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爆炸序列设计原则

时间:2022-09-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:引信爆炸序列设计要点:确定爆炸序列的形式、选择或设计各个爆炸元件、安排各爆炸元件的相对位置和选用中间介质材料等。引信爆炸序列设计应与引信其他各部分的设计紧密结合,使尺寸配合、空间位置、输入/输出特性和装配等得以合理匹配。这里主要介绍导爆管与传爆管在引信中的装配关系对爆轰传递的影响。

引信爆炸序列设计要点:确定爆炸序列的形式、选择或设计各个爆炸元件、安排各爆炸元件的相对位置和选用中间介质材料等。

对于引信爆炸序列设计,通常是先根据主装药对引信输出冲量提出的要求,确定所采用爆炸序列的类型;然后根据目标对引信的要求及发火原理,确定引信爆炸序列的起爆元件;最后再根据引信的保险形式、瞬发或延期等方面的要求,确定引信爆炸序列中的各个爆炸元件和最后一级爆炸元件。引信爆炸序列设计应与引信其他各部分的设计紧密结合,使尺寸配合、空间位置、输入/输出特性和装配等得以合理匹配。

在具有延期作用或多种装定的引信中,一般选用火帽作为爆炸序列中的初始起爆元件。其感度可根据发火机构提供的能量大小,兼顾作用可靠性和安全性两方面的要求来确定。如膛内发火机构的针刺火帽在发射时被戳击发火,因此不存在膛内高冲击过载下的安全性问题,可选用耐冲击力不高但针刺感度高的火帽。相反,瞬发发火机构的针刺火帽,在碰到目标时才被戳击发火,则要选用耐冲击力较高但针刺感度低的火帽。火帽的输出形式可根据引信结构形式来选用:顺击针运动方向点火的引信,应选用从底部输出火焰的火帽;逆击针运动方向点火的引信,应选用从输入端喷火的火帽。火帽的输出性能主要根据下一级火工元件来选定,同时要考虑到点火环境对火帽点火能力的影响。例如,当引信体内点火系统的通气性高时,火帽的点火能力将降低;当传火道不规则(有隔板或不规则零件)或传火道表面积较大时,将消耗火帽输出能量,使其点火能力降低。在有些情况下,强烈的冲击波会冲坏下一级火工元件的表层(例如延期元件),影响它的正常点火。火帽的输出冲量的大小,会影响延期元件特别是短延期元件的延期时间精度。因此,选用火帽时必须注意不同的输出要求。瞬发引信用的火帽,要求火焰应迅速传给雷管,故应有较高的猛度,否则就会影响瞬发作用。延期引信用的火帽,则要求猛度小,火焰强度大和持续时间长,以保证可靠点火,又不致危及延期装置的正常作用。多装定引信用火帽,既用来点燃延期药(延期作用),又用来直接点燃雷管(瞬发作用),一般传火空间和传火距离较大,因此要选用点火能力强、威力大、精度高、具有高传火速度的火帽。

在满足上述要求的前提下,火帽的外形和尺寸可根据引信可能给出的空间和位置来选择。对于小口径引信,其内腔体积小,应选用外形尺寸小的火帽。由于火帽质量较小,平时和发射时的安全性要求是容易满足的。火帽在引信中一般要用火帽座来固定。火帽与火帽座的紧固,可以采用胶结、铆接(点铆或环铆)或以螺盖压紧后再点铆等方法,胶结简便,装配安全性和可拆性均较好;螺压固定牢固,抗震和耐冲击性能较好。具体固定方式应视引信结构而定。

在瞬发引信中,一般选用雷管作为传爆序列的起爆元件。在某些短延期引信中也可选用延期雷管作为起爆元件。在机械触发引信中,当雷管作为起爆元件时,应选用针刺雷管;当作为第二、第三个火工元件时,则要选用火焰雷管。而在电引信中,应选用电雷管。

雷管一般设置在隔爆机构中,其尺寸和输出性能的选定应能兼顾隔离安全和可靠起爆下一级爆炸元件两方面的要求。雷管对下级爆炸元件起爆可靠性,不仅与雷管本身性能有关,而且与被起爆元件的结构形式、装药品种、装药密度,以及雷管与被起爆元件之间的介质和距离等因素有关。雷管的正确选用有赖于设计师的经验和必要的试验。另外,在保证足以引爆下一级爆炸元件的前提下,雷管直径和高度应当尽量小些。无传爆管的小口径榴弹引信用的雷管,直径和高度应当大些,以使弹丸主装药完全起爆。对于直接插入环形传爆药柱的雷管,则希望它的直径大些,以便加大径向起爆能力。选用雷管时,还应注意雷管的作用时间,如破甲弹引信中使用的雷管,应选用微秒雷管。

影响雷管与导爆管之间爆轰传递的因素有:雷管的输出性能、导爆管的输入性能、雷管与导爆药柱之间的介质、隔爆机构的结构形式等。

雷管起爆导爆管可分为直接起爆和间接起爆两种形式。直接起爆是指雷管输出的冲击波直接炸穿导爆药柱的管壳或盖片而使导爆药柱起爆。此时,雷管输出的冲击波和壳底形成的高速碎片同时作用于导爆管,如在雷管与导爆管之间留一个较小的间隙(通常约为1.6mm)使碎片加速,有利于提高雷管的起爆能力。间接起爆是指在导爆管的输入端有一定厚度的隔板层进行阻挡的起爆,隔板层使雷管输出的高速碎片的作用大大减弱。雷管主要依靠通过隔板层的冲击波使导爆管起爆。为保证导爆管的可靠起爆,隔板层厚度应严格控制,其具体尺寸应根据试验来确定。如采用钢制隔板,通常隔板层的厚度为0.5~1.0mm;采用铝制隔板,其隔板层可厚一些。

影响导爆管与传爆管之间爆轰传递的因素有:药柱的尺寸、装药的品种及密度、管壳的材料与结构尺寸等。这里主要介绍导爆管与传爆管在引信中的装配关系对爆轰传递的影响。

导爆管与隔板孔的装配应为静压配合,以增强隔板对导爆管的径向限制,提高导爆管的起爆能力。如果存在径向间隙,则会对导爆管的起爆能力产生显著影响,径向间隙越大,导爆管的起爆能力越低。

当导爆管与隔板孔的装配为动配合时,其径向间隙应控制在0~0.175mm范围内,并在装配时涂以50%~60%的酒精虫胶漆。当导爆管输出端有管壳时,应与传爆管输入端之间留有适当的间隙(通常为0.31~0.75mm)。传爆管输入端的任何介质均会减弱输入能量。但为了传爆药柱的密封性,常在传爆管输入端盖有纸片或金属片。为减少纸片或金属片对爆轰传递的不利影响,要严格控制材料的厚度,或将纸片制成带中心孔的圆环。

对无管壳的导爆药柱,应使导爆药柱与传爆药柱之间的间隙尽量小,以减小爆轰传递过程中的衰减,通常要求导爆药柱在隔板孔中的凹入量不超过0.2~0.5mm。

影响传爆管与主装药之间爆轰传递的因素有:传爆药柱的尺寸、装药的品种和密度、装药的粒度和黏合剂、管壳的材料和结构尺寸等。主装药的感度、传爆管壳的性质、传爆药柱与主装药的安放位置均影响主装药的输入性能。

通常传爆管的径向限制越强、底部越薄、传爆药柱直径与主装药的直径越接近,则传爆管对主装药的起爆能力越强。传爆管的输出性能及结构尺寸应根据主装药的要求来确定,一般要求传爆管应尽可能大而有效,以满足各种主装药的要求。但考虑到引信爆炸序列的安全性和空间位置的限制,在引信结构设计中,通常只给传爆管留一适当的空间。

药柱的密度对药柱的感度影响很大,通常药柱的起爆感度随药柱密度的增加而下降,其输出却随密度的增加而增强。最佳密度随起爆方式的不同而变化。导爆药柱和传爆药柱的装药密度为真密度的85%~95%,可在此范围内调节药柱的感度和输出;如密度大大超出这个范围,则会对装药、勤务处理和质量控制带来困难。

通常传爆管设置在主装药的上面,且与主装药的直径相差不太大,只要传爆管设计合理,其较大的底部爆轰输出足以使主装药完全起爆。对大口径榴弹或大型战斗部,可加辅助药柱并使其埋入主装药中,以保证主装药的起爆完全性。传爆管输出端埋入主装药,有利于提高传爆管对主装药的起爆能力,但制造工艺复杂。

装配后,传爆管与主装药端面之间一般留有1.5mm的间隙,这主要是从工艺方面考虑。如能增强径向限制,还可适当加大此间隙。

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