孫 建，袁寶慧，谷鴻平，王親會(huì)，王利俠，趙 凱

（西安近代化學(xué)研究所，陜西 西安710065）

引 言

爆炸網(wǎng)絡(luò)是沿不同傳爆路徑傳遞爆轟波的傳爆裝置，其傳爆路徑可以是由炸藥或爆炸物制成的柔性或剛性傳爆通道［1］。如用導(dǎo)爆索［1-2］或橡皮藥條可以制成柔性爆炸網(wǎng)絡(luò)，其多點(diǎn)起爆的同步性誤差一般在200ns以上；采用超細(xì)HMX 小尺寸溝槽裝藥［3］或橡皮炸藥溝槽裝藥［4］，在一定程度上可以減輕溝槽裝藥量，但由于炸藥的臨界直徑仍較大，需要采取隔爆措施以保護(hù)主裝藥和其他零部件不受干擾和破壞；采用精密壓裝技術(shù)制作的多點(diǎn)起爆網(wǎng)絡(luò)［5］，起爆同步性有所改善，但適用于平面或簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的爆炸網(wǎng)絡(luò)。這類傳爆方式在戰(zhàn)斗部中應(yīng)用時(shí)，往往會(huì)受到爆炸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)布局、起爆與隔爆問題，以及工藝條件的限制，而且傳爆精度和多點(diǎn)起爆的同步性誤差也較大。C.J.Terblanche等研究了聚能裝藥底部起爆［6］，結(jié)果表明，對(duì)90°藥型罩結(jié)構(gòu)的聚能裝藥，由單一雷管輸出到裝藥口部多點(diǎn)起爆，獲得了頭部速度為11 500m／s的凝聚射流。但多點(diǎn)起爆的同步性、網(wǎng)絡(luò)裝藥的隔爆影響以及射流超音速碰撞引起的凝聚性問題都對(duì)射流的形成有較大影響。

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)彈藥智能化和多功能化的需求，爆轟波形控制技術(shù)在戰(zhàn)斗部中應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。對(duì)于以聚能裝藥為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的多模式戰(zhàn)斗部，爆轟波形的控制是多?？蛇x擇方案的重要基礎(chǔ)，其多點(diǎn)起爆的同步性誤差應(yīng)控制在100ns以內(nèi)［7-9］，因?yàn)榫勰芮謴伢w的橫向偏移量隨多點(diǎn)起爆同步性的偏差增大而增大，嚴(yán)重時(shí)可造成侵徹體不對(duì)稱或嚴(yán)重彎曲，降低射流的穿深能力或影響EFP的飛行穩(wěn)定性。

本研究采用新型DNTF 基熔鑄炸藥的溝槽裝藥技術(shù)制作爆炸網(wǎng)絡(luò)［10］，并使爆炸網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)斗部中預(yù)埋，以解決爆炸網(wǎng)絡(luò)小型化和精確控制爆轟波的問題，為多模毀傷彈藥的爆轟波形控制開辟新的技術(shù)途徑。

1 爆炸網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)

1.1 起爆同步性設(shè)計(jì)

式中：t、Δt為傳爆時(shí)間和多點(diǎn)同步性極差；D、ΔD分別為傳爆藥的爆速和爆速極差；L、ΔL分別為傳爆路徑長(zhǎng)度和長(zhǎng)度極差。

由此可見，選用爆速高，且爆速誤差小的炸藥裝藥，可以大幅度提高爆炸網(wǎng)絡(luò)傳爆的同步性；傳爆距離和傳爆路徑的誤差對(duì)傳播時(shí)間也有較大影響。前者是選擇炸藥，后者是爆炸網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)布局和裝藥工藝控制。

新型DNTF基熔鑄炸藥具有臨界直徑小、爆速高、爆速極差小以及爆轟傳播穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，作為爆炸網(wǎng)絡(luò)的傳爆藥，可以在網(wǎng)絡(luò)基體上制作溝槽裝藥，減少多點(diǎn)起爆的同步性誤差。此外，由于DNTF基熔鑄炸藥的爆速基本接近或略高于以HMX 為主的戰(zhàn)斗部裝藥的爆速，因而爆炸網(wǎng)絡(luò)的多點(diǎn)起爆可使主裝藥迅速形成穩(wěn)定爆轟，有利于改善傳爆的可靠性和主裝藥的爆轟性能。

1.2 爆炸網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)斗部中的預(yù)埋

為了使爆轟傳播從單點(diǎn)輸入轉(zhuǎn)換成相應(yīng)位置的多點(diǎn)輸出，需要根據(jù)戰(zhàn)斗部的結(jié)構(gòu)和爆轟波形的特點(diǎn)，將爆炸網(wǎng)絡(luò)預(yù)埋在戰(zhàn)斗部中，并解決有限空間和有效載荷條件下的傳爆和隔爆的矛盾，在保證主裝藥不受干擾的條件下，使爆炸網(wǎng)絡(luò)可靠傳爆。

關(guān)于爆炸網(wǎng)絡(luò)的傳爆與隔爆，在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡可能減少溝槽裝藥的藥量或裝藥直徑，但溝槽裝藥的直徑應(yīng)大于該炸藥的臨界起爆直徑，才能保證溝槽裝藥的穩(wěn)定傳爆。影響裝藥直徑的主要因素有：炸藥的臨界起爆直徑、炸藥的粒度、裝藥密度和外殼約束等條件。其中，炸藥的臨界起爆直徑是制約爆炸網(wǎng)絡(luò)小型化的關(guān)鍵因素。目前常用的高能炸藥，如RDX、HMX 等，其臨界直徑一般都在1mm 以上。新型DNTF基熔鑄炸藥作為傳爆藥，其臨界直徑僅為0.2mm，為爆炸網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)斗部中預(yù)埋和實(shí)現(xiàn)小型化奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

考慮到工藝和常規(guī)戰(zhàn)斗部的使用要求，采用1mm 直徑的溝槽裝藥，并使其在爆炸網(wǎng)絡(luò)基體上等長(zhǎng)均布，以確保溝槽裝藥的連續(xù)性和均勻性，不僅可降低爆速極差，提高多點(diǎn)起爆的同步性，而且有利于解決爆炸網(wǎng)絡(luò)的傳爆與隔爆的矛盾，使爆炸網(wǎng)絡(luò)小型化并預(yù)埋在戰(zhàn)斗部中，實(shí)現(xiàn)精確控制爆轟波形的目的。

2 爆炸網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

2.1 傳爆與隔爆實(shí)驗(yàn)

為了研究新型DNTF 基熔鑄炸藥溝槽裝藥的傳爆與隔爆的匹配性能，進(jìn)行了不同厚度網(wǎng)絡(luò)體溝槽裝藥的起爆試驗(yàn)和隔爆試驗(yàn)，結(jié)果如圖1 所示。圖1（a）給出爆炸后不同厚度網(wǎng)絡(luò)體基板背面的破壞程度。圖1（b）和（c）分別是溝槽裝藥網(wǎng)絡(luò)體基板起爆前狀態(tài)和起爆后背面放置的JH-14 傳爆藥柱的狀態(tài)。結(jié)果表明，采用10mm 厚的網(wǎng)絡(luò)體基板可以確保1mm 溝槽裝藥起爆后其背面的傳爆藥柱既不殉爆也不破壞。

圖1 爆炸網(wǎng)絡(luò)溝槽裝藥的傳爆與隔爆試驗(yàn)結(jié)果Fig.1 Experimental results of the explosion propagation and isolation of explosive in the explosive circuit channels

2.2 起爆同步性實(shí)驗(yàn)

為了滿足多模式戰(zhàn)斗部毀傷元的同軸性要求，多點(diǎn)起爆的同步誤差應(yīng)控制在100ns以內(nèi)。采用DNTF基熔鑄炸藥制作不同結(jié)構(gòu)的精密爆炸網(wǎng)絡(luò)，用8號(hào)電雷管在中心起爆，通過爆轟分流形成多點(diǎn)同步起爆。 采用多通道時(shí)間間隔測(cè)量?jī)x（TSN632M），用多條銅靶線接收每個(gè)輸出端的導(dǎo)通信號(hào)，分別對(duì)3種爆炸網(wǎng)絡(luò)典型結(jié)構(gòu)的多點(diǎn)起爆同步性進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)照片見圖2。

圖2 不同結(jié)構(gòu)的爆炸網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)同步起爆試驗(yàn)Fig.2 Experimental of the explosive circuit with different structures by the multi-point initiation ways

圖2表明，1入6出、1入12出和1入24出的起爆同步性極差分別為35、64和74ns，多點(diǎn)起爆的同步性可控制在幾十納秒以內(nèi)。

為了進(jìn)一步分析多點(diǎn)起爆的爆轟波形，對(duì)于典型的1入6出結(jié)構(gòu)的爆炸網(wǎng)絡(luò)方案，用高速攝影狹縫照相技術(shù)拍攝了主裝藥中藥型罩頂部特定位置的波形圖，見圖3。由圖3可見，裝藥頂部可以形成收斂的錐形波，其同步性誤差在幾十納秒以內(nèi)，該爆炸網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)起爆所形成的類環(huán)形波可以滿足多模式戰(zhàn)斗部聚能毀傷元形成的同步性要求。

圖3 爆炸網(wǎng)絡(luò)1入6出高速攝影波形圖Fig.3 Detonation waveform of the explosive circuit with the six initiation points by means of high speed photography

3 爆炸網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

應(yīng)用上述爆炸網(wǎng)絡(luò)，對(duì)同一種聚能裝藥，采用中心起爆和周向多點(diǎn)同步起爆，可以獲得不同的聚能侵徹體，實(shí)現(xiàn)毀傷模式可選擇。為了驗(yàn)證爆炸網(wǎng)絡(luò)周向多點(diǎn)同步的起爆性能，與常規(guī)帶隔板裝藥在周向相同位置上起爆條件下進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖4和表1。

結(jié)果表明：（1）對(duì)于同一種聚能裝藥，不同起爆方式下的侵徹性能不同。中心點(diǎn)起爆形成的桿式射流較粗，其特點(diǎn)是穿孔直徑較大，穿深較低；周向多點(diǎn)同步起爆所形成的長(zhǎng)射流，穿深能力較強(qiáng)，穿孔較細(xì)。通過中心起爆與周向多點(diǎn)起爆方案組合，可以使多模式戰(zhàn)斗部具有兩種不同毀傷模式可選擇，其穿深能力相差50%以上，穿孔直徑也有明顯的差異，可分別用于對(duì)付不同的目標(biāo)。（2）由周向多點(diǎn)同步起爆與常規(guī)帶隔板裝藥環(huán)形起爆的穿深對(duì)比可見，其射流穿孔準(zhǔn)直，證明爆炸網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)起爆的同步性可以滿足聚能毀傷元形成的同軸性要求。此外，多點(diǎn)同步起爆方案與常規(guī)隔板環(huán)形起爆相比，穿深略有提高，有利于增加藥型罩頂部的有效裝藥量，提高聚能裝藥的穿深能力。

圖4 不同起爆方式下聚能裝藥穿靶試驗(yàn)結(jié)果Fig.4 Experimental results of the shaped charge against the targets by different initiation ways

表1 不同起爆方式的穿靶結(jié)果Table 1 Experimental results of penetration by the different initiation ways

因此，將該精密爆炸網(wǎng)絡(luò)預(yù)埋在多模式戰(zhàn)斗部中，既能實(shí)現(xiàn)毀傷模式的可選擇，還可簡(jiǎn)化戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)，提高多模彈藥的毀傷效應(yīng)和戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)變能力。

4 結(jié) 論

（1）用新型DNTF基熔鑄炸藥作為液相載體制作精密爆炸網(wǎng)絡(luò)，從單點(diǎn)起爆放大成多點(diǎn)同步起爆的同步性可控制在100ns以內(nèi)，能夠滿足聚能侵徹體形成的同步性要求。

（2）爆炸網(wǎng)絡(luò)在戰(zhàn)斗部中預(yù)埋，不僅可使爆炸網(wǎng)絡(luò)小型化，大大簡(jiǎn)化戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)，而且有利于戰(zhàn)斗部主裝藥迅速形成穩(wěn)定爆轟，提高傳爆的可靠性。

（3）DNTF基熔鑄炸藥精密爆炸網(wǎng)絡(luò)在多模毀傷彈藥中應(yīng)用，使同一種聚能裝藥具有不同起爆方式可選擇，為多模式戰(zhàn)斗部毀傷模式的選擇開辟了新的技術(shù)途徑。

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