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在引信安全机构的研制过程中，电磁力因其对环境力要求不高而深受研究者的关注，尤 其在过载低价值高的机电引信中使用广泛。而产生稳定电磁力的方法之一就是螺线圈。螺线 圈是单根导线围绕一铁芯绕制而成，因为单根导线产生的磁场有限，所以通过绕制多层的方 式来达到增强磁场的目的，从而得到所需的磁场强度。利用这个特性，王宇勇等人在 2012 年制作出一种用螺线圈结构制成的电磁拔销器，并且通过实验证明了其方案可行，目前该电 磁拔销器已应用到我国的产品中。以下，将简明的介绍该电磁拔销器的结构设计和工作原理[3]。69474
该电磁拔销器的简明图解如图 1.1 所示，与接线板连接的壳体中包含激磁线圈、绝缘垫 片、挡铁、弹簧以及保险销。激磁线圈绕制在线圈骨架上，线圈骨架与壳体上部的绝缘垫片 相连。线圈骨架内部中空，挡铁放在其中并与绝缘垫片连接。弹簧套在保险销上，和保险销 一起固定在线圈骨架中空内部的下半部分。其中线圈骨架和垫片采用非导磁的塑料材料，电 磁拔销器的壳体、挡铁和保险销采用纯铁材料。由于外壳、挡铁以及保险销都是由铁磁材料 制成，这些部件引导由螺线圈产生的磁场从而形成闭合磁路。
电磁拔销器内部结构图
当接线板上的导线处于未通电状态时，螺线圈不产生磁场，保险销锁死隔爆机构，此时 弹丸处于安全状态。当向接线板上的导线通电后，螺线圈中随之产生磁场，由此引起的电磁
力将保险销向上吸回，此时保险销需克服弹簧的阻力，继而实现对隔爆机构的解锁，达到解 除保险的目的。
在实验中他们构建了一个螺线圈结构的电磁拔销器的原型并对相关数据进行了分析。图 1.2（a）（b）简单表示了电磁拔销器工作气隙和电磁力以及响应时间之间的关系。如图所 示，在通电电流一定的情况下，螺线圈产生的电磁力随着工作气隙的不断增大而逐渐减小， 响应时间在逐渐变长，且在气隙较小时改变其大小对电磁力影响较大，在气隙较大时改变其 大小对响应时间影响较大；在工作气隙一定的情况下，螺线圈产生的电磁力随着通电电流的 不断增大而逐渐增大，响应时间在逐渐缩短。图示进一步表明，螺线圈中产生的电磁力峰值 最小为 2 牛顿，这样的力完全可以在选择合适的工作气隙的情况下克服弹簧阻力将保险销拔 出。论文网
（a） 力分布随工作气隙变化图 （b） 响应时间随工作气隙变化图 图 1.2 力分布和响应时间随工作气隙变化图
1.2.2 一种采用 MEMS 结构的电磁拔销器简介
美军从 1994 年开始研究将 MEMS 结构应用于鱼雷引信中，目的是使鱼雷能够在恶劣的 环境下可靠的解除保险[5]。其引信安全结构如图 1.3 所示，包括滑块、环境传感器、水压调 节器、光检测装置等。水压调节器通过感知水压的大小来解除保险；加速度传感器通过判断 鱼雷加速度大小是否达到预设值来决定是否解保；流动传感器是通过感知水流的大小来解除 对滑块的保险。只有在上述保险锁都打开的情况下，解除保险作动器才会接收解保信号移动 滑块到指定解除保险位置。这时激光发射器射出的激光照射到滑块的反射镜上反射给光电二 极管，此时就完成了光信号向电信号的转变。电信号将输出到起爆电路，逐级引爆装药。
鱼雷引信 MEMS 安全保险装置
该鱼雷引信对 MEMS 机构的应用使得其自身的体积和重量都有了大幅度的缩减，成本 也减小至原来的四分之一，可承受的加速度峰值也扩大了两倍。同时，互不干涉的保险设计 提高了可靠性，提高了弹丸的整体性能。