输出药热感度和边界条件对火工品延期时间研究

李盘 黄平 朱浩 胡国胜

摘要：通过分析输出药热感度以及边界条件对延期时间的影响，研究了小尺寸秒级火工品延期时间控制。试验和分析表明，在尺寸约束及其它设计完成的条件下，输出药的热感度越低，越有利于延期时间的控制，同时指出试验工装的设计需要考虑产品的实际使用环境，以确保测试结果的真实性。

关键词：延期火工品；热感度；边界条件；点火药

小尺寸秒级延期火工品主要特点为输入与输出端距离较短，并具有秒级的延期时间。在某些小口径引信中需要配用该类火工品实现自毁或空炸等特殊功能，对其延期的可靠性和稳定性提出很高的要求，瞬发是其致命缺陷。火工品延期时间的影响因素有很多，文献对影响针刺雷管延期时间及其精度的针刺药粒度、延期药压药压力、引燃延期药的点火能量、输入的针刺能量等因素进行了分析，文献从工程实践角度，提出控制始发装药的输出能量、采用衰减片、采用高热量的延期药等措施来控制延期时间及精度，文献研究了管壳材料对长延期钨系延期药燃速的影响。本文主要针对不同输出药的热感度对小尺寸火工品秒级延期时间的影响进行了研究，同时分析了边界条件对延期时间的影响。

1试验装置

为了验证不同输出药的热感度对延期时间的

影响，试验使用某种秒级针刺延期点火管，其尺寸为φ3.7x16mm，管壳为厚度0.2mm铝带冲制，试验装置如图1所示。

采用落球式针刺感度仪对产品进行击发，当击针戳穿管壳时，针刺药发火，点燃硼点火药、过渡药，经延期后点燃输出药（被测试点火药）。

当击针到达管壳端面时通过断一通靶记下时间t₁，测时仪光电二极管接收到输出点火药燃烧火焰产生的光信号时间记为t₂，则延期时间为t₂-t₁。

2输出药热感度对延期时间的影响

选用耐水点火药、锆铝点火药、硼点火药三种药剂作为输出药。耐水点火药主要成分为锆粉和红色氧化铅其配比为24%：76%，外加1%硝化棉胶进行造粒，采用晒混造粒。锆铝点火药成份为锆铝粉和铬酸钡其配比为30%：70%，采用化学沉积共沉淀法。硼点火药成分为硼和铬酸钡其配比为18%：82%，采用化学沉积共沉淀法，外加1%双基发射药造粒。

通过对三种点火药在相同条件进行加热试验，发现三种药剂发火时间为T_硼点火药>T_{锆铝点火药}>TT_{耐水点火药}，从而判断的热感度顺序为耐水点火药>锆铝点火药>硼点火药。

分别将50mg上述三种点火药各压装lO发针刺延期点火管，压药压力为80MPa。

按1.1中条件进行测时，测试结果见表1。

试验结果表明：

1）耐水点火药的延期时间最短，硼点火药的延期时间最长，即点火药热感度越高，延期时间越短。

2）在试验过程中发现部分产品延期药随着点火药发火瞬间从点火管口部喷洒出来，如图2所示。其原因是在钨延期药燃烧层到达A处时，燃烧产生的热量通过管壁、钨药预热反应区热传导给点火药，铝管壁热传导的速度大于钨延期药燃速和药剂的热传导速度，造成点火药的温度达到燃点提前发火。各点火药发生该现象的统计情况如表2所示。

3）点火药的热感度越低，越有利于延期时间的控制。

3边界条件对延期时间的影响

为验证边界条件对延期的影响，将延期点火管放入内径为φ3.7mm，外径为φ5mm铝管套内进行测时，如图3所示，测试结果如表3所示。

试验结果表明，点火管延期时间均变长，同时也没有出现点火药被提前点燃的现象，说明钨延期药燃烧层的热量通过铝管壳传导给铝套管，降低输出药由于管壁热传导温度上升到燃点的速度，减小了输出药热感度对延期时间的影响。

4结论

在尺寸约束及其它设计完成的条件下，设计小尺寸秒级延期火工品时，可以得出以下结论：

1）选用输出药的热感度越低，越有利于延期时间的控制。

2）实际使用环境会对延期时间产生影响，设计试验工装时考虑产品的实际使用环境，以确保测试结果的真实性。