第1章
绪论
1.1 研究工作目的及意义
本书的研究与传爆序列有关。传爆序列是指按输出递增、感度递减的顺序排列的,并由其最后一个爆炸元件输出爆轰冲量的由若干爆炸元件组成的序列。传爆序列以及其中各爆炸元件的设计与研究,是火工研究者所研究的中心内容。在传爆序列中,传爆管或传爆药柱是最后直接作用于主装药的爆炸元件。传爆药柱的设计与研究在传爆序列中具有十分重要的意义。
传爆药-主装药间的起爆可以归结为冲击起爆。炸药的冲击起爆是火工领域和爆轰领域一直为人们所关注的一个学术热点。有关炸药冲击起爆的研究,对于提高传爆序列中各爆炸元件的作用可靠性和提高炸药在冲击作用下的安全性具有重要的理论指导意义。关于非均质炸药冲击起爆的研究通常集中在飞片撞击炸药这类矩形压力脉冲的起爆情况。有关炸药起爆炸药这类衰减压力脉冲的起爆情况研究不多。因此结合传爆药-主装药间的起爆,就衰减脉冲冲击起爆中的某些重要问题开展讨论,对于炸药冲击起爆理论的发展无疑有重要推动作用。
在现代的战争环境中,弹药的钝感化成为当今世界武器弹药的发展方向,它对于提高弹药在战场的生存能力,降低弹药的后勤保障压力,尤其是对军舰、坦克、战车与弹药集中活动目标具有重要意义。在英阿马岛(阿根廷称“马尔维纳斯群岛”)战争中,英国军队的“谢菲尔德号”驱逐舰被阿根廷军队的飞鱼导弹击中后,引起舰上自身弹药(主要装填B炸药)殉爆而炸沉。又如1967年7月29日,在东京湾基地的美国“福莱斯特号”航空母舰上,舰载机进行正常起飞作业时,甲板上的一枚机载火箭意外点火,由此产生燃烧和爆炸,造成134人死亡,舰上财产损失7400万美元。1969年1月14日,美国“企业号”航空母舰,发生了类似“福莱斯特号”航空母舰的事故,火焰烤燃了炸药,造成大量人员伤亡和巨大的财产损失。20世纪70年代西方国家从多次重大弹药爆炸事故中吸取教训,提出了低易损性弹药(LOVA)概念,美国国防部于20世纪80年代发起了钝感弹药研究计划,并在1988年颁布了军标草案DOD-STD-2105A,对钝感弹药提出了诸多要求,美国国防部关键技术计划中也明确指出发展钝感弹药是三军共同目标;北大西洋公约组织(简称“北约”)于1979年制定了现役弹药和炸药的安全性及适用性组织,于1984~1986年制定了钝感弹药验收准则,1988年成立了北约钝感弹药情报中心,并进行了多次学术讨论会。
钝感主装药的出现,对引信的爆炸序列提出了新的要求,即爆炸序列必须要有足够的输出用于可靠起爆钝感主装药。整个战斗部系统对爆炸序列的要求是:第一,输出能量大;第二,整个爆炸序列的钝感程度要与主装药匹配,即在战场威胁环境中,要具有与主装药相同的“免疫力”。
传爆药在爆炸序列中起着传递放大爆轰的作用,它的钝感化是解决弹药钝感化的一个核心问题。美国在20世纪90年代以前已研制出了钝感传爆药,其中有六种为压装型,如LX-14(N)、PBXW-11、PBXP-31等;四种为铸装型,如ERDOC-301、OCTOL85/15、PBXW-129(Q)和PBXN-110。我国也在积极进行高能钝感传爆药的研究,并取得了一些成果。解决弹药钝感化的另一个核心问题是传爆药的输出问题,要想提高满足钝感主装药可靠起爆的输出能量,传统的圆柱形传爆药柱很难适应,必须通过改变传爆药柱的结构来达到小药量高输出的目的。
因此,面对21世纪将广泛发展和装备的钝感弹药,必须研究与之相对应的安全、高能传爆、起爆技术以可靠引爆钝感主装药。传统的方法是加大传爆药的尺寸和药量,但钝感主装药可能出现以下两种情况:第一种是钝感主装药的临界直径可能大到80~100mm左右,这样所需传爆药的直径和药量将非常大,同时还会使武器敏感部分增大,从而增加意外爆炸的机会,而且成本也会增加;第二种是钝感主装药的临界起爆压力很大,常规结构传爆药的输出压力可能无法起爆这类极钝感主装药。为此,必须研究新型高能传爆药装药结构,使传爆药能在较小体积的情况下保证钝感主装药的可靠引爆;必须研究新型高能传爆、引爆技术,进一步增加传爆药的起爆能力。