殷 瑱， 聞 泉， 王雨時， 張志彪， 閆 麗

(南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094)

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【裝備理論與裝備技術(shù)】

北約不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)試驗方法

殷 瑱， 聞 泉， 王雨時， 張志彪， 閆 麗

(南京理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，南京 210094)

為了提高彈藥安全性，推進(jìn)我國不敏感彈藥技術(shù)的發(fā)展和試驗評估體系的制定，綜述了北約不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和評估體系，介紹了不敏感彈藥試驗程序的設(shè)計方法和應(yīng)用現(xiàn)狀。為探索和開創(chuàng)我國不敏感彈藥的發(fā)展提出了幾點意見：發(fā)展不敏感彈藥技術(shù)應(yīng)從國家政策方面逐層推進(jìn)，形成各方面共識；處理好不敏感、威力與成本的關(guān)系，在不降低性能的前提下盡可能降低成本；不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和評估體系的制定應(yīng)充分借鑒國外不敏感彈藥的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法和評估體系。

不敏感彈藥；評估標(biāo)準(zhǔn)；試驗方法；安全性；北約

隨著現(xiàn)代戰(zhàn)場環(huán)境日趨復(fù)雜，各國對于武器系統(tǒng)的要求越來越苛刻[1-3]。特別是從20世紀(jì)60年代以來，彈藥在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存和訓(xùn)練過程中因意外跌落、火災(zāi)等刺激而發(fā)生燃燒、爆炸使得人們更加重視彈藥的安全性[4-8]。

為了降低己方人員在備戰(zhàn)或作戰(zhàn)情況下的意外傷亡概率，為彈藥的采購、升級和裝備提供建議，1973年美國率先開始發(fā)展不敏感彈藥[9-10]。不敏感彈藥(insensitive munition)又稱鈍感彈藥，其內(nèi)的火炸藥稱為低易損性火炸藥(low vulnerability explosives)。在隨后的幾十年里，以美國為主的西方國家都非常注重不敏感彈藥的研制，提出了不敏感彈藥的安全性評定準(zhǔn)則，并根據(jù)不敏感彈藥在生命周期內(nèi)可能遭遇的威脅建立了彈藥安全性試驗方法和評估體系[11-12]。目前世界上有6種主要的彈藥安全性評估體系，分別是北約不敏感彈藥評估和試驗標(biāo)準(zhǔn)體系、美國MIL-STD-2105D非核彈藥危險性評估試驗標(biāo)準(zhǔn)體系、法國DGA/IPE 211893 彈藥需求測試試驗標(biāo)準(zhǔn)體系、英國JSP520彈藥安全性試驗考核標(biāo)準(zhǔn)體系、德國BM-VG彈藥安全性試驗考核標(biāo)準(zhǔn)體系和意大利DG-AT安全性試驗考核標(biāo)準(zhǔn)體系。其中英國和德國借鑒并遵從北約的不敏感彈藥評估和試驗標(biāo)準(zhǔn)，意大利結(jié)合了北約和法國的彈藥安全性試驗考核標(biāo)準(zhǔn)[13]。與國外相比，我國在不敏感彈藥研究方面起步較晚。21世紀(jì)初期中國工程物理研究院化工材料研究所在借鑒美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-2105C的基礎(chǔ)上，對小尺寸模擬彈藥進(jìn)行了快速烤燃、慢速烤燃、聚能射流沖擊、槍彈射擊、碎片撞擊和殉爆試驗等安全性試驗研究[14]。江明等[15]針對某型導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部，探索性提出慢速烤燃、快速烤燃、槍彈撞擊和12 m跌落等安全性試驗方法，搭建了相關(guān)的試驗系統(tǒng)，并制定了評估準(zhǔn)則?？偟膩碚f，我國彈藥安全性試驗系統(tǒng)還不夠成熟，而且缺少公認(rèn)的試驗方法和評估標(biāo)準(zhǔn)。

為了有助于推進(jìn)我國不敏感彈藥安全性試驗方法和評估標(biāo)準(zhǔn)的研制進(jìn)程，本文分析了北約不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)試驗評估體系，并簡要介紹了上述不敏感彈藥試驗方法的應(yīng)用，試圖為了解不敏感彈藥提供幫助，并為我國不敏感彈藥試驗標(biāo)準(zhǔn)體系制定提供參考。

1 不敏感彈藥試驗程序設(shè)計

設(shè)計不敏感彈藥評估程序應(yīng)明確以下4項關(guān)鍵因素：① 受試彈藥及其試驗裝置的狀態(tài)描述，包括彈藥的設(shè)計信息、包裝狀態(tài)、含能材料組分、彈藥的預(yù)定用途等；② 不敏感彈藥在生命周期內(nèi)環(huán)境威脅源的描述，如熱威脅、機(jī)械沖擊威脅等；③ 制定不敏感彈藥的評估方法和評估決策程序；④ 記錄或觀察彈藥面臨威脅刺激時的響應(yīng)，并判斷是否滿足不敏感彈藥要求。

2010年北約標(biāo)準(zhǔn)化局制定了STANAG 4439《Policy for Introduction and Assessment of Insensitive Munitions(IM)(不敏感彈藥引入和評價政策)》[16]，規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議上簽字的國家必須在國家政策上發(fā)展不敏感彈藥，而且今后所有裝備部隊的彈藥必須按照該協(xié)議要求進(jìn)行試驗和評估，只有試驗通過后的彈藥才能服役。表1為STANAG 4439提出的不敏感彈藥要求，其中反應(yīng)類型由AOP-39《Guidance on the Assessment and Development of Insensitive Munitions(IM)(不敏感彈藥評價和研發(fā)指南)》確定[17]。

表1 北約規(guī)定的不敏感彈藥所受刺激與要求[16]

2 不敏感彈藥試驗方法

由表1可知，彈藥安全性試驗可分為熱安全性試驗(快速烤燃、慢速烤燃)、機(jī)械安全性試驗(槍彈射擊和碎片沖擊)、沖擊波安全性試驗(殉爆)等。目前北約不敏感彈藥試驗方法標(biāo)準(zhǔn)中，對于快速烤燃試驗、慢速烤燃試驗、槍彈射擊試驗、碎片撞擊試驗和聚能射流沖擊試驗均給出兩種試驗程序。其中一種是標(biāo)準(zhǔn)試驗程序，用來評估全尺寸彈藥的反應(yīng)程度，另一種是裁剪試驗程序，根據(jù)彈藥配置和結(jié)構(gòu)參數(shù)通過威脅危險評估確定的試驗程序。

試驗前應(yīng)明確試樣質(zhì)量、尺寸、質(zhì)心、裝藥量和裝藥類型等。為了保證試驗結(jié)果的可靠性，通常準(zhǔn)備的試驗樣品應(yīng)該是批量生產(chǎn)的。此外，還應(yīng)準(zhǔn)備好試驗的測試設(shè)備，如溫度測量裝置、測速裝置、高速攝影機(jī)、普通攝像機(jī)、紅外攝像機(jī)和沖擊波數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。對于彈藥的控制系統(tǒng)等非爆炸部件，可以采用相同幾何尺寸和等導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)構(gòu)代替。試驗前后應(yīng)對試驗系統(tǒng)進(jìn)行拍照并預(yù)留試驗的靜態(tài)圖像，為反應(yīng)程度評估提供依據(jù)。為保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，試驗過程中應(yīng)盡量避免極端的環(huán)境條件(如風(fēng)、雨和雪等)。

2.1 快速烤燃試驗(Liquid Fuel/External Fire,Munition Test Procedures)

快速烤燃試驗用來模擬彈藥或者武器系統(tǒng)在儲運(yùn)和戰(zhàn)備狀態(tài)下出現(xiàn)意外失火所發(fā)生的反應(yīng)[18]。標(biāo)準(zhǔn)試驗程序是將試樣安裝在一個裝有液體燃料的大尺寸開放型燃燒池的中心進(jìn)行燃燒試驗(要求試驗時火焰的平均溫度達(dá)到800℃)，直至反應(yīng)結(jié)束。

試樣水平放置在燃燒池中心，試樣兩端與池壁有1 m的間隔。試驗開始前，試樣表面和燃油表面之間的距離應(yīng)不小于0.3 m，為了控制燃油面與試樣面之間的距離，可以通過壓力軟管向燃燒池加水。但應(yīng)保證試驗過程中水面上的燃油厚度至少在15 mm以上，而且試樣能夠完全浸沒在火焰中。燃燒池中所使用的燃料通常為牌號JP-4、JP-5、Jet A-1、AVCAT(NATO F-34或F-44)的煤油或商業(yè)煤油(Class C2/NATO F-58)，儲備的燃油量應(yīng)為預(yù)計反應(yīng)時間的1.5倍。為保證試樣能夠完全被火焰吞沒，試樣周圍的風(fēng)速不能超過10 km/h，而且試驗應(yīng)盡量避開降雨和降雪等惡劣天氣。試驗中溫度測試設(shè)備采用4個能夠承受1 200 ℃高溫的K型鎧裝熱電偶，其中兩個熱電偶用來測量燃油燃燒30 s后溫度達(dá)到550℃的過程，550℃以上直到反應(yīng)結(jié)束用另外兩個熱電偶測量。

裁剪試驗程序也稱為小型燃料著火試驗(Mini Fuel Fire Test)。與標(biāo)準(zhǔn)試驗相比，小型試驗裝置是將試樣放置在一個長×寬×高為2 m×2 m×0.4 m方形燃燒爐中進(jìn)行燃燒試驗，試驗裝置如圖1所示。燃燒爐4個拐角處預(yù)留了8個空心槽，用于安裝4個可移動的翼板。翼板由高為0.5 m的矩形鋼板和沿軸線偏移30o，高為0.75 m、厚為8 mm加長鋼板組成，其中矩形鋼板在高壓下可膨脹。

圖1 裁剪試驗的燃燒爐立體圖

裁剪試驗程序要求試樣最大長度不能超過630 mm，質(zhì)量不能超過50 kg。試樣水平放置在燃燒爐中心，試樣表面與燃油表面的距離應(yīng)在375～425 mm。燃料采用AVCAT(NATO F-34或F-35)軍用煤油或商業(yè)煤油(Class C2/NATO F-58)。為了防止周圍風(fēng)向變化影響火焰方向，試驗時風(fēng)速不能超過5 km/h，試驗場地應(yīng)盡可能平坦，周圍的樹和建筑與燃燒爐的距離至少為燃燒爐高度的20倍，最好是大于燃燒爐高度的30倍。試驗過程中翼板的加長鋼板與燃燒爐垂直面呈70°夾角。試驗時，壓力測量裝置與燃燒爐中心的距離至少為5 m。溫度測量設(shè)備與標(biāo)準(zhǔn)試驗程序相同，將它們分別安裝在試樣中心的相同高度處，并與試樣每條側(cè)邊相距40 ～60 mm。在燃燒爐的對角線位置通過控制煙火裝置點燃燃料。為了保證火焰?zhèn)鞑ニ俾剩诿總€點火位置至少預(yù)留10 kg的燃料。

準(zhǔn)備工作完成后，將所有人員疏離至安全位置，然后啟動同步點火控制系統(tǒng)和測試設(shè)備，并記錄有關(guān)測試數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)。待試樣反應(yīng)結(jié)束30 min后，經(jīng)確定無異常，相關(guān)人員進(jìn)入現(xiàn)場查看試樣狀態(tài)，并對其拍照，記錄反應(yīng)后殘骸或碎片的拋射位置及尺寸。

2.2 慢速烤燃試驗(Slow Heating Munition Test Procedures)

慢速烤燃試驗用于模擬在儲運(yùn)和戰(zhàn)備狀態(tài)下，環(huán)境溫度緩慢升高時彈藥或武器系統(tǒng)發(fā)生反應(yīng)的溫度、時間和響應(yīng)程度[19]。標(biāo)準(zhǔn)試驗程序是先以5℃/h的升溫速率將慢烤試驗箱加熱至50℃，并維持8h，然后以3.3℃/h的升溫速率加熱試樣直至發(fā)生反應(yīng)。而裁剪試驗程序由威脅危險評估(Threat Hazard Assessment)程序決定。

標(biāo)準(zhǔn)試驗程序是將試樣放置在一個簡易的慢烤試驗箱內(nèi)，用循環(huán)加熱的空氣進(jìn)行加熱。試驗箱能夠以恒定的速度將空氣加熱到預(yù)定的溫度范圍，并在試樣周圍形成循環(huán)，流入和流出的空氣溫差不超過5℃。為使試樣加熱均勻，試樣與試驗箱內(nèi)壁每側(cè)應(yīng)留有至少200 mm的間隙。試驗中至少使用兩組(4個)熱電偶對試樣表面進(jìn)行監(jiān)控，熱電偶安裝在試樣相對稱的兩個外表面上，如圖2所示。

裁剪試驗程序不需要預(yù)熱過程，試驗開始前如果危險評估分析已知一個具體的升溫速率適合慢速烤燃試驗，就可以直接選用該升溫速率，否則可取默認(rèn)值25℃/h作為慢烤試驗的升溫速率。2012年加拿大試驗小組對裝有綠色不敏感炸藥XRT(experimental rubbery TNT)的105 mm炮彈進(jìn)行安全性試驗，XRT是在熔融澆鑄過程中將熱塑性彈性體以一定比例熔解在B炸藥或奧古托爾炸藥合成而成[20]。圖3為慢速烤燃試驗裝置，試驗時試驗箱的加熱速率為25℃/h，在試驗前30 min內(nèi)將試驗箱內(nèi)溫度升至100℃，并維持90 min。

圖2 試驗箱中熱電偶安裝位置

圖3 不敏感彈藥慢速烤燃試驗裝置

試樣反應(yīng)過程中對熱電偶測量的溫度至少每分鐘記錄一次，以準(zhǔn)確記錄彈藥反應(yīng)溫度和時間，并用視頻錄像設(shè)備記錄整個反應(yīng)過程中彈藥結(jié)構(gòu)的變化。

2.3 槍彈射擊試驗(Bullet Impact,Munition Test Procedures)

槍彈射擊試驗用于模擬彈藥在儲運(yùn)和戰(zhàn)備狀態(tài)下受到輕型武器攻擊的反應(yīng)程度[21]。標(biāo)準(zhǔn)的槍彈射擊試驗是采用口徑為12.7 mm的M2穿甲彈對試樣進(jìn)行連續(xù)3次射擊。為了保證槍彈的飛行穩(wěn)定性，試驗時槍彈與試樣的距離應(yīng)在20～30 m的范圍內(nèi)。槍彈的射擊速度約為(850+20) m/s，轉(zhuǎn)速在(600+50) r/min，槍彈的發(fā)射間隔為(80+40) ms。裁剪試驗程序由威脅危險評估(THA)程序決定。

試驗前根據(jù)彈藥在生命周期最可能受到槍彈射擊的位置，確定槍彈射擊方向和試樣放置方式。一般情況下試樣處于臥式放置，槍彈射擊方向與試樣的最長軸線垂直。為確保試驗裝置能正常工作并且在要求的射擊速度范圍內(nèi)，試驗前可以試射三發(fā)槍彈。試驗過程中至少進(jìn)行兩發(fā)試驗，其中一發(fā)是對裝藥量最大的部位射擊，另一發(fā)是對沖擊最敏感的部位射擊。為了提高射擊精度，可在試樣上標(biāo)記一個直徑為5 cm 的圓。為防止試樣因槍彈撞擊而偏離，需要在試樣上設(shè)計限位裝置，以免發(fā)生危險，限位裝置不能影響試樣破裂。圖4為加拿大試驗小組進(jìn)行槍彈射擊的試驗結(jié)果，試驗時采用0.5 mm 口徑的AP M2槍彈射擊，槍彈射擊速度為(850+30) m/s。

圖4 不敏感彈藥槍彈射擊的試驗結(jié)果

2.4 碎片撞擊試驗(Fragment Impact,Munition Test Procedures)

破片撞擊試驗用于模擬彈藥在儲運(yùn)和戰(zhàn)備狀態(tài)下受到碎片撞擊(輕質(zhì)碎片和重質(zhì)碎片)時可能的響應(yīng)及破壞形式[22]。標(biāo)準(zhǔn)的試驗程序采用一塊質(zhì)量為18.6 g帶有錐角的圓柱形鋼制破片以2 530 m/s速度撞擊試件，破片尺寸如圖5所示。如果威脅危險評估表明彈藥在其生命周期受到高速破片沖擊的概率極低(<0.000 1)，可使用裁剪試驗，將撞擊速度改為1 830 m/s。

圖5 破片二維尺寸圖

為防止彈藥在撞擊時位置發(fā)生變化，應(yīng)將彈藥固定，但固定裝置不能影響試樣的反應(yīng)程度。試驗前應(yīng)進(jìn)行一次試射，以驗證破片的速度是否滿足要求。破片的撞擊方向應(yīng)沿試樣表面法向。最多進(jìn)行兩次試驗，撞擊點位置分別位于裝藥量最大的部位和裝藥感度最高的部位，如果威脅危險評估表明撞擊到最敏感位置的可能性很小，則只需撞擊裝藥量最大的部位。

2.5 聚能射流沖擊試驗(Shaped Charge Jet,Munition Test Procedures)

聚能射流沖擊試驗用于模擬彈藥在儲運(yùn)和戰(zhàn)備狀態(tài)下受到聚能射流沖擊反應(yīng)程度[23]。標(biāo)準(zhǔn)試驗程序中試樣受50 mm射流彈或具有相同V2d值戰(zhàn)斗部的射流沖擊。裁剪試驗中由威脅危險評估(THA)決定聚能射流戰(zhàn)斗部類型。試驗發(fā)現(xiàn)，射流速度的平方和射流直徑的乘積(V2d)與射流沖擊強(qiáng)度呈正比關(guān)系。為了便于北約各成員國之間的信息交換，STANAG 4526給出了4種標(biāo)準(zhǔn)的威脅類型，如表2所列。

表2 銅噴嘴射流的標(biāo)準(zhǔn)化V2d值

聚能射流試驗并非適合所有類型的彈藥，受試彈藥應(yīng)根據(jù)STANAG4439和危險分類進(jìn)行安全性評估，確定是否進(jìn)行試驗。對于裝有含能材料的彈藥，該試驗僅適合含能材料的爆轟失效直徑大于射流直徑的彈藥，因為裝有失效直徑小的含能材料的彈藥(包括大部分戰(zhàn)斗部)一般不能通過射流沖擊試驗。如果危險評估能確定彈藥反應(yīng)程度低于Ⅰ類(爆轟)或Ⅱ類(部分爆轟)，就沒有必要為證實射流沖擊的破壞程度而進(jìn)行試驗。聚能射流沖擊的方向應(yīng)穿過含能材料的最長路徑，而不像槍彈射擊和碎片撞擊那樣需向裝藥感度最高的部位撞擊。

典型的射流沖擊試驗配置如圖6所示，包括射流彈、調(diào)節(jié)板、試樣、屏蔽層和見證板等。通常為了實現(xiàn)理想的V2d值，可在射流彈和試驗彈藥間安裝調(diào)節(jié)板以改變射流速度。采用調(diào)節(jié)板，在極小的情況下會產(chǎn)生碎片，產(chǎn)生的碎片將影響試樣反應(yīng)，故為減小碎片對試驗結(jié)果的影響，試驗時應(yīng)保證試樣與調(diào)節(jié)板間的距離為射流直徑的2倍。為準(zhǔn)確評估試樣的反應(yīng)，應(yīng)根據(jù)碎片類型和速度決定采用何種材料的見證板，如對鋼制殼體的大型彈藥至少使用25 mm厚的鋼見證板，而對鋁制殼體或薄的鋼制殼體使用鋁見證板即可。試驗時射流距離由危險評估程序決定，考慮到試驗結(jié)果的再現(xiàn)性和可比較性，一般要求射流距離能夠保證射流微粒在遇到試樣的含能材料前不會碎化。圖7為加拿大試驗小組進(jìn)行聚能射流沖擊試驗的試驗裝置。

由于聚能射流沖擊試驗中射流顆粒的速度、直徑和侵徹能力以及調(diào)節(jié)板的位置等都會對V2d的值產(chǎn)生較大影響。根據(jù)近幾年國外不敏感彈藥和含能材料技術(shù)峰會的信息可知，目前北約國家在聚能射流沖擊試驗方面尚未達(dá)成一致意見，具體的試驗裝置和試驗步驟還未制定[24]。如美國采用裝有炸藥LX-14的81 mm射流裝置，而法國和德國分別采用CCEB62和75 mm PG-7射流裝置。圖8和圖9分別為CCEB62和PG-7的實物圖。

圖6 射流沖擊試驗的配置圖

圖7 不敏感彈藥聚能射流沖擊試驗裝置

圖8 法國NEXTER公司制造的CCEB62

圖9 德國的射流沖擊裝置PG-7

2.6 殉爆試驗(Sympathetic Reaction,Munition Test Procedures)

殉爆試驗用于模擬彈藥在儲運(yùn)和戰(zhàn)備狀態(tài)下，當(dāng)主發(fā)裝藥發(fā)生最壞反應(yīng)(爆轟)時，一個或多個被發(fā)裝藥的響應(yīng)程度[25]。通過殉爆試驗可以明確彈藥對殉爆反應(yīng)的敏感度以及為彈藥包裝和隔離設(shè)備提供有效指導(dǎo)。

殉爆試驗中根據(jù)主發(fā)裝藥的類型而采用不同的引爆方式，通常包括聚能射流彈引爆和傳爆序列引爆。

聚能射流彈引爆是通過將聚能射流彈安裝在試樣含能材料的相應(yīng)位置，并將引爆控制系統(tǒng)與射流彈點火器連接，啟動引爆控制系統(tǒng)，點火電流將傳至點火器，起爆射流彈，進(jìn)而引爆主發(fā)裝藥。對于火箭發(fā)動機(jī)和槍炮推進(jìn)劑，常采用聚能射流彈引爆的方式可靠起爆主發(fā)裝藥。而對于其他彈藥，則采用起爆傳爆序列的方式引爆主發(fā)裝藥。

試驗時主發(fā)裝藥應(yīng)被被發(fā)裝藥包圍，并且在周圍堆放鈍感試驗件。如果主發(fā)裝藥與一個被發(fā)裝藥的體積超過0.15 m3，則需要2～3個被發(fā)裝藥。使用3個被發(fā)裝藥時，其中兩個應(yīng)處于對角攻擊的位置，如圖10所示。在包裝的情況下，一般不用鈍感試驗件代替被發(fā)裝藥。圖11為加拿大試驗小組進(jìn)行殉爆試驗的試驗裝置。

D.主發(fā)裝藥； I.鈍感試驗件； A.被發(fā)裝藥

圖11 不敏感彈藥聚能射流沖擊試驗裝置

試驗前彈藥應(yīng)經(jīng)過高溫或低溫預(yù)處理，溫度值由生命周期評估、STANAG 2895和AECTP-200決定。殉爆距離一般與供體彈藥的激發(fā)能力、受體彈藥接受激發(fā)的能力和它們之間的傳播介質(zhì)有關(guān)，試驗時主發(fā)裝藥與被發(fā)裝藥間的距離應(yīng)與服役狀態(tài)時相同。為了模擬彈藥實際貯存狀態(tài)時的約束作用，試驗時可以通過改變試樣與鈍感試驗件的比值來實現(xiàn)。

3 不敏感彈藥試驗評估程序

為了解含能材料在經(jīng)受威脅時的響應(yīng)特性和彈藥之間的相互作用，在評估彈藥對威脅的響應(yīng)時引入了危險性評估程序。一旦威脅被確定并量化，評估程序?qū)⒔o出刺激可能的導(dǎo)向通道。由于評估程序以流程圖的方式呈現(xiàn)彈藥的真實反映情況，比“通過”/“不通過”的危險評估方式更為可靠，所以北約標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議通常采用此方式來評估彈藥的反應(yīng)程度。試驗時通常根據(jù)試樣的殘骸、碎片拋射情況和含能材料的消耗情況等判定試驗的反應(yīng)類型，圖12為判定彈藥反應(yīng)類型的簡易流程圖[26]。

圖12 安全性試驗判定反應(yīng)類型的簡易流程

4 不敏感彈藥試驗方法應(yīng)用

美國、英國、法國和加拿大等多個國家已對多種型號的導(dǎo)彈進(jìn)行了安全性評估，其中美國僅海軍就有超過40種彈藥系統(tǒng)采用了不敏感彈藥技術(shù)，并進(jìn)行了全彈或子系統(tǒng)的安全性試驗，如戰(zhàn)斧導(dǎo)彈、MK-73標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈、改進(jìn)海麻雀導(dǎo)彈、響尾蛇導(dǎo)彈等。此外，美國陸軍60 mm 口徑M720E1迫擊炮彈、70 mm口徑火箭彈、M67和ASM手雷、105 mm口徑坦克炮彈、155 mm 口徑榴彈、M46型203 mm口徑榴彈、海軍MK-46魚雷和空軍MK-80系列航空炸彈、AGM-84空對地導(dǎo)彈等；法國陸軍LU-211 155 mm口徑炮彈、MU-90LW魚雷和海軍CBEMS/BANG125等，近些年在不敏感彈藥技術(shù)研究方面也取得許多重要進(jìn)展[27-29]。

20世紀(jì)90年代，美國曾對愛國者先進(jìn)能力-3(PAC-3)導(dǎo)彈開展了一項鈍感彈藥/最終危險分類綜合試驗計劃，并進(jìn)行了一系列縮比尺寸試驗。根據(jù)縮比試驗和危險分類的結(jié)果，在1997～1998年對PAC-3導(dǎo)彈的殺傷增強(qiáng)器(LE)、姿態(tài)控制系統(tǒng)(ACS)和發(fā)動機(jī)分別進(jìn)行了全尺寸試驗，其中包括槍彈射擊試驗、碎片撞擊試驗、殉爆試驗和快速烤燃試驗。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，固體火箭發(fā)動機(jī)受到意外刺激時最易出現(xiàn)爆燃等現(xiàn)象。

為了提高通用導(dǎo)彈用固體火箭發(fā)動機(jī)的不敏感特性，降低對熱刺激及機(jī)械刺激的響應(yīng)程度，美國Aerojet公司通過理論計算及全尺寸評估，對固體火箭發(fā)動機(jī)進(jìn)行了安全性方面的改進(jìn)，包括使用復(fù)合材料殼體、低溫點火器、內(nèi)部絕熱及噴涂發(fā)泡型防火涂料。該公司設(shè)計并制造了一系列直徑不等(120～230 mm)的固體火箭發(fā)動機(jī)驗證機(jī)，并對其進(jìn)行了安全性試驗。試驗結(jié)果表明，發(fā)動機(jī)經(jīng)改進(jìn)后，受撞擊時產(chǎn)生的拋射物和超壓值大幅度降低，烤燃試驗時的反應(yīng)程度也低于燃燒[13]。

5 結(jié)束語

多年來，世界各國發(fā)生的一系列彈藥安全性事故都在宣示彈藥安全的重要性。如今，不敏感彈藥已成為國際軍事發(fā)展的潮流，西方發(fā)達(dá)國家在不敏感彈藥試驗方法和評定準(zhǔn)則方面已取得重要進(jìn)展。雖然在部分試驗方法方面，如聚能射流沖擊試驗，由于技術(shù)水平等原因?qū)е卤奔s國家不敏感彈藥試驗方法或裝置有所區(qū)別，尚未達(dá)成一致協(xié)定，但是各國仍保留有自己的實施辦法。相比而言，我國在不敏感彈藥領(lǐng)域與世界發(fā)達(dá)國家之間尚存在較大差距，不敏感彈藥的研究還處于起步階段，尚未建立嚴(yán)格的不敏感彈藥試驗和評估的標(biāo)準(zhǔn)體系。

為了促進(jìn)我國不敏感彈藥的發(fā)展，降低彈藥潛在危險，應(yīng)從國家政策層面逐級推進(jìn)，明確各軍種的彈藥安全性需求，在不降低性能的基礎(chǔ)上提高彈藥對危險刺激的可接受程度。在標(biāo)準(zhǔn)體系制定方面應(yīng)充分借鑒國外不敏感彈藥的試驗體系和評定準(zhǔn)則，降低人力、財力成本，加快研究進(jìn)程。

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(責(zé)任編輯 周江川)

Standard Experiment Method of Insensitive Munition in NATO

YIN Zhen, WEN Quan, WANG Yu-shi, ZHANG Zhi-biao, YAN Li

(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

In order to improve the safety of munition and help to promote the development of insensitive munition technology and establishment of experiment evaluation system, the standard experiment method and assessment system of insensitive munition in NATO was summarized and the design method and application status of insensitive munition was also introduced. For making a big difference of insensitive munition technology in China, some suggestions were put forward. Firstly, it should be gradually carried forward in national so that reach a consensus in all aspect. Secondly, the relationship between performance and cost was of great importance, which should be carefully managed, and besides the existing experiment method and evaluation system in NATO should be fully adopted.

insensitive munition; evaluation standard; experiment method; safety; NATO

2016-06-27；

2016-07-12

江蘇省研究生培養(yǎng)創(chuàng)新工程項目(SJLX15_0145)

殷瑱(1990—)，男，碩士研究生，主要從事特種機(jī)械技術(shù)研究。

王雨時(1962—)，男，教授，主要從事引信系統(tǒng)分析與設(shè)計、彈藥安全系統(tǒng)與爆炸序列、引信機(jī)構(gòu)動力學(xué)研究,E-mail:wyshi204@163.com。

10.11809/scbgxb2016.10.001

殷瑱， 聞泉， 王雨時， 等.北約不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)試驗方法[J].兵器裝備工程學(xué)報，2016(10):1-7.

format:YIN Zhen, WEN Quan, WANG Yu-shi, et al.Standard Experiment Method of Insensitive Munition in NATO[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2016(10):1-7.

TJ410.1

A

2096-2304(2016)10-0001-07