高能炸藥分步壓裝藥工藝過程控制及標(biāo)準(zhǔn)研究

歐陽稠

（宜春先鋒軍工機(jī)械有限公司，江西 宜春 336000）

現(xiàn)階段，戰(zhàn)場(chǎng)目標(biāo)已經(jīng)發(fā)生變化，加之防護(hù)能力逐步提升，使得彈藥所具有的毀傷性逐步增強(qiáng)，而提升戰(zhàn)斗威力最基礎(chǔ)的方式就是裝填好具有更高威力的混合式炸藥。數(shù)十年來，我國主要使用壓裝法、注裝法等傳統(tǒng)型裝藥方法，雖效果不錯(cuò)卻存在不同程度的不足，使彈藥所呈現(xiàn)出的威力受到影響。具體到中口徑、大口徑型榴彈，僅應(yīng)用螺旋裝藥法（裝藥密度較低）裝填威力較弱的三硝基甲苯（TNT）式炸藥，從而無法有效滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的相關(guān)需求。21世紀(jì)初，我國由烏克蘭引入了分步壓裝藥，其可以把高能含鋁混合式炸藥裝填至中口徑、大口徑炮彈，這對(duì)于提升彈藥總體的威力和毀傷性則十分關(guān)鍵。

1 分步壓裝藥的各項(xiàng)原理與流程

1.1 原理

對(duì)于分步壓裝藥而言，其是處于螺旋裝藥、壓裝藥的前提下，把兩者彼此融合，并兼具兩者各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)的方式；能夠被應(yīng)用到大口徑榴彈、火箭彈等方面的裝藥，裝藥密度在1.79g/cm3，能夠保障不會(huì)出現(xiàn)底隙、裂紋。其中，螺旋桿處于分步壓裝機(jī)壓頭所給予的帶動(dòng)下，朝上、朝下進(jìn)行往復(fù)、旋轉(zhuǎn)式復(fù)合運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)期間，于不壓藥（螺旋桿朝上）的前提下，螺旋桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)輸藥；于壓藥（螺旋桿朝下）的前提下，螺旋桿進(jìn)行停轉(zhuǎn)壓藥，借助螺旋桿持續(xù)性地進(jìn)行輸藥、壓藥，將炸藥全部裝入至彈體，使其獲得預(yù)期密度。

1.2 流程

分步壓裝機(jī)的正視圖示具體可以參見圖1，分步壓裝藥的流程圖示具體可以參見圖2。

圖1 分步壓機(jī)的正視圖示

圖2 分步壓裝藥的流程圖示

2 控制分步壓裝藥的過程

2.1 明確流程

對(duì)于分步壓裝機(jī)設(shè)備而言，主要包括油箱、底座、螺桿。在實(shí)施壓藥期間，螺桿能夠進(jìn)行送料、壓實(shí)；在螺桿發(fā)生旋轉(zhuǎn)期間，能夠自動(dòng)把炸藥送到彈體，螺桿沖頭朝上、朝下進(jìn)行往復(fù)、旋轉(zhuǎn)式復(fù)合運(yùn)動(dòng)；沖頭下的裝藥在完全得到壓實(shí)后，沖頭會(huì)伴隨著裝藥面的逐步升高而自動(dòng)進(jìn)行上移，直到彈丸口部，裝藥結(jié)束。參照分步壓裝方面的分析與研究，加之分步壓裝設(shè)備的各項(xiàng)原理，明確分步壓裝的各項(xiàng)流程，共包括備好彈體、備好炸藥、查驗(yàn)炸藥、分步壓裝藥、查驗(yàn)分步壓裝藥。在進(jìn)行批量化生產(chǎn)之前，需要借助惰性物取代高能炸藥，在彈體中裝好惰性物，作出開合彈，以全方位掌握開合彈裝藥中的惰性物是否能夠達(dá)標(biāo)。

2.2 明確各項(xiàng)參數(shù)與試驗(yàn)證明

分步壓裝法能夠不僅能對(duì)裝藥密度進(jìn)行調(diào)整，保障其密度更為均勻，而且可以保證彈體裝藥在進(jìn)行發(fā)射期間的安全性。對(duì)于裝藥工藝而言，其裝藥密度十分均勻，且裝藥質(zhì)量更為理想，因?yàn)槊芏忍邥?huì)使起爆感度有所下降，容易出現(xiàn)“壓死”，密度太低則殺傷力較弱。所以，彈體裝藥密度對(duì)于控制好裝藥質(zhì)量是十分關(guān)鍵的。

在進(jìn)行壓藥期間，裝藥密度與其總體均勻性是被壓力、裝藥螺桿間距彈體底部的總長度、裝藥器開口間彼此搭配所明確的，所以明確各項(xiàng)裝藥參數(shù)是十分有必要的。在進(jìn)行多次實(shí)踐后，明確了裝藥反壓力范圍為4.0～8.0MPa，具體可以參照裝藥密度進(jìn)行調(diào)節(jié)。裝藥螺桿間距彈體底部愈小，底部愈易被壓實(shí)，也能夠得到愈高的密度；裝藥螺桿間距彈體底部太小，螺桿會(huì)接觸到彈體底部，引發(fā)安全方面的問題。借助模擬藥、可退模開合彈，能夠?qū)Ψ植綁貉b藥的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行摸底，并參照模擬所獲得的各類數(shù)據(jù)制訂出分步壓裝方案，設(shè)計(jì)出相對(duì)應(yīng)的裝備，實(shí)施許多次小批量型試制，裝藥質(zhì)量均較為平穩(wěn)，且各項(xiàng)參數(shù)也得到固化。裝藥螺桿間距彈體底部范圍為18～25mm，在明確這一參數(shù)后，能夠保障生產(chǎn)更為安全，并滿足于大批量生產(chǎn)。壓藥的整個(gè)過程均十分安全、高效，彈丸裝藥具有更高的相對(duì)密度，在1.70g/cm3，密度十分均勻，為進(jìn)行批量生產(chǎn)做好了鋪墊。

在應(yīng)用工業(yè)電子計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）對(duì)裝藥彈體裝藥質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)后，借助抽樣對(duì)裝藥彈體鋸切進(jìn)行檢測(cè)，沒有出現(xiàn)疵病，能夠滿足有關(guān)的要求。另外，還對(duì)裝藥彈體的射擊安定性進(jìn)行了試驗(yàn)，也能夠滿足有關(guān)的要求。規(guī)定需要應(yīng)用X線或工業(yè)CT對(duì)裝藥質(zhì)量實(shí)施抽檢，具體需要參照產(chǎn)品的有關(guān)規(guī)定來實(shí)施。雖然X線或工業(yè)CT都是無損的，但在彈體具有較厚的壁厚后，檢測(cè)不夠精準(zhǔn)，而開合彈、彈體鋸切等方面的檢測(cè)則能夠全方位地掌握實(shí)際裝藥，并且更為直觀。

3 分步壓裝藥具體的應(yīng)用性

3.1 在壓裝彈體的密度方面

為了分析和研究分步壓裝藥應(yīng)用于中口徑、大口徑彈體裝藥的效果，選出某一122mm榴彈，對(duì)這一產(chǎn)品應(yīng)用分步壓裝藥。開始時(shí)，先借助惰性物對(duì)11發(fā)開合彈進(jìn)行壓裝，在明確各項(xiàng)參數(shù)后，壓裝出鈍黑鋁炸藥。之后，對(duì)部分彈體中的裝藥密度進(jìn)行檢測(cè)，彈底中的局部密度均超出了1.60g/cm3。對(duì)于彈體裝藥的軸向密度而言，其中心軸向在密度方面的標(biāo)準(zhǔn)偏差最高在1.3%，在邊部最高3.7%。愈趨近于中心，就能夠獲得愈為良好的密度均勻性，這是因?yàn)檫叢棵芏葧?huì)被彈體形狀所影響。

3.2 在裝藥質(zhì)量方面

為了對(duì)分步壓裝藥的最終裝藥質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，需要對(duì)分步壓裝后所得到的鈍黑鋁炸藥、螺旋壓裝后所得到的TNT式炸藥就裝藥質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，最終的結(jié)果指出，應(yīng)用分步壓裝所獲得的裝藥密度更為均勻，且沒有出現(xiàn)疵孔、底隙等，也未引發(fā)各類裝藥缺陷，而應(yīng)用螺旋壓裝所獲得的TNT式炸藥會(huì)出現(xiàn)密度疏松方面的問題。

3.3 在安全性方面

處于一致的試驗(yàn)環(huán)境中，借助大型撞擊加載設(shè)備對(duì)各個(gè)密度（范圍于1.534～1.771g/cm3）的鈍黑鋁、B炸藥、TNT、改B炸藥開展撞擊加載實(shí)驗(yàn)。把藥柱尺寸設(shè)定在于Φ40mm×40mm的范圍，把加載錘重設(shè)定在400kg。最終結(jié)果指出，在對(duì)鈍黑鋁炸藥進(jìn)行裝藥期間，處于相應(yīng)的落錘撞擊加載下，會(huì)發(fā)生起爆；各種密度所具有的起爆閾值不盡相同，密度愈高就能夠獲得愈加理想的安全性，在密度超過1.680g/cm3后，對(duì)于鈍黑鋁炸藥的安全性而言，其處于B炸藥、改B炸藥間，能夠滿足具有較大過載的彈體裝藥所具備的各項(xiàng)發(fā)射要求。

4 結(jié)語

綜上所述，對(duì)于分步壓裝工藝而言，其各項(xiàng)壓藥過程十分安全、科學(xué)、高效，且相對(duì)密度更高和均勻，具有柔性制造能力。另外，分步壓裝工藝可以滿足彈藥裝填中高能炸藥所給予的各項(xiàng)要求，極大地提升裝藥質(zhì)量，提升彈藥對(duì)目標(biāo)所發(fā)揮的高效毀傷能力。因此，因工藝方面增強(qiáng)了裝藥總體的抗過載安全性，裝藥質(zhì)量更為理想，從而成為現(xiàn)階段開展高能炸藥裝藥的關(guān)鍵工藝。