大型废旧鱼雷的销毁方法研究与应用

彭小芬，黄寅生，王志强

(1.中国人民公安大学治安学院，北京 100038；2.南京理工大学化工学院，南京 210094)

废旧弹药主要是指在战争时期交战双方遗弃丢失的或在和平时期军事训练、演习、检测、化验以及武器装备研制、生产过程中遗留下来的弹药[1]。废旧弹药的销毁处置方式[2-3]有:爆炸法、燃烧法、水溶解法、拆除法等。张凯等[4]采用爆炸法销毁了400 kg TNT当量的废旧炮弹；蒋跃飞等[5-6]采用裸露药包诱爆销毁法销毁废旧炮弹，取得了较好的销毁效果；朱绍武等[7]提出炸药爆破弹壳和诱爆炸药主要决定于炸药的爆破压力。炸药的破坏能力随爆破压力的增大而增大。商健等[8]提出用线性切割法销毁口径较大炮弹。郑军强[9]采用聚能装药和多点同步起爆，利用爆轰波对撞原理和聚能效应实现废旧弹药的可靠销毁。

各种废旧弹药由于品种复杂、锈蚀和变形严重、安全装置失效，再加上遗留时间长、性能不稳定，处置过程危险性大。本文重点介绍一枚在黄海打捞的某大型鱼雷销毁工作全过程，以期为此类弹药安全销毁提供参考。

1 销毁废旧弹药的方案

1.1 销毁方案的选择

待销毁的弹药为渔民在2019年初在黄海海域打捞出的1枚鱼雷(尺寸约为长4 000 mm，直径500 mm)，如图1所示。从现场拍摄的鱼雷照片观察，弹体锈蚀严重，鱼雷尾翼已被打捞渔民拆解，内部装药不明，猜测为甲午战争时期遗留下来的弹药。经查，此鱼雷应为直径533 mm的大型鱼雷，一般装药量为200～500 kg[10]，战斗部参数可参考美国Mk48大型鱼雷，考虑到起爆炸药以及适当安全系数，下文所涉及到的待销毁TNT当量均选用500 kg。由于鱼雷装药量较大，且外壳完整，燃烧法、水溶解法处理不了；而拆除法危险性大，并且处理不彻底；相比之下，采用爆炸法安全、高效[11]，比较实用，同时考虑所销毁鱼雷装药量较大，不宜采用地表裸露爆破，应在松散性较好的沙土部位用人工或机械开挖2.5 m左右深度的凹坑[12]。

图1 黄海打捞的某大型鱼雷Fig.1 Large-scale torpedo salvaged from the Yellow Sea

1.2 安全性设计

爆破法具有很大的危险性和破坏力，为了避免事故发生，保证预期效果，有必要用科学的方法对爆破作业进行安全性设计。

1.2.1 爆炸冲击波

按照鱼雷500 kg TNT当量计算冲击波超压，爆炸空气冲击波安全允许距离[13]：

(1)

式中：p为冲击波超压，Pa；R为冲击波安全距离，m；Q为爆炸的TNT当量，kg，计算结果如表1所示。

表1 冲击波超压计算Table 1 Calculation of shock wave overpressure

式(1)计算结果是按照地面爆炸产生的冲击波，如果深埋地下爆破，爆炸冲击波应该更小。根据资料[14]，冲击波对一般建筑物和人员中等伤害的冲击波超压为0.29×105Pa。计算结果在500 m以外的冲击波超压为0.019×105Pa，远远小于中等伤害超压值，因此爆炸冲击波的伤害在500 m以外是安全可控的。

1.2.2 爆炸地震波

爆炸振动对地面建筑和设施可能造成直接和间接伤害，国家爆破安全规程对防振安全距离是按照振速控制的[15]，其计算公式为

Rz=(K/v)1/α·Q1/3

(2)

式中：Rz为爆炸地震安全距离，m；v为地震安全振速，cm/s；K、α为地震波传播介质常数。计算结果如表2所示。

表2 爆破振动安全距离计算Table 2 Calculation of blasting vibration safety distance

由上述计算可知，按照最大当量500 kg计算，对于本次销毁所选用的场地距民用一般建筑物、工业和商用建筑物、运行中的电力系统都远超爆破允许振动安全距离以外，现场实际距离如图2所示，因此爆破振动的危害可控。

图2 爆破环境Fig.2 Blasting surroundings

1.2.3 爆炸飞散物

飞散物包括破片，飞石和爆炸物残渣等，单个大型弹药在地表爆炸时，破片距离可达500～1 500 m。采用深坑加覆盖措施，爆破飞散物的集中抛散距离在150 m左右，少数达200 m左右，不超过300 m。此次鱼雷销毁采用深埋加填埋的措施，飞散物在300 m内是安全可控。

综合考虑冲击波安全距离、保证地震安全距离和飞散物安全距离，选择500 m作为废旧弹药爆破销毁时的危险作业区域半径是可行的。

1.3 引爆用药量

采用爆炸法诱爆鱼雷的外用药量[16]如表3所示，诱爆炸药选用乳化炸药(TNT当量值为0.76)。

表3 引爆用药量(TNT当量)Table 3 Detonation charge (TNT equivalent)

以美国Mk48大型鱼雷(重量1 582 kg)为例，考虑鱼雷的构造、性能及所处的状态难以判定，所需的引爆药量增加1倍，最终确定乳化炸药TNT当量为48 kg，鱼雷的弹头部和引信处上边和左右两侧各捆绑诱爆药包，每个诱爆药包4 kg，共12个药包。

2 废旧弹药销毁准备过程

2.1 销毁场地的准备

销毁废旧弹药和爆炸物品时，要选择专门场地。本此销毁场地选择在一处开阔、空旷的海带晒场内。北900 m处为公路，南1 800 m处为村庄(500 m处有高压线)，东南600 m处有风力发电，西南850 m处为办公楼，具体如图2所示。开挖炸坑在销毁场地中心椭圆位置，选择土层厚实且无碎石掺杂的地点，采用挖掘机挖掘炸坑，炸坑深度2.5 m左右，底部宽1.5 m，长5 m，口部长宽尺寸以刚好方便作业为宜(见图3)。

图3 炸坑开挖Fig.3 Blast crater excavation

2.2 装车和运输

该枚鱼雷由于体型巨大，需要特殊车辆进行装运。综合测量考察后，决定使用卡车进行运输，并在全车布置安全警示标志，提示道路车辆保持车距。鱼雷装车过程必须小心谨慎，委托专业技术人员操作，公安局全程监督。装车前，采用吊装钢筋笼进行包装，防止弹头碰撞、断裂或意外跌落，且便于吊装装车，吊装过程如图4所示；运输车辆的车厢内铺置30 cm厚的沙层，将鱼雷半埋入细沙中防止滚动；因鱼雷较长、不能横向放置，纵向放置时，鱼雷引信部位不得直接顶在车厢上，引信朝向汽车的尾部。装卸过程严禁磕碰、滚动或倒置，尤其在引信部位，要保证其绝对不与其他物体碰撞。引爆鱼雷的炸药、雷管不允许与鱼雷弹药同车运输，另行单独发车。全程车速控制在25 km/h以下，车辆之间保持足够的车距,押运和护送人员单独备车。

图4 待销毁的鱼雷装车Fig.4 Loading of torpedoes to be destroyed

2.3 装药和连线

安全警戒范围分为爆炸物装坑警戒和爆破现场周边警戒。爆炸物装坑警戒范围以销毁点为中心，半径不小于50 m；爆破现场警戒范围以销毁点为中心，半径不少于500 m。由技术人员挖好炸坑后，将鱼雷水平放置于坑底，采用非电起爆网路，用2发同段别的导爆管雷管起爆，如图5所示。

图5 装药和起爆Fig.5 Explosives charge and detonation

为了增加鱼雷引爆的可靠性，诱爆的12个药包同时起爆。每个药包采用2发雷管起爆，全部起爆导爆管梳分成2束，分别用2发雷管反向起爆，再用导爆管与四通联接起爆点。

弹药安装完毕后，进行填埋作业，为控制鱼雷爆炸后飞片的飞散距离，在鱼雷的上部覆盖2层棉被，炸坑用松软的沙土，尽量密实，并堆高土层，直至形成小土丘。爆破准备活动就绪后，对附近路段进行临时管制封锁，以防止爆破现场无关人员及车辆靠近。

3 销毁结果与分析

起爆后，诱爆药包引爆鱼雷，爆炸瞬间形成了十几米高抛洒物，如图6所示。炸坑直径15 m，可见漏斗深度2 m。离爆点600 m处的测振系统没有达到启动阈值。飞散物在爆坑周边300 m以内，爆破效果良好，危害效益得到有效控制。起爆后15 min，专业技术人员再次进入销毁场地进行安全检查，开挖炸坑，检查是否还有未完全销毁的爆炸物，爆炸残骸如图6c所示，鱼雷已经完全起爆，为了安全起见，对收集的爆炸破片继续进行过火销爆处理。

图6 销毁Fig.6 Destruction

4 结语

1)本文采用爆炸法对某大型鱼雷实施销毁作业，经计算，500 m范围作为此大型废旧鱼雷销毁作业半径安全可靠，且销爆效果良好。

2)提出了一套完整、规范的大型鱼雷销毁方案，为大型废旧炮弹的规范化和安全性销毁提供了一种切实可行的操作方法和实施方案，具有很好的参考意义。