一種自毀執(zhí)行裝置的設(shè)計

趙 亮，劉 發(fā)，劉海旭，喬改霞，葉淑琴，車波峰，姜忠慧

（1.北方特種能源集團西安慶華公司，陜西 西安，710025；2.空軍駐西北地區(qū)軍代室，陜西 西安，710025）

?

一種自毀執(zhí)行裝置的設(shè)計

趙 亮1，劉 發(fā)2，劉海旭1，喬改霞1，葉淑琴1，車波峰1，姜忠慧1

（1.北方特種能源集團西安慶華公司，陜西 西安，710025；2.空軍駐西北地區(qū)軍代室，陜西 西安，710025）

摘 要：為滿足武器系統(tǒng)的安全性、可靠性要求，設(shè)計了一種自毀執(zhí)行裝置，詳細(xì)闡述了自毀執(zhí)行裝置中傳爆部件及爆炸器的設(shè)計，并對自毀執(zhí)行裝置的傳爆、輸出威力等進(jìn)行驗證試驗。結(jié)果表明，自毀執(zhí)行裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，安全性好、可靠性高，可以滿足武器系統(tǒng)需要。

關(guān)鍵詞：自毀執(zhí)行裝置；傳爆部件；輸出部件；起爆器；爆炸器

火工裝置是由火工元件及裝藥組成，且只完成一種功能的裝置。隨著武器裝備技術(shù)的不斷發(fā)展，對火工裝置的可靠性和安全性提出了更高要求?；鸸ぱb置的可靠性和安全性可通過整體結(jié)構(gòu)設(shè)計來實現(xiàn)和保證。某自毀執(zhí)行裝置歸類于火工裝置，用于某武器系統(tǒng)敏感部件自毀，為滿足武器系統(tǒng)的安全性、可靠性和輸出威力等要求，本文開展了相關(guān)研究。

1　自毀執(zhí)行裝置設(shè)計

1.1自毀執(zhí)行裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)武器系統(tǒng)需要，自毀執(zhí)行裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計采用雙路冗余傳爆設(shè)計，藥劑全部選用鈍感炸藥和許用傳爆藥，主要由2發(fā)傳爆部件、1發(fā)爆炸器A和2發(fā)爆炸器B組成，傳爆部件與爆炸器通過螺紋連接，結(jié)構(gòu)示意圖見圖1。

圖1　自毀執(zhí)行裝置結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of self-destruction system

1.2傳爆部件設(shè)計

傳爆部件主要由保護帽、低碳鋼絲、管形鉛封、殼體1、擴爆管、錐體、914膠、三孔螺套、輸入套管、704膠和3發(fā)長度不同的輸出部件等組成，結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2　傳爆部件結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of booster

1.2.1輸出部件設(shè)計

輸出部件主要由限制性導(dǎo)爆索、輸出套管、接頭、起爆器、小保護帽等組成，結(jié)構(gòu)示意圖見圖3。限制性導(dǎo)爆索長度根據(jù)系統(tǒng)需要確定。

圖3　輸出部件結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Structure diagram of output component

1.2.2起爆器設(shè)計

起爆器主要由殼體2、聚奧-11C傳爆藥、蓋片、914膠和丙烯酸清漆等組成，結(jié)構(gòu)示意圖見圖4。通過3層裝藥逐步增加聚奧-11C傳爆藥的密度，以保證傳爆和起爆可靠性。

圖4　起爆器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.4 Structure diagram of initiator

1.3爆炸器設(shè)計

爆炸器A及爆炸器B的結(jié)構(gòu)示意圖見圖5。

爆炸器在設(shè)計中參照彈藥學(xué)中相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗，將藥型罩形狀定為圓錐形，并采用紫銅材料作為藥型罩材料，考慮到在作用過程中不僅要考慮射流破甲深度，還應(yīng)兼顧射孔直徑，因此將藥型罩錐角設(shè)計為60°；結(jié)合設(shè)計尺寸空間和威力等，主藥柱選用聚黑-14炸藥，裝藥密度為1.6～1.7g/cm3，爆炸器A裝藥直徑為21mm，裝藥長度為25mm，爆炸器B裝藥直徑為31.6mm，裝藥長度為40mm；擴爆藥柱選用聚奧-11C傳爆藥，裝藥密度為1.5～1.6g/cm3，裝藥直徑為21mm，裝藥長度為10mm；外殼選用結(jié)構(gòu)強度高、耐腐蝕性強的不銹鋼加工，且保證一定的壁厚，對沖擊波和射流起到了有效的束縛作用；擋板組件設(shè)計為雙通道內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)，滿足了2路輸出部件同時起爆的要求，提高了連接可靠性及密封性。在炸高為零的狀態(tài)下分別對爆炸器A和爆炸器B射流侵徹靶板（45號鋼）的效果進(jìn)行了數(shù)值模擬，侵徹結(jié)果見圖6，計算結(jié)果見表1。

圖5　爆炸器A結(jié)構(gòu)示意圖Fig.5 Structure diagram of explosive device

圖6　爆炸器侵徹結(jié)果Fig.6 The result of jet penetration of explosive device

表1　侵徹深度和開口孔徑計算結(jié)果Tab.1 The calculation result of penetration depth and diameter of hole

1.4自毀執(zhí)行裝置工作原理

引信輸出的爆轟波分別將2發(fā)傳爆部件的擴爆管起爆，2發(fā)擴爆管將6根限制性導(dǎo)爆索起爆，爆轟波傳遞將6發(fā)起爆器起爆，繼而由1組屬于不同傳爆部件的2發(fā)起爆器同時起爆1發(fā)爆炸器A，爆炸器A作用炸穿5mm厚鋁板，炸孔直徑不小于20mm，并對關(guān)鍵芯片進(jìn)行破壞，達(dá)到自毀目的；由2組屬于不同傳爆部件的4發(fā)起爆器同時起爆2發(fā)爆炸器B，2發(fā)爆炸器B作用炸穿6mm厚不銹鋼材料的傳輸與輻射外筒，炸孔直徑不小于25mm，并對敏感部件和器件進(jìn)行破壞，達(dá)到自毀目的。自毀執(zhí)行裝置工作關(guān)系圖見圖7。

圖7　自毀執(zhí)行裝置工作關(guān)系圖Fig.7 The diagram of function relation of the self-destruction system

2　試驗情況

為驗證自毀執(zhí)行裝置的傳爆可靠性和毀傷威力，對自毀執(zhí)行裝置進(jìn)行了試驗驗證，所有試驗均傳爆可靠，并對靶板進(jìn)行了有效毀傷，爆炸器A和爆炸器B毀傷威力結(jié)果見表2～3，靶板毀傷照片見圖8。試驗結(jié)果表明：自毀執(zhí)行裝置滿足毀傷功能要求，且具有較高的裕度。

圖8　爆炸器靶板毀傷照片F(xiàn)ig.8 The photograph of the target destruction

表2　爆炸器A毀傷威力結(jié)果Tab.2 The destruction power result of the explosive device A

表3　爆炸器B毀傷威力結(jié)果Tab.3 The destruction power result of the explosive device B

3　結(jié)論

（1）自毀執(zhí)行裝置通過總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了雙路冗余傳爆，提高了系統(tǒng)的可靠性。（2）通過傳爆部件設(shè)計、輸出部件設(shè)計和起爆器設(shè)計，實現(xiàn)了傳爆、起爆過程無起爆藥，提高了系統(tǒng)的安全性。（3）通過爆炸器藥型罩、裝藥和殼體設(shè)計，實現(xiàn)了零炸高條件下對毀傷目標(biāo)的大直徑穿透性毀傷，提高了對敏感器件的毀傷效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]GJB 373A-1997引信安全性設(shè)計準(zhǔn)則[S].國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會,1997.

[2]GJB 2865-1997火箭和導(dǎo)彈固體發(fā)動機點火系統(tǒng)安全性設(shè)計準(zhǔn)則[S].國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會,1997.

[3]王志軍,尹建平,編著.彈藥學(xué)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2005.

[4]王凱民,編著.火工品工程[M].北京:中國宇航出版社,2012.

Design on A Self-destruction System

ZHAO Liang1，LIU Fa2，LIU Hai-xu1，QIAO Gai-xia1，YE Shu-qin1，CHE Bo-feng1，JIANG Zhong-hui1
（1.Xi’an Qinghua Company of North Special Energy Group Co.Ltd.,Xi’an,710025；2.China Air Force Representative Office in The Northwest China,Xi’an,710025）

Abstract：Aimed at the requirement of safety and reliability for weapon system,a self-destruction system was designed,and the design process of the booster and the explosive device in the self-destruction system was described in detail.Meanwhile,the verification test on the detonation transmission and output power were carried out.The results show that the self-destruction system can meet the needs of weapon systems,and the structure design is reasonable with high safety and high reliability.

Key words：Self-destruction system；Booster；Output component；Initiator；Explosive device

作者簡介：趙亮（1979 -），男，工程師，主要從事火工品設(shè)計研究工作。

收稿日期：2015-11-08

中圖分類號：TJ450.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-1480（2016）01-0026-03