[發(fā)明專利]一種小型化、集成化爆炸箔起爆系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811622102.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109539899B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 唐科;胡振興;陳楷;張鵬;姜威;陳劭睿;王婧超;路志峰;薛輝;宓莎;權曉波
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統(tǒng)工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: F42B3/10
• 分類號: F42B3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種小型化、集成化爆炸箔起爆系統(tǒng)，包括一體式爆炸箔起爆裝置和分體式爆炸箔起爆裝置兩種爆炸箔起爆系統(tǒng)。一體式爆炸箔起爆裝置上設置有外殼體，外殼體的內(nèi)部安裝有升壓電路單元、脈沖充放電單元、爆炸箔起爆芯片和火工裝藥。升壓電路單元的輸入端，設置有電纜組件，與控制系統(tǒng)電纜網(wǎng)連接；升壓電路單元輸出端連接由高壓電容器、半導體開關或者真空冷陰極管開關等高壓開關組成的脈沖充放電單元，對脈沖單元進行電容的充電、放電操作；分體式爆炸箔起爆裝置，從升壓電路單元與脈沖功率單元處將一體式的爆炸箔起爆裝置斷開，通過電纜和連接器連接，形成升壓電路單元與剩余單元組合體CDU兩部分。

技術領域

本發(fā)明涉及火工品、引信領域領域，具體涉及一種小型化、集成化爆炸箔起爆系統(tǒng)。

背景技術

目前，對于橋帶、橋絲等電起爆器，電磁干擾是一直是一個無法避免的問題。在未來航天發(fā)射中，電磁干擾問題、核電磁脈沖等來自外部、內(nèi)部的電磁問題，對火工品的安全性要求越來越高。而傳統(tǒng)的火工品，橋帶(橋絲)和起爆藥(一般是斯蒂芬酸鉛，一種敏感的起爆藥劑)，均直接貼緊接觸，在復雜的電磁環(huán)境中，各種感應電流通過橋帶產(chǎn)生熱量，直接作用在起爆藥上。當外界電磁環(huán)境能量達到一定強度，導致熱量積累到一定程度，就會引起起爆器發(fā)生誤爆，發(fā)生安全性問題。為了確保航天運載火箭的安全性，一般電起爆器都不隨箭存儲，并且，裝箭后，除了回路電阻，也無法對整個放電回路的性能進行測試，不能實時監(jiān)測產(chǎn)品狀態(tài)，嚴重影響實戰(zhàn)化水平，在火箭發(fā)動機中，對電起爆器的基本要求是安全、可靠。目前使用的1A1W5min鈍感電起爆器雖然可降低雜散電流及射頻的危害，但不能完全解決射頻的問題，如不能抵抗閃電和高空電磁脈沖等。而發(fā)動機點火的安全解保裝置，由于結構、機構復雜，并不滿足直列式點火的規(guī)定。爆炸箔起爆器由于不使用起爆藥和和松裝猛炸藥，且爆炸橋箔與炸藥不直接接觸，所以它對于機械沖擊、靜電、雜散電流、射頻等都有較強的抵抗能力，是一種極其安全可靠的B類鈍感電起爆器，在國外運載火箭上應用廣泛，傳統(tǒng)的爆炸箔起爆裝置的工作原理是：當觸發(fā)信號來到時，高壓開關導通，儲能電容放電產(chǎn)生一個大的脈沖電流使橋箔從固態(tài)變?yōu)榈入x子態(tài)，等離子體剪切橋箔上的聚酰亞胺薄膜層(或其他電介質(zhì)層)形成飛片，飛片以極高的速度撞擊高能裝藥，使其引爆。爆炸箔起爆器由沖擊片雷管和脈沖功率裝置兩部分組成，國內(nèi)目前均為兩者分體式起爆系統(tǒng)，集成化程度很低。脈沖功率裝置包括高壓開關、電容器、升壓器等部件，高壓開關使控制其可靠性的關鍵元器件。沖擊片雷管方面已經(jīng)形成了較成熟的產(chǎn)品，但普遍要求的發(fā)火電壓較高，在1800V～2500V左右，要求脈沖功率裝置中的控制電路器件需要耐高壓，傳輸線路和控制開關電感要盡可能小。脈沖功率裝置中，關鍵元器件為主放電回路的高壓開關，首先，耐高壓，約1-3kV；其次，能使發(fā)火電流脈沖觸發(fā)瞬間順利通過，時間約為30-60ns。因此，高壓開關的運行條件及其苛刻，它要求開關的電阻和電感小，導通能力高，壽命長，穩(wěn)定可靠。

目前，國內(nèi)脈沖功率裝置中多采用立體式真空冷陰極管開關或者氣體開關，都是立體式三電極結構，是目前爆炸箔起爆裝置常用的高壓開關。其中，空氣開關的工作電壓范圍限制較大，在工作電壓低于靜態(tài)擊穿電壓的50％時，工作可靠性不高，而真空開關制作工藝復雜，對真空度要求高，制作工藝復雜，需要經(jīng)過仔細的脫氣處理，其生產(chǎn)成本很高。兩種開關的體積大，工作電壓高，生產(chǎn)成品率低，需要篩選電感，成本高昂。對于箭體上安裝空間小和大數(shù)量的使用需求，完全不適用，由于電感和能量損耗要盡可能小，對于控制系統(tǒng)的要求很高，另外，由于高壓控制，對其他設備也會帶來相應的電磁環(huán)境影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要為了解決上述技術問題，提供一種小型化、集成化爆炸箔起爆系統(tǒng)，分為一體式爆炸箔起爆系統(tǒng)和分體式爆炸箔起爆裝置兩種狀態(tài)。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案：