發(fā)展
自第二次世界大戰(zhàn)至今,隨著彈藥技術(shù)的進步,國內(nèi)外先后研究和發(fā)展了數(shù)十種傳爆藥及其制造下藝,包括單質(zhì)猛炸藥和混合猛炸藥。
1、單質(zhì)炸藥
早期曾用單質(zhì)猛炸藥做傳爆藥,其中應(yīng)用較多的品種有特屈兒、黑索今和太安。第二次世界大戰(zhàn)期間,特屈兒是美國大部分彈藥中裝填導(dǎo)爆管和傳爆管的標(biāo)準(zhǔn)傳爆藥,具有感度適當(dāng)、爆轟穩(wěn)定、安全性較好、裝藥成型性良好的特點。直到1977年,特屈兒也一直是美國三軍最重要的傳爆藥,但是,特屈兒毒性較大,環(huán)境污染嚴(yán)重,陸續(xù)被世界各國淘汰;
二戰(zhàn)結(jié)束后,人們便尋找特屈兒的替代品。太安和鈍化太安的沖擊波感度高、傳爆可靠,但其安全性差。美國在20世紀(jì)80年代頒布的火工品手冊中,共列H,1 312種導(dǎo)爆和傳爆裝置,沒有一種使用太安和鈍化太安(不論是否有隔爆裝置)。1970年頒布的美軍標(biāo)MII,一STD-1316A中,共列出了5種可供選用的許用傳爆藥,它們是:特屈兒及其藥柱、HNS(I型或Ⅱ型)、DIPAM(耐熱傳爆藥)、CH -6(RDX為基的黏結(jié)炸藥)。HNS和DIPAM有良好的耐熱性,價格昂貴,曾用于裝填耐熱的導(dǎo)爆和傳爆元件。
2、RDX及其黏結(jié)炸藥
二次世界大戰(zhàn)末期,RDX的廣泛使用使其牛產(chǎn)能力迅速擴大。在進行引信導(dǎo)爆藥、傳爆藥研究丁作較早的美國,其小口徑引信如M505 A3、XM757、M758等,也曾經(jīng)采用RDX或HMX作為傳爆藥(西歐各國也用),但HMX感度較高、價格昂貴,同普通RDX 一樣,那時美國不允許用HMX作為直接接觸主裝藥的傳爆藥,如果要用,則必須采取隔爆措施。后來人們發(fā)現(xiàn):RDX的性能與特屈兒相當(dāng)、穩(wěn)定性好、毒性小,且價格低廉、容易制造,作為導(dǎo)、傳爆藥更有效。因此,美國開展了以RDX或以RDX為基的混合炸藥取代特屈兒的研究。直到1977年,美國三軍統(tǒng)一了規(guī)定:用RDX作為傳爆藥,必須有隔爆裝置。
對于RDX用作傳爆藥的研究,主要研究方向是:降低RDX的感度,并改善其成型性、:但以含石蠟的鈍感RDX作為傳爆藥的應(yīng)用效果并不十分理想。雖然原料來源廣泛、成本低廉、安定性較好,但是工藝性能不好:藥柱易裂紋、強度低;蠟類熔點低,造成傳爆藥的耐熱性差。其中,含蠟量多的配方?jīng)_擊波感度低、機械感度低、安全性好,適用作為主裝藥,很少用作傳爆藥,尤其不適宜用作小直徑的導(dǎo)爆藥;蠟含量少的配方,其機械和沖擊波感度較高,一般應(yīng)裝在導(dǎo)爆或傳爆管殼內(nèi)使用。
后期的研究發(fā)現(xiàn):某些以RDX為基的塑料黏結(jié)炸藥具有良好的綜合性能,可以作為傳爆藥使用,取代特屈兒。例如,以RDX為基的塑料黏結(jié)炸藥PBX - 9407,在20址紀(jì)60年代初期就被美國原子能委員會(后稱能源部)作為傳爆藥;1991年,美國能源部批準(zhǔn)PBX-9407作為標(biāo)準(zhǔn)傳爆藥,可用于美國三軍的各種彈藥的導(dǎo)爆藥柱和傳爆藥柱。
3.熔注炸藥和撓性炸藥
二戰(zhàn)前后,有些國家還曾采用熔注炸藥作傳爆藥,應(yīng)用較多的品種有Penmlite( 50%PETN +50% TNT)、cyelotoI和B炸藥,如美軍MIAI炸彈的傳爆管用3磅B炸藥作傳爆藥,,但這類混合藥劑機械性能差、強度低、脆性大、沖擊波感度不高,在軍事上如今已很少用作傳爆藥、在工業(yè)爆破中,人們有時用這類炸藥作為銨油炸藥等不敏感工業(yè)炸藥的傳爆藥(也稱中繼起爆藥柱)。
20 世紀(jì)六七十年代后,還發(fā)展了撓性炸藥,可以制成片、板、條、索、棒、管和繩等形狀,可以折疊和彎曲,適用性良好—這類炸藥存民用上可用于擴爆管、導(dǎo)爆索和金屬加下;在軍事上可用作爆炸連接線和爆炸邏輯網(wǎng)絡(luò)。
作用
在各類武器彈藥系統(tǒng)的引信和火丁品的爆炸序列中,傳爆藥起著承上啟下、承前啟后的能量傳遞和放大作用:它要把引信或雷管傳來的爆轟能量放大,并傳遞給主裝藥,使主裝藥可靠爆轟,實現(xiàn)彈藥系統(tǒng)的預(yù)定功能。
這就要求傳爆藥本身既能夠在雷管的爆轟沖能的作用下可靠被起爆,又能可靠地起爆主裝藥。亦即,傳爆藥在傳爆序列中具有雙重作用:x寸起爆雷管來說,它是被發(fā)裝藥,須依靠雷管才能起爆,即作為受主藥;因此,要求傳爆藥的感度適中,以兼顧起爆可靠性和安全性;而對主裝藥來說,傳爆藥又是主發(fā)裝藥,即作為施主藥,要求傳爆藥的爆轟速度要高,以提高其單位質(zhì)量的起爆能力,才能可靠起爆主裝藥。
按作用功能不同,傳爆藥可分為:導(dǎo)爆藥(或稱導(dǎo)引傳爆藥、導(dǎo)引藥)、擴爆藥、繼爆藥、傳爆藥等。在實際使用中,人們一般將傳爆藥壓裝在殼體內(nèi),制成導(dǎo)爆管、傳爆管、擴爆管(擴爆元件)及爆炸邏輯網(wǎng)絡(luò)等爆炸元件,用于裝配彈藥引信;有時,傳爆藥也被壓成藥柱,直接與引信體或彈體裝配,此時稱為傳爆藥柱(導(dǎo)爆藥柱)等。導(dǎo)爆管(導(dǎo)爆藥柱)、傳爆藥柱或傳爆管多是僅裝壓有猛炸藥的圓柱形火丁品(都是用猛炸藥壓制成的爆炸元件),其作用是放大和傳遞爆轟能量。
“雷管一導(dǎo)爆管一傳爆管”是分級傳爆、逐級擴大爆轟的過程。,在隔爆式傳爆序列中,“雷管一導(dǎo)爆管(或傳爆管)”是獨立的隔爆機構(gòu)。該機構(gòu)以及保險裝置,保證了引信在發(fā)射過程巾的膛內(nèi)安全性和炮口安全距離;當(dāng)引信解除保險后、處在發(fā)火狀態(tài)時,該隔爆機構(gòu)又要保證引信中的爆轟傳遞和發(fā)火的可靠性、一般地,在保險型引信中有隔板的情況下,要用導(dǎo)爆藥。如果平時既能安全地隔離雷管、解除隔離后雷管也能可靠并完全地起爆時,可以不設(shè)置導(dǎo)爆藥,例如,小口徑炮彈彈體裝藥量少,一般用壓裝法裝填,容易起爆,可以不用導(dǎo)爆藥。而大多數(shù)中、大口徑炮彈的彈體內(nèi)裝藥量多,而且多用鑄裝法和螺旋壓裝法裝填,裝填密度大,不易起爆,這時,單靠雷管的起爆能力就不能可靠起爆傳爆藥,需要由導(dǎo)爆藥把起爆雷管的爆轟能量擴大,并傳遞給傳爆藥,最終起爆主裝藥。
要求
目前,傳爆序列中,多數(shù)引信的導(dǎo)爆管裝藥和傳爆管裝藥都采用同一種炸藥。二者僅是尺寸不同而已,也可以概括地將導(dǎo)爆藥、傳爆藥統(tǒng)稱為傳爆藥。對導(dǎo)爆藥(導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆藥柱)和傳爆藥(傳爆管、傳爆藥柱)的基本要求大致相同:具有足夠的安全性、適當(dāng)?shù)母卸?、足夠的輸出能量和機械強度,長期儲存性能穩(wěn)定等。一般要求如下:
1.足夠的安全性
傳爆藥應(yīng)具有足夠的安全性、良好的安定性和相容性,對熱、撞擊、摩擦、火焰、靜電放電以及各種輻射等能量的感度較低,以便于勤務(wù)處理,保證生產(chǎn)加工、運輸和使用安全;并要求其對沖擊波和爆轟波的感度較高,以保證較易起爆,且作用確實可靠。
2.適當(dāng)?shù)母卸?/p>
傳爆藥應(yīng)具備適當(dāng)?shù)母卸?,能被起爆元件可靠起爆。其臨界直徑應(yīng)較小,傳爆性能較好,以保證爆轟完全且有足夠的爆轟能量輸出、,
傳爆藥的感度是傳爆序列選擇傳爆藥的主要指標(biāo)之一。首先,出于安全性考慮,長期以來引信傳爆序列的“錯位”保險要求已成為引信設(shè)汁安全性準(zhǔn)則之一:與此相應(yīng)的是:對“錯位”保險以下的導(dǎo)爆藥和傳爆藥的感度作出限定,以保證在隔離狀態(tài)時發(fā)射和使用彈藥的安全,否則,傳爆序列的隔爆設(shè)計就毫無意義。
其次,藥劑感度的要求來源于傳爆可靠性的考慮。一般來說,傳爆藥柱是引信傳爆序列的結(jié)束部分;傳爆藥是沖擊波感度較高的猛炸藥,其沖擊波感度應(yīng)高于相應(yīng)的主裝藥;或其起爆感度高于主裝藥而低于導(dǎo)爆藥或雷管,可南一個或幾個導(dǎo)爆管(導(dǎo)爆藥柱)或雷管起爆-即傳爆藥(包括導(dǎo)爆管、傳爆管、擴爆管)的起爆感度介于起爆藥和主裝藥之間,傳爆管(或傳爆藥柱、擴爆管)的起爆感度應(yīng)低于導(dǎo)爆管或雷管,但高于主裝藥。
3.良好的做功性能和足夠的威力
傳爆藥應(yīng)具備足夠的起爆能力,要能夠可靠地引爆后續(xù)裝藥,如戰(zhàn)斗部主裝藥,:通常以威力和猛度衡量其做功性能。威力即做功的能力,取決于炸藥的爆熱、爆容、爆速和密度等參數(shù);猛度取決于炸藥的爆速、爆轟壓以及裝藥密度等參數(shù)。
影響傳爆藥起爆能力的因素主要包括傳爆藥的種類、爆速、裝藥密度(粒度)、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、位置以及外殼強度等。傳爆管的裝藥量比爆炸序列中的其他爆炸元件都要多;傳爆藥的爆速應(yīng)大于主裝藥的臨界爆速,以保證確實可靠地起爆主裝藥。
4.裝藥加工性能好,適用于壓裝、鑄裝工藝
成型后的傳爆藥柱還應(yīng)具有足夠的機械強度和長儲穩(wěn)定性,經(jīng)過長期儲存而不變化;適應(yīng)勤務(wù)處理及運輸、儲存、使用過程中的環(huán)境要求;在彈藥發(fā)射過程的振動作用下也不發(fā)生損壞和變化。
5.原料來源要廣泛、制造工藝簡單、價格低廉、三廢少
同時具備上述性能的單質(zhì)猛炸藥很少。實踐中,用作火丁品中傳爆藥的單質(zhì)猛炸藥并不多,一般以爆炸性能優(yōu)良的單質(zhì)猛炸藥為主體,采用軍用混合炸藥技術(shù),加入高分子黏結(jié)劑等組成混合猛炸藥-例如,高聚物黏結(jié)炸藥,常用于制造火下品和彈藥引信或起爆裝置中的傳爆藥(柱)。為滿足航空航天和深井石油開采需要,耐熱火下品中還應(yīng)裝填耐熱猛炸藥。
隨著武器系統(tǒng)的發(fā)展和戰(zhàn)爭環(huán)境的惡化,不僅要求傳爆藥的性能滿足使用要求,而且需要提高彈藥的安全可靠性和戰(zhàn)場生存能力。20世紀(jì)80年代后期以來的彈藥發(fā)展的新趨勢是:使用鈍感炸藥裝配鈍感彈藥。隨著鈍感彈藥的發(fā)展,近年來還發(fā)展了一些新型的鈍感炸藥和起爆炸藥等。為了使傳爆序列不致影響鈍感彈藥的安全性,必然要求鈍感的傳爆藥和鈍感的起爆系統(tǒng)-例如,沖擊片雷管的直列式(in-line)爆炸序列。
6.傳爆藥必須經(jīng)過鑒定
我國規(guī)定,傳爆藥必須通過國家軍用標(biāo)準(zhǔn)CJB 2178《傳爆藥安全性試驗方法》所規(guī)定的安全性試驗,才能作為許用傳爆藥。