试析钝感爆炸元件技术

何方远

摘 要：本文针对钝感爆炸元件技术，结合理论实践，先分析了钝感炸药的概念，接着论述了钝感炸药的研制和应用，并提出目前钝感爆炸元件技术存在的问题和解决对策，最后探讨了此项技术的发展趋势。

关键词：钝感炸药;爆炸元件;起爆可靠性;激光点火技术

1 钝感炸药的概念

炸药件是目前全球范围内军事武器的主要组成部分，也是各国家武器安全的薄弱环节，一旦炸药件因为意外发生爆炸，会造成严重的损失和污染。尤其是核污染发生意外爆炸，造成的后果极其严重。武器本质安全性的需求，促使很多国家提出了在武器中应用钝感爆炸元件技术。最开始由美国国会军事委员会在1978年提出，此后得到了飞速发展。美国能源部炸药安全委员会对钝感炸药的定义为：虽然在整体上可以爆轰，但在非正常条件下，发生意外爆炸的概率几乎为零，此后美国又陆续提出了11项钝感炸药鉴定试验方法及相关的判断依据，也是目前学术界主要讨论的热点。

我国在《爆轰术语》对钝感炸药的定义为，需要通过强烈的外界刺激，才能引起爆轰的猛烈炸药。感度需要经过相关规范和标准的检测，达到钝感规定的要求。虽然我国也建立了钝感炸药的鉴定方法，但还不够完善，目前正在完善、发展及推广中。

2 钝感炸药的研制和应用

钝感炸药是武器化爆破的主要安全保障，保证各项军事武器，尤其是核武器的安全性，因此，钝感炸药的检测标准非常严格。最开始钝感炸药通过TATB为基础，配方为PBX9502和LX-17，此种钝感炸药研制方法，虽然具有良好的安全性能，但爆轰能量比较低，难以满足现代化军事武器的需求[1]。為进一步提升武器的综合性能，很多国家花费大量资金和人力物力，寻求能量更高的钝感炸药，但研究效果甚微。尤其是美国一直处于钝感炸药研究的领先水平，比如：美国研制的SHEE钝感炸药和HERS高能降感炸药，长期以来一直都是全球最先进、新能最优异的钝感炸药，主要是RX-26系统炸药配方，主要成分是TATB/HMX粘结剂。近年来，全球各国炸药研究人员致力于LLM-105为基的钝感炸药配方，已达到相关检测标准的要求。

3 钝感爆炸元件技术存在问题

传统爆炸元件技术在应用过程中，受到自身感度较大的影响，受到外界环境及条件的变化容易引起意外爆炸，从而造成严重的安全事故。而钝感爆炸元件技术在研究初期，研究的主要方向是如何减低炸药的感度，用钝感药剂来代替传统的炸药。但如果保证炸药的装药量不发生变化，在炸药中加入钝感剂之后，其自身的感度也会随之降低，致使钝感爆炸元件中装药临界的起爆压力大幅度提升，在起爆过程中，传统的起爆方式已经无法满足要求。而在引信的传爆序列中，传爆药是整个钝感爆炸元件系统的最后一级输出单元，保证传爆药在传爆中具有良好的可靠性决定了钝感爆炸元件的性能。因此，在起爆时，必须采取更加先进的起爆增强技术，才能有效解决，钝感爆炸元件无法安全、可靠起爆的问题。

4 提升起爆可靠性的技术措施

4.1 合理应用激光点火技术

激光具体很高的能量，可满足各种材料热处理的要求，也可以引发高能化学反应。激光主要是通过脉冲的形式传播，可沿着不受电效应影响和具有化学稳定性的路径进行传递[2]。相比于传统点火起爆技术，激光点火技术主要是通过激光形成的巨大能量来引爆钝感炸药。而且可有效降低电磁造成的干扰，提升现代化武器的安全性。美国最开始应用此项技术来起爆钝感炸药，主要机理是将激光直接照射到吸收离散波长的含能材料之上，通过激光能量汇集的效应起爆炸药。具体原理图如图1所示：

相比与传统的去点火起爆方式，激光点火具有更高的可操作性，为达到钝感炸药能量阀值的要求，在应用激光点火技术时，需要将高功率脉冲激光耦合到光纤中，提升激光传播效率，保证钝感爆炸元件起爆的可靠性。

4.2 加强飞片起爆技术的应用力度

相比于激光点火技术，飞片起爆技术更加新颖，起爆的机理为先进的“热点”起爆。通过起爆装置来释放出高电能，作用在爆炸箔之上，促使爆炸箔快速汽化形成大量等离子体和超高的压力，此压力和直接作用在飞片之上，促使飞片高速撞击钝感炸药药柱来完成起爆。将飞片起爆技术和激光点火技术相互结合，可形成激光驱动飞片高速撞击钝感炸药起爆技术，此项技术发明和应用，有效改变传统钝感爆炸元件的工作方式，大幅度降低钝感爆炸元件的感度，保证起爆的安全性和可靠性[3]。冲击片雷管也是一种常用的电驱动飞片雷管，是飞片起爆技术发展到一定程度的主要产物，采用钝感较大的起爆炸药，来取代传统敏感火炸药，即便受到外界条件的刺激，也可以避免发生意外起火。飞片起爆技术也是美国最开始应用钝感爆炸元件起爆技术， 经过多年的发展，美国已经拥有比较成熟的冲击片雷管，并实现了批量生产，被广泛应用在美国自主研制的陶-28反坦克导弹、爱国者导弹等现代化武器起爆中。

4.3 多点起爆技术的应用

随着钝感爆炸元件技术的不断发展，对爆炸序列的传爆药柱有更高的要求，需要满足高可靠性起爆钝感主装药的要求。多点起爆技术的出现有效解决了这一问题，但目前应用范围有限，主要原因体现在两个方面，其一是在多点同步起爆的误差是客观存在的，很难从根本上得到规避，同步起爆误差对爆轰波有较大影响，从而降低起爆输出威力。其二是多点起爆技术起爆数目比较多，在具体应用中，难以保证起爆的安全性和可靠性[4]。目前很多国家正在积极研究EISD的多点同步列阵起爆技术。如果可以研究成功，在起爆时，就可以实现多个爆轰波的相互对撞，促使碰撞点位置的超压峰值达到正常值的2倍以上，实现不敏感炸药的可靠起爆。

5 钝感爆炸元件技术的发展趋势

在科学技术不断发展的背景下，很多高精尖技术被广泛应用在钝感爆炸元件中。高精尖技术具有很高的自动化、智能化、智慧化、集成化等特性。新型钝感爆炸元件是未来爆炸元件的主要发展方向，采用了很多高精尖技术，结构组成更加复杂，对使用的综合素质、专业技术提出更高的要求。新型钝感爆炸元件体积通常比较大，但所出的空间有效，难以满足现代化武器微型化的要求，不利于长距离运输和长时间存储，大大限制了钝感爆炸元件技术的发展步伐。随着现代化军事武器向着微型化方向的不断发展，微机点系统被广泛应用在钝感爆炸元件技术中，大大降低了钝感爆炸元件的尺寸，节约了所占空间，也是未来钝感爆炸元件技术发展的主要趋势。

综上所述，本文结合理论实践，分析了钝感爆炸元件技术，分析结果表明，钝感炸药是目前全球军事武器发展的主要趋势，对钝感爆炸元件技术也就提出了更高的要求。传统爆炸元件已经无法满足新型钝感炸药的要求。目前我国对钝感爆炸元件技术的研究主要集中在装药上，对钝感炸药起爆可靠性技术研究深度和广度不足。从目前发展现状来看，保证钝感爆炸元件之间的可靠传爆和可靠装药，将会是今后钝感爆炸元件技术研究的主要方向。

参考文献：

[1]李天宇，王雨时，闻泉，等.钝感爆炸元件技术发展综述[J].四川兵工学报，2019，40（7）：76-84.

[2]崔子祥，甘俊珍，范杰，等.Zr（BHT）2高能钝感燃烧催化剂的合成及热分解行为[J].火炸药学报，2018，198（02）：67-74.

[3]裴红波，黄文斌，覃锦程，等.基于多普勒测速技术的JB-9014炸药反应区结构研究[J].爆炸与冲击，2018，38（3）：485-490.

[4]张琪敏，张旭，赵康，等.TATB基钝感炸药JB-9014的冲击起爆反应增长规律[J].爆炸与冲击，2019，39（4）：44-49.