傳爆藥

傳爆藥

傳爆藥是一種猛炸藥裝藥。用以引爆(起爆)炮彈、地雷、航空炸彈、火箭戰鬥部和爆破裝藥等的主裝藥。通常採用特屈兒、鈍化黑索金、太恩和其他感度較高的炸藥(它們對雷管的擊發衝量比主裝藥的炸藥更為敏感)的壓縮藥柱作為傳爆藥。它由雷管、電雷管、拉火管等起爆。選擇傳爆藥的質量和形狀時,應確保其爆炸時形成的衝量能引起彈藥主裝藥的爆炸。

傳爆藥的品種發展

自第二次世界大戰至今,隨著彈藥技術的進步,國內外先後研究和發展了數十種傳爆藥及其製造下藝,包括單質猛炸藥和混合猛炸藥。

1、單質炸藥

早期曾用單質猛炸藥做傳爆藥,其中套用較多的品種有特屈兒、黑索今和太安。第二次世界大戰期間,特屈兒是美國大部分彈藥中裝填導爆管和傳爆管的標準傳爆藥,具有感度適當、爆轟穩定、安全性較好、裝藥成型性良好的特點。直到1977年,特屈兒也一直是美國三軍最重要的傳爆藥,但是,特屈兒毒性較大,環境污染嚴重,陸續被世界各國淘汰;

二戰結束後,人們便尋找特屈兒的替代品。太安和鈍化太安的衝擊波感度高、傳爆可靠,但其安全性差。美國在20世紀80年代頒布的火工品手冊中,共列H,1 312種導爆和傳爆裝置,沒有一種使用太安和鈍化太安(不論是否有隔爆裝置)。1970年頒布的美軍標MII,一STD-1316A中,共列出了5種可供選用的許用傳爆藥,它們是:特屈兒及其藥柱、HNS(I型或Ⅱ型)、DIPAM(耐熱傳爆藥)、CH -6(RDX為基的黏結炸藥)。HNS和DIPAM有良好的耐熱性,價格昂貴,曾用於裝填耐熱的導爆和傳爆元件。

2、RDX及其黏結炸藥

二次世界大戰末期,RDX的廣泛使用使其牛產能力迅速擴大。在進行引信導爆藥、傳爆藥研究丁作較早的美國,其小口徑引信如M505 A3、XM757、M758等,也曾經採用RDX或HMX作為傳爆藥(西歐各國也用),但HMX感度較高、價格昂貴,同普通RDX 一樣,那時美國不允許用HMX作為直接接觸主裝藥的傳爆藥,如果要用,則必須採取隔爆措施。後來人們發現:RDX的性能與特屈兒相當、穩定性好、毒性小,且價格低廉、容易製造,作為導、傳爆藥更有效。因此,美國開展了以RDX或以RDX為基的混合炸藥取代特屈兒的研究。直到1977年,美國三軍統一了規定:用RDX作為傳爆藥,必須有隔爆裝置。

對於RDX用作傳爆藥的研究,主要研究方向是:降低RDX的感度,並改善其成型性、:但以含石蠟的鈍感RDX作為傳爆藥的套用效果並不十分理想。雖然原料來源廣泛、成本低廉、安定性較好,但是工藝性能不好:藥柱易裂紋、強度低;蠟類熔點低,造成傳爆藥的耐熱性差。其中,含蠟量多的配方衝擊波感度低、機械感度低、安全性好,適用作為主裝藥,很少用作傳爆藥,尤其不適宜用作小直徑的導爆藥;蠟含量少的配方,其機械和衝擊波感度較高,一般應裝在導爆或傳爆管殼內使用。

後期的研究發現:某些以RDX為基的塑膠黏結炸藥具有良好的綜合性能,可以作為傳爆藥使用,取代特屈兒。例如,以RDX為基的塑膠黏結炸藥PBX - 9407,在20址紀60年代初期就被美國原子能委員會(後稱能源部)作為傳爆藥;1991年,美國能源部批准PBX-9407作為標準傳爆藥,可用於美國三軍的各種彈藥的導爆藥柱和傳爆藥柱。

3.熔注炸藥和撓性炸藥

二戰前後,有些國家還曾採用熔注炸藥作傳爆藥,套用較多的品種有Penmlite( 50%PETN +50% TNT)、cyelotoI和B炸藥,如美軍MIAI炸彈的傳爆管用3磅B炸藥作傳爆藥,,但這類混合藥劑機械性能差、強度低、脆性大、衝擊波感度不高,在軍事上如今已很少用作傳爆藥、在工業爆破中,人們有時用這類炸藥作為銨油炸藥等不敏感工業炸藥的傳爆藥(也稱中繼起爆藥柱)。

20 世紀六七十年代後,還發展了撓性炸藥,可以製成片、板、條、索、棒、管和繩等形狀,可以摺疊和彎曲,適用性良好—這類炸藥存民用上可用於擴爆管、導爆索和金屬加下;在軍事上可用作爆炸連線線和爆炸邏輯網路。

傳爆藥的作用

在各類武器彈藥系統的引信和火丁品的爆炸序列中,傳爆藥起著承上啟下、承前啟後的能量傳遞和放大作用:它要把引信或雷管傳來的爆轟能量放大,並傳遞給主裝藥,使主裝藥可靠爆轟,實現彈藥系統的預定功能。

這就要求傳爆藥本身既能夠在雷管的爆轟沖能的作用下可靠被起爆,又能可靠地起爆主裝藥。亦即,傳爆藥在傳爆序列中具有雙重作用:x寸起爆雷管來說,它是被發裝藥,須依靠雷管才能起爆,即作為受主藥;因此,要求傳爆藥的感度適中,以兼顧起爆可靠性和安全性;而對主裝藥來說,傳爆藥又是主發裝藥,即作為施主藥,要求傳爆藥的爆轟速度要高,以提高其單位質量的起爆能力,才能可靠起爆主裝藥。

按作用功能不同,傳爆藥可分為:導爆藥(或稱導引傳爆藥、導引藥)、擴爆藥、繼爆藥、傳爆藥等。在實際使用中,人們一般將傳爆藥壓裝在殼體內,製成導爆管、傳爆管、擴爆管(擴爆元件)及爆炸邏輯網路等爆炸元件,用於裝配彈藥引信;有時,傳爆藥也被壓成藥柱,直接與引信體或彈體裝配,此時稱為傳爆藥柱(導爆藥柱)等。導爆管(導爆藥柱)、傳爆藥柱或傳爆管多是僅裝壓有猛炸藥的圓柱形火丁品(都是用猛炸藥壓製成的爆炸元件),其作用是放大和傳遞爆轟能量。

“雷管一導爆管一傳爆管”是分級傳爆、逐級擴大爆轟的過程。,在隔爆式傳爆序列中,“雷管一導爆管(或傳爆管)”是獨立的隔爆機構。該機構以及保險裝置,保證了引信在發射過程巾的膛內安全性和炮口安全距離;當引信解除保險後、處在發火狀態時,該隔爆機構又要保證引信中的爆轟傳遞和發火的可靠性、一般地,在保險型引信中有隔板的情況下,要用導爆藥。如果平時既能安全地隔離雷管、解除隔離後雷管也能可靠並完全地起爆時,可以不設定導爆藥,例如,小口徑炮彈彈體裝藥量少,一般用壓裝法裝填,容易起爆,可以不用導爆藥。而大多數中、大口徑炮彈的彈體內裝藥量多,而且多用鑄裝法和螺旋壓裝法裝填,裝填密度大,不易起爆,這時,單靠雷管的起爆能力就不能可靠起爆傳爆藥,需要由導爆藥把起爆雷管的爆轟能量擴大,並傳遞給傳爆藥,最終起爆主裝藥。

傳爆藥的安全可靠性

爆炸序列中的傳爆藥使用量比雷管裝藥量大得多,因此,對傳爆藥劑的要求除合適的感度、足夠的威力外,還要有足夠的安全性,適當的起爆感度及衝擊波感度、在傳爆序列巾,傳爆藥應具有足夠的安全性和高威力;既要保證其自身和戰鬥部主裝藥的安全性,同時又要保證起爆主裝藥的可靠性。

在傳爆序列中,無論是由雷管起爆導爆管,還是由導爆管起爆傳爆管,都是由傳爆序列中的前一個爆炸元件起爆後一個爆炸元件。傳爆藥必須既要滿足生產裝配和使用安全性,又要保證起爆和傳爆的可靠性等,然而同時具備這些綜合性能的單質炸藥和混合炸藥卻很少 因此,必須對傳爆藥進行專門的設計和針對性的研究。

彈藥引信中對傳爆藥的選用十分謹慎。傳爆藥的品種、裝藥量、起爆和傳爆方式、安全性及其同主裝藥的匹配關係,是武器和引信設計人員必須考慮的最重要問題之一。因為,傳爆藥本身的安全性和可靠性對彈藥系統的安全性、可靠性具有直接的影響,而且也是保證裝配、運輸使用及彈藥儲存過程安全性的重要指標。

應該指出,傳爆藥的安全性與可靠性,既互相統一又互相矛盾。實際上,對傳爆藥的所有研究工作的重點,都是圍繞解決這一矛盾而展開的。關於傳爆序列和導、傳爆藥的研究已經形成了獨立的領域。從二次大戰後至今,隨著武器系統的迅速發展,國內外先後研究和發展了數十種傳爆藥,對引信的發展起到了重要的推動作用。我國關於引信爆炸序列和傳爆藥的研究工作雖起步較晚,但發展很快。

對傳爆藥的要求

目前,傳爆序列中,多數引信的導爆管裝藥和傳爆管裝藥都採用同一種炸藥。二者僅是尺寸不同而已,也可以概括地將導爆藥、傳爆藥統稱為傳爆藥。對導爆藥(導爆管、導爆藥柱)和傳爆藥(傳爆管、傳爆藥柱)的基本要求大致相同:具有足夠的安全性、適當的感度、足夠的輸出能量和機械強度,長期儲存性能穩定等。一般要求如下:

1.足夠的安全性

傳爆藥應具有足夠的安全性、良好的安定性和相容性,對熱、撞擊、摩擦、火焰、靜電放電以及各種輻射等能量的感度較低,以便於勤務處理,保證生產加工、運輸和使用安全;並要求其對衝擊波和爆轟波的感度較高,以保證較易起爆,且作用確實可靠。

2.適當的感度

傳爆藥應具備適當的感度,能被起爆元件可靠起爆。其臨界直徑應較小,傳爆性能較好,以保證爆轟完全且有足夠的爆轟能量輸出、,

傳爆藥的感度是傳爆序列選擇傳爆藥的主要指標之一。首先,出於安全性考慮,長期以來引信傳爆序列的“錯位”保險要求已成為引信設汁安全性準則之一:與此相應的是:對“錯位”保險以下的導爆藥和傳爆藥的感度作出限定,以保證在隔離狀態時發射和使用彈藥的安全,否則,傳爆序列的隔爆設計就毫無意義。

其次,藥劑感度的要求來源於傳爆可靠性的考慮。一般來說,傳爆藥柱是引信傳爆序列的結束部分;傳爆藥是衝擊波感度較高的猛炸藥,其衝擊波感度應高於相應的主裝藥;或其起爆感度高於主裝藥而低於導爆藥或雷管,可南一個或幾個導爆管(導爆藥柱)或雷管起爆-即傳爆藥(包括導爆管、傳爆管、擴爆管)的起爆感度介於起爆藥和主裝藥之間,傳爆管(或傳爆藥柱、擴爆管)的起爆感度應低於導爆管或雷管,但高於主裝藥。

3.良好的做功性能和足夠的威力

傳爆藥應具備足夠的起爆能力,要能夠可靠地引爆後續裝藥,如戰鬥部主裝藥,:通常以威力和猛度衡量其做功性能。威力即做功的能力,取決於炸藥的爆熱、爆容、爆速和密度等參數;猛度取決於炸藥的爆速、爆轟壓以及裝藥密度等參數。

影響傳爆藥起爆能力的因素主要包括傳爆藥的種類、爆速、裝藥密度(粒度)、裝藥量和裝藥結構、位置以及外殼強度等。傳爆管的裝藥量比爆炸序列中的其他爆炸元件都要多;傳爆藥的爆速應大於主裝藥的臨界爆速,以保證確實可靠地起爆主裝藥。

4.裝藥加工性能好,適用於壓裝、鑄裝工藝

成型後的傳爆藥柱還應具有足夠的機械強度和長儲穩定性,經過長期儲存而不變化;適應勤務處理及運輸、儲存、使用過程中的環境要求;在彈藥發射過程的振動作用下也不發生損壞和變化。

5.原料來源要廣泛、製造工藝簡單、價格低廉、三廢少

同時具備上述性能的單質猛炸藥很少。實踐中,用作火丁品中傳爆藥的單質猛炸藥並不多,一般以爆炸性能優良的單質猛炸藥為主體,採用軍用混合炸藥技術,加入高分子黏結劑等組成混合猛炸藥-例如,高聚物黏結炸藥,常用於製造火下品和彈藥引信或起爆裝置中的傳爆藥(柱)。為滿足航空航天和深井石油開採需要,耐熱火下品中還應裝填耐熱猛炸藥。

隨著武器系統的發展和戰爭環境的惡化,不僅要求傳爆藥的性能滿足使用要求,而且需要提高彈藥的安全可靠性和戰場生存能力。20世紀80年代後期以來的彈藥發展的新趨勢是:使用鈍感炸藥裝配鈍感彈藥。隨著鈍感彈藥的發展,近年來還發展了一些新型的鈍感炸藥和起爆炸藥等。為了使傳爆序列不致影響鈍感彈藥的安全性,必然要求鈍感的傳爆藥和鈍感的起爆系統-例如,衝擊片雷管的直列式(in-line)爆炸序列。

6.傳爆藥必須經過鑑定

我國規定,傳爆藥必須通過國家軍用標準CJB 2178《傳爆藥安全性試驗方法》所規定的安全性試驗,才能作為許用傳爆藥。

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