江　明，唐　成，袁寶慧

(1.海軍駐西安導彈設備軍事代表室，西安　710065； 2.西安近代化學研究所，西安　710065)

導彈戰(zhàn)斗部安全性試驗評估

江明1，唐成2，袁寶慧2

(1.海軍駐西安導彈設備軍事代表室，西安710065； 2.西安近代化學研究所，西安710065)

摘要：通過大量資料調研，在總結和分析世界軍事發(fā)達國家彈藥安全性試驗方法及評估標準的基礎上，探索提出了我國彈藥安全性考核試驗方法和評估準則，重點對彈藥慢速烤燃、快速烤燃、子彈撞擊以及跌落試驗方法和評估準則進行了研究；同時結合某型導彈戰(zhàn)斗部進行了安全性考核試驗，對四種彈藥安全性試驗方法和評估準則進行了實踐驗證。

關鍵詞:不敏感彈藥；試驗方法；評估準則；戰(zhàn)場生存能力；安全性

隨著軍事技術的不斷發(fā)展，新的軍事目標不斷涌現，各類目標防護能力也越來越強，因此現代戰(zhàn)爭對武器系統的高效毀傷能力提出了迫切需求。但是，頻發(fā)的彈藥安全事故說明，彈藥性能優(yōu)劣不能單方面追求毀傷威力，應同時高度關注彈藥不敏感性能，提高其戰(zhàn)場生存能力。

藉此，美國在1984年率先制訂了不敏感彈藥政策，隨后各軍事強國也先后出臺了自己的不敏感彈藥研究計劃，從而掀起了彈藥技術的一場革新[1]。

我國在不敏感彈藥研究方面起步較晚，目前還沒有公認的試驗方法和評價標準，而各軍兵種彈藥的安全性提出了迫切需求。本文對我國彈藥不敏感性試驗方法和評估準則進行了探索性研究，并結合某型導彈戰(zhàn)斗部對彈藥不敏感性試驗方法和評估準則進行了實踐驗證。

1國內外不敏感彈藥研究現狀

1.1　頻發(fā)的彈藥安全事故促使不敏感彈藥技術的產生

早期各國在彈藥技術研究和武器型號研制中，過分關注彈藥毀傷威力，而忽視了彈藥不敏感性能，導致多起慘痛的彈藥安全事故。美國企業(yè)號航母在1969年、Mititz航母在1981年相繼發(fā)生了彈藥在意外刺激條件下的自爆事故；2001年，俄羅斯導彈核潛艇庫爾斯克號沉沒的慘痛事故，也正是由于幾枚裝填TNT/RDX/AL的魚雷在火災中發(fā)生爆轟而沉沒的，108名官兵無一幸免；據統計，現代戰(zhàn)爭中，坦克的破壞有60%以上是由于遭受了破甲彈射流或穿甲彈打擊，引起自身彈藥爆炸而破壞的；1982年英阿馬島戰(zhàn)爭中，英國“謝菲爾德”號導彈驅逐艦被阿根廷一枚飛魚導彈擊沉，主要是由于艦艇彈藥發(fā)生殉爆所致。

慘痛的教訓使促使以美國為首的西方國家提出了發(fā)展不敏感彈藥的思路，同時開始制訂發(fā)展政策和考核標準。將不敏感彈藥定義為能可靠地滿足所規(guī)定的性能、戰(zhàn)備狀態(tài)和操作技術要求的彈藥遭受意外刺激(慢速烤燃、快速烤燃、子彈撞擊、破片撞擊、聚能裝藥射流撞擊、熱碎片和殉爆反應)時，能將偶然引爆的概率及隨后對武器平臺、后勤系統及人員的危害嚴重性降低到最小[2]。北約在1984—1986年制訂了不敏感彈藥驗收準則；美國海軍2003年受國防部委托公布了不敏感彈藥軍標MIL-STD-2105C《非核彈藥的危險性評估試驗》；北約也制訂了研制、評估和測試不敏感彈藥的標準STANAG 4439[3-6]。

1.2　國外不敏感彈藥考核試驗方法及評估標準

MIL-STD-2105C對彈藥遭受意外刺激時的反應類型進行了等級分類，按照反應程度不同分為5級，分別為爆轟、次爆轟、爆炸、爆燃和燃燒[7-10]。表1為MIL-STD-2105C針對7種潛在危險性所制訂的安全性考核試驗及各項安全性考核試驗的合格判定標準。

1.3　國內不敏感彈藥研究現狀及軍事需求

1.3.1國內研究現狀

國內目前指導彈藥安全性試驗的主要標準為GJB357—87《空-空導彈最低安全要求》，其中對空空導彈戰(zhàn)斗部提出了以下安全性試驗考核要求：12 m跌落試驗、23 mm子彈撞擊試驗、氣動加熱試驗、快速燃燒試驗、慢速燃燒試驗。

綜上所述，國內目前對彈藥安全性要求還主要針對生產、運輸、發(fā)射等環(huán)節(jié)，對彈藥在遭遇敵方打擊和意外刺激時的安全性還未提出系統性要求及考核標準。

隨著我國彈藥威力水平日益提高，各軍兵種和彈藥研制部門已經逐步開始重視彈藥的安全性研究，也已經開始嘗試開展一些型號彈藥的安全性考核試驗工作。但是，由于沒有統一的、系統性的標準和試驗方法，不敏感彈藥技術研究進展比較緩慢。

1.3.2軍事需求

在未來的局部戰(zhàn)爭中，我國各軍兵種彈藥不可避免地將遭遇敵方打擊，表2給出了各軍兵種彈藥在戰(zhàn)爭中的潛在危險及針對潛在危險的模擬考核試驗。

表1　彈藥潛在危險性及不敏感性試驗方法

表2　各軍兵種彈藥潛在危險及不敏感性考核試驗

為了確保各軍兵種彈藥在戰(zhàn)時遭受各種打擊和意外刺激時，將對武器彈藥、武器裝備和人員的危害降低到最小，急需制訂相關安全性試驗方法和評估準則，加快不敏感彈藥的研制進程。

2彈藥安全性試驗方法及評估準則

針對二炮、海軍和空軍彈藥，探索性提出如下4種彈藥安全性試驗方法，搭建了相關的試驗系統，制訂了評估準則。在彈藥安全性試驗中，為了模擬實際戰(zhàn)時遭遇的攻擊，被試彈藥結構建議采用1∶1實彈試驗。

2.1　慢速烤燃試驗方法

慢烤試驗系統由慢烤試驗裝置、溫控裝置、被試彈藥、監(jiān)控裝置、溫度測試裝置、壓力測試裝置和供電裝置組成，系統組成見圖1所示。慢烤試驗裝置箱體直徑、長度不小于3倍彈藥直徑、長度，通過空氣循環(huán)系統達到箱內溫度均勻，控制系統控制箱內溫度符合加熱速度為(3±1)℃/h的升溫要求。

圖1　慢速烤燃試驗系統組成和布局

慢烤試驗裝置自帶的環(huán)境溫度監(jiān)控傳感器用于箱內溫度測量，彈壁溫度測試傳感器安裝在彈壁的位置如圖2所示，周向相隔90°分別布置1個、2個和1個，軸向為被試彈藥長度前后各1/4處，測試彈壁溫度；見證靶板以慢烤試驗裝置中心為圓心，與彈軸垂直方向上威力半徑處布設一塊6 mm厚Q235A鋼靶板，測試被試彈藥發(fā)生反應后破片打擊情況，作為判定被試彈藥反應程度依據。

圖2　考核彈藥表面溫度傳感器安裝圖

2.2　快速烤燃試驗方法

快烤試驗系統由快烤試驗裝置、被試彈藥、監(jiān)控裝置、溫度測試裝置、點火裝置和壓力測試裝置組成，系統組成見圖3所示?？炜驹囼炑b置由支架和燃燒池組成，燃燒池長寬不小于被試彈藥尺寸的4倍，在燃燒池內注入適量航空煤油，油量應足以保證火焰淹沒整個被試彈藥直至其發(fā)生反應；被試彈藥吊裝在快烤試驗裝置支架上，要求彈藥幾何中心投影在燃燒池的幾何中心，且彈藥距離液面距離不小于450 mm。

圖3　快烤試驗系統組成和布局

彈壁按照圖4所示設置4個溫度測試傳感器，周向相隔90°分別布置1個、2個和1個，軸向為被試彈藥長度前后各1/4處，用來測試彈藥溫度；點火裝置放置在航空煤油液面上，用于點燃航空煤油；壓力測試以被試彈藥中心為圓心，在與彈軸垂直方向上設2~3處壓力測試點，測試彈藥發(fā)生反應后沖擊波壓力，作為判定彈藥反應程度依據。

圖4　考核彈藥表面溫度傳感器布局

2.3　子彈撞擊試驗方法

目前，典型小口徑武器為12.7 mm槍和23 mm航炮，為了對被試彈藥進行更為嚴酷子彈撞擊不敏感性考核，選用23 mm機炮進行穿甲子彈撞擊試驗。試驗系統由被試彈藥、23 mm機炮、錄像裝置和壓力測試裝置組成，布局見圖5。被試彈藥放置在距地面1.5 m的彈架上，23 mm機炮布置在距彈藥90 m處，炮管軸線與考核彈藥中心處于同一水平面上；以彈藥中心為圓心，在與彈軸垂直方向上設置1處見證板測試點，測試彈藥發(fā)生反應后破片的飛散情況，作為判定彈藥反應程度依據；布設錄像測試點，對試驗過程進行監(jiān)控。

圖5　子彈撞擊試驗布局圖

2.4　跌落試驗方法

跌落試驗系統主要由被試彈藥、鋼板、混凝土基座和見證靶組成，布局見圖6。戰(zhàn)斗部從12 m高度自由落在鋼板上。鋼板厚度為75 mm，寬度和長度為被試彈藥最大尺寸的1.5倍，布氏硬度為186.3～227.7；鋼板支撐在厚度不小于610 mm的混凝土基座上；見證靶布置在距戰(zhàn)斗部軸線3 m的位置，測試彈藥反應后，破片的飛散方向，作為判定彈藥反應程度的依據。

圖6　跌落試驗布局

2.5　彈藥不敏感性評估準則

彈藥在遭遇戰(zhàn)時各種打擊時，應以不允許有比爆炸更為劇烈的反應為原則，為此，在對彈藥進行不敏感性試驗時：

1) 對于跌落試驗、快速烤燃和子彈撞擊3種不敏感性試驗，不允許有比燃燒更為劇烈的反應；

2) 對于慢速烤燃試驗，是為了確定被試彈藥的各種反應的最低溫度，以及確定彈藥裝藥隨熱環(huán)境逐步上升時的安全特性。

滿足上述條件的彈藥可定義為不敏感彈藥。

3某型導彈戰(zhàn)斗部安全性實踐驗證

根據提出的彈藥安全性試驗方法和評估準則，對某型導彈戰(zhàn)斗部進行了安全性試驗考核，表3為某型導彈戰(zhàn)斗部安全性試驗結果匯總表。從中可以看出，被試戰(zhàn)斗部具有非常良好的安全性，4項安全性考核試驗結果均滿足不敏感彈藥要求。試驗驗證了彈藥安全性考核試驗方法和評估準則的可行性。

4結束語

1) 結合二炮、海軍和空軍型號彈藥研制，探索性提出我國不敏感彈藥考核試驗方法及評估準則，并通過試驗驗證了其可行性；

2) 搭建了4項彈藥安全性考核試驗系統，包括試驗裝置、測試系統、見證裝置和監(jiān)控系統，對今后不敏感彈藥型號研制具有一定的借鑒意義和參考價值；

3) 通過4項彈藥安全性試驗考核，證明我二炮、海軍、空軍部分彈藥具有不敏感彈藥性能，具備較強的戰(zhàn)場生存能力。

表3　某型導彈戰(zhàn)斗部4項安全性試驗結果匯總表

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(責任編輯周江川)

收稿日期：2015-03-15

基金項目：裝備科研計劃項目(403030201)

作者簡介：江明(1968—), 男，高級工程師，主要從事戰(zhàn)斗部研究；通訊作者：唐成(1985—),男，工程師，主要從事爆炸力學研究和戰(zhàn)斗部研制工作。

doi:10.11809/scbgxb2015.07.002

中圖分類號：TJ762

文獻標識碼：A

文章編號：1006-0707(2015)07-0006-04

本文引用格式：江明，唐成，袁寶慧.導彈戰(zhàn)斗部安全性試驗評估[J].四川兵工學報，2015(7):6-9.

Citation format:JIANG Ming, TANG Cheng,YUAN Bao-hui.Summary of Missile Warhead’s Safety Tests Evaluation[J].Journal of Sichuan Ordnance,2015(7):6-9.

Summary of Missile Warhead’s Safety Tests Evaluation

JIANG Ming1, TANG Cheng2,YUAN Bao-hui2

(1.Military Representative Office of Naval Missile Device in Xi’an, Xi’an 710065, China;

2.Xi’an Modern Chemistry Research Institute, Xi’an 710065, China)

Abstract:Based on summary and analysis of the world military developed countries’ ammunition safety test and evaluation criteria, we explored ammunition safety test and evaluation criteria of our country and focused on researching test method and evaluation criteria of Slow Cook-off, Fast Cook-off, bullet penetrated or impact and drop. Safety testing methods and evaluation principles of missiles in four types were verified by secunty testing experiment with the combination of the warhead of a certain missle.

Key words:insensitive munitions; test method; evaluation criterion; viability in battlefield; safety

【裝備理論與裝備技術】