注裝法裝藥技術(shù)綜述

於崇銘，田豐，劉少坤

專論綜述

注裝法裝藥技術(shù)綜述

於崇銘1，田豐1，劉少坤2

（1.空軍勤務(wù)學(xué)院航空彈藥系，江蘇徐州221000；2.空軍駐624廠軍代室，黑龍江哈爾濱150000）

作為經(jīng)典裝藥方法之一的注裝法，因?yàn)楣に嚭?jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，長(zhǎng)期以來(lái)一直作為主要的裝藥法，并在此基礎(chǔ)上衍生了很多其他裝藥技術(shù)。通過(guò)分析注裝法的原理、特性，結(jié)合國(guó)內(nèi)外對(duì)注裝法的研究現(xiàn)狀，對(duì)注裝法的發(fā)展進(jìn)行展望。

注裝法；裝藥技術(shù)；發(fā)展

在彈藥生產(chǎn)的過(guò)程中，處于核心位置的就是彈藥的裝藥環(huán)節(jié)[1]。為了確保彈藥具備較為可靠的安全性和發(fā)射后的威力，就必須嚴(yán)格把控裝藥環(huán)節(jié)；現(xiàn)有裝藥技術(shù)主要有三大類。一種是以注裝法和球注法為代表的熔鑄法，通過(guò)將固態(tài)炸藥加熱成熔融狀態(tài)，注入彈體內(nèi)，待冷凝后形成藥柱；另一種是以壓裝法和螺旋裝藥法為代表的壓力裝藥法，在沖機(jī)壓頭或螺旋桿端面的加壓下，使之成為一定形狀的藥柱；塑態(tài)裝藥法則結(jié)合了這兩種裝藥技術(shù)，使炸藥處于塑態(tài)狀態(tài)，在外力作用下將炸藥裝入彈體，然后炸藥再變成固體的裝藥技術(shù)方法。

裝藥技術(shù)過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)影響裝藥的安定性，從而影響彈藥運(yùn)輸、貯存、發(fā)射過(guò)程中的安全性[2]。為保證彈藥性能的優(yōu)良，通常需使用高能炸藥來(lái)對(duì)其戰(zhàn)斗部進(jìn)行裝填，并且對(duì)所裝填藥的質(zhì)量要求甚高。彈藥裝藥出現(xiàn)問(wèn)題，不僅會(huì)影響勤務(wù)處理的效率和安全，還會(huì)對(duì)作戰(zhàn)使用構(gòu)成威脅。注裝裝藥法仍然是目前使用較為廣泛的一種裝藥法。本文通過(guò)對(duì)注裝法裝藥原理進(jìn)行闡述分析，并提出新型改進(jìn)工藝，為國(guó)內(nèi)采用注裝法裝藥的彈藥裝藥建議，保證裝藥的效率和安全，同時(shí)也為彈藥安全運(yùn)輸打下基礎(chǔ)。

1 注裝法

注裝法早在第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期就已經(jīng)開始使用[3]。注裝法是一種液態(tài)冷凝裝藥法，不需要復(fù)雜的設(shè)備即可生產(chǎn)，所以在大批量裝藥時(shí)就獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。注裝法通過(guò)將固態(tài)的炸藥進(jìn)行加熱、熔化，經(jīng)過(guò)一定技術(shù)處理之后，倒注入彈藥殼體或者對(duì)應(yīng)的模具中。一段時(shí)間后，液態(tài)藥冷凝為具有一定性能的固體藥柱。

由于是將炸藥加熱至熔融狀態(tài)進(jìn)行裝藥，所以說(shuō)無(wú)論所裝彈藥殼體多么不規(guī)則，鑄件構(gòu)造有多復(fù)雜，都不受任何限制，能夠得到密度均勻，緊固牢靠的藥柱。另外，注裝藥可以用兩種或兩種以上的裝藥來(lái)組成混合炸藥進(jìn)行注裝，使炸藥的應(yīng)用種類增加，保證彈藥在打擊不同目標(biāo)時(shí)的作戰(zhàn)需求。注裝法裝藥技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，常用于裝藥量相對(duì)較大的彈種，如火箭彈、航空爆破炸彈、榴彈炮彈以及一些后膛用的破甲彈等，是一種極為重要的裝藥方法[4]。

但是，在裝藥過(guò)程中，因?yàn)橛腥齻€(gè)變化過(guò)程，致使注裝法也存在一些問(wèn)題。

（1）物態(tài)變化。固態(tài)炸藥先經(jīng)過(guò)高溫加熱成熔融狀態(tài)，然后熔態(tài)炸藥結(jié)晶凝固成固態(tài)藥柱。

（2）熱量變化。熔融炸藥凝固成藥柱的過(guò)程中，釋放結(jié)晶熱量。炸藥的導(dǎo)熱比較差，所以釋放熱量的時(shí)間長(zhǎng)。

（3）體積變化。熔態(tài)炸藥在冷卻凝固過(guò)程中體積會(huì)收縮。

因?yàn)檫@三類變化，使注裝法裝藥過(guò)程中不易控制，受人為因素的影響較大。一旦裝藥出現(xiàn)人眼難以識(shí)別的問(wèn)題，彈藥發(fā)射的時(shí)，其發(fā)射人員和載機(jī)或其他載體將會(huì)受到很大程度威脅；炸藥熔化、結(jié)晶凝固所花費(fèi)的時(shí)間比較長(zhǎng)；在炸藥進(jìn)行加熱熔化的過(guò)程中，部分揮發(fā)性氣體，如三硝基甲苯粉塵等，對(duì)人體健康的影響較大。此外，藥柱經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間貯存后，或者環(huán)境溫度有顯著變化的情況下，彈內(nèi)藥柱會(huì)整體向內(nèi)收縮，從而藥柱和彈體內(nèi)表面之間形成氣體間隙。運(yùn)輸、搬運(yùn)的過(guò)程中，在振動(dòng)和沖擊的作用下，使彈藥裝藥處于活躍晃動(dòng)狀態(tài)，影響彈藥的安全性[5]。

2 新型裝藥技術(shù)

為了解決注裝藥存在的一些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人員都對(duì)其進(jìn)行了深入探討和改善。

（1）改進(jìn)配方

我國(guó)兵器淮海工業(yè)集團(tuán)對(duì)注裝藥流程技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)常規(guī)注裝藥技術(shù)存在的工序繁瑣、原料利用率低等問(wèn)題，在低頻炸藥新配方中取消了起熔融黏合作用的提純地蠟，取而代之的是膠，不需要加熱融化就能實(shí)現(xiàn)炸藥及添加劑的混合和黏合，不需要新添設(shè)備及工裝就能實(shí)現(xiàn)注藥，技術(shù)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，大大縮短了產(chǎn)品的研制周期，降低了試制成本。

（2）加壓注裝

注裝法裝藥過(guò)程中，液態(tài)的炸藥凝固時(shí)要對(duì)外釋放熱量，通過(guò)彈壁以及藥與空氣接觸的表面?zhèn)髯撸乙话闶窃谧钔饷骈_始凝固。已經(jīng)凝固成型的藥柱導(dǎo)熱性很小，內(nèi)層熔融狀態(tài)熱量不能及時(shí)釋放，所以凝固緩慢。另外，由于相變的存在，裝藥體積會(huì)出現(xiàn)明顯的收縮，如果沒(méi)有外來(lái)的液體物質(zhì)進(jìn)行填充，就容易產(chǎn)生間隙。加壓注裝，就是對(duì)熔融狀態(tài)的炸藥，利用物理學(xué)中壓力增加，熔點(diǎn)升高的規(guī)律，來(lái)使炸藥達(dá)到凝固的目的。由于熔融炸藥各處受到的壓力基本相同，所以整個(gè)體積基本同時(shí)凝固，相對(duì)普通注裝法，其凝固時(shí)間肯定縮短，而且加壓熔鑄，藥柱的密度會(huì)更大，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多間隙和裂紋。

（3）球注法裝藥

球注法裝藥是將熔融狀態(tài)的TNT等懸浮炸藥預(yù)先燒注成藥球，然后依據(jù)相關(guān)的流程，將預(yù)先澆注的藥球裝入彈體內(nèi)部，再將與藥球相同成分的液態(tài)炸藥加入到待裝的彈體中，經(jīng)一段時(shí)間炸藥冷凝，形成結(jié)構(gòu)均勻的藥柱。與注裝法裝藥技術(shù)相比，球注法裝藥主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1）炸藥凝固更為迅速。

2）降低了裝藥過(guò)程中炸藥凝固時(shí)孔隙、瑕疵的產(chǎn)生概率。由于藥球的外表面形狀均勻，表面張力一致，并且一次性將藥球注入到彈體內(nèi)，也會(huì)使熔融狀態(tài)炸藥凝固的收縮量得到一定程度上的補(bǔ)充，不易產(chǎn)生分散的縮孔，裝藥質(zhì)量更高。

3）注藥過(guò)程更為高效。注裝法在對(duì)大（中）口徑的彈體注裝時(shí)，要使用冒口漏斗并且分次注裝，因此要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，相對(duì)比較難；而球注法采用一次注藥及加藥球，生產(chǎn)過(guò)程無(wú)需進(jìn)行攪拌，藥球也是模塊化、統(tǒng)一化生產(chǎn)，因此很大程度上縮短了生產(chǎn)周期，操作簡(jiǎn)單，能夠保證安全自動(dòng)化生產(chǎn)的進(jìn)行。

3 注裝裝藥技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

注裝法是我國(guó)目前相對(duì)來(lái)說(shuō)，應(yīng)用最為廣泛的高能炸藥裝藥方法，但由于其自動(dòng)化生產(chǎn)的程度低，人工影響因素較大，使注裝法裝藥的效率一直難以提升；另外，從裝藥質(zhì)量上來(lái)看，在利用注裝法裝藥的過(guò)程中，要防止產(chǎn)生裂紋、氣孔之類的孔隙出現(xiàn)，可采用離心裝藥，真空振動(dòng)裝藥等方式進(jìn)行彌補(bǔ)。綜上所述，結(jié)合國(guó)外的最新研究進(jìn)展，未來(lái)注裝藥的發(fā)展將更加注重注裝裝藥的自動(dòng)化技術(shù)，并在提高裝藥質(zhì)量有所改善：

（1）優(yōu)化注裝藥流程

通過(guò)技術(shù)的改進(jìn)，在炸藥熔融、裝藥、冷卻的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化，以滿足未來(lái)大規(guī)模作戰(zhàn)下的需求。在這一過(guò)程中，對(duì)生產(chǎn)線的要求就更為苛刻。最關(guān)鍵的是，自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和操縱控制技術(shù)。自動(dòng)檢測(cè)的內(nèi)容包括對(duì)炸藥熔融的監(jiān)測(cè)、裝藥的密度和冷凝效果，自動(dòng)操縱控制技術(shù)則覆蓋全方面，從而提高效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。

（2）離心裝藥

在對(duì)戰(zhàn)斗部灌入熔融的炸藥后，將其置于離心機(jī)上旋轉(zhuǎn)冷卻[6]。在這期間，由于重力和離心力的原因，藥漿中的高能炸藥，如黑索金或者奧克托今加速向彈的底部沉降。離心裝藥可分為垂直離心和懸臂式離心。垂直離心，即將彈體垂直放在離心機(jī)上，使彈體與離心機(jī)進(jìn)行同軸旋轉(zhuǎn)；懸臂式離心，即把彈體懸掛在離心機(jī)上，這樣彈體幾乎呈水平狀態(tài)圍繞離心機(jī)旋轉(zhuǎn)。懸臂式離心法能使彈內(nèi)黑索金的含量提高到70%以上。

（3）篩網(wǎng)式壓力澆注技術(shù)

德國(guó)MBB公司的斯洛本豪森工廠在“米蘭”、“霍特”彈藥的戰(zhàn)斗部裝藥采用的是篩網(wǎng)式壓力澆注技術(shù)。彈體裝藥后，先在95℃的保溫箱內(nèi)保持45 min，使藥漿中的黑索金自由沉降，然后，將彈體放在連續(xù)擠壓機(jī)上擠壓。這樣，彈內(nèi)黑索金的含量可增加到73%，裝藥密度也能得到提高。

（4）真空振動(dòng)法

真空振動(dòng)，即在熔融、澆注、冷卻的全過(guò)程中，在真空環(huán)境下，通過(guò)振動(dòng)，來(lái)進(jìn)行裝藥。采用真空的原因，主要是在融化、澆注炸藥的過(guò)程中，會(huì)帶進(jìn)一定的氣體；另外，振動(dòng)可以加速氣泡上升和排除孔隙的有效措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

注裝法作為一種較為經(jīng)典的裝藥法，與壓裝法、螺旋裝藥法以及壓裝法相比，雖然有著無(wú)可掩飾的缺點(diǎn)，但也有著無(wú)可企及的優(yōu)勢(shì)，并不會(huì)被完全取締。隨著科技的進(jìn)步，國(guó)防建設(shè)的需要，該項(xiàng)技術(shù)會(huì)不斷得到完善。

[1]李學(xué)嶺.關(guān)于戰(zhàn)斗部裝藥方面的研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012，7（上）：47-48.

[2]王世英，胡煥性.炸藥裝藥技術(shù)對(duì)發(fā)射安全性的影響[J].火炸藥學(xué)報(bào)，2004，26（1）：20-23.

[3]張金勇，胡雙啟，曹雄.兩種新型裝藥工藝[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2006，32（4）：56-58.

[4]段愛梅.一種熱塑態(tài)真空振動(dòng)裝藥工藝[J].兵工自動(dòng)化，2012，31（4）：21-24.

[5]黃鳳軍，趙晉宏.國(guó)外炸藥裝藥新技術(shù)的發(fā)展[J].水雷戰(zhàn)與艦船防護(hù)，2013，21（2）：55-58.

[6]張軍，李芳，張敏敏，等.某注裝藥流程工藝優(yōu)化[J].科技致富向?qū)В?015（8）：295-297.

Review of Note Method

YU Chong-ming1，TIAN Feng1，LIU Shao-kun2
（1.Department of Aviation Ammunition Air Force Logistics College，Xuzhou Jiangsu 221000，China）（2.The Military Representative Office of Air Force in 624 Factory，Harbin Heilongjiang 150000，China）

Note method，as one of classical charge method because the process is simple，easy to implement，as the main loading method for a long time，and derived a lot of other charge on the basis of this technology.In this article，through analyzing the principle of injection method，feature，combined with domestic and foreign research status of injection method，on the development of injection method was discussed.

note method；charge technology；development

TJ410.5

A

1672-545X（2017）07-0095-02

2017-04-19

於崇銘（1992－），男，江蘇南通人，在校研究生，研究方向?yàn)閺椝庤F路運(yùn)輸安全。