火工品第六章炮彈雷管

第六章炮彈雷管國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.1概述炮彈雷管按其激發(fā)沖能的形式來分，可分為下列幾種：國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology(1)火焰雷管－由引信火帽、延期藥、擴(kuò)焰藥等的火焰引爆；(2)針刺雷管－由擊針刺擊而引爆；(3)電雷管－由不同形式的電能而引爆；(4)化學(xué)雷管－由化學(xué)藥劑的反應(yīng)來引起雷管的爆炸；(5)碰炸雷管－由碰擊的力量使雷管起爆。激光雷管及其它形式的雷管。本章只討論一般引信使用的火焰雷管和針刺雷管。6.2對炮彈雷管的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求

1.足夠的起爆能力

雷管的起爆能力對具體的彈藥有不同的要求，應(yīng)該保證被引爆的炸藥能達(dá)到正常爆轟。2.合適的感度

雷管的感度要適當(dāng)，一方面要保證作用的確實(shí)性而不得在規(guī)定的輸入能量時瞎火，另一方面還要保證使用時的安全。3.發(fā)射時和彈碰擊障礙物時對震動的安全性國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology彈丸的直線加速度對引信中的火工元件將產(chǎn)生直線加速度慣性力，其大小為：

式中：P－膛壓/PaQ－彈重/kgD－彈徑/mW－火工品重/kg對一定彈丸和火炮來說，直線加速度所產(chǎn)生的慣性力只與火藥氣體的壓力有關(guān)，膛壓最大時慣性力為最大。為了計(jì)算彈丸直線加速度所產(chǎn)生慣性力的最大值，需用到所謂的直線解除保險(xiǎn)系數(shù)k1，決定單位重量零件在發(fā)射時所產(chǎn)生的最大慣性力。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology直線解除保險(xiǎn)系數(shù)對一定火炮、彈丸、裝藥來說是個常數(shù)，可用來計(jì)算引信中雷管在發(fā)射時所產(chǎn)生的最大慣性力：

k1為一定值4.運(yùn)輸和勤務(wù)處理中的安全性5.長期貯存的安定性

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.3炮彈雷管的結(jié)構(gòu)和命名

引信雷管的命名均以漢語拼音的第一個字母來表示，L表示雷管，Z表示針刺，H表示火焰，所以LH表示火焰雷管，LZ表示針刺雷管，其后面的數(shù)字表示順序號。例如LH－3叫做？，LZ－1叫做？。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.4雷管爆炸過程和輸出特性的分析爆燃-爆炸-爆轟國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.4.2雷管起爆能力分析雷管的輸出能量有三種形式，即雷管爆炸后生成的爆炸產(chǎn)物，雷管產(chǎn)生的破片和在介質(zhì)中傳播的沖擊波。其中以沖擊波和破片為主，在直接接觸時以沖擊波為主，在有一定空隙時以破片為主，而爆炸生成物在雷管和炸藥直接接觸時與沖擊波結(jié)合共同起作用，在遠(yuǎn)距離時的作用遠(yuǎn)不如另外兩個因素。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology爆炸產(chǎn)物：

PH=ρ0D2/4ρ0=1.6g·cm-3，D=7000m·s-1，則計(jì)算的結(jié)果近似為9.81GPa。產(chǎn)物膨脹時，壓力隨密度的負(fù)三次方變化，而密度隨膨脹距離迅速減小，P∝r0-9，若產(chǎn)物膨脹到雷管直徑大小時，壓力就下降到原來的1/500，（19.6MPa）國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology沖擊波：雷管爆炸—爆轟波作用于底殼—沖擊波，沖擊波隨距離迅速下降，所以作用距離也不大。破片:速度先隨距離增加而增加，一定距離后又下降，因此在一定距離內(nèi)是起爆的主要力量。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.5炮彈雷管的設(shè)計(jì)步驟：分析雷管的用途和使用條件，明確雷管的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求-設(shè)計(jì)依據(jù)分析結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，并參考已定型雷管的結(jié)構(gòu)，確定雷管的結(jié)構(gòu)參數(shù)-初步方案設(shè)計(jì)根據(jù)初步方案進(jìn)行試驗(yàn)研究修正試驗(yàn)，并經(jīng)大量試驗(yàn)提高可靠性，直至所有指標(biāo)都符合要求，完成雷管的設(shè)計(jì)。包括藥劑設(shè)計(jì)、管殼和加強(qiáng)帽設(shè)計(jì)國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.5.1雷管裝藥設(shè)計(jì)和選擇1.被發(fā)裝藥的設(shè)計(jì)

（1）炸藥性質(zhì)的影響雷管起爆能力

炸藥的威力

爆速

臨界直徑和極限直徑用途：起爆炸藥使用條件：被原發(fā)裝藥引爆原則：保證起爆能力再調(diào)整感度國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology影響炸藥的臨界直徑和極限直徑的因素有：a.炸藥的晶體尺寸晶體尺寸越小，臨界直徑和極限直徑也越小國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnologyb.裝藥密度。臨界直徑和極限直徑隨密度增大而大大減小，而且它們之間的界限也減小。

梯恩梯臨界直徑與密度的關(guān)系1-0.2~0.7mm2-0.05~0.07mm國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnologyc.外殼有外殼時，臨界直徑和極限直徑要比無外殼時小，且外殼強(qiáng)度越大，臨界直徑和極限直徑就越小。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology炸藥穩(wěn)定爆轟的條件：1、直徑至少大于臨界直徑，一般應(yīng)大于極限直徑；2、高度應(yīng)大于爆速增長所需要的高度。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology（2）裝藥有效飛散量的影響

雷管起爆傳爆藥或爆炸裝藥有兩個必要條件：a.雷管被發(fā)裝藥的軸向爆速大于被起爆裝藥（傳爆藥或爆炸裝藥）的臨界爆速；b.雷管被發(fā)裝藥借助于其化學(xué)反應(yīng)中放出的能量，使其起爆沖擊波陣面保持必要的壓力。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology有效裝藥高度與藥柱長度的關(guān)系

有效深度所圍成的圓錐體的部分炸藥即為有效裝藥飛散量，圓錐體的高度即為有效深度Le國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology有效裝藥高度Le與藥柱直徑和α之間的關(guān)系為：理論上裝藥的徑向稀疏波平均速度約等于裝藥爆速D的二分之一，因此α可以由下式確定：因此，Le≈d國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology

雷管有效裝藥示意圖（1）(2)(3)國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology對于裝藥有外殼時，疏波不能自由入侵，或者要等殼體破裂后才入侵，所以Le>d。在雷管的起爆條件下，有經(jīng)驗(yàn)公式Le=4L/9，即有效裝藥長度Le隨雷管裝藥長度L的增大而增大。當(dāng)L=9d/4時，有效裝藥長度就趨于定值(即L雷管長度再增加，Le不變)。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology（3）裝藥起爆表面的影響

當(dāng)裝藥長度大于滿足爆速增長所需要的某一長度時，藥量增大時就只是增大了其直徑。雷管直徑增大就等于起爆層中化學(xué)反應(yīng)區(qū)有效深度的直徑增大，因而裝藥的有效飛散量增大，起爆能力也增大。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology以上說明了爆速、有效飛散量和起爆表面對起爆能力的影響:a.高度應(yīng)大于其炸藥爆速增長所需的高度；b.直徑應(yīng)大于其裝藥所需的極限直徑；c.在滿足a、b時，直徑增加，起爆能力就增大；d.在滿足a、b、c時，增大h/d，對軸向起爆來說有一限度即1.5。當(dāng)不僅利用軸向起爆，而且還利用徑向起爆時，h/d大，起爆能力就大。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology(4)被發(fā)裝藥所受壓力的影響

密度大，起爆能力大，但起爆感度小壓力的選擇要考慮以下幾點(diǎn)：a.兼顧考慮起爆能力與起爆感度；b.對雷管耐震動要求；c.工藝可行性。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology2.原發(fā)裝藥的設(shè)計(jì)用途：引爆被發(fā)裝藥使用條件：被外界適當(dāng)?shù)哪芰恳迹ㄒ?）藥劑性質(zhì)（2）藥量--極限藥量藥劑性質(zhì)產(chǎn)品純度壓藥壓力：被發(fā)裝藥原發(fā)裝藥晶形及結(jié)晶大小管殼加強(qiáng)帽等國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology（3）壓力火焰作用時一般密度小，火焰感度就大，容易點(diǎn)燃，可是承受發(fā)射時的震動的安全性差，使用不安全，或容易造成藥粒間相互摩擦，掉藥粉，引起事故。同時壓力過小，起爆能力降低，造成雷管的威力不足。針刺作用時原發(fā)裝藥壓力過大或過小都是不合適的。在一定范圍內(nèi)，壓力增大，其感度增大。但是，壓力過大，感度就會降低。一般合適的壓力范圍為107.9~127.5MPa。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology裝藥設(shè)計(jì)小結(jié)：確定被發(fā)裝藥的原則是在保證威力要求的前提下，起爆感度越大越好。落實(shí)在以下幾點(diǎn)：（1）藥劑種類。威力（爆速）應(yīng)大，對于起爆感度大的猛炸藥，應(yīng)考慮安全性問題。（2）藥量、形狀、尺寸。有一起碼的臨界藥量。在此基礎(chǔ)上增加藥量，軸向起爆時h/d≤1.5才有意義；如果也用徑向起爆能力，就不受h/d≤1.5的限制。（3）壓力。為了解決密度大時起爆能力大而起爆感度小的矛盾，雷管裝藥采用分層壓裝。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology確定原發(fā)裝藥的原則是在保證合適感度（火焰或針刺感度）的前提下威力越大越好。落實(shí)在以下幾點(diǎn)：（1）藥劑種類。使用氮化鉛加斯蒂酚酸鉛或氮化鉛加針刺藥。（2）藥量。藥劑種類一定后，藥量體現(xiàn)其一定的威力。應(yīng)參考極限裝藥量，而一般應(yīng)至少比極限裝藥量大25%~30%。（3）壓力。以合適的感度為依據(jù)，并考慮發(fā)射時對震動的安全性。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.5.2雷管殼和加強(qiáng)帽的設(shè)計(jì)與選擇1.雷管殼影響雷管性能的因素

（1）管殼的材料堅(jiān)固的雷管殼能縮短爆速增長期，因而提高雷管的起爆能力；反之，若材料不堅(jiān)固，會因管殼破裂而使稀疏波侵入，這樣就延長了爆速的增長期，可能造成雷管起爆不完全。（2）雷管殼的厚度雷管殼較厚時，爆速增長期短，雷管中原發(fā)裝藥起爆被發(fā)裝藥時所需的極限裝藥量就??；而雷管殼較薄時，會延長爆速的增長期，可能發(fā)生不完全爆轟，因而降低雷管的起爆能力。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology（3）管殼的形狀雷管殼的高度和之間能夠應(yīng)取一定的比例，使得裝藥一定時得到好的爆炸效果。2.加強(qiáng)帽影響雷管性能的因素

（1）加強(qiáng)帽的材料

（2）加強(qiáng)帽的長度國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology（3）加強(qiáng)帽的外徑（4）加強(qiáng)帽的孔徑

3.設(shè)計(jì)雷管時管殼和加強(qiáng)帽的確定

原則是：以藥劑為主，并把管殼和加強(qiáng)帽有利于雷管性質(zhì)的因素結(jié)合起來，最終落實(shí)于選材料和確定尺寸。選擇材料的依據(jù)是：a.不與藥劑起作用，相容性好；b.易于成型；c.有助于雷管的性能。雷管外廓的大小決定于引信中雷管室的大小。內(nèi)徑?jīng)Q定于被發(fā)裝藥的直徑，長度由原發(fā)裝藥和被發(fā)裝藥的長度決定。加強(qiáng)帽的外徑?jīng)Q定于雷管殼的內(nèi)徑，加強(qiáng)帽的孔徑、長度應(yīng)有利于雷管的性能，有利于雷管的感度，加強(qiáng)雷管的作用和耐發(fā)射時的震動。雷管殼厚能減少側(cè)向能量損失及提高發(fā)射時的耐震動性。加強(qiáng)帽應(yīng)從加強(qiáng)雷管的作用、耐發(fā)射時的震動及調(diào)整感度（針刺雷管）來考慮。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology1一管殼;2一裝藥加強(qiáng)帽;3一黑索今LZ-4BLZ-4CLZ-4D國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.6雷管裝配工藝介紹6.6.1生產(chǎn)工藝流程國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.6.2質(zhì)量分析這里討論幾個經(jīng)常發(fā)生的質(zhì)量問題：

瞎火、半爆、小孔、刮鋁和加強(qiáng)帽移動。1.瞎火：2.半爆：3.刮鋁：4.加強(qiáng)帽移動超過量：5.感度曲線不合格，這是指針刺雷管的針刺感度，所謂不合格即感度發(fā)生變化，這個原因很多，可以參考火帽一章中的感度部分。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology6.7雷管檢驗(yàn)炮彈引信雷管的例行檢驗(yàn)有以下幾項(xiàng)：即感度、起爆能力、運(yùn)輸震動安全、馬歇特?fù)翦N、貯存安定性。

針刺雷管試驗(yàn)用落錘儀1-導(dǎo)軌2-落錘3-擊針4-爆炸小室5-套筒6-通風(fēng)室國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology雷管起爆能力的試驗(yàn)方法有很多種，歸納起來可以分為直接法和間接法。直接法測起爆能力一般有三種：⑴用鉛板損失量和鈍感劑的百分?jǐn)?shù)來評定起爆能力

鉛板法實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1-雷管2-藥柱3-鉛板4-鋼板雷管起爆能力曲線示意圖國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology⑵銅柱壓縮法此法將藥柱爆炸的機(jī)械作用以猛度計(jì)上銅柱的壓縮量來表示。銅柱（直徑為8mm、高為13mm或直徑為7mm、高為10.5mm）放在猛度計(jì)活塞的下面，為了防止活塞受到爆炸作用，在活塞上放一塊鋼墊板，在鋼墊板上再放兩塊厚4mm的鉛板。在兩鉛板上放有帶雷管的藥柱。藥柱用固定于底座上的繩子拉緊固定。試驗(yàn)結(jié)果以爆炸后的銅柱的壓縮量作為雷管起爆能力的標(biāo)準(zhǔn)。國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology猛度計(jì)試驗(yàn)裝置圖

1-導(dǎo)火索2-雷管3-梯恩梯炸藥柱4-鋼板5-活塞6-定向圓筒7-銅柱8-上底9-下底國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology⑶用銅板上熄滅爆炸的長度來表示

銅板實(shí)驗(yàn)示意圖1-雷管2-被起爆的裝藥3-銅板4-熄滅爆炸長度國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology此外，鋼凹法、鋁塊凹痕法。目前，又研究了一種相對動態(tài)測量雷管爆炸過程的測試方法，能測得火工品輸出威力的沖量值和動態(tài)過程，這不僅有利于雷管及傳爆序列的設(shè)計(jì)，還有利于火工品生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，便于對火工品輸出性能的驗(yàn)收。

國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology（4）威力智能測試系統(tǒng)國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology2-雷管3-墊片4--墊片5-活塞筒6-液壓油7-傳感器8-保護(hù)箱國防科技學(xué)院SchoolofNationalDefenceScienceandTechnology1-擊針2-雷管3-墊片4--墊片5-活塞筒6-液壓油7-傳感器9-落球式針刺感度儀

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