一种小空间曲线传爆组件的设计

尚向荣，尼志青，叶淑琴，任 伟，周小山，王 佳

（陕西应用物理化学研究所，陕西 西安，710061）

非电传爆系统一般由钝感起爆器、传爆元件和各种功能元件组成，能够完成起爆、传爆等功能[1]。从20世纪60年代美国率先研究非电传爆系统以来，该系统已在“土星”、“V号运载火箭”、“阿波罗飞船”等型号上得到应用[2]。

导爆索具有良好的柔韧成型性，可传递爆轰波，其爆轰波传递具有定向约束性、可靠性、爆速稳定性，因此在武器弹药系统中得到广泛应用。导爆索下端连接传爆管可以实现爆轰的能量放大，该方式在起爆战斗部序列中得到广泛应用，可以替代常规的机械式和机电式引信保险与解除机构，提供简单、多功能、低成本、高响应的起爆控制方法。蔡瑞娇、StesauR.H和DegnerR.L, BartholomewS.W和Routey D.C都曾进行传爆管的设计和试验[3-4]，但是他们研究的重点侧重于爆炸逻辑网络和多点起爆方面。本文主要对传爆组件的曲线传爆进行了研究。

1 结构设计

传爆序列是引信系统的核心部件，其功能是把一个相当小的初始能量有控制地放大到适当的爆轰冲量，以引爆武器的战斗部，实现武器的毁伤作用，所以传爆序列的设计直接影响引信的性能和机构设计。

在某武器系统中，为满足战斗部装药和空间小型化的需求，提出了战斗部斜置。战斗部斜置技术是将战斗部斜置一定角度放置，从而能够有效地利用空间提高战斗部的装药量，提高作战指标。但是该战斗部斜置后，引信系统无法将自身的信号传递给战斗部，因此，提出了非电曲线传爆组件。该传爆组件的结构见图1，其主要由输入件、导爆索、粘接剂、装药壳、装药、盖帽和输出件组成。

图1 曲线传爆组件装配示意图Fig.1 Assembly diagram of curved detonation components

为保证引信和战斗部装药的可靠传爆，导爆索采取曲线布置。导爆索装药为聚奥-6炸药，传爆管装药为JH-14炸药。两种装药均为武器系统许用传爆药，具有较高的安全性[3-4]。

2 性能试验

在曲线传爆组件研究中，主要存在3个关键技术：（1）导爆索接受引信输出信号的能力；（2）弯曲成型后导爆索自身传爆的能力；（3）成型后导爆索对下一级装药的起爆能力。传爆组件输出威力的能力可以通过调节装药密度和装药量来保证，本文中验证试验均采用φ2mm银质导爆索。

2.1 导爆索接受引信输出信号的能力

传爆组件与引信的匹配试验主要是采用电雷管进行偏心和拉距起爆试验。输入端必须满足的要求有：适当的感度、能被引信可靠起爆、具有良好的安全性。影响输入端可靠传爆的主要因素有：装药类型、装药量、装药密度、装药直径、管壳材质和传爆间隙。本文在导爆索选型一定的情况对输入端传爆可靠性间隙进行分析和试验。输入端可靠性主要从偏心和拉距两个方面进行研究。

2.1.1 偏心试验

偏心试验按图2所示进行装配，偏心时电雷管与隔板的径向距离为 3mm。用铝板炸痕来判断导爆索是否能够被正常引爆，铝板炸痕均匀一致判定为起爆可靠。试验数据见表1。

表1 偏心试验结果Tab.1 Eccentric experiment results

图2 偏心试验示意图Fig.2 The eccentric experiment sketch

2.1.2 拉距试验

拉距试验按图3所示进行装配，用铝板炸痕来判断导爆索是否能够被正常引爆，铝板炸痕均匀一致判定为起爆可靠。试验数据见表2。

图3 拉距试验示意图Fig.3 Distance-pulling experiment sketch

表2 拉距试验结果Tab.2 Test results of distance-pulling

由表1～2可以得出：在偏心1.5mm以内的情况下，传爆组件能被安全可靠起爆，在拉距7mm以内的情况下，传爆组件能被安全可靠起爆。在装配过程中，偏心1.5mm或间隙7mm远远超出了装配要求，即在装配过程中根本不可能出现偏心 1.5mm或间隙7mm的装配误差，所以可以得出传爆组件能被引信安全可靠地起爆。

2.2 弯曲后导爆索的传爆试验

导爆索具有良好的弯曲柔性，为了验证导爆索弯曲后的传爆可靠性，在导爆索成型为不同角度下进行传爆试验。采用电雷管起爆导爆索。索弯曲成不同角度见图4，传爆试验结果见表3，图5。

图4 导爆索成型不同角度Fig.4 Photo of detonating cord forming in different angles

表3 导爆索弯曲成型不同角度的传爆试验结果Tab.3 Detonation test results of detonating cord forming in different angles

图5 导爆索成形不同角度试验后传爆图形Fig.5 Detonation graphics of detonating cord forming indifferent angles

表3不同角度下导爆索的传爆试验说明：导爆索成型为大于前角35°、大于后角35°时具有可靠的传爆性能。如果成型小于35°，导爆索会产生裂纹、漏药，如图6所示，不能保证导爆索自身的传爆可靠性。

图6 导爆索成型角度为30°时产生的裂纹图Fig.6 Cracks generated when detonating cord forming an angle of 30 degrees

2.3 导爆索弯曲后起爆下一级装药的试验

导爆索起爆下级装药的可靠性是该传爆组件的关键技术，导爆索和装药的连接方式是影响可靠起爆的一个重要因素，本文就两种连接方式的传爆效果进行了对比，为以后同类产品的设计提供参考。

导爆索和下级装药的连接方式有插入式和间隙式。导爆索插入下级装药中能够使装药更好地接收到传递的爆轰，该种方式需进行先粘接导爆索再进行压药，并且导爆索要深入装药腔体内部，如图7所示。

图7 导爆索插入装药的连接方式Fig.7 Connection manner of the detonating cord inserting charge

间隙式是在保证导爆索可靠起爆的前提下，采用先压药再粘接导爆索的连接方式。该连接方式的优点是压药模具设计简单，压药工艺简单，如图8所示。分别进行了插入和间隙的传爆试验，试验结果见表4。传爆管装药为聚黑14，装药密度1.6g/m3。

表4 导爆索传爆装药试验结果Tab.4 Detonation test results of detonating cord

以上试验说明φ2mm导爆索与聚黑14装药采用插入连接方式能够可靠传爆，采用间隙连接方式时间隙为1mm以内能够可靠传爆。

3 结 论

（1）φ2mm银质导爆索在拉距 3mm、偏心1.5mm的情况下能够被电雷管（装药量100mg的太安）传爆。φ2mm银质导爆索在拉距7mm的情况下能够被电导爆管（装药量100mg的太安）传爆。

（2）φ2mm银质导爆索在间隙为1mm以内能够可靠传爆聚黑14装药，导爆索插入聚黑14药内部传爆可靠性高。

（3）φ2mm银质导爆索成型在大于前角35°、后角35°的范围内时，自身具有良好的传爆可靠性。

（4）该组件采用导爆索起爆传爆管，导爆索爆速稳定、传爆可靠。导爆索柔韧性好，能够成型为所需的形状，解决了传爆组件仅能进行直线型传爆、传爆单一的难题，为传爆序列的发展提出了新思路。

[1]刘平,余贞勇,刘钧.非电传爆序列优化设计[J].固体火箭技术,2008(1):33-34.

[2]王凯民,温玉全.军用火工品设计[M].北京.国防工业出版社,2006.

[3]刘自铴.蒋荣光.工业火工品[M].北京:兵器工业出版社,2003.[4]蔡瑞娇.火工品设计原理[M].北京:北京理工大学出版社,1999.