,使其具备了更强的战场适用性。

电磁轨道炮技术也是一项具有巨大潜力的新兴技术。

相比传统火炮,电磁轨道炮具有更高的初速度、更远的射程和更强的杀伤力。

它利用电磁力推动弹丸加速,速度可达数千米每秒,能够有效地打击远距离目标。

这在海战中具有重要意义,可以在敌方舰艇射程之外发动攻击,掌握战场主动权。

高超音速武器技术的出现则打破了传统的攻防平衡。

高超音速武器飞行速度极快,能够在短时间内突破敌方的防御系统,让对手难以做出有效反应。

其在打击敌方重要目标,如指挥中心、战略设施等方面具有显著优势。

此外,无人作战系统在武器领域的应用日益广泛。

无人机、无人战车和无人舰艇等装备逐渐成为现代战争中的重要力量。

无人机可以执行侦察、监视、打击等多种任务,具有成本低、风险小、灵活性高等特点。

无人战车和无人舰艇能够在危险环境中执行作战任务,减少人员伤亡。

在新兴技术的发展过程中,材料科学的进步也为武器系统提供了强大的支持。

新型高强度、耐高温、耐腐蚀的材料使得武器装备能够在更加恶劣的环境中正常工作。

例如,在航空发动机制造中,使用先进的复合材料可以提高发动机的性能和可靠性。

网络战技术也是武器系统中的一个重要组成部分。

通过对敌方的网络系统进行攻击和干扰,可以破坏敌方的指挥控制、通信和情报系统,使其陷入混乱。

同时,加强自身网络系统的防护能力,确保武器系统的正常运行和作战信息的安全传输。

炸药及火工产品制造行业市场前景分析

炸药及火工产品制造行业市场前景分析

炸药及火工产品制造行业市场前景分析在现代工业和军事领域,炸药及火工产品制造行业一直扮演着至关重要的角色。

从矿山开采到建筑爆破,从航天发射到武器装备,这些产品的应用无处不在。

随着科技的不断进步和社会需求的日益多样化,炸药及火工产品制造行业正面临着新的机遇与挑战,其市场前景也备受关注。

一、行业现状当前,炸药及火工产品制造行业已经形成了较为成熟的产业链。

上游包括原材料供应商,如硝酸铵、硫磺、铝粉等化工原料生产商;中游则是炸药及火工产品的制造商,他们通过复杂的工艺和技术将原材料转化为各类产品;下游应用领域广泛,涵盖了矿山、建筑、交通、国防等多个重要行业。

在技术方面,不断的研发投入使得产品的性能得到了显著提升。

例如,新型炸药的爆炸威力更强、安全性更高,火工产品的精度和可靠性也有了很大的进步。

同时,生产过程中的自动化和智能化水平不断提高,不仅提高了生产效率,还降低了人工操作带来的安全风险。

然而,行业也面临着一些问题。

首先,安全监管要求极其严格,企业需要投入大量的资金和精力来确保生产、储存和运输过程中的安全。

其次,环保压力逐渐增大,传统的生产工艺可能会对环境造成一定的污染,企业需要不断改进工艺,以满足环保标准。

二、市场需求分析(一)矿山开采领域随着全球矿产资源需求的持续增长,矿山开采规模不断扩大,对炸药及火工产品的需求保持稳定。

特别是在一些新兴经济体,基础设施建设对矿产资源的依赖度较高,进一步推动了矿山开采行业的发展,从而带动了相关产品的需求。

(二)建筑工程领域在城市化进程加速的背景下,各类建筑工程如高楼大厦、道路桥梁等的建设不断推进。

爆破技术在拆除旧建筑、平整土地等方面发挥着重要作用,这也为炸药及火工产品创造了广阔的市场空间。

(三)国防军工领域国家安全始终是各国关注的焦点,军事现代化建设对先进武器装备的需求不断增加。

炸药及火工产品作为武器系统的重要组成部分,其在导弹、炮弹、炸弹等武器中的应用不可或缺,因此国防军工领域对这类产品的需求具有较强的刚性。

火工品的发展现状

火工品的发展现状
1.3思路不开阔
看待、思考问题思路比较单一、不开阔。我国研制、生产的手榴弹,规定爆炸后产生破为片为50∼70片,以炸死人为目的;而国外采用手榴弹装填1900个钢球,爆炸后以钢球作破片,以炸伤人为主[2]。这样即减少对方作战人员数量,又大大刺激和损伤作战人员作战情绪,同时增加医疗负担。我国的产品包装也是多年一贯制,如引信用雷管采取产品装入纸盒后装入铁箱,经焊封后再装入木箱,该方式保证不了运输、贮存中的安全性;美国采用自动短路(电火工品)隔爆结构,即1发产品爆炸其余产品也不产生控化、单元操作、自动传递、自动检测、自动编码等连续生产,并达到整套设备安全,防爆和人、机隔离操作[4]。
2.6建立情报网系统
充分发挥信息情报先导作用,建立情报网系统。对国外新技术、新材料、新工艺等进行跟踪研究,并实现信息获取和传递的快速化、准确化。为技术人员提供可取的情报信息,为行业决策提供可信数据。
【关键词】:火工品;发展
1现状与世界先进水平的差距
1.1基础研究薄弱,设计手段落后
火工品是一切爆炸装置中不可缺少的关键部件,它不但具有独立作功的作用,更主要的是武器弹药系统的首发能源产品,因此它的安全性、可靠性和先进性将直接影响到总体的安全性、可靠性和先进性,它是武器弹药系统重要的不可缺少的子系统。
1.2检测技术落后,仪器、设备不完全配套
我国目前火工技术科研、生产产品检测多数仍沿用老技术。有些仪器、设备、设施不全或不完全配套,致使有些项目尚未进行,不能完全满足武器发展的需求。如抗电磁环境测试技术、抗高过载测试技术、仿真模拟演示验证技术、高安全性、高可靠性评估技术、无损检测及在线检测等技术,有些检测项目尚处于空白。
2.3关于药剂发展
今后应大力发展环保型药剂技术、球型或颗粒型药剂技术、粒度分布及粒度级配技术。在生产过程中改变以往生产方式,采用先进技术来提高产品质量,保证生产安全。单质起爆药应采用连续化生产,既边加料边出料,这样不但使粒度控制均匀,而且得率也高;化合器应改为上出料,装盒、洗涤、抽滤、干燥、运输、贮存应为程序控制的连动线且不应更换药盒,改变我国惯用下出料方式。混合起爆药应采用程序控制,人机分离并应逐步采用化学沉积方法代替机械混合,既提高产品质量又确保生产安全。延期药混药时应分段混合,既第一步混合氧化剂与燃烧剂,第二步混合氧化剂与燃烧剂再与粘合剂混合。改变氧化剂、燃烧剂、粘合剂一齐混合传统老方法,提高延期药混合均匀性[3]。

武器系统中的新兴技术与应用前景

武器系统中的新兴技术与应用前景

武器系统中的新兴技术与应用前景在当今科技飞速发展的时代,武器系统也在不断地演进和革新。

各种新兴技术的涌现,为武器系统的性能提升和应用拓展带来了前所未有的机遇。

激光武器技术是近年来备受关注的一个领域。

它利用强大的激光束来摧毁目标,具有高精度、高速度、无污染等显著优势。

激光武器可以迅速瞄准并击中目标,其速度几乎达到了光速,让敌人难以躲避。

而且,激光武器在使用过程中不会产生弹药废弃物,对环境的影响极小。

在未来的战场上,激光武器有望广泛应用于防空、反导、反舰等多个领域。

例如,安装在舰艇上的激光武器可以有效地拦截来袭的导弹和飞机,增强舰队的防御能力;车载激光武器则可以为地面部队提供强大的近程防空和反装甲支援。

电磁轨道炮技术也是一项具有巨大潜力的新兴武器技术。

它通过电磁力将炮弹加速到极高的速度,从而实现超远距离的打击。

相比传统火炮,电磁轨道炮的炮弹初速极高,射程更远,威力更大。

并且,由于其发射过程不需要化学推进剂,减少了弹药的储存和运输风险,同时也降低了后勤保障的难度。

未来,电磁轨道炮可能会装备在军舰上,用于对海、对陆攻击,改变海战的作战模式。

高超音速武器技术是当前武器领域的热门话题。

高超音速武器飞行速度极快,通常超过 5 倍音速,这使得现有的防空和反导系统难以有效拦截。

这种武器可以在短时间内迅速打击远距离的目标,具有很强的战略威慑力。

在未来的战争中,高超音速武器可能会成为突破敌方防线、打击重要目标的关键手段。

无人作战系统是另一个快速发展的领域。

包括无人机、无人舰艇和无人地面车辆等。

无人机可以执行侦察、监视、打击等多种任务,其不受飞行员生理限制,可以长时间在空中执行任务。

无人舰艇能够在危险海域执行巡逻、侦察和打击任务,减少人员伤亡风险。

无人地面车辆则可以在复杂地形中执行运输、侦察和作战任务。

无人作战系统的广泛应用将改变未来战争的形态,降低人员伤亡,提高作战效率。

定向能武器技术除了激光武器外,还有微波武器等。

武器系统的技术创新与应用

武器系统的技术创新与应用

武器系统的技术创新与应用在当今世界,科技的飞速发展不断推动着武器系统的变革与升级。

武器系统的技术创新已成为各国军事力量发展的关键因素,其应用也在不断塑造着现代战争的形态和格局。

武器系统的技术创新涵盖了多个领域,从材料科学到信息技术,从能源技术到生物技术,每一项创新都有可能带来战斗力的显著提升。

例如,在材料科学方面,新型高强度、耐高温、耐腐蚀的材料被应用于武器制造,使武器能够在更恶劣的环境下保持性能稳定,同时减轻重量,提高机动性。

信息技术的发展更是为武器系统带来了革命性的变化。

先进的传感器技术让武器能够更精确地探测和识别目标,无论是在远距离还是复杂的电磁环境中。

卫星导航、数据链通信等技术则实现了武器的精准定位和信息的实时共享,大大提高了作战效能。

例如,精确制导武器依靠卫星导航和先进的传感器,能够实现对目标的高精度打击,极大地减少了附带损伤。

能源技术的创新也为武器系统提供了更强大的动力。

新型电池技术和新能源的应用,使武器的续航能力和输出功率得到提升。

同时,高效的能源管理系统能够优化能源的分配和利用,延长武器的作战时间。

生物技术在武器系统中的应用虽然还处于初级阶段,但潜力巨大。

例如,通过对人体生理和心理的研究,开发出更符合人体工程学的武器装备,提高士兵的操作效率和舒适度;利用生物材料制造防护装备,提高防护性能。

在武器系统的技术创新中,智能化无疑是当前的重要趋势之一。

智能武器能够自主感知、分析和决策,具备一定的自我学习和适应能力。

无人机、无人战车等无人作战平台的出现,改变了作战的模式和理念。

这些无人系统可以执行危险的任务,减少人员伤亡,同时能够通过集群作战的方式形成强大的战斗力。

武器系统的技术创新成果在实际应用中发挥着重要作用。

在现代战争中,精确打击武器的广泛应用改变了作战的节奏和方式。

通过精确打击敌方的关键目标,如指挥中心、通信枢纽、后勤补给等,可以迅速削弱敌方的作战能力,实现作战目标。

网络战武器的出现则开辟了新的作战领域。

现代陆装武器火控系统发展及展望

现代陆装武器火控系统发展及展望

现代陆装武器火控系统发展及展望摘要:文章就现代陆装武器火控系统发展及展望进行讨论,在对该系统加以了解的同时,对其未来发展进行深入的探讨和描述,希望能够为相关系统的未来发展提供一定的参考和借鉴,进一步提高系统的先进性与实用性,达到强化陆装武器的目的。

关键词:现代陆装武器;火控系统;发展;展望对于现代陆装武器而言,火控系统是一项非常关键的内容,其是陆装武器实现精准、快速打击的基础。

而随着现代社会的发展,火控系统与现代技术的结合也变得越来越紧密,包括智能技术、控制技术、通信技术、光电技术以及计算机技术等都得到了有效的应用,使得陆装武器效能得到了极大的提升,也因此,火控系统领域的发展,一直都是各界关注的焦点所在。

所以,有必要针对其发展加强研究。

一、浅析陆装武器火控系统所谓的火控系统,实际是一种探测攻击目标,通过解算及武器控制,实现目标精准打击,并完成攻击效果评估的综合控制系统。

目前在陆装武器当中应用的火控系统主要有两种类型,一是,直瞄射击类;二是,间瞄射击类。

两者的区别在于具有不同的信息获取及瞄准攻击原理和方式。

其中,前者主要是借助本车配备的光电探测设备或者是雷达设备对目标进行直接的跟踪,并通过目标参数的测量以及射击诸元解算,对武器进行控制完成射击活动,在此过程中,各项解算活动均以本车坐标系为基础来实现。

此类火控系统多在坦克装甲车以及高炮防空武器当中应用。

后者对于目标参数的获取主要是通过侦查系统或者是上级指挥系统来实现的,火控系统需要以本车姿态信息、定位定向信息、目标地理坐标信息进行解算活动,并控制武器进行目标打击。

而这种火控系统通常是基于大地坐标系实施射击诸元解算的。

一般会用在炮兵压制武器当中[1]。

当然,随着现代社会的发展,陆装武器对于武器系统的功能需求也在不断提升,这使得越来越多的武器已经实现了直瞄、间瞄的结合应用,也就是说,不仅对观瞄分系统进行了设置,同时还设置了定位定向分系统,强化了陆装武器的信息捕捉能力和有效打击能力。

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新型火工品技术在未来武器系统的应用分析为提高未来武器系统的实战化水平,采用传统电火工品已经难以满足要求。

新型火工品技术的快速发展为武器系统性能的提升提供有力的技术支持。

介绍新型火工品技术的发展与应用,结合未来武器系统对火工品技术的需求,对新型火工品技术在未来武器系统的应用前景进行了深入探讨。

标签:新型火工品;武器系统;应用Abstract:In order to improve the actual combat level of the future weapon system,we have difficulty in meeting the requirements using the traditional electrical initiating explosive devices. The rapid development of new initiating explosive technology provides powerful technical support for the improvement of weapon system performance. This paper introduces the development and application of the new initiating explosive technology,and discusses the application prospect of the new initiating explosive technology in the future weapon system according to the demand of the future weapon system for the initiating explosive technology.Keywords:new initiating explosive device;weapon system;application在導弹武器中,用于点火、起爆的火工品数量较多,对发动机及导弹的安全至关重要。

目前广泛应用于导弹、火箭固体发动机点火系统的是电点火器,使用钝感电火工品可减少系统杂散电流等不利因素的影响,但对于射频、闪电及高空电磁脉冲等环境因素还不能克服。

随着科学技术的发展和电磁环境恶劣程度加强,对火工品系统的性能提出了更高的要求,主要体现在三方面:(1)安全可靠,即防静电、防射频、可靠发火;(2)发火能量和尺寸越小越好;(3)高瞬发,即在瞬间完成火工品激活。

随着激光技术、电子技术领域的发展,火工品技术得到了快速推动。

目前,国内外出现了许多与常规火工品不同的新型火工品,如直列式爆炸箔起爆点火技术、激光起爆点火技术及MEMS起爆点火技术等。

这些新型火工品技术的发展为武器系统的发展和创新提供了技术支持,并逐步开始在各类武器系统中推广应用。

1 新型火工品技术的发展与应用1.1 爆炸箔起爆点火技术爆炸箔起爆(Exploding Foil Initiator,EFI)是通过金属箔或桥在高能快速脉冲下发生电爆炸,由此产生的等离子体迅速膨胀、剪切及驱动一薄塑料片(冲击片)高速撞击高密度炸药,使之迅速完成起爆,所以,爆炸箔起爆器又称为冲击片雷管。

爆炸箔起爆点火技术具有安全性好、可靠性高、同步性好、系统设计简单等突出优点,且可抗很强的静电、射频、杂散电流、闪电及电磁干扰等。

爆炸箔点火器主要由冲击片点火管(包括发火引线、反射片、桥箔、飞片、加速膛及超细B/KNO3药柱等组成)和点火药盒构成。

它的工作过程是:强大的电流通过金属桥箔时发生爆炸,产生迅速膨胀的等离子体,剪切贴在桥箔上方的聚酰亚胺飞片,并推动飞片以高速撞击超细B/KNO3药柱输入端表面使得药柱爆燃,点燃药盒中的B/KNO3空心药柱,相继点燃火箭发动机点火药及推进剂[1]。

爆炸箔直列式安全起爆系统技术是一种高安全、高可靠引爆技术,国外首先应用于核武器,并逐步推广应用到战术武器,如”海尔法”机载反坦克导弹、“爱国者”反导防空导弹、萨达姆末敏弹等。

随着技术的发展,爆炸箔起爆技术逐步实现微型化、集成化和低能化发展,美国等军事强国正致力于提高爆炸箔起爆技术的先进性和成熟度,并推广应用于大部分武器系统,以期提高武器系统起爆的安全性、可靠性、智能化以及设计的简单化[2]。

国内中国工程物理研究院、兵器213所和北京理工大学等研究机构也正在致力于发展爆炸箔起爆技术和推广应用。

1.2 激光起爆点火技术激光火工品技术指的是利用激光能量通过光纤传输至终端的火药或炸药上,使药剂燃烧或爆炸完成点火、起爆等功能的一项火工技术。

由于激光火工品是通过光纤来传递能量,因此它具有不受感应电磁信号干扰的突出优势,可显著提高系统的安全性,对于实战化战争具有压倒性的优势。

同时实现了炸药、烟火剂与电源装置有效隔离及钝感点火,可实现火工品系统药剂钝感化设计,进一步提高火工品系统的安全性[3][4]。

激光火工品系统由电源、激光控制模块、光纤传输网络及激光火工品等组成,如图1所示。

工作时由半导体激光器作为能源产生一定能量的激光,通过光纤传输网络将能量传输到火工品部件上,使系统发生作用,完成预定输出功能。

激光起爆属于药剂热点火机理,激光起爆炸药的过程是一个光/热转换激发炸药发生快速化学反应的物理化学过程。

当足够能量的激光束照射到药剂表面上,一部分被反射,其余部分被药剂吸收转变为热能,使药剂升温,达到药剂发火点而被引发。

激光火工品系统使用方式有两种,一是采用一个激光器对应一个终端火工品方式,一对一方式是采用一个激光器通过独立的光纤传输网络起爆一个激光火工品,每个激光器、探测器、光纤、激光火工品组成独立回路。

其主要优点是激光发火能量相对集中,各发火支路完全独立容易实现同时发火,分时序发火,不存在光路分束和切换的情况,主要缺点是激光器数量较多,系统成本高。

二是采用一个激光器对应多路终端火工品的方式,是指采用一个激光器起爆多个激光火工品,主优点是激光器数量少,系统成本低。

激光点火器中光纤与点火器的耦合方式有三种基本方式:即光纤插入点火药内,光纤与点火药接触,光纤与点火药之间通过光学窗口耦合。

当前,国外已经把激光点火应用在航空航天等军事领域,针对激光火工技术,美国开展了大量的工程应用研究,并突破了多项工程应用关键技术,并在1992年在美国军标MIL-STD-190中首次要求把激光点火用于直列式点火。

并把激光点火技术工程应用在小型洲际导弹(SICBM)、“侏儒”导弹、F-16A飞机飞行员救生等,主要应用于固体火箭发动机、飞机逃生系统、电池激活、尾翼展开等方面的火工品系统。

国内的研究机构主要有兵器213所、中国航天科技集团692厂、中国工程物理研究院、北京理工大学等。

1.3 MEMS火工品技术微机电系统(Micro-electro-mechanical System,MEMS)是指集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理电路和控制电路,直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。

MEMS火工技术是采用如掩膜、沉积和蚀刻的微机械加工技术、微烟火技术和微型装药技术等将多个含能单元、微机械系统和微电子电路集成为具有多功能的含能模块或含能芯片。

MEMS火工品具有微型化、集成化、多功能化、批量化、低成本、高可靠等主要特点。

典型的MEMS火工品包括含能桥箔、微推进芯片、微型引信、微型火箭等。

MEMS火工品技术属于一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域,被国内外业内专家视为继敏感火工品和钝感火工品之后出现的第三代火工品技术[5][6]。

目前,MEMS技术的发展支撑了类似微型航天器、微型卫星、弹道修正弹药和微型弹药等信息化武器装备的发展,这些数字化、智能化弹药的姿态控制、点火分离、弹道修正和安全保险等都离不开基于MEMS技术的微型点火序列和微型传爆序列模块等技术。

美国国防预研局(DARPA)对MEMS火工品技术的研究产品包括:微型卫星用MEMS微推冲器阵列、6.25in反鱼雷MEMS安全起爆系统以及20mmOICW单兵武器的MEMS安保机构和引爆系统等。

国内开展MEMS技术研发的单位较多,如清华大学、中电13所、中国科学院等,这些单位已开发一批MEMS器件并走向应用,如微型陀螺、微麦克风、微推进器等器件和样机,开展了MEMS技术在微纳卫星、制导炸弹等航天产品的应用研究。

但国内对MEMS火工品技术的研究还处于起步阶段,在武器系统的应用方面还需要相关项目的大力牵引,以获得突破性的进展。

2 新型火工品技术在未来武器系统应用前景爆炸箔起爆技术由于其起爆阈值能量高,达到数千伏,具有抗静电、杂散电流及射频环境等突出优点;且桥箔是印刷电路元件,可以大批量自动化生产,制造成本低;另外它不含起爆药和松装猛炸药等。

上述优点使得爆炸箔起爆技术在导弹武器系统及火箭弹固体发动机点火系统中具有较大的安全性和可靠性优势。

爆炸箔起爆技术的推广应用主要受到低能耗与小体积的发展难题,在确保可靠性和安全性的前提下,低功耗和小型化是爆炸箔起爆技术面临的主要应用瓶颈,以实现在武器系统固体发动机点火、战斗部起爆等更广泛领域的应用。

激光火工品技术不需要将桥丝与敏感点火药直接接触,没有电导线与起爆装置直接连接,从而使杂散点火源与装药隔离,电源与装药隔离,从结构上减少了静电和射频危害的可能性。

显然,激光火工品技术降低了火工品大电流激发对控制系统的干扰,可提高武器系统的可靠性;同时可实现火工品系统无起爆药,提高武器系统的安全性;另外,还可避免使用前对火工品测试和安装,还可提高装备的操作使用性能,缩短作战准备时间。

随着激光器小型化、集成化等关键技术的突破,激光火工品将会取代敏感型桥丝电火工品,成为新一代先进的火工品。

但是,激光火工品技术的实际工程应用,还存在一些问题,如:(1)激光起爆需与控制系统设计一体化设计,系统设计还需进一步解决光路系统设计的稳定性和可靠性设计,并解决武器系统安装后的可检测性问题;(2)光电与光学元器件技术水平限制,激光器和探测器需小型化并一体化设计并降低成本;(3)提高系统设计的安全性和可靠性,并实现系统多路点火、系统自诊断功能。

MEMS火工品技术采用了一种系统化、集成化的设计理念,应用微机电技术、微机电与微尺度爆炸序列混合封装及兼容微机电工艺的自动装药等先进技术,实现火工品器件的微型化、集成化及功能多样化。

降低了传统火工品统的体积及功耗需求,还赋予了智能化、数字化的特点,具有高集成、高可靠、高安全等突出优势,更能满足未来武器系统对火工品技术微型化、集成化、数字化和智能化的发展需求。

随着MEMS火工集成芯片设计、蚀刻、沉积、掩膜、封装、测试等关键技术的逐步突破,MEMS火工器件逐步迈入工程应用阶段,将来取代常规火工品将成为一种趋势,在导弹武器系统及各类兵器中也会得到广泛应用。

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