美国典型MEMS引信安全保险装置分析

通过分析归纳美国近年来出现的典型MEMS引信安全保险装置,了解了其结构特点和作用原理,为我国MEMS引信的发展提供了建议。     

微起爆序列设计及传爆与隔爆性能

为满足引信微小型化发展的需求,基于微机电系统（MEMS）工艺技术设计了由微起爆器、飞片、MEMS安全保险机构等构成的微起爆序列。依照国家军用标准GJB 5309.17—2004(K)火工品试验方法：轴向输出测定铝块凹痕法,对微起爆器装药、安全保险机构传爆空腔等参数不同时内置MEMS安全保险机构起爆序列的传爆性能进行测试,获得微起爆序列理想的设计参数,即微起爆器装药密度为1.67 g/cm³、装药直径为2.0 mm、装药高度为1.5 mm,安全保险机构传爆空腔直径为1.0~2.0 mm、高度为0.65~1.50 mm. 在序列优化设计基础上对微起爆序列隔爆性能及解除保险功能进行测试,发现当滑块厚度≮0.3 mm时序列正常隔爆,发射过载21 000 g、转速6 000 r/min条件下序列正常解除保险。结果表明,利用安全保险机构传爆空腔作为加速膛,采用微起爆器驱动飞片冲击起爆下一级装药的爆轰能量放大方式,实现了序列传爆、隔爆、解除保险功能,有效减少了起爆序列初级装药量和轴向尺寸。     

MEMS平面微起爆器的原位构筑及性能

设计了一种微机电系统（MEMS）平面微起爆器并对其性能进行了研究。该微起爆器由MEMS微结构换能元和直写起爆装药两部分组成。金属微结构换能元和装药构筑在同一平面上。首先在氮化硅硅片上构造Ni/Cr微结构换能元,然后在微结构换能元的一侧刻蚀微装药腔体,微结构换能元的桥区部分构造在微装药腔体的内部。采用微控直写法,在微装药腔体内部写入一种具有多孔性质的纳米铜墨水前驱体,经过气固原位叠氮化反应后,形成叠氮化铜（Cu（N₃）₂）MEMS起爆器件。该微起爆器平均电阻为4 Ω,作用时间为8.44 μs,50%发火电压为14.29 V,发火能量为0.33 mJ,装药量平均值5.18mg,质量相对标准偏差2.6%。该微起爆器能够起爆六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）炸药。     

引信电子安全与解除保险装置

引信电子安全与解除保险装置ESAD（Electronic Safety and Arming Device）是引信电子安全系统的核心。简叙了ESAD的研究现状,提出了ESAD的设计依据及基本要求。介绍了ESAD的组成和工作原理,主要介绍了安全与解除保险逻辑模块的设计。对引信电子安全与解除保险装置的进一步研究和应用有一定的指导意义。     

MEMS用含能薄膜研究现状及进展

在综合分析国内外含能薄膜相关文献的基础上,认为金属复合含能薄膜桥、含能半导体桥及纳米多孔硅/氧化剂复合薄膜制作工艺与微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)器件制备技术具有良好的兼容性,在此基础上阐述了上述三种薄膜材料的制备方法及输出特性,认为MEMS火工装置为火工技术的发展提供了一个重要的研究方向。     

微机电系统(MEMS)技术及在引信中的应用

对微机电系统技术的现状及其发展进行了介绍，并探讨了微机电系统技术在引信中的应用。     

一种微机电(MEMS)引信安全系统

结合当今飞速发展的电子技术．以及MEMS领域的微加工技术．参考国外MEMS技术在引信中的应用，设计出的用于小口径武器MEMS引信系统，其中包括微主控制单元、微安全和解除保险机构、微检测机构以及微起爆机构．形成完整的微型电子机械引信结构。     

微小型起爆序列初步设计与性能研究

为适应引信微小型化发展的需求,采用基于微机电系统工艺技术,开展微小型起爆序列的设计及性能测试研究。起爆序列初步集成了引信安全与解除保险及发火功能,体积为3 cm³; 该结构包括底层、中间层和顶层,其中底层包括隔断单元和传爆药装药,中间层由微雷管和硅基烟火微驱动器构成,顶层为信息控制电路。测试结果表明,微小型起爆序列实现了解除保险、安全隔爆与可靠传爆的功能,平均输出爆轰压力为10.85 GPa.     

引信MEMS安全与解除保险机构电热驱动器

根据MEMS系统微小型化的要求,以引信MEMS安全与解除保险机构的驱动方式为研究对象,针对电磁驱动器结构尺寸大的缺点,提出一种新型电热微驱动器结构及其加工工艺。仿真表明,该电热微驱动器在3V电压下可以产生足够的位移直到完全解除保险,体积小,结构简单。     

引信MEMS安全系统研究

针对微机电系统（MEMS）加工技术的特点，对引信MEMS安全系统的两种结构形式及其特点进行分析，提出在进行MEMS安全系统设计时应注意和需要解决的一些问题。     

一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列

为实现点火序列的高安全性及微封装体积,研究设计并制作了一种内置双层电热MEMS安保机构的微点火序列,该序列包含了点火器、安保机构及点火药等核心部件,整体封装尺寸为Φ10 mm×3.3 mm。其中安保机构为具有双稳态功能的双层结构,前端的点火器为覆盖有Al/CuO微装药的NiCr桥箔,桥箔电极采用背部无引线封装的方法来降低序列封装体积,后端的点火药采用硼/硝酸钾（Boron/potassium nitrate）点火药。采用控制Al/CuO装药量的方法对其安保性能进行测试,结果表明该序列在Al/CuO装药尺寸为Φ800μm×30μm时安保机构在安全状态下能够阻隔前端点火器火焰能量的传递并保持结构功能完整,在解保状态下能够使后端的点火药被点火器点燃,具备点火隔火能力。     

基于MEMS的引信保险机构综合分析

介绍了基于MEMS的引信保险（S＆A）机构的应用背景和基于MEMS引信保险机构的设计构思，分析了两种典型的保险机构的原理和作用过程：还介绍了两种主要加工工艺及其存在的问题，最后对MEMS引信保险机构的技术发展作了展望。     

磁流变技术在引信安全系统中应用探讨

利用磁流变体智能材料的特性，研究和开发一种新型的引信磁流变体延期解除保险机构，建立了引信磁流变体延期解除保险机构数学模型，进行了理论分析和实验验证，为磁流变体智能材料在引信中应用提供了参考。     

电子安全和解除保险装置在电磁环境中的安全性试验与评定方法

电子安全和解除保险装置是新近发展起来的安全与起爆控制技术,具有安全性高、体积小、成本低等使用特点。本文介绍了在实验室条件下其在电磁环境中的安全性试验内容及要求,对指导产品设计与试验有重要意义。     

机电-体化安全执行机构的建模与仿真

利用机械和电路建模软件建立机电一体化安全执行机构的模型,采用机械动力学分析软件对机电一体化安全执行机构进行仿真分析;对系统性能产生重大影响的光电传感器的工作角度进行了讨论。     

一种新型安全执行机构

介绍了一种新型安全执行机构的结构和工作原理，探讨了发射过载解除保险和勤务处理的高过载不解除保险的矛盾的解决方式。     

引信安全系统及安全性现状与发展对策

我国引信定义弱化了引信安全系统和安全性的地位.对引信安全系统的发展需求主要是完备和提高安全性以及小型化和低成本化.形成我国引信安全系统及安全性差距的原因有引信安全系统设计理论不完善、对引信安全系统研制规律认识不够以及科研管理体制等多方面的问题.针对这些问题,提出了借鉴美军<引信安全性设计准则>,建立引信安全性和爆炸物处理特性审查的专门机构和委员会等10余条对策建议.