电火工品电磁环境适应性的研究进展及展望

王 军， 李 勇， 周 彬， 陈厚和， 杜伟强， 范晓巍

(1. 南京理工大学化工学院， 江苏 南京 210094； 2. 中国工程物理研究院化工材料研究所， 四川 绵阳 621999)

1 引 言

随着现代战场武器系统中电子和电子系统的日益增多，战场电磁环境的复杂性也随之增强。电子系统工作过程中，不可避免会产生一定的电磁波。一方面，电磁波会造成电子设备之间的电磁兼容性问题；另一方面，电磁辐射能量通过天线、孔缝和电缆等途径耦合进入武器系统内部，轻则引起武器系统性能的退化，严重之时会导致火工品误爆造成人员伤亡等事故。实验表明[1-2]，处于电磁辐射环境中的桥丝式火工品，其敏感频率只与脚线长度有关，不受火工品开路或短路状态的影响；在敏感频率下，安全电流[3]为25 mA的桥丝式火工品耦合的最大感应电流可达160 mA，已远远超出了其安全电流规定值(25 mA)。此外，桥丝式火工品[4]在20 kV(500 pF，5 kΩ)以上的静电冲击作用下，桥丝会发生形变、电阻显著下降、温度上升并会影响与其接触的药剂。半导体桥火工品[5]在受到静电冲击后，桥区尖角处的硅材料会发生汽化，导致桥区变得钝感并影响其发火性能。为解决电火工品在电磁环境下的安全性和可靠性问题，美国从20世纪60年代起就开始对武器系统及火工元件的抗电磁干扰能力制定了一系列标准，MIL-STD-461C[6]将电磁环境的内涵定义为电磁辐射(EMR)、电磁干扰(EMI)、电磁脉冲(EMP)、静电(ESD)、雷电(LE)和电源瞬变(PST)，规定引信、军械系统和航天飞行器用火工装置在上述六种电磁环境中均需保证安全。……