声学论文
摘 要： 结合电子安全系统的应用优势和其在水声对抗器的实际应用情况，分析电子安全系统在水声对抗器材中的应用意义，并分析其发展趋势。通过应用电子安全系统，更好应对复杂的电磁环境，切实保障舰船安全稳定运行。
关键词 : 电子安全系统;水声对抗器材;电气隔离技术;
Abstract： This paper analyzes the application significance of electronic security system in underwater acoustic countermeasure equipment based on the actual application of electronic security system in underwater acoustic countermeasure equipment and the application advantages of electronic security system, and analyzes the development trend in the future, aiming to better deal with the complex electromagnetic environment and ensure the safe and stable operation of ships through the application of electronic security system.
Keyword： electronic security system; underwater acoustic countermeasure equipment; electrical isolation technology;
0、 引言
随着现代信息技术的快速发展，引信开始发展成较为独立完整的信息处理系统，能够实现多种功能。相较于传统的引信方式，现代引信方式更加多元，自身的安全性和可靠性也显着提高。
1 、电子安全系统的应用优势
通常，传统引信安全系统主要应用桥丝作为基本的初级发火元件，而桥丝和桥带雷管本身很容易出现意外引爆的情况。为了保证引信安全，可以运用错位式机械隔爆装置，有效分开导爆药和雷管，尽可能避免出现爆破问题。然而，采用错位式机械隔爆装置也有一定的应用劣势，在实际运作过程中，很难直接进行产品检查，影响了系统运行的稳定性。
为了切实提高引信安全系统本身的安全性和稳定性，可以应用全电子安全系统和直列式爆炸序列，切实保障系统的运行安全。
首先，全电子安全系统具有较好的安全性。冲击片雷管中没有设计敏感药剂，因此在自然环境下，不可能出现引爆冲击片雷管的高能脉冲现象。同时，全电子安全系统具备恢复保险功能，这使得设备在实际运行过程中，即使处于恶劣运行环境，也能够保持安全稳定运行。
其次，全电子安全系统具有较好的可靠性。电子安全系统主要由起爆控制部件和传爆序列两部分组成。对于系统内部的软硬件器械，可以灵活应用光电隔离技术和硬件冗余技术等，切实保障系统的可靠性。传爆序列主要包括传爆药和冲击片雷管两部分，基于高脉冲电流作用，冲击片雷管能够稳定发挥效用，具备高可靠性[1]。
最后，全电子安全系统具有可测试性。全电子安全系统本身能够实现重复功能测试，便于工作人员进行后续系统调试作业。
2 、电子安全系统在水声对抗器材中的应用意义
2.1、 有效抵抗电磁干扰
水声对抗器材主要是作为舰船防御武器而存在，能够有效地抵挡外部鱼雷。随着技术的快速发展，水声对抗器材开始进入快速发展时期。水声对抗器材从早期的“软”模式转化成为“软、硬”模式，不仅能够能够通过水声信息模拟，有效发挥“软”模式的功效，对敌方鱼雷进行干扰，而且可以完成鱼雷信息探测功效，并能够在适当时间进行起爆输出，从而将鱼雷摧毁，切实发挥水声对抗器材的应用功效。水声对抗器材在实际运行过程中，所处环境复杂，为了确保整体运行安全、恢复保险功能，需要合理开展引信设计工作。
水声对抗器材在实际应用过程中，会出现电磁辐射情况，最高辐射数值可以达到3～6 k V·m-1，容易滋生诸多安全隐患[2]。水声对抗器材作为重要的安全防御武器，往往位于中心位置，需要确保即使处于特殊电磁干扰情况下，电子安全系统也能够始终处于安全运行状态，切实避免舰船危害问题。从引信安全系统的角度分析，要切实保障水声对抗器材的运行安全，需要充分考量火工品因素。通常，现代电子安全系统主要运用冲击片雷管，与过去的火工品相比，本身的安全性和稳定性都有很好的技术优势，主要表现在电压稳定。具体来讲，如果采用传统的火工品，其安全耐受电压有一定要求，一般控制在30 V范围内。如果采用冲击片雷管，则能大幅度提高安全耐受电压，使其达到500 V。以某种火工品实际应用情况为例进行分析，该火工品本身引脚距离大约保持在3 mm，整体方向与系统磁场方向保持正切关系，耦合电压最大。如果以电磁脉冲为50 k V·m-1场强的情况计算最大耦合电压，得到的结果为150 V。相较于通常应用的电工品安全电压范围较大，在此情况下，很容易出现意外引爆的问题。而采用冲击片雷管后，自身的安全电压达到500 V左右，与一般采用的火工品相比，应用效能较好，耦合电压比安全电压小很多，可以有效保障雷管自身的安全性。
2.2、 拓宽应用效能
水声对抗器材与传统弹药相比有着很大不同，在实际应用过程中，需要工作人员结合实际情况，灵活选择特征环境，有效解除保险条件，切实保障运行安全。过去，引信安全系统主要采用惯性力环境完成保险环境信息的解除。随着现代信息技术的快速发展，更多类别的传感器出现，促使解除保险条件更加丰富，可以切实保障电子安全系统的稳定运行。
通过对水下目标声信息、水深信息及转速情况等环境信息的综合分析，能够更好地应用技术手段，优化系统性能。开展系统设计工作时，可以通过应用惯性传感器和转速传感器，完成整个系统运行过程的识别和探测工作，对于水深信息和水下目标声信息等环境信息，则可以运用压力传感器完成识别作业。
电子安全系统内部主要由各种电子线路构建形成。在具体设计时，如果合理选用不同的传感器，能够更好地发挥环境信息识别效果，促使各种传感器切实发挥自身功效、实现优势互补。电子安全系统内部硬件资源较多，具体应用时，工作人员可以采用串口和总线等方式完成数据通信，切实发挥系统效用。
工作人员设计电子安全系统时，可以灵活选择多种方式作为解除一级、二级、三级保险条件。对于解除一级保险的条件，可以采用发射、投放过载及转速的方式；对于解除二级保险的条件，可以采用海水水压和水深信息等环境信息；对于解除三级保险的条件，则可以选用被动敏感目标声信息[3]。
2.3 、保证器材稳定运行
传统引信安全系统在系统保险解除后，通常很难直接恢复原有情况，保持安全状态。而且，当其处于特殊电磁辐射等干扰条件下，也很容易由于保险解除，导致系统出现意外引爆的事故，从而造成舰船损坏。电子安全系统在水声对抗器材中具备可恢复保险的特性，能够有效保障舰船的安全运行，切实避免安全隐患的滋生。电子安全系统实现恢复保险特性，主要有两种方式：一种是直接阻断逻辑控制电路的运行，当系统能源耗尽，或者工作人员直接切断逻辑电路能源时，电子安全系统能够自动恢复安全状态。另一种方式是将系统设置为安全恢复模式，启动安全恢复模式后，系统可以通过应用定时恢复和接收相应指令等方式，有效控制逻辑电路的稳定运行，使逻辑电路保持安全状态，消除安全隐患。
3 、电子安全系统在水声对抗器材中的发展趋势
3.1 、提高安全性
在电子安全系统实际运行过程中，软件逻辑控制和硬件电路将会直接影响系统本身的应用效能。无论是软件还是硬件出现故障，都将会直接影响系统性能。在此情况下，应当加强安全性研究，切实保障系统运行安全。
3.1.1 、硬件电路
复杂电磁环境下，耦合电压很容易导致硬件电路出现过压等问题，可以采用电气隔离技术、硬件接口保护以及屏蔽设计的方式，切实减少电磁干扰。电子安全系统主要应用弹上电池完成设备供电，为了避免设备间出现电磁互扰的情况，可以通过电气隔离技术，对电源、数字信号及模拟信号进行隔离。硬件接口保护能够避免电子安全系统在实际运行过程中出现电气浪涌等问题，借助瞬态电压抑制器完成接口保护效用。另外，需要对壳体材料和开孔处进行屏蔽设计，尽可能避免电磁引入的情况。
3.1.2 、软件逻辑控制
复杂电磁环境下，电子安全系统软件很容易出现故障，甚至出现跳飞的情况，导致整个系统逻辑混乱。针对这个情况，技术人员需要充分考量软件故障，通过应用看门狗和定时器完成容错设计和防跳飞设计。一旦软件出现跳飞等问题，看门狗和定时器将会发挥效用，规范化执行程序，进行针对性处理。
3.2、 自恢复保险
电子安全系统高压充电结束后，工作人员一般采用供电能源耗散等方式实现保险恢复，切实保障电子安全系统的安全运行。进行能源耗散设计时，需要在输入电源处合理设置耗散电路，使整个系统的运行电路始终处于能源消耗状态，避免出现储能而使能源难以释放。如果采用逻辑控制设计恢复保险，可采用定时器和接受指令的方法，能够使系统中的逻辑控制部件自动恢复为三级保险状态，并能够对系统内部展开清零处理工作，切实避免程序出现问题。高压部件耗散方式可以灵活应用高耐压电阻和二极管等高压电子元器件，切实应对能耗问题，使电子安全系统实现自恢复保险。
4 、结语
分析电子安全系统在水声对抗器材中的应用情况，具有十分重要的意义。应用引信电子安全系统，能够有效应对复杂的电磁环境，切实保障电子安全系统运行安全。今后，行业应不断加强技术研究，切实提升电子安全系统在水声对抗器材中的安全性和自恢复保险的可靠性。
参考文献
[1]庞博,郑松电子安全系统在舰载水声对抗器材引信中的应用[J]探测与控制学报, 2020 ,42(6);:25-28.
[2]施丹华，胡必楠,黄俊希水声对抗器材发展及其趋势分析[J].舰船科学技术, 2020,42(9):174-180.
[3]王圣炜.水声对抗器材性能仿真研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学，2019.