新型控暴器材爆炸分散研究

程万影，郝雪颖，马士洲，张兴高，任秀娟

（中国人民解放军63976部队，北京，102205）

研究的新型控暴器材能够散发令人无法忍受的臭味，进而成功地驱散、赶跑敌人或对手；爆炸后飞溅的示踪剂可对皮肤或服装隐形沾染，对恐怖分子进行标识，为事后辨认提供跟踪线索。控暴剂主要由某硫醇臭味剂、增效剂、隐形荧光粉、有机溶剂等组成。臭味剂作用时间长、作用范围广，它的可怕之处不在于造成多大的伤亡，而是通过可怕的气味刺激人脑深层细胞，影响人的神经系统，让人产生恐惧心理。

人体对臭味的反应与情绪紧密相连，对于某种臭味，每个人的感觉不完全一致，资料介绍，选用的某硫醇臭味气体对人的骚扰浓度为 3～740μg/L。本文通过试验研究了单发弹静爆后形成的威力幅员、作用时间。此外，作为示踪剂的隐形荧光粉按照发出的荧光波长不同可分为隐形红荧光粉、隐形绿荧光粉、隐形黄荧光粉，本研究试验了不同颜色的荧光粉的作用效果和分散半径。

1 试验方法及条件

以挂弹架为中心，半径20m范围内地面应开阔平坦。将模弹固定在挂弹架2m高处，用电雷管或撞击雷管引爆。

模弹采用某型染色弹结构，如图1所示，该模弹可手投也可枪抛，其结构包括引信体、爆管、端盖、壳体和2个塑料胶囊，控暴剂置于塑料胶囊内。控暴剂闪点低、易燃烧，自身挥发性好，因此分散不需要太多的炸药量，采用微爆方式即可把弹壳炸开。对比试验采用电雷管、撞击雷管、电雷管加0.8g炸药柱3种方案。

图1 模弹结构图Fig.1 Structure of simulate filled projectile

2 采样方法

控暴剂液体爆炸后瞬间雾化，其中臭味剂挥发形成恶臭气体，因此需采集臭味气体进行浓度分析。示踪剂为微米级固体颗粒，因其有粘附性，采用爆点中心铺设白布方式采集样品。

2.1 臭味气体采样

对臭味气体有两种采样方式：

（1）第 1种为注射器人工采样。具体方法为采用100mL的注射器直接抽取爆炸1min后爆心附近不同点的臭味气体，然后用橡皮帽堵住端口，取回后24h之内进行气相色谱分析。以施放点为中心采用弧形标场，标场范围45°，标场方案见表1，标场图见图2。

表1 人工采样试验标场方案Tab.1 Formula of manual sampling experiment

（2）第2种为自动采样。具体方法为采用1L气体采样袋采集，按照扇形布点，分别布下风向 5m、10m、30m、40m远，爆炸20s后开启采样阀采样1min，关闭阀门，取回后24h之内进行气相色谱分析。标场方案见表2，标场图见图3。

2.2 隐形示踪剂采样方法

以爆点为中心，在4个象限内分别铺设2.5m×5m的白布，布长与风向平行（如图4所示）。爆炸后示踪剂散落于白布上，使用波长365nm的紫外灯进行照射分析。

图2 人工采样标场图Fig.2 Formula map of manual sampling experiment

表2 自动采样试验标场方案Tab.2 Formula of automatic sampling experiment

图3 自动采样标场图Fig.3 Formula map of automatic sampling experiment

图4 隐形示踪剂采样Fig.4 Invisible tracer sampling

3 试验数据与分析

3.1 臭味剂试验数据与分析

3.1.1 试验数据

模弹内每个胶囊可装20mL液体，所以每发模弹装药量约为40mL。使用人工采样方式静爆模弹3发，试验数据如表3所示，表3中臭味气体浓度主要是指硫醇气体浓度。使用自动采样方式静爆4发模弹，24h之内用气质连用仪色谱分析，仪器无响应，未出现色谱峰。仪器校正为正常，最小检出限为10μg/L，因此，可以断定所有采集样品臭味气体浓度均低于10μg/L。把采样袋阀门打开，通过人去嗅辨气体味道，共分为4个等级：0级：无臭，与空气接近，略有刺激味道；1级：淡淡臭味，略有烧糊和刺激味道；2级：微臭，略有刺激味道；3级：臭，无刺激味道。

表3 人工采样试验数据Tab.3 Experiment results of manual sampling

具体试验数据如表4所示。

表4 自动采样试验数据Tab.4 Experiment results of automatic sampling （级）

3.1.2 试验结果分析

（1）增大炸药量能扩大分散半径，但控暴弹安全半径变大；硫醇闪点低，易燃烧，试验中出现过未加阻燃块电雷管引爆时着火现象。因此，建议使用炸药量较少、威力小的撞击雷管，并加阻燃块；

（2）从表 3～4试验数据可以看出，臭味气体浓度并不与爆心距离成正比，人工采样时臭味气体最高浓度出现在7m附近，自动采样时，30m、40m处臭味浓度高于5m、10m处。这可能与爆炸时风速、风向有关；

（3）在同样距爆心5m和10m远的地方采样，人工能够采集到浓度较大的臭味气体，而自动采样器却采集到浓度很低的臭味气体。人工采样时是在人闻到臭味气体后采样，而自动采样器采样时，臭味气体未必在此处形成一定浓度；

（4）人工采样时，在距爆心15m远处，爆炸后6min仍能闻到浓烈的臭味。但由于布场较小，臭气云团飘散较远，未能确定云团边界，因此人工采样试验中尚不能计算出威力幅员。在自动采样试验中，根据人工评判的分级标准估算威力幅员，采取拟合法对采到样的点域进行拟合，估算出第1发弹的威力幅员约为235.5m2，第2发弹的威力幅员约为209m2，第3发弹的威力幅员约为152m2，第4发弹的威力幅员约为195m2，平均值为197.9m2。

3.2 隐形示踪剂试验数据与分析

3.2.1 试验数据

由于红、黄、绿不同颜色荧光粉密度的差异，模弹每个胶囊内可装0.6～1.0g荧光粉。爆炸后荧光粉在4个象限内分布并不均匀，处于下风方向的白布上荧光粉散落较多。每块白布上荧光粉斑点面积及大小与距爆点中心距离成反比，即越靠近爆点中心，斑点面积越大，远离爆心，荧光粉呈星星点点状。荧光粉主要集中在2.5m半径范围内，但在5m远处仍有亮点。斑点面积有 5mm×7mm、1mm×1mm、0.5mm×0.5mm大小不等。图5～6为红色荧光粉采样布。

图5 散落有红色荧光粉的白布Fig.5 The calico contaminated by red fluorescent powder

图6 紫外光照射下红色荧光粉采样用白布Fig.6 Ultraviolet irradiation of the calico contaminated by red fluorescent powder

图 7～8为黄色、绿色荧光粉采样布，分布在白布上的黄色与绿色荧光粉较难区分。

图7 沾有黄色或绿色荧光粉的采样布Fig.7 The calico contaminated by yellow(or green)fluorescent powder

图8 紫外光照射下的黄色或绿色荧光粉采样布Fig.8 Ultraviolet irradiation of the calico contaminated by yellow(or green) fluorescent powder

3.2.2 试验结果分析

（1）从以上试验可知，虽然浸在以臭味剂为主的溶液体系中，但各色荧光粉的发光性能并未被影响；

（2）红色荧光粉粘在白布上呈淡粉色，而黄、绿荧光粉呈无色状，因此，黄、绿荧光粉隐形性效果较好；

（3）荧光粉对白布有很好的粘附性。经过反复折叠、打开，荧光粉仍吸附在白布上。放置两个月后，荧光粉发光性能未发生改变。

4 结论

通过对新型控暴器材进行爆炸分散研究，可知在距爆心7～10m范围内，用人工采集臭味气体时，气体浓度在骚扰浓度范围内，可达 18.2～48.5μg/L；同时，隐形示踪剂分散半径可达 5m，持续时间不小于60d。

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