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【摘 要】在试验和分析的基础上，通过对某发动机点火装置的方案改进，使其达到了点火可靠性、膛内密封性和生产安全性的要求。
【关键词】点火具 窜火 密封 保险螺钉
一、原方案的缺陷
某迫击炮火箭增程弹发动机点火装置的原结构方案是由南京理工大学提供的，如图1所示，采用的是火焰点火具，用胶粘接在喷喉扩张段锥面上，靠发射时膛内高温高压的火药气体点燃，经延期药传递后点燃点火药盒，再点燃箭药并靠箭药气体将点火具本体从喷喉扩张段里吹掉，才使发动机正常工作。这种结构经我们数次摸底试验和分析，发现存在下列缺陷：
（一）由于基本药管（纸管）碎片可能会堵塞点火具端面，点火具药的表面覆有脏污物，发射药火焰传递不顺等原因，有可能使点火具瞎火，即点火可靠性难以保证。
（二）点火具与喷喉扩张段锥面的胶粘强度及所用胶的烧蚀性能不能过高也不能过低，过高会导致发动机点火压力突升甚至不能正常工作，过低则会导致点火具易脱落特别是窜火，即膛内密封性难以保证。同时也要防止点火具被火药气体的高压击穿。
（三）这种结构必须先装好点火具才能装配尾管及尾翼等零件，因此火工装配的工艺性及安全性不好，不符合一般技安操作要求。在装上点火具后，因涂Y30胶要进烘箱经120℃保温7小时的干燥固化处理，且有装配、点铆尾翼等后续装配工艺，不利于生产安全。
二、新方案的优点
为克服原方案的缺陷，保证项目研制的顺利进行，我们在摸底试验和理论分析的基础上，改进了点火装置的结构方案。新的结构方案如图2所示，采用的是惯性点火具，用密封盖、密封圈、保险螺钉等零件安装于喷喉里，靠膛内发射时的轴向惯性力使点火具内的撞针击发火帽，经延期药传递后点燃点火药盒，再点燃箭药并靠箭药气体的压力拉断保险螺钉，将点火具本体从喷喉里吹掉，才使发动机正常工作。经初步试验得到验证，这种结构相对于原方案具有下列优点：
（一）由于是靠膛内发射时惯性力的作用，而该弹用途独特，在实战中一般只采用大号装药，因此惯性力较稳定，意外情况较少，瞎火率低，点火可靠性易保证。
（二）点火具采用密封盖的螺纹、止口、橡胶密封圈压紧且加密封胶密封，使得点火具在与发动机燃烧室相通的喷喉内，在发射时与膛内发射药气体保持隔绝，不致于发生窜火现象，因此膛内密封性易保证。同时密封盖强度足够，不存在被火药气体击穿的可能性。
（三）这种结构可以先装好密封盖尾管及尾翼等尾部所有零部件，完成弹尾所有装配工序后才装配点火具与点火药盒，以后只进行全弹三大部件（战斗部、发动机部及弹尾部）的简易装配，无点铆、烘干等工序，因此火工装配的工艺性较为合理，符合生产安全性要求。
三、新方案的技术难点
新的方案结构虽然克服了原方案的缺陷，使其性能满足了点火可靠性、膛内密封性和工艺安全性的要求，但在设计上和实施中仍存有以下技术难点，须严格把握：
（一）密封盖和保险螺钉的强度必须同时满足：1.膛内发射时的惯性力不能使其破坏；2.膛内发射时发射药气体的压力不能使其破坏；3.发动机点火后保险螺钉必须在一定的燃烧室压力范围内被顺利拉断，勿使点火压力峰值过高；4.保险螺钉既要在点火压力下被可靠拉断，又要具有一定的强度使得密封盖压紧密封圈。因此保险螺钉的断裂强度值受到严格限制，可取范围很小，对其材料性能及加工精度要求很严。
（二）膛内发射时发动机室对炮膛的密封性能要好，才能保证发射药气体不窜火至发动机室产生危险，保证发动机在出炮口一定时间后被延期点火的功能，因此密封盖对密封圈必须有一定的预压力才能起到密封的作用。由于保险螺钉既要在点火压力下被可靠拉断，又要具有一定的强度使得密封盖压紧密封圈，即必须起到双重作用。
（三）保险螺钉被拉断后，密封盖及点火具、螺钉头等必须被发动机箭药气体顺利吹出，不能在喷喉扩张段口部留有任何残留物，即保证对喷出的气流无任何附加影响。同时应保证喷出物的撞击力较小，对弹尾部各零件无明显的干扰和影响。
（四）由于受有关零件功能与体积的限制，装配空间有限，应尽量保证装配工艺的安全性和简单易操作可行。
四、新方案的实现和效果
针对新方案结构的技术难点，经项目组的分析设计、反复核算和多次修改，保险螺钉采用铜质材料预制断裂槽，密封圈选用标准的O型橡胶密封圈。在长度、直径受到严格限制的情况下，与配套厂家协商改用特制点火具，下端用螺纹与密封盖连接，上端预制改锥槽便于装配。由于对原弹发动机结构方案（箭药型号及药量、包覆材料与包覆工艺、喷喉结构与材料、燃烧室长度等）进行了大的改进，点火药盒的结构、形状、药型号与药量也随之改进。另外原弹方案经多次炮射试验和重新核算，其稳定储备量明显不足，也已得到改进。加之原弹方案未对战斗部作详细设计，这样原弹方案就已被证明是不成熟的和不完整的，基本上已被推翻。改进后的方案在国内外同类产品中是一个创新，解决了迫弹增程发动机膛内击发、出膛后尾翼张开、发动机点火工作之间的矛盾与难题。经初步试验验证，基本达到了预期效果，完全能满足改进要求和原弹所提的战术技术指标要求。
作者简介：
苏虎仁（1962—），男，汉族，江苏阜宁人，淮海工业集团科技带头人，研究员级高级工程师，长期从事增程及子母弹药研究，经研制的多个项目完成设计定型并获奖。庞俊慧和杨波为项目组成员、工程师。
【关键词】点火具 窜火 密封 保险螺钉
一、原方案的缺陷
某迫击炮火箭增程弹发动机点火装置的原结构方案是由南京理工大学提供的，如图1所示，采用的是火焰点火具，用胶粘接在喷喉扩张段锥面上，靠发射时膛内高温高压的火药气体点燃，经延期药传递后点燃点火药盒，再点燃箭药并靠箭药气体将点火具本体从喷喉扩张段里吹掉，才使发动机正常工作。这种结构经我们数次摸底试验和分析，发现存在下列缺陷：
（一）由于基本药管（纸管）碎片可能会堵塞点火具端面，点火具药的表面覆有脏污物，发射药火焰传递不顺等原因，有可能使点火具瞎火，即点火可靠性难以保证。
（二）点火具与喷喉扩张段锥面的胶粘强度及所用胶的烧蚀性能不能过高也不能过低，过高会导致发动机点火压力突升甚至不能正常工作，过低则会导致点火具易脱落特别是窜火，即膛内密封性难以保证。同时也要防止点火具被火药气体的高压击穿。
（三）这种结构必须先装好点火具才能装配尾管及尾翼等零件，因此火工装配的工艺性及安全性不好，不符合一般技安操作要求。在装上点火具后，因涂Y30胶要进烘箱经120℃保温7小时的干燥固化处理，且有装配、点铆尾翼等后续装配工艺，不利于生产安全。
二、新方案的优点
为克服原方案的缺陷，保证项目研制的顺利进行，我们在摸底试验和理论分析的基础上，改进了点火装置的结构方案。新的结构方案如图2所示，采用的是惯性点火具，用密封盖、密封圈、保险螺钉等零件安装于喷喉里，靠膛内发射时的轴向惯性力使点火具内的撞针击发火帽，经延期药传递后点燃点火药盒，再点燃箭药并靠箭药气体的压力拉断保险螺钉，将点火具本体从喷喉里吹掉，才使发动机正常工作。经初步试验得到验证，这种结构相对于原方案具有下列优点：
（一）由于是靠膛内发射时惯性力的作用，而该弹用途独特，在实战中一般只采用大号装药，因此惯性力较稳定，意外情况较少，瞎火率低，点火可靠性易保证。
（二）点火具采用密封盖的螺纹、止口、橡胶密封圈压紧且加密封胶密封，使得点火具在与发动机燃烧室相通的喷喉内，在发射时与膛内发射药气体保持隔绝，不致于发生窜火现象，因此膛内密封性易保证。同时密封盖强度足够，不存在被火药气体击穿的可能性。
（三）这种结构可以先装好密封盖尾管及尾翼等尾部所有零部件，完成弹尾所有装配工序后才装配点火具与点火药盒，以后只进行全弹三大部件（战斗部、发动机部及弹尾部）的简易装配，无点铆、烘干等工序，因此火工装配的工艺性较为合理，符合生产安全性要求。
三、新方案的技术难点
新的方案结构虽然克服了原方案的缺陷，使其性能满足了点火可靠性、膛内密封性和工艺安全性的要求，但在设计上和实施中仍存有以下技术难点，须严格把握：
（一）密封盖和保险螺钉的强度必须同时满足：1.膛内发射时的惯性力不能使其破坏；2.膛内发射时发射药气体的压力不能使其破坏；3.发动机点火后保险螺钉必须在一定的燃烧室压力范围内被顺利拉断，勿使点火压力峰值过高；4.保险螺钉既要在点火压力下被可靠拉断，又要具有一定的强度使得密封盖压紧密封圈。因此保险螺钉的断裂强度值受到严格限制，可取范围很小，对其材料性能及加工精度要求很严。
（二）膛内发射时发动机室对炮膛的密封性能要好，才能保证发射药气体不窜火至发动机室产生危险，保证发动机在出炮口一定时间后被延期点火的功能，因此密封盖对密封圈必须有一定的预压力才能起到密封的作用。由于保险螺钉既要在点火压力下被可靠拉断，又要具有一定的强度使得密封盖压紧密封圈，即必须起到双重作用。
（三）保险螺钉被拉断后，密封盖及点火具、螺钉头等必须被发动机箭药气体顺利吹出，不能在喷喉扩张段口部留有任何残留物，即保证对喷出的气流无任何附加影响。同时应保证喷出物的撞击力较小，对弹尾部各零件无明显的干扰和影响。
（四）由于受有关零件功能与体积的限制，装配空间有限，应尽量保证装配工艺的安全性和简单易操作可行。
四、新方案的实现和效果
针对新方案结构的技术难点，经项目组的分析设计、反复核算和多次修改，保险螺钉采用铜质材料预制断裂槽，密封圈选用标准的O型橡胶密封圈。在长度、直径受到严格限制的情况下，与配套厂家协商改用特制点火具，下端用螺纹与密封盖连接，上端预制改锥槽便于装配。由于对原弹发动机结构方案（箭药型号及药量、包覆材料与包覆工艺、喷喉结构与材料、燃烧室长度等）进行了大的改进，点火药盒的结构、形状、药型号与药量也随之改进。另外原弹方案经多次炮射试验和重新核算，其稳定储备量明显不足，也已得到改进。加之原弹方案未对战斗部作详细设计，这样原弹方案就已被证明是不成熟的和不完整的，基本上已被推翻。改进后的方案在国内外同类产品中是一个创新，解决了迫弹增程发动机膛内击发、出膛后尾翼张开、发动机点火工作之间的矛盾与难题。经初步试验验证，基本达到了预期效果，完全能满足改进要求和原弹所提的战术技术指标要求。
作者简介：
苏虎仁（1962—），男，汉族，江苏阜宁人，淮海工业集团科技带头人，研究员级高级工程师，长期从事增程及子母弹药研究，经研制的多个项目完成设计定型并获奖。庞俊慧和杨波为项目组成员、工程师。