一種小空間曲線傳爆組件的設(shè)計

尚向榮，尼志青，葉淑琴，任 偉，周小山，王 佳

（陜西應用物理化學研究所，陜西 西安，710061）

非電傳爆系統(tǒng)一般由鈍感起爆器、傳爆元件和各種功能元件組成，能夠完成起爆、傳爆等功能[1]。從20世紀60年代美國率先研究非電傳爆系統(tǒng)以來，該系統(tǒng)已在“土星”、“V號運載火箭”、“阿波羅飛船”等型號上得到應用[2]。

導爆索具有良好的柔韌成型性，可傳遞爆轟波，其爆轟波傳遞具有定向約束性、可靠性、爆速穩(wěn)定性，因此在武器彈藥系統(tǒng)中得到廣泛應用。導爆索下端連接傳爆管可以實現(xiàn)爆轟的能量放大，該方式在起爆戰(zhàn)斗部序列中得到廣泛應用，可以替代常規(guī)的機械式和機電式引信保險與解除機構(gòu)，提供簡單、多功能、低成本、高響應的起爆控制方法。蔡瑞嬌、StesauR.H和DegnerR.L, BartholomewS.W和Routey D.C都曾進行傳爆管的設(shè)計和試驗[3-4]，但是他們研究的重點側(cè)重于爆炸邏輯網(wǎng)絡(luò)和多點起爆方面。本文主要對傳爆組件的曲線傳爆進行了研究。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計

傳爆序列是引信系統(tǒng)的核心部件，其功能是把一個相當小的初始能量有控制地放大到適當?shù)谋Z沖量，以引爆武器的戰(zhàn)斗部，實現(xiàn)武器的毀傷作用，所以傳爆序列的設(shè)計直接影響引信的性能和機構(gòu)設(shè)計。

在某武器系統(tǒng)中，為滿足戰(zhàn)斗部裝藥和空間小型化的需求，提出了戰(zhàn)斗部斜置。戰(zhàn)斗部斜置技術(shù)是將戰(zhàn)斗部斜置一定角度放置，從而能夠有效地利用空間提高戰(zhàn)斗部的裝藥量，提高作戰(zhàn)指標。但是該戰(zhàn)斗部斜置后，引信系統(tǒng)無法將自身的信號傳遞給戰(zhàn)斗部，因此，提出了非電曲線傳爆組件。該傳爆組件的結(jié)構(gòu)見圖1，其主要由輸入件、導爆索、粘接劑、裝藥殼、裝藥、蓋帽和輸出件組成。

圖1 曲線傳爆組件裝配示意圖Fig.1 Assembly diagram of curved detonation components

為保證引信和戰(zhàn)斗部裝藥的可靠傳爆，導爆索采取曲線布置。導爆索裝藥為聚奧-6炸藥，傳爆管裝藥為JH-14炸藥。兩種裝藥均為武器系統(tǒng)許用傳爆藥，具有較高的安全性[3-4]。

2 性能試驗

在曲線傳爆組件研究中，主要存在3個關(guān)鍵技術(shù)：（1）導爆索接受引信輸出信號的能力；（2）彎曲成型后導爆索自身傳爆的能力；（3）成型后導爆索對下一級裝藥的起爆能力。傳爆組件輸出威力的能力可以通過調(diào)節(jié)裝藥密度和裝藥量來保證，本文中驗證試驗均采用φ2mm銀質(zhì)導爆索。

2.1 導爆索接受引信輸出信號的能力

傳爆組件與引信的匹配試驗主要是采用電雷管進行偏心和拉距起爆試驗。輸入端必須滿足的要求有：適當?shù)母卸?、能被引信可靠起爆、具有良好的安全性。影響輸入端可靠傳爆的主要因素有：裝藥類型、裝藥量、裝藥密度、裝藥直徑、管殼材質(zhì)和傳爆間隙。本文在導爆索選型一定的情況對輸入端傳爆可靠性間隙進行分析和試驗。輸入端可靠性主要從偏心和拉距兩個方面進行研究。

2.1.1 偏心試驗

偏心試驗按圖2所示進行裝配，偏心時電雷管與隔板的徑向距離為 3mm。用鋁板炸痕來判斷導爆索是否能夠被正常引爆，鋁板炸痕均勻一致判定為起爆可靠。試驗數(shù)據(jù)見表1。

表1 偏心試驗結(jié)果Tab.1 Eccentric experiment results

圖2 偏心試驗示意圖Fig.2 The eccentric experiment sketch

2.1.2 拉距試驗

拉距試驗按圖3所示進行裝配，用鋁板炸痕來判斷導爆索是否能夠被正常引爆，鋁板炸痕均勻一致判定為起爆可靠。試驗數(shù)據(jù)見表2。

圖3 拉距試驗示意圖Fig.3 Distance-pulling experiment sketch

表2 拉距試驗結(jié)果Tab.2 Test results of distance-pulling

由表1～2可以得出：在偏心1.5mm以內(nèi)的情況下，傳爆組件能被安全可靠起爆，在拉距7mm以內(nèi)的情況下，傳爆組件能被安全可靠起爆。在裝配過程中，偏心1.5mm或間隙7mm遠遠超出了裝配要求，即在裝配過程中根本不可能出現(xiàn)偏心 1.5mm或間隙7mm的裝配誤差，所以可以得出傳爆組件能被引信安全可靠地起爆。

2.2 彎曲后導爆索的傳爆試驗

導爆索具有良好的彎曲柔性，為了驗證導爆索彎曲后的傳爆可靠性，在導爆索成型為不同角度下進行傳爆試驗。采用電雷管起爆導爆索。索彎曲成不同角度見圖4，傳爆試驗結(jié)果見表3，圖5。

圖4 導爆索成型不同角度Fig.4 Photo of detonating cord forming in different angles

表3 導爆索彎曲成型不同角度的傳爆試驗結(jié)果Tab.3 Detonation test results of detonating cord forming in different angles

圖5 導爆索成形不同角度試驗后傳爆圖形Fig.5 Detonation graphics of detonating cord forming indifferent angles

表3不同角度下導爆索的傳爆試驗說明：導爆索成型為大于前角35°、大于后角35°時具有可靠的傳爆性能。如果成型小于35°，導爆索會產(chǎn)生裂紋、漏藥，如圖6所示，不能保證導爆索自身的傳爆可靠性。

圖6 導爆索成型角度為30°時產(chǎn)生的裂紋圖Fig.6 Cracks generated when detonating cord forming an angle of 30 degrees

2.3 導爆索彎曲后起爆下一級裝藥的試驗

導爆索起爆下級裝藥的可靠性是該傳爆組件的關(guān)鍵技術(shù)，導爆索和裝藥的連接方式是影響可靠起爆的一個重要因素，本文就兩種連接方式的傳爆效果進行了對比，為以后同類產(chǎn)品的設(shè)計提供參考。

導爆索和下級裝藥的連接方式有插入式和間隙式。導爆索插入下級裝藥中能夠使裝藥更好地接收到傳遞的爆轟，該種方式需進行先粘接導爆索再進行壓藥，并且導爆索要深入裝藥腔體內(nèi)部，如圖7所示。

圖7 導爆索插入裝藥的連接方式Fig.7 Connection manner of the detonating cord inserting charge

間隙式是在保證導爆索可靠起爆的前提下，采用先壓藥再粘接導爆索的連接方式。該連接方式的優(yōu)點是壓藥模具設(shè)計簡單，壓藥工藝簡單，如圖8所示。分別進行了插入和間隙的傳爆試驗，試驗結(jié)果見表4。傳爆管裝藥為聚黑14，裝藥密度1.6g/m3。

表4 導爆索傳爆裝藥試驗結(jié)果Tab.4 Detonation test results of detonating cord

以上試驗說明φ2mm導爆索與聚黑14裝藥采用插入連接方式能夠可靠傳爆，采用間隙連接方式時間隙為1mm以內(nèi)能夠可靠傳爆。

3 結(jié) 論

（1）φ2mm銀質(zhì)導爆索在拉距 3mm、偏心1.5mm的情況下能夠被電雷管（裝藥量100mg的太安）傳爆。φ2mm銀質(zhì)導爆索在拉距7mm的情況下能夠被電導爆管（裝藥量100mg的太安）傳爆。

（2）φ2mm銀質(zhì)導爆索在間隙為1mm以內(nèi)能夠可靠傳爆聚黑14裝藥，導爆索插入聚黑14藥內(nèi)部傳爆可靠性高。

（3）φ2mm銀質(zhì)導爆索成型在大于前角35°、后角35°的范圍內(nèi)時，自身具有良好的傳爆可靠性。

（4）該組件采用導爆索起爆傳爆管，導爆索爆速穩(wěn)定、傳爆可靠。導爆索柔韌性好，能夠成型為所需的形狀，解決了傳爆組件僅能進行直線型傳爆、傳爆單一的難題，為傳爆序列的發(fā)展提出了新思路。

[1]劉平,余貞勇,劉鈞.非電傳爆序列優(yōu)化設(shè)計[J].固體火箭技術(shù),2008(1):33-34.

[2]王凱民,溫玉全.軍用火工品設(shè)計[M].北京.國防工業(yè)出版社,2006.

[3]劉自鐋.蔣榮光.工業(yè)火工品[M].北京:兵器工業(yè)出版社,2003.[4]蔡瑞嬌.火工品設(shè)計原理[M].北京:北京理工大學出版社,1999.