2.2　傳爆藥起爆能力的影響因素分析

傳爆藥在傳爆序列中起著承上啟下的作用，因此其安全性及對主裝藥起爆的可靠性對武器系統(tǒng)而言至關重要。尤其是鈍感主裝藥出現及直列式傳爆序列的發(fā)展對傳爆藥柱提出了更高的要求，總的來說，不僅要求其安全性好，而且要求它的起爆能力足夠大。而影響傳爆藥起爆能力的因素有許多，必須對它們加以分析才能在高能傳爆藥柱設計中具有針對性。下面對傳爆藥起爆能力的影響因素做具體分析。

在傳爆藥裸體（即不存在約束殼體）的條件下，傳爆藥起爆能力的影響因素主要有以下幾個方面：

（1）裝藥種類

裝藥種類不同，輸出的能量不同，起爆能力也不同。傳爆藥能量越高，一定條件下其起爆能力越大。

（2）裝藥量

在裝藥量不能滿足穩(wěn)定爆轟時，藥量增加主要是使沖擊波壓力增加。在藥量能滿足穩(wěn)定爆轟時，增加藥量主要是影響沖擊波的持續(xù)時間，此時的藥量增加對于起爆能力的增加是有利的。但當藥量增加到一定值（高度約為2倍直徑）后，再增加藥量對起爆能力是無效的。

（3）裝藥密度

①對傳爆藥柱感度的影響　裝藥種類選定后，裝藥密度是最主要的參數，它對沖擊波感度影響最顯著。有關研究表明，傳爆藥臨界起爆能量的增加隨密度的增加幾乎成直線關系。實驗證明，在一定范圍內，傳爆藥柱的密度不應大于理論密度的95%，一般選在理論最大密度的85%～95%之間。

②對傳爆藥柱輸出的影響　裝藥密度影響爆速，爆速幾乎隨密度增加直線上升，因為密度增加使單位體積內放出的能量增加。具體可用如下線性公式表示：

　　（2.1）

式中，D_ρ為裝藥密度為ρ時的爆速，mm/μs；為裝藥密度為ρ₀時的爆速，mm/μs；M為與炸藥性質有關的系數。

總的來說，不能只從輸出方面來考慮密度的選擇，必須兼顧感度和輸出兩個方面來進行。

（4）裝藥粒度

裝藥粒度對爆轟感度影響較大。在一定范圍內，粒度越小，比表面積越大，爆轟成長越快。所以傳爆藥柱所用的炸藥都要經過篩選。

（5）裝藥直徑的影響

當爆轟波沿有限尺寸的藥柱傳播時，除在爆轟波反應區(qū)中有化學反應的放熱過程之外，還存在著能量的消耗過程。我們知道，凝聚炸藥爆轟波面壓力高達n+GPa。具有這樣高壓力的反應產物必然要發(fā)生徑向膨脹，引起向反應區(qū)內傳播的徑向稀疏波，結果造成反應區(qū)中能量的向外耗散。因此，徑向稀疏波是爆轟波沿裝藥傳播過程中能量損失的最主要原因。

當裝藥直徑小于臨界直徑d_c時，由于徑向膨脹作用所引起的能量消耗，使得化學反應區(qū)所釋放能量的有效部分大大減少，爆轟波的強度被嚴重削弱，不足以激起下層炸藥的高速化學反應，爆轟波不能再繼續(xù)穩(wěn)定傳播，而是逐漸衰減，直至自行熄滅。當裝藥直徑大于d_c時，徑向稀疏波進入化學反應區(qū)所引起的能量損耗相對于化學反應放出的總能量減少，即維持爆轟波傳播的有效能量相對增大，因而，隨著裝藥直徑的增大，爆速也隨之增加，但是當直徑增加到極限直徑后，爆速不再增加。

（6）傳爆藥柱高度的影響

傳爆藥柱高度對起爆能力的單獨影響比較簡單清楚。通常，在傳爆藥柱高度不能保證爆轟成長時，傳爆藥柱高度的微小增大，都會顯著地提高沖擊波壓力，從而大大地提高傳爆藥柱的起爆能力。

當傳爆藥爆轟在被發(fā)裝藥中產生的沖擊波速度大于被發(fā)裝藥中的臨界爆速時，不一定能引起被發(fā)裝藥的穩(wěn)定爆轟。要使被發(fā)裝藥穩(wěn)定爆轟，還必須使傳爆藥對被發(fā)裝藥的作用維持一定的時間，即達到一定的起爆沖量。傳爆藥柱越高，則作用持續(xù)時間越長，起爆能量也越大，如同活塞的繼續(xù)推動一樣，可以維持沖擊波參數不致很快衰減。在被發(fā)裝藥端面的傳爆藥爆轟產物，又好像是一個“保護層”，可以防止軸向膨脹波向爆炸中心滲透。如果“保護層”越厚，則反應產物的軸向飛散越遲，也就是說，軸向膨脹傳入越遲。

傳爆藥柱高度對其起爆能力的影響是在開始階段起作用。當高度增加到一定值后，隨著藥柱高度的增加，起爆能力并不隨著增加，即軸向起爆能力隨著藥柱高度的增加是有限度的。一般認為，當傳爆藥柱高度為傳爆藥柱直徑的2倍時，再增加傳爆藥柱的高度，起爆能力并不隨之增加。這是因為側向膨脹對傳爆藥的影響，只有一部分爆轟產物向其爆轟方向飛散。

（7）傳爆藥柱形狀與位置的影響

一般傳爆藥柱都利用輸出端直接接觸主裝藥，當爆轟波在傳爆藥中前進時，側向稀疏波入侵，造成一個等腰三角形的有效裝藥，由于一般都假設稀疏波入侵的速度約為爆速的一半，故此有效三角形是底等高。隨著側向限制的加強，稀疏波入侵受阻，三角形的高向上延伸，有效裝藥量增加，其影響相當于使受主起爆能量p2τ增加，故起爆能量隨限制強度而增加。藥柱直徑的增加對起爆能力的增加是很有效的，它除了增加沖擊波作用時間τ值外，還增加了爆轟面積。

當傳爆藥柱完全埋在被發(fā)裝藥中時，在傳爆藥柱側面的炸藥也受到傳爆藥爆轟氣體的作用，如果爆轟氣體的壓力足以起爆炸藥，則其有效的起爆面積比單是傳爆藥柱末端與被發(fā)裝藥接觸時大，也就是說，傳爆藥柱埋入被發(fā)裝藥中，增加了它的起爆能力。如果側面的壓力太低以至于不能起爆，則傳爆藥柱在被發(fā)裝藥外邊或埋入炸藥中是無關緊要的。

（8）入射沖擊波強度的影響

入射沖擊波強度越大，傳爆藥起爆深度越小，沖擊波作用時間越長，傳爆藥柱的輸出也越大。胡雙啟利用實驗對比了具有較大爆速的PBXN-5與較小爆速的A₅作導爆管裝藥起爆傳爆藥柱，結果表明，具有較大爆速的PBXN-5起爆傳爆藥柱輸出大。入射沖擊波面積越大，傳爆藥起爆效果越好，傳爆藥起爆能力也越大。