爆炸药间隙零门的功能可靠性研究

Explosive gap null gate is a key element in Intelligent Weapon System(IWS). Therefore, the reliability of gap null gate is one of the important capability indicators to assure the effective function of related weaponry. However, considering the high reliable requirements and accuracy assessments for null gate and the existence of the uncontrollable random disturbances factors, we should design more effective experiments and innovate analysis methods to study the stability of the null gate. To this end, this project is devoted to studying the functional reliability of explosive gap null gate with scientific experimental design and analysis methods. Firstly, we will investigate the response distribution of explosive gap null gate and build the relationships between model's parameters and effective window; Secondly, we will present the method of efficiency estimation for effective window based on the optimal experimental design and analysis method; Thirdly, we will construct the scientific reliability model; Lastly, we will design effective sequential experiments and provide valid analysis methods to present the scientifical reliability assessment methods. The results of this project will provide not only the technical support for reliability analysis of explosive gap null gate, but also the innovative scientific methods of reliability assessment of explosive products.

爆炸药间隙零门是智能武器装备的关键元件，其功能可靠性是保障相关武器装备有效作用的重要性能指标之一。爆炸药间隙零门的高可靠性要求、高精度评估要求以及存在不可控随机干扰影响等因素，决定了其可靠性研究需要采取更为高效的试验与分析方法。本项目致力于通过科学的试验设计与分析方法研究爆炸药间隙零门的功能可靠性，包括：研究爆炸药间隙零门的响应分布，建立相关参数与有效窗口的关系；基于优化试验设计与分析方法研究，给出有效窗口的估计方法；建立科学的可靠性模型；研究高效的序贯试验设计与分析方法，给出科学的可靠性评估方法。本项目的研究成果不仅将为爆炸药间隙零门的可靠性分析提供技术支撑，也将为我国燃爆产品可靠性优化试验评估提供新的科学方法。

爆炸间隙零门是智能武器装备的关键元件，其功能可靠性是保障相关武器装备有效作用的重要性能指标之一。爆炸间隙零门的高可靠性要求、高精度评估要求以及存在不可控随机干扰影响等因素，决定了其可靠性研究需要采取更为高效的试验与分析方法。本项目基于三元响应和D-最优试验设计思想，给出了高效的间隙零门试验设计方法，并论证了该试验设计方法的稳健性、参数估计的收敛性。项目组设计并研发了具有自主知识产权的爆炸间隙零门试验板，解决了不同基板试验条件不一致的问题，为开展高效的爆炸间隙零门可靠性试验奠定了设备基础。结合间隙零门的历史信息和试验结果信息，项目组基于DIC准则，研究了殉爆阈值和截断阈值的分布类型，从而确定了爆炸间隙零门的响应分布类型，解决了一直以来存在的间隙阈值分布类型的正态性假设问题。为了建立和分析相关参数与有效窗口的关系，本项目分别研究了装药截面固定时响应分布参数与有效窗口的关系模型；包含间隙和隔板厚度设计加工公差的零门可靠性模型；以及装药截面设计参数与有效窗口的关系模型。项目组还建立了用于描述殉爆阈值和截断阈值的二维联合正态分布概率模型，基于极大似然函数和Fisher信息矩阵，构造了得分统计量，给出了判断殉爆阈值与截断阈值相关与否的统计检验方法。基于二维联合正态分布概率模型，项目组建立了爆炸间隙零门的可靠性模型，结合间隙零门试验响应结果数据，给出了间隙零门可靠性窗口的估计方法，包括点估计方法和区间估计方法。本项目还研究了装药截面与间隙长度存在交互影响的间隙零门的可靠性分析方法和可靠性窗口区域估计方法，并给出了不同截面和间隙下的零门可靠度评估方法和评估结果。本项目的研究成果不仅为爆炸间隙零门的可靠性分析提供了技术支撑，也为我国燃爆产品可靠性优化试验评估提供了新的科学方法。