- 傳爆藥柱沖擊起爆及優(yōu)化設(shè)計
- 胡立雙
- 2199字
- 2021-12-24 13:23:52
1.3 國內(nèi)外起爆技術(shù)研究狀況
1.3.1 國外起爆技術(shù)研究
鈍感彈藥引爆問題的研究,是繼鈍感彈藥的發(fā)展而出現(xiàn)的,因此對于它的研究倍受各國的重視,并已取得了顯著的成果。解決鈍感彈藥的起爆問題,國外通常采用兩種辦法,一種是研究新型高能鈍感傳爆藥,另一種是研究新型高能的傳爆藥裝藥結(jié)構(gòu)。例如,為了可靠引爆美國三軍通用現(xiàn)役改進(jìn)型鈍感彈藥中的鈍感主裝藥,美國海軍水面武器中心的Spahn于1992年研制了環(huán)形傳爆藥高能引爆系統(tǒng)。該系統(tǒng)由鈍感主裝藥、環(huán)形傳爆藥、環(huán)形雷管(或普通雷管加一層傳爆藥)組成,將一個具有一定高度、內(nèi)徑和外徑的環(huán)形傳爆藥柱與中間凸起的PBX型鈍感主裝藥相連,傳爆藥環(huán)可由一個環(huán)形雷管起爆。據(jù)資料報道,使用這種技術(shù)比常規(guī)圓柱體引爆技術(shù)引爆同樣藥量的鈍感主裝藥所用的傳爆藥量減少了68%。
出于同樣的研究背景,Spahn還研制了一種埋入反射筒(或板)式的高能引爆系統(tǒng),其序列包括主裝藥、埋入主裝藥內(nèi)部的傳爆藥、引爆傳爆藥用的雷管及埋入主裝藥內(nèi)位于傳爆藥四周的反射筒(或板)。其原理是:具有一面向傳爆藥的高阻抗表面的筒(或板),將會使傳爆藥的沖擊波以垂直角度撞到該面時,導(dǎo)致向傳爆藥反射。這將增加傳爆藥與筒(或板)之間的主裝藥內(nèi)應(yīng)力直到這部分主裝藥起爆,繼而導(dǎo)致整個主裝藥起爆,這一板(或筒)式結(jié)構(gòu)具有聚能和定向作用。一旦圓柱體內(nèi)傳爆藥爆轟,沖擊波將會傳爆到高阻抗表面,并朝傳爆藥區(qū)反射,從而導(dǎo)致介于兩者之間的主裝藥壓力近似為無反射裝置的兩倍。在標(biāo)準(zhǔn)方法中,引爆65lb(1lb=0.45359237kg)的PBXW-122炸藥,需要?5.0in×3.0in(1in=0.0254m)的PBXN-110傳爆藥,而使用反射筒(或板)后,僅需?3.0in×3.3in的傳爆藥,用量減少了64%。
美國空軍對通用炸藥MK82進(jìn)行鈍感化研究時,試驗了一種半球形傳爆藥引爆技術(shù),資料介紹使用該技術(shù)用較少的半球形傳爆藥可得到一個較大的輸出,并且壓力波形在整個輸出表面更為一致。
美國空軍也研制出適用于較大臨界直徑炸藥(改進(jìn)型AFX-644)的威力更大的傳爆藥設(shè)計。它使用兩類傳爆藥,一類是沖擊波感度介于CH-6和PBX-9502之間的裝在引信室內(nèi)的替代傳爆藥PBXN-7,另一類是在引信外部的輔助傳爆藥PBX-9502。這種序列能增加其輸出,其優(yōu)點是引信結(jié)構(gòu)不做太大的變化,從而使基礎(chǔ)導(dǎo)引藥結(jié)構(gòu)得以應(yīng)用。目前,可能發(fā)展的兩個方向是:傳爆藥與主裝藥的緊密結(jié)合及引信孔中傳爆藥采用半球形。
戴維研究所Snyder提出了自鍛破片式爆炸序列。其基本思想是在主裝藥和傳爆藥之間提供一個炸高。一個小引信傳爆藥與一半球鋁形罩相接觸形成一小型自鍛彈丸,當(dāng)其發(fā)射時,鋁彈丸的高速伴隨自燃性能可使主裝藥引爆。在經(jīng)受槍彈或飛片撞擊時,大多數(shù)情況下,引信傳爆藥將以非對稱形式反應(yīng),從而不會引起主裝藥的劇烈反應(yīng)。
此外,為了改善傳爆藥柱的裝藥性能和起爆性能,國外在研究粒狀類傳爆藥壓裝成型的基礎(chǔ)上,還大力研究和采用柔性、塑性等新的傳爆藥及其相關(guān)裝藥工藝,例如擠壓成型工藝、澆注成型工藝等,為傳爆藥裝藥結(jié)構(gòu)研究拓寬了渠道。
1.3.2 國內(nèi)起爆技術(shù)研究
我國關(guān)于鈍感彈藥起爆問題的研究起步比較晚,在20世紀(jì)90年代關(guān)于安全傳爆藥的研制取得了一些成果,研制出了A5、JO-9C等新型安全傳爆藥,但關(guān)于傳爆藥裝藥結(jié)構(gòu)的研究工作進(jìn)行得很少,因而無法從根本上解決鈍感彈藥的起爆問題。
20世紀(jì)90年代初期,胡雙啟對圓柱形傳爆藥柱的優(yōu)化設(shè)計進(jìn)行了一些基礎(chǔ)性研究,并且提出了傳爆藥柱的輸出存在最佳藥柱高徑比的問題。20世紀(jì)90年代后期,華北工學(xué)院(2004年更名為中北大學(xué))對環(huán)形、半球形傳爆藥裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了技術(shù)研究,并已取得了明顯的效果。對于起爆常規(guī)的TNT主裝炸藥,新結(jié)構(gòu)傳爆藥的起爆能力較傳統(tǒng)圓柱形傳爆藥的起爆能力提高約20%~30%,這一結(jié)果對于提高傳爆藥柱的起爆能力、降低傳爆藥量具有一定的現(xiàn)實意義。1998年,王英紅研究了新概念傳爆藥柱,其中就有一種外錐內(nèi)環(huán)形的傳爆藥柱,她通過實驗得出,在達(dá)到相同的起爆效果下,這種新結(jié)構(gòu)的傳爆藥柱比普通圓柱形傳爆藥柱節(jié)省藥量28%。2000年,夏昌敬在其碩士論文中研究了外圓半球形和外錐半球形傳爆藥柱的起爆能力,實驗得出,這兩種傳爆藥柱的起爆能力比普通圓柱形傳爆藥柱的起爆能力要高,相同起爆效果下,至少節(jié)約藥量30%。2001年,任俊梅研究了半球形傳爆藥柱,實驗得出,這種半球形傳爆藥柱對于臨界起爆面積大的炸藥有很好的效果。2004年,邰玲研究了多點起爆下的環(huán)形和錐環(huán)形兩種傳爆藥柱的起爆能力,實驗得出,在達(dá)到相同的起爆效果的情況下,多點起爆條件下的環(huán)形和錐環(huán)形傳爆藥柱使用的藥量要比圓柱形的少30%(至少)。
我國關(guān)于多點起爆網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代末,中國工程物理研究院進(jìn)行了小尺寸傳爆藥的理論與實驗研究,其目的是將爆炸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于核武器的同步起爆。
20世紀(jì)80年代,中國兵器工業(yè)第二一三研究所、北京理工大學(xué)等在藥劑開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)組件設(shè)計、組網(wǎng)工藝等方面都取得了突破,對常規(guī)武器用爆炸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了廣泛的研究與探討,先后對剛性爆炸網(wǎng)絡(luò)及其裝藥方法進(jìn)行了研究,在擠抹法的基礎(chǔ)上研究了擠注法裝藥,并研究了利用柔性導(dǎo)爆索制造爆炸網(wǎng)絡(luò)的方法。
20世紀(jì)90年代后期,爆炸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)到向常規(guī)武器的應(yīng)用研究。我國已有兩種串聯(lián)戰(zhàn)斗部的型號研制使用簡單的爆炸邏輯網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實現(xiàn)二次延期起爆,有一種魚雷和一種子彈的起爆系統(tǒng)使用了多點同步起爆網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)調(diào)整波形的目的。
對于鈍感彈藥的引爆問題,國際上總的發(fā)展方向是尋求各種新型高能起爆系統(tǒng),這種系統(tǒng)應(yīng)具有體積小,起爆能力大,安全性好,成本低等綜合性能。在傳爆藥結(jié)構(gòu)設(shè)計方面,筆者進(jìn)行了大量研究,并取得了一些成果。
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