启动弹药的钥匙

启动弹药的钥匙

如果你是兵器爱好者，你一定了解许多兵器技术的知识，谈起武器来一定会津津乐道吧，但是你很可能不了解与武器密切相关的一项高技术，那就是火工技术。火工技术是将机械能、热能、电能、光能等多种能量形式通过化学含能材料，如火药和炸药，进行能量放大并且转换成其他形式的能量的技术。火工技术应用于武器系统中，通过一种称为火工品或火工系统的器件完成对武器和弹药的点火、起爆、分离和控制等任务。火工品是点火器、雷管、导火索、导爆索、爆炸螺栓、爆炸切割器和火工品动力源（化学能转变成机械能的一种器件）等器件的总称。最简单的火工系统是由电池、开关、电线和电雷管组成的起爆系统，它可以用于起爆炸药。最复杂的火工系统是航天火工系统。一枚运载火箭含有数十到上百个火工品，完成火箭的发射、多级火箭发动机的分离、卫星和弹头整流罩的开舱、卫星或弹头的发射和姿态调整等复杂而精确的任务。火工品或火工系统对武器系统的安全性、可靠性和精度性起到关键作用。如果一枚导弹上的火工品出现问题，这枚导弹很有可能发射不出去或打不中目标，也可能发生爆炸事故。因此，武器设计者们对火工品的安全性、可靠性和功能精度提出了很高的要求，并且采用许多高新技术，如激光技术、微机电技术和微电子技术来改善火工品的性能。由于火工技术在武器系统中的关键作用，各国政府也将火工技术列为国防关键技术和高度保密技术。

现代火工技术中采纳了其他领域的先进技术和思想，如微电子技术、半导体技术、激光技术和微小机电制造技术，以及集成化和系统化的思想。电火工品是最常用的火工品，如电雷管、电点火器等电爆装置。雷电、强电磁波、静电和核爆炸电磁脉冲都很容易引起火工品意外发火，并且造成弹药爆炸，因此科学家们研究出能防止火工品意外发火的半导体桥（SCB）技术、激光火工技术和飞片起爆技术等新技术。半导体桥（SCB）技术采用了重掺杂磷的半导体作为电热转换材料。这种材料具有负电阻效应，即电热转换时材料的温度越高，材料的电阻越小，材料的电热转换效率也越低，炸药获得的电热能也越少，从而阻止火药获得发火所需要的最小能量，防止了静电、电磁感应电等引起的意外发火。在环境中不易生成的电脉冲的作用下，材料变成能起爆炸药的等离子体。激光火工技术采用了光导纤维传输的激光能量点燃或起爆炸药。由于光束不受电和电磁波的影响，所以激光火工品可以抗电和电磁的影响。飞片起爆技术采用了大电流形成的等离子体驱动小于1毫米厚的聚合物箔片，高速碰撞炸药，引起炸药爆炸。由于环境中难以形成如此大的起爆电流，而且电流通过的爆炸金属箔与炸药隔离，这项技术可以防止因电和电磁造成的火工品意外发火。为了提高大型弹药，如大型反舰弹药、鱼雷、水雷和核武器的爆炸效果，科学家研究出爆炸网络技术。该技术是采用如同丝网印刷术的技术，将炸药按设计图案印刷在基片上形成爆炸网络模块。只要起爆模块的一个点，爆炸将沿着印制好的炸药图案向不同方向传递，并且同时多点起爆较大体积的炸药装药，提高炸药的能量利用效率。

最先进的火工技术是微机电火工技术。微机电技术是采用类似集成电路制造技术将微电子电路、亚毫米或微米尺寸的微小机械零件集成到一片芯片上的技术。微机电火工技术是微机电技术的扩展。采用该技术可以将微电子电路、机械系统和化学能源系统集成到一片芯片上，形成具有逻辑功能的火工系统芯片。科学家采用微机电火工技术，为足球大小的微型卫星制造了微型火箭列阵，用于对微型卫星进行姿态修正。科学家也发展了针对微型战场机器人和微型飞行器的推进系统。微机电火工技术在医疗方面也有广泛的应用前景。法国科学家将该技术应用于无痛注射器。这种无痛注射器的原理是注射时通过微量火药形成的脉冲压力，将存放在储药材料中的药物，如胰岛素通过皮肤注入人体内部。未来可以制造能在血管中潜航的微型医疗潜艇，对人体生理进行监控，将药物注射到患病部位和打通阻塞的血管。