新型控暴器材爆炸分散研究

程萬影，郝雪穎，馬士洲，張興高，任秀娟

（中國人民解放軍63976部隊，北京，102205）

研究的新型控暴器材能夠散發(fā)令人無法忍受的臭味，進而成功地驅散、趕跑敵人或對手；爆炸后飛濺的示蹤劑可對皮膚或服裝隱形沾染，對恐怖分子進行標識，為事后辨認提供跟蹤線索?？乇﹦┲饕赡沉虼汲粑秳⒃鲂?、隱形熒光粉、有機溶劑等組成。臭味劑作用時間長、作用范圍廣，它的可怕之處不在于造成多大的傷亡，而是通過可怕的氣味刺激人腦深層細胞，影響人的神經系統，讓人產生恐懼心理。

人體對臭味的反應與情緒緊密相連，對于某種臭味，每個人的感覺不完全一致，資料介紹，選用的某硫醇臭味氣體對人的騷擾濃度為 3～740μg/L。本文通過試驗研究了單發(fā)彈靜爆后形成的威力幅員、作用時間。此外，作為示蹤劑的隱形熒光粉按照發(fā)出的熒光波長不同可分為隱形紅熒光粉、隱形綠熒光粉、隱形黃熒光粉，本研究試驗了不同顏色的熒光粉的作用效果和分散半徑。

1 試驗方法及條件

以掛彈架為中心，半徑20m范圍內地面應開闊平坦。將模彈固定在掛彈架2m高處，用電雷管或撞擊雷管引爆。

模彈采用某型染色彈結構，如圖1所示，該模彈可手投也可槍拋，其結構包括引信體、爆管、端蓋、殼體和2個塑料膠囊，控暴劑置于塑料膠囊內?？乇﹦╅W點低、易燃燒，自身揮發(fā)性好，因此分散不需要太多的炸藥量，采用微爆方式即可把彈殼炸開。對比試驗采用電雷管、撞擊雷管、電雷管加0.8g炸藥柱3種方案。

圖1 模彈結構圖Fig.1 Structure of simulate filled projectile

2 采樣方法

控暴劑液體爆炸后瞬間霧化，其中臭味劑揮發(fā)形成惡臭氣體，因此需采集臭味氣體進行濃度分析。示蹤劑為微米級固體顆粒，因其有粘附性，采用爆點中心鋪設白布方式采集樣品。

2.1 臭味氣體采樣

對臭味氣體有兩種采樣方式：

（1）第 1種為注射器人工采樣。具體方法為采用100mL的注射器直接抽取爆炸1min后爆心附近不同點的臭味氣體，然后用橡皮帽堵住端口，取回后24h之內進行氣相色譜分析。以施放點為中心采用弧形標場，標場范圍45°，標場方案見表1，標場圖見圖2。

表1 人工采樣試驗標場方案Tab.1 Formula of manual sampling experiment

（2）第2種為自動采樣。具體方法為采用1L氣體采樣袋采集，按照扇形布點，分別布下風向 5m、10m、30m、40m遠，爆炸20s后開啟采樣閥采樣1min，關閉閥門，取回后24h之內進行氣相色譜分析。標場方案見表2，標場圖見圖3。

2.2 隱形示蹤劑采樣方法

以爆點為中心，在4個象限內分別鋪設2.5m×5m的白布，布長與風向平行（如圖4所示）。爆炸后示蹤劑散落于白布上，使用波長365nm的紫外燈進行照射分析。

圖2 人工采樣標場圖Fig.2 Formula map of manual sampling experiment

表2 自動采樣試驗標場方案Tab.2 Formula of automatic sampling experiment

圖3 自動采樣標場圖Fig.3 Formula map of automatic sampling experiment

圖4 隱形示蹤劑采樣Fig.4 Invisible tracer sampling

3 試驗數據與分析

3.1 臭味劑試驗數據與分析

3.1.1 試驗數據

模彈內每個膠囊可裝20mL液體，所以每發(fā)模彈裝藥量約為40mL。使用人工采樣方式靜爆模彈3發(fā)，試驗數據如表3所示，表3中臭味氣體濃度主要是指硫醇氣體濃度。使用自動采樣方式靜爆4發(fā)模彈，24h之內用氣質連用儀色譜分析，儀器無響應，未出現色譜峰。儀器校正為正常，最小檢出限為10μg/L，因此，可以斷定所有采集樣品臭味氣體濃度均低于10μg/L。把采樣袋閥門打開，通過人去嗅辨氣體味道，共分為4個等級：0級：無臭，與空氣接近，略有刺激味道；1級：淡淡臭味，略有燒糊和刺激味道；2級：微臭，略有刺激味道；3級：臭，無刺激味道。

表3 人工采樣試驗數據Tab.3 Experiment results of manual sampling

具體試驗數據如表4所示。

表4 自動采樣試驗數據Tab.4 Experiment results of automatic sampling （級）

3.1.2 試驗結果分析

（1）增大炸藥量能擴大分散半徑，但控暴彈安全半徑變大；硫醇閃點低，易燃燒，試驗中出現過未加阻燃塊電雷管引爆時著火現象。因此，建議使用炸藥量較少、威力小的撞擊雷管，并加阻燃塊；

（2）從表 3～4試驗數據可以看出，臭味氣體濃度并不與爆心距離成正比，人工采樣時臭味氣體最高濃度出現在7m附近，自動采樣時，30m、40m處臭味濃度高于5m、10m處。這可能與爆炸時風速、風向有關；

（3）在同樣距爆心5m和10m遠的地方采樣，人工能夠采集到濃度較大的臭味氣體，而自動采樣器卻采集到濃度很低的臭味氣體。人工采樣時是在人聞到臭味氣體后采樣，而自動采樣器采樣時，臭味氣體未必在此處形成一定濃度；

（4）人工采樣時，在距爆心15m遠處，爆炸后6min仍能聞到濃烈的臭味。但由于布場較小，臭氣云團飄散較遠，未能確定云團邊界，因此人工采樣試驗中尚不能計算出威力幅員。在自動采樣試驗中，根據人工評判的分級標準估算威力幅員，采取擬合法對采到樣的點域進行擬合，估算出第1發(fā)彈的威力幅員約為235.5m2，第2發(fā)彈的威力幅員約為209m2，第3發(fā)彈的威力幅員約為152m2，第4發(fā)彈的威力幅員約為195m2，平均值為197.9m2。

3.2 隱形示蹤劑試驗數據與分析

3.2.1 試驗數據

由于紅、黃、綠不同顏色熒光粉密度的差異，模彈每個膠囊內可裝0.6～1.0g熒光粉。爆炸后熒光粉在4個象限內分布并不均勻，處于下風方向的白布上熒光粉散落較多。每塊白布上熒光粉斑點面積及大小與距爆點中心距離成反比，即越靠近爆點中心，斑點面積越大，遠離爆心，熒光粉呈星星點點狀。熒光粉主要集中在2.5m半徑范圍內，但在5m遠處仍有亮點。斑點面積有 5mm×7mm、1mm×1mm、0.5mm×0.5mm大小不等。圖5～6為紅色熒光粉采樣布。

圖5 散落有紅色熒光粉的白布Fig.5 The calico contaminated by red fluorescent powder

圖6 紫外光照射下紅色熒光粉采樣用白布Fig.6 Ultraviolet irradiation of the calico contaminated by red fluorescent powder

圖 7～8為黃色、綠色熒光粉采樣布，分布在白布上的黃色與綠色熒光粉較難區(qū)分。

圖7 沾有黃色或綠色熒光粉的采樣布Fig.7 The calico contaminated by yellow(or green)fluorescent powder

圖8 紫外光照射下的黃色或綠色熒光粉采樣布Fig.8 Ultraviolet irradiation of the calico contaminated by yellow(or green) fluorescent powder

3.2.2 試驗結果分析

（1）從以上試驗可知，雖然浸在以臭味劑為主的溶液體系中，但各色熒光粉的發(fā)光性能并未被影響；

（2）紅色熒光粉粘在白布上呈淡粉色，而黃、綠熒光粉呈無色狀，因此，黃、綠熒光粉隱形性效果較好；

（3）熒光粉對白布有很好的粘附性。經過反復折疊、打開，熒光粉仍吸附在白布上。放置兩個月后，熒光粉發(fā)光性能未發(fā)生改變。

4 結論

通過對新型控暴器材進行爆炸分散研究，可知在距爆心7～10m范圍內，用人工采集臭味氣體時，氣體濃度在騷擾濃度范圍內，可達 18.2～48.5μg/L；同時，隱形示蹤劑分散半徑可達 5m，持續(xù)時間不小于60d。

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