劉國亮 ，焦綱領(lǐng) ，馬營 ，胡杰，3，師維江

（1. 中國兵器工業(yè)試驗(yàn)測(cè)試研究院，陜西 華陰 714200；2. 海軍研究院，北京 100161；3. 西安工業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710021）

0 引言

1967 年7 月，美國“福萊斯特”號(hào)航空母艦上一架A-4E Skyhawk 艦載攻擊機(jī)油箱被意外擊中，油箱爆炸引起大火蔓延至整個(gè)甲板，導(dǎo)致航母軍械庫中的彈藥在大火高溫烤燃中發(fā)生了殉爆［1］。1969 年1月，美國第一艘核動(dòng)力航空母艦“企業(yè)”號(hào)上的一架F-4 艦載戰(zhàn)斗機(jī)起飛時(shí)發(fā)生燃料箱起火，引起18 個(gè)彈藥爆轟，導(dǎo)致航母受到重創(chuàng)、多型艦載機(jī)受損及重大人員傷亡事故［2］。1981 年5 月，美國海軍“尼米茲”號(hào)航空母艦在回收作戰(zhàn)歸來的艦載機(jī)群時(shí)，一架電子對(duì)抗機(jī)下降時(shí)發(fā)生意外，導(dǎo)致一枚“麻雀”導(dǎo)彈受到大火烘烤發(fā)生爆炸，航母、艦載機(jī)、人員造成了巨大的損失［3］。1984 年5 月，蘇聯(lián)一海軍基地 意外起火，發(fā)生了嚴(yán)重的火災(zāi)和彈藥爆炸事故［4］。這一系列慘痛的教訓(xùn)引起了世界各軍事強(qiáng)國對(duì)彈藥安全性問題的關(guān)注，尤其對(duì)于載有大量武器裝備和彈藥的艦船和航母等高價(jià)值武器平臺(tái)，一旦發(fā)生意外引起彈藥殉爆，將對(duì)武器平臺(tái)自身造成毀滅性的破壞［5-7］。

本文對(duì)彈藥安全性研究現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理，介紹了海軍彈藥安全性反應(yīng)等級(jí)判定的研究成果，分析了我國目前彈藥安全性試驗(yàn)方法，歸納總結(jié)了彈藥安全性試驗(yàn)被試彈藥反應(yīng)類型、反應(yīng)等級(jí)和考核要求及評(píng)定方法。

1 海軍彈藥安全性研究進(jìn)展

1.1 國外海軍彈藥安全性研究進(jìn)展

在實(shí)戰(zhàn)及慘痛的教訓(xùn)驅(qū)使之下，國外在海軍彈藥安全性方面開展了深入的研究，對(duì)彈藥的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估不斷完善，形成了系列化的標(biāo)準(zhǔn)體系。

美國是最早開展常規(guī)不敏感彈藥安全性研究的國家，在20 世紀(jì)50 年代，提出了低易損性發(fā)射藥的概念，相繼頒發(fā)了《海軍武器要求空中、水面和水下發(fā)射武器的彈頭安全性測(cè)試》和軍用標(biāo)準(zhǔn)DODSTD-2105《非核武器彈藥危險(xiǎn)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》，標(biāo)準(zhǔn)從武器彈藥總體結(jié)構(gòu)和材料等方面研究改進(jìn)措施，將鈍感彈藥視為系統(tǒng)問題來對(duì)待［8-12］，要求從1995 年以后，美國所有武器彈藥的定型都必須通過安全性試驗(yàn)，并多次改版并逐步對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了完善。目前美國以MIL-STD-2105D 作為彈藥安全性的技術(shù)總綱。

同時(shí)美國建立了完善的管理體系，美國國防部成立了爆炸安全委員會(huì)，下轄兵種建立了相應(yīng)的彈藥安全性組織，組織結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 國防部爆炸安全委員會(huì)組織形式Fig. 1 Organization form of explosion safety committee of ministry of defence

1988 年，美國同北大西洋公約組織各國共同建立北約不敏感彈藥信息中心，其組織形式如圖2 所示。相繼頒布和更新了相應(yīng)的不敏感彈藥標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議STANAG 4439《引進(jìn)評(píng)估不敏感彈藥的政策指南》［13］和AOP-39《不敏感彈藥的研制、評(píng)估和試驗(yàn)指南》［14］，針對(duì)彈藥跌落的STANAG4375《彈藥跌落，試驗(yàn)程序》［15］、子彈沖擊的STANAG 4241《子彈撞擊，試驗(yàn)程序》［16］、破片撞擊的STANAG 4496《破片撞擊，試驗(yàn)程序》［17］、快速烤燃的STANAG 4240《液體 燃 料、外 部 火 烤，試 驗(yàn) 程 序》［18］、慢 速 烤 燃 的STANAG 4328《慢速烤燃，試驗(yàn)程序》［19］、殉爆試驗(yàn)的STANAG 4396《殉爆，試驗(yàn)程序》［20］、射流沖擊的STANAG 4526《射流沖擊，試驗(yàn)程序》［21］。

從20 世紀(jì)80 年代開始，法國、英國及德國也相繼開展了彈藥安全性研究工作。法國建立了鈍感彈藥項(xiàng)目，首次提出了重破片撞擊試驗(yàn)內(nèi)容［22］。英國和德國也分別制定了JSP520 和BMVG 不敏感彈藥評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，適用范圍包括所有非核彈藥、彈藥分系統(tǒng)（如戰(zhàn)斗部、引信、發(fā)射裝置、推進(jìn)裝置、安全和解保裝置等）和其他爆炸裝置。

經(jīng)過長期的發(fā)展和試驗(yàn)驗(yàn)證，目前美國和北約等形成了以MIL-STD-2105D 和NATO STANAG 4439為總綱、以AOP-39 為執(zhí)行文件、以STANAG 單項(xiàng)試驗(yàn)程序?yàn)榫唧w操作說明的標(biāo)準(zhǔn)體系。主要考核內(nèi)容包括子彈撞擊、跌落、破片撞擊、快速烤燃、慢速烤燃、殉爆、射流沖擊、制動(dòng)沖脫等8 種試驗(yàn)類型。

1.2 國內(nèi)彈藥安全性研究進(jìn)展

我國在彈藥安全性方面的研究起步比較晚，隨著我國航母、驅(qū)逐艦、護(hù)衛(wèi)艦、補(bǔ)給艦等高價(jià)值艦船的服役，海軍率先開展了彈藥安全性研究。國內(nèi)學(xué)者沒有進(jìn)行系統(tǒng)性的彈藥安全性研究，但在子彈撞擊、跌落、破片撞擊、快速烤燃、慢速烤燃、殉爆試驗(yàn)、射流沖擊、制動(dòng)沖脫等方面開展了大量相應(yīng)研究工作［23-48］。

文獻(xiàn)［23］對(duì)某型箱裝彈藥開展了在跌落過程中跌落姿態(tài)和堆摞箱數(shù)對(duì)彈丸加速度和最大應(yīng)力的跌落試驗(yàn)研究，并對(duì)其動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了分析。文獻(xiàn)［24］在跌落條件下對(duì)箱裝彈藥安全性進(jìn)行了數(shù)值評(píng)估，討論了頻率比、包裝箱阻尼、質(zhì)量以及跌落高度對(duì)保險(xiǎn)元件沖擊響應(yīng)的影響。文獻(xiàn)［25］對(duì)某彈藥箱開展了12 m 高度水平跌落試驗(yàn)，對(duì)其跌落后的受損情況進(jìn)行了研究。文獻(xiàn)［26］對(duì)帶艙大型戰(zhàn)斗部進(jìn)行了跌落考核試驗(yàn)以及模擬戰(zhàn)斗部跌落試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)帶艙戰(zhàn)斗部45°傾斜跌落時(shí)，殼體和主裝藥雖然受到的應(yīng)力和過載均最小，但艙體變形最嚴(yán)重。文獻(xiàn)［27］通過研究提出用國產(chǎn)12.7 mm 口徑的穿甲燃燒彈來代替美國M2 穿甲彈進(jìn)行不敏感彈藥子彈撞擊試驗(yàn)是可行的。文獻(xiàn)［28］通過子彈撞擊固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)其響應(yīng)類型和易損性進(jìn)行了分析研究。文獻(xiàn)［29］中對(duì)HTPE 鈍感推進(jìn)劑進(jìn)行了12.7 mm 子彈撞擊試驗(yàn)和快速烤燃試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明HTPE 鈍感推進(jìn)劑響應(yīng)類型均為燃燒反應(yīng)。文獻(xiàn)［30］對(duì)12.7 mm 彈藥進(jìn)行改裝，利用彈道槍發(fā)射球形、六棱柱破片對(duì)Q235 鋼的3 種不同結(jié)構(gòu)靶板進(jìn)行了破片撞擊試驗(yàn)研究。文獻(xiàn)［31］設(shè)計(jì)了一種能將18.6 g 破片加載到（1 830±60） m/s 速度的破片撞擊試驗(yàn)發(fā)射裝置。文獻(xiàn)［32-33］給出了標(biāo)準(zhǔn)破片加速到2 000～2 400 m/s 的破片撞擊試驗(yàn)內(nèi)彈道設(shè)計(jì)參數(shù)。文獻(xiàn)［34］利用自行研制的快速烤燃裝置對(duì)侵徹彈彈體進(jìn)行了快速烤燃試驗(yàn)。文獻(xiàn)［35］利用試驗(yàn)及數(shù)值模擬的方式研究了B 炸藥在烤燃情況下的溫度、熱量變化情況。文獻(xiàn)［36］提出了利用推進(jìn)劑對(duì)彈藥進(jìn)行快速烤燃試驗(yàn)的方法并對(duì)2 種不同的裝藥炸藥進(jìn)行試驗(yàn)，彈藥響應(yīng)類型為燃燒和爆燃。文獻(xiàn)［37］對(duì)侵徹彈彈體進(jìn)行了慢速烤燃試驗(yàn)，分析了侵徹彈彈體在慢速烤燃情況下的反應(yīng)特性。文獻(xiàn)［38］提出了慢速烤燃特性的等效試驗(yàn)方法，研究了引信慢速烤燃的響應(yīng)特性。文獻(xiàn)［39］利用自主研發(fā)的低成本慢速烤燃試驗(yàn)裝置對(duì)兩型不同炸藥進(jìn)行慢速烤燃試驗(yàn)。文獻(xiàn)［40］對(duì)疊層復(fù)合裝藥進(jìn)行了殉爆安全性試驗(yàn)及數(shù)值模擬，提出了疊層復(fù)合裝藥抗殉爆試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)［41］參照北約STANAG 4396 標(biāo)準(zhǔn)，開展某型彈藥殉爆試驗(yàn)并對(duì)反應(yīng)等級(jí)評(píng)估方法進(jìn)行了初步探討。文獻(xiàn)［42］利用試驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法研究相似結(jié)構(gòu)柱殼裝藥殉爆響應(yīng)的差異，為不敏感炸藥殉爆考核的試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)及結(jié)果分析提供參考。文獻(xiàn)［43］通過數(shù)值模擬、鈍感彈藥等效的方法構(gòu)建了射流沖擊起爆鈍感彈藥的起爆模型。文獻(xiàn)［44］對(duì)不同厚度鋼覆蓋板屏蔽的PBX-1 和PBX-2 炸藥進(jìn)行了射流沖擊起爆感度試驗(yàn)，分析了由聚能射流引起的2 種典型屏蔽壓裝PBX 炸藥的沖擊起爆感度。文獻(xiàn)［45］開展了某鈍感裝藥引信的射流沖擊試驗(yàn)，其響應(yīng)規(guī)律為爆轟反應(yīng)。文獻(xiàn)［46］提出了采用火箭橇技術(shù)模擬艦上機(jī)載彈藥制動(dòng)沖脫試驗(yàn)的新方法。文獻(xiàn)［47］研究了反向彈道火箭橇試驗(yàn)原理，此試驗(yàn)方法可用于考核彈藥撞擊試驗(yàn)。文獻(xiàn)［48］提出了使用彎曲滑軌實(shí)現(xiàn)彈車分離用于彈藥制動(dòng)沖脫試驗(yàn)，考核彈藥的安全性。

2 試驗(yàn)方法及評(píng)判依據(jù)

2.1 試驗(yàn)方法

（1） 跌落試驗(yàn)

跌落試驗(yàn)主要是考核彈藥在裝卸、運(yùn)輸、使用和維護(hù)等過程中意外跌落或者發(fā)射后飛行異常跌落的安全性。其原理是將試驗(yàn)件按要求姿態(tài)提升到規(guī)定的跌落高度后，釋放試驗(yàn)件，使其以給定的初始姿態(tài)自由下落著靶，同時(shí)獲取彈藥碰靶過程的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息。某跌落試驗(yàn)系統(tǒng)如圖3 所示，主要由跌落試驗(yàn)架、試驗(yàn)基座（鋼板+混凝土基座）、提升機(jī)構(gòu)、釋放裝置、安全防護(hù)掩體等組成。

測(cè)試系統(tǒng)主要由加速度傳感器、應(yīng)變傳感器、高速攝影、高清攝像、紅外攝影、沖擊波超壓測(cè)試裝置等設(shè)備組成。其中加速度傳感器和應(yīng)變傳感器用來測(cè)試被試彈藥在沖擊地面時(shí)的加速度和各部位瞬間的應(yīng)變；高速攝像拍攝跌落釋放機(jī)構(gòu)的動(dòng)作、跟蹤被試彈藥跌落著地姿態(tài)，以及著地后較短時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)情況；高清攝影通過錄像判讀被試彈藥第一落點(diǎn)位置、反彈次數(shù)、落點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)軌跡；紅外攝影相機(jī)觀測(cè)被試彈藥跌落過程中彈藥因?yàn)槟Σ恋仍蛟趶楏w上出現(xiàn)熱點(diǎn)情況，判斷彈體熱點(diǎn)是否會(huì)引起彈藥燃燒、爆炸、爆轟等其他反應(yīng)情況；試驗(yàn)過程中若發(fā)生爆炸或爆轟，需要沖擊波超壓數(shù)據(jù)及達(dá)到超壓峰值的時(shí)間來對(duì)反應(yīng)等級(jí)進(jìn)行評(píng)定。試驗(yàn)?zāi)M一般吊裝、轉(zhuǎn)運(yùn)跌落高度為0.5，1，2 m，模擬裝船過程高度一般選取12 m。跌落的鋼板厚度為75 mm，長和寬能涵蓋被試彈藥最大尺寸2 倍，布氏硬度為186.3~227.7。

（2） 子彈撞擊試驗(yàn)

子彈撞擊試驗(yàn)主要用來模擬彈藥受到小口徑槍彈打擊時(shí)的反應(yīng)情況。子彈撞擊試驗(yàn)的原理是對(duì)被試彈藥裝藥量最大的部位及對(duì)沖擊感度最高部位分別進(jìn)行打擊，來考核彈藥的抗彈性能。某子彈撞擊試驗(yàn)系統(tǒng)如圖4 所示，主要由發(fā)射槍支及子彈、測(cè)速系統(tǒng)、錄像裝置、超壓測(cè)試裝置和防護(hù)裝置等組成。

圖4 子彈撞擊試驗(yàn)Fig. 4 Bullet impact test

測(cè)試系統(tǒng)主要由破片速度測(cè)試儀、高速攝影、高清攝像、沖擊波超壓測(cè)試裝置、驗(yàn)證板等組成。試驗(yàn)前通過破片速度測(cè)試儀對(duì)射擊的子彈速度進(jìn)行選取，正式試驗(yàn)時(shí)布置好上述測(cè)試系統(tǒng)，并約束好被試彈藥，使其能夠承受子彈撞擊時(shí)產(chǎn)生的推力。試后通過高速攝影錄像、被試彈藥自然破片大小、沖擊波超壓測(cè)試結(jié)果、驗(yàn)證板損傷情況來判定被試彈藥的反應(yīng)等級(jí)。一般采用12.7 mm 穿甲彈以（850±20） m/s 速度對(duì)被試彈藥進(jìn)行撞擊。

（3） 破片撞擊試驗(yàn)

破片撞擊試驗(yàn)主要是模擬在戰(zhàn)場環(huán)境中彈藥的戰(zhàn)斗部受到高速彈體自然破片撞擊時(shí)的可能響應(yīng)等級(jí)及破壞模式，并依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)彈藥進(jìn)行安全性評(píng)價(jià)，確定彈藥實(shí)際貯存與使用狀態(tài)下應(yīng)采取的安全防護(hù)措施。目前STANAG 4496 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的彈藥安全性試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)破片如圖5 所示，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)破片參數(shù)進(jìn)行了規(guī)定，質(zhì)量18.6 g，直徑（14.3±0.05） mm，布氏硬度不大于270 的鋼制圓柱體，其頭部為160°±0.5°夾角的圓錐。某破片撞擊試驗(yàn)系統(tǒng)如圖6 所示，主要由破片發(fā)射系統(tǒng)、測(cè)速系統(tǒng)、錄像裝置、超壓測(cè)試裝置等組成。

圖5 破片形狀Fig. 5 Fragment shape

圖6 破片撞擊試驗(yàn)Fig. 6 Fragment impact test

破片撞擊試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)主要由高速攝影、高清攝像、沖擊波超壓測(cè)試裝置、驗(yàn)證板等組成。試驗(yàn)前通過破片速度測(cè)試儀對(duì)射擊的破片速度進(jìn)行選藥，正式試驗(yàn)時(shí)布置好上述測(cè)試系統(tǒng)，并約束好被試彈藥，使其能夠承受破片撞擊時(shí)產(chǎn)生的推力。一般采用大藥室身管、次口徑彈丸發(fā)射技術(shù)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)破片（1 830±60） m/s 或者極端條件下（2 530±90） m/s的高速破片撞擊。

（4） 快速烤燃試驗(yàn)

快速烤燃試驗(yàn)主要是通過模擬彈藥在存儲(chǔ)空間、轉(zhuǎn)運(yùn)過程及備戰(zhàn)狀態(tài)下周圍環(huán)境失火直接作用在彈藥上的意外情況，考察彈藥直接受到火焰快速加熱時(shí)的自身安全性能。其原理是被試彈藥在液體燃料火焰中被快速加熱，彈藥未發(fā)生反應(yīng)則認(rèn)為滿足快速烤燃試驗(yàn)安全性考核。某快速烤燃試驗(yàn)系統(tǒng)如圖7 所示，主要由被試彈藥懸掛系統(tǒng)、火焰環(huán)境生成系統(tǒng)及遠(yuǎn)程遙控點(diǎn)火系統(tǒng)等組成。

圖7 快速烤燃試驗(yàn)Fig. 7 Rapid burning test

測(cè)試系統(tǒng)主要由溫度測(cè)試設(shè)備、高清錄像設(shè)備、紅外攝影及高速攝影設(shè)備組成。對(duì)被試彈藥進(jìn)行快速烤燃試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)所用到的工裝不能過多地吸收火焰輻射熱量，并且需要將被試彈藥、工裝完全約束，防止在試驗(yàn)中可能受到推力發(fā)生意外。試后通過高速攝影錄像、被試彈藥自然破片大小、沖擊波超壓測(cè)試結(jié)果來判定被試彈藥的反應(yīng)等級(jí)。一般選用液態(tài)烴類燃料和商用煤油，燃料儲(chǔ)備量應(yīng)該不少于試驗(yàn)用料的1.5 倍，溫度測(cè)試設(shè)備應(yīng)能承受1 200 ℃的高溫，試驗(yàn)時(shí)平均火焰溫度需達(dá)到800 ℃，為了被試彈藥能完全浸入火焰中，點(diǎn)火之前需調(diào)整被試彈藥底部和燃料表面之間的距離不小于30 cm。點(diǎn)火時(shí)盡可能保證燃料池多個(gè)位置同時(shí)點(diǎn)火或者從燃料池中央較大區(qū)域開始點(diǎn)火。

（5） 慢速烤燃試驗(yàn)

慢速烤燃試驗(yàn)主要是模擬評(píng)估彈藥在存儲(chǔ)庫房、戰(zhàn)時(shí)在武器彈倉內(nèi)受到周圍失火環(huán)境影響的自身反應(yīng)情況。其原理是將被試彈藥先以大約5 ℃/min的升溫速率升至50 ℃，再以3.3 ℃/h 的升溫速率逐漸加熱，直至反應(yīng)。某慢速烤燃試驗(yàn)系統(tǒng)如圖8 所示，主要由慢烤試驗(yàn)箱和溫度控制系統(tǒng)組成。

圖8 慢速烤燃試驗(yàn)箱Fig. 8 Slow burning test

測(cè)試系統(tǒng)主要由溫度測(cè)量設(shè)備、超壓傳感器、高清錄像、高速攝影、紅外攝影設(shè)備等組成，必要時(shí)可設(shè)置驗(yàn)證板。在慢速烤燃試驗(yàn)中，試驗(yàn)箱的直徑、長度不小于3 倍彈藥對(duì)應(yīng)的尺寸。用循環(huán)加熱的空氣進(jìn)行加熱，試驗(yàn)箱要能夠以設(shè)定的速度將空氣加熱到預(yù)定的溫度范圍，并且以同一溫度在被試彈藥周圍循環(huán)流動(dòng)，箱內(nèi)溫度符合加熱速度為3±1 ℃/h 的升溫要求。為了使其受熱均勻，被試彈藥與慢烤箱體內(nèi)壁之間預(yù)留不小于20 cm 的距離，采用K 型熱電偶（量程為600 ℃，測(cè)量精度為±0.5 ℃）溫度測(cè)量裝置對(duì)箱內(nèi)溫度實(shí)時(shí)測(cè)量。在距被試彈藥不同距離處安裝超壓傳感器，通過測(cè)試沖擊波超壓來判斷被試彈藥首先發(fā)生的反應(yīng)類型。

（6） 殉爆試驗(yàn)

殉爆試驗(yàn)的原理是指當(dāng)彈藥發(fā)生爆炸時(shí)，爆炸所產(chǎn)生的爆轟波和爆炸破片導(dǎo)致間隔一定距離的另一彈藥發(fā)生爆炸的現(xiàn)象。通過殉爆試驗(yàn)可以評(píng)估當(dāng)彈藥在服役狀態(tài)時(shí)彈藥庫受到攻擊，主發(fā)裝藥（激發(fā)爆轟的裝藥）發(fā)生最壞反應(yīng)時(shí)，一個(gè)或者多個(gè)被發(fā)裝藥（被激發(fā)爆轟的裝藥）的響應(yīng)；確定被試彈藥對(duì)殉爆反應(yīng)的敏感度；獲得彈藥臨界殉爆距離和殉爆安全距離；為彈藥包裝、隔離設(shè)備及掩體的有效性提供參考。某被試彈藥殉爆試驗(yàn)系統(tǒng)如圖9 所示，主要由引爆控制系統(tǒng)、被試彈藥固定工裝組成。

圖9 殉爆試驗(yàn)Fig. 9 Martyrdom test

測(cè)試系統(tǒng)主要由沖擊波參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)、錄像設(shè)備及防護(hù)裝置組成。試驗(yàn)時(shí)需要確認(rèn)布設(shè)好主發(fā)裝藥和被發(fā)裝藥間介質(zhì)的性質(zhì)和條件。試后通過現(xiàn)場情況、測(cè)試數(shù)據(jù)、被試彈藥殘余物和拋射碎片位置、尺寸等進(jìn)行被發(fā)裝藥彈藥反應(yīng)等級(jí)評(píng)價(jià)。為保證主發(fā)裝藥能完全爆轟，一般選用塑料導(dǎo)爆管及導(dǎo)爆雷管為一級(jí)激發(fā)源、B 炸藥為二級(jí)激發(fā)源的中心起爆的方式激發(fā)主發(fā)裝藥。

（7） 射流沖擊試驗(yàn)

射流沖擊試驗(yàn)是考核被試彈藥在受到射流沖擊時(shí)出現(xiàn)的彈藥安全性反應(yīng)等級(jí)，反應(yīng)等級(jí)主要與彈藥的沖擊感度、含能材料的約束條件和受損程度、反應(yīng)程度轉(zhuǎn)化感度有關(guān)。射流沖擊試驗(yàn)原理是被試彈藥受射流彈或具有相同V2d 值戰(zhàn)斗部的射流沖擊時(shí)，通過獲取試驗(yàn)過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息考核其反應(yīng)等級(jí)。某被試彈藥射流沖擊試驗(yàn)系統(tǒng)如圖10 所示，由被試彈藥、射流彈調(diào)節(jié)鋼板、起爆裝置、沖擊波超壓測(cè)試傳感器和錄像設(shè)備組成。

圖10 射流沖擊試驗(yàn)Fig. 10 Jet impact test

進(jìn)行射流沖擊試驗(yàn)時(shí)，需要確定好射流強(qiáng)度、射流彈類型及其批號(hào)、射流作用距離、被試彈藥受到刺激后可能出現(xiàn)的反應(yīng)情況。試后通過現(xiàn)場及見證板情況、測(cè)試設(shè)備測(cè)試結(jié)果、破片尺寸及空間分布、錄像數(shù)據(jù)來判讀被試彈藥反應(yīng)程度。射流沖擊點(diǎn)一般應(yīng)該選擇被試彈藥敏感度最高的部位或主裝藥部位。一般可采用40，80 mm 破甲彈來進(jìn)行射流沖擊試驗(yàn)。

（8） 制動(dòng)沖脫試驗(yàn)

制動(dòng)沖脫試驗(yàn)是使被試彈藥以規(guī)定的姿態(tài)和速度撞擊在預(yù)制的靶板上，考核常規(guī)導(dǎo)彈彈藥及其子系統(tǒng)的撞擊安全性。其原理是將被試彈藥固定在火箭撬上，將其以加速至規(guī)定的撞擊速度后與火箭撬分離，使其規(guī)定的姿態(tài)和速度撞擊在靶板上，以考核武器彈藥系統(tǒng)的撞擊安全性。某被試彈藥制動(dòng)沖脫試驗(yàn)系統(tǒng)如圖11 所示，主要由火箭橇、滑軌、靶板、鎖緊—分離裝置組成。測(cè)試系統(tǒng)主要由沖擊波超壓測(cè)試裝置、加速度測(cè)試裝置、著靶速度測(cè)試系統(tǒng)及錄像設(shè)備組成。

圖11 制動(dòng)沖脫試驗(yàn)Fig. 11 Brake-off test

制動(dòng)沖脫試驗(yàn)平臺(tái)主要是火箭橇，其原理是在特制的鋼軌（單軌、雙軌）上利用其強(qiáng)大的火箭助推器，將被試彈藥加速到其正常的飛行速度作為撞擊速度，在軌道末端時(shí)被試彈藥與火箭橇分離并撞向靶板。試后通過測(cè)試數(shù)據(jù)、被試彈藥殘余物和拋射碎片位置、尺寸等進(jìn)行被試彈藥反應(yīng)等級(jí)評(píng)價(jià)。

（9） 彈藥安全系統(tǒng)性試驗(yàn)

對(duì)于彈藥安全的系統(tǒng)性試驗(yàn)，主要從彈藥在全壽命周期內(nèi)受到的外界刺激進(jìn)行分析。彈藥一般處于倉庫儲(chǔ)存、彈藥運(yùn)輸及武器平臺(tái)備戰(zhàn)3 種環(huán)境狀態(tài)，在倉庫儲(chǔ)存環(huán)境狀態(tài)下，主要可能受到周圍環(huán)境火災(zāi)造成的慢烤、快烤刺激，被敵來襲導(dǎo)彈擊中后導(dǎo)致的殉爆，或者敵來襲導(dǎo)彈在庫房周圍連續(xù)爆炸導(dǎo)致的破片撞擊等刺激；彈藥在運(yùn)輸過程中，有可能在吊裝過程中發(fā)生跌落，運(yùn)輸車輛在行駛中由于碰撞、翻車等因素可能會(huì)使彈藥受到制動(dòng)沖脫、撞擊等刺激；彈藥在備戰(zhàn)狀態(tài)下受到的外界刺激因素會(huì)更多，主要有快速烤燃、慢速烤燃、破片撞擊、子彈撞擊、射流沖擊等。如果能夠保證彈藥在這3 種狀態(tài)的安全性，則可以認(rèn)為彈藥自身是比較安全的。在試驗(yàn)方法上主要考慮合理的刺激發(fā)生鏈，在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)對(duì)彈藥所處環(huán)境可能受到的刺激進(jìn)行分析，對(duì)于彈藥直接受到由于外界因素造成的刺激，可以開展單項(xiàng)試驗(yàn)進(jìn)行彈藥安全性考核；由于其他彈藥受到外界刺激后發(fā)生了反應(yīng)而對(duì)被試彈藥造成的刺激可以串聯(lián)開展試驗(yàn)，并且按照前面8 種單項(xiàng)試驗(yàn)方法串聯(lián)布置試驗(yàn)現(xiàn)場，開展彈藥安全的系統(tǒng)性試驗(yàn)。

2.2 評(píng)判依據(jù)

為了分析彈藥在遭受到破片刺激發(fā)生的反應(yīng)和變化，美軍標(biāo)MIL-STD-2105D《非核武器彈藥危險(xiǎn)性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》以及北約AOP-39《不敏感彈藥的研制、評(píng)估和試驗(yàn)指南》（第3 版）對(duì)彈藥遭受意外刺激時(shí)的響應(yīng)類型進(jìn)行了等級(jí)分類［49-50］，如表1 所示，按照反應(yīng)程度不同分為6 級(jí)。

表1 彈藥響應(yīng)類型及等級(jí)Table 1 Types and grades of ammunition response

STANAG4439 中還對(duì)彈藥在壽命周期內(nèi)可能遇到的一系列威脅進(jìn)行了說明，彈藥的威脅形式及考核要求如表2 所示，針對(duì)不同的威脅給出了考核試驗(yàn)類別、試驗(yàn)條件及彈藥達(dá)標(biāo)要求。

表2 彈藥的威脅形式及考核要求Table 2 Threat forms and assessment requirements of ammunition

被試彈藥的響應(yīng)等級(jí)一般是通過其在試驗(yàn)后的反應(yīng)情況、殘余物大小、拋射位置以及含能材料的消耗情況等來判斷，彈藥安全性試驗(yàn)被試彈藥反 應(yīng)等級(jí)判定方法如圖12 所示。

圖12 被試彈藥反應(yīng)等級(jí)判定方法Fig. 12 Decision method of ammunition reaction grade of subjects

3 結(jié)論

本文綜述了不敏感彈藥安全性研究情況，結(jié)合試驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)8 種類型彈藥安全性試驗(yàn)的方法進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并且給出了彈藥安全性試驗(yàn)結(jié)果評(píng)判準(zhǔn)則及評(píng)定方法。并對(duì)我國彈藥安全性工作提出以下建議：

（1） 我國在彈藥安全性研究工作方面，亟須建立一套適應(yīng)我國的不敏感彈藥安全性試驗(yàn)評(píng)估技術(shù)體系，并且需要建立專門的組織機(jī)構(gòu)監(jiān)督實(shí)施。對(duì)在役的重點(diǎn)彈藥開展彈藥安全性試驗(yàn)考核，明確在服役彈藥的安全技術(shù)狀態(tài)，并且進(jìn)一步制定彈藥安全性防護(hù)措施。

（2） 我國彈藥安全性研究仍應(yīng)充分借鑒國外彈藥安全性試驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，需要結(jié)合彈藥安全性科研試驗(yàn)結(jié)果，將彈藥安全性視為系統(tǒng)問題對(duì)待，客觀分析差距，全面展開相關(guān)研究，從系統(tǒng)的角度提高我國處于在研階段中的彈藥的安全性設(shè)計(jì)能力。

（3） 對(duì)彈藥進(jìn)行單項(xiàng)類型的彈藥安全性試驗(yàn)考核之后，需要考慮其全壽命過程中可能遇到的不安全因素，系統(tǒng)地模擬彈藥在更實(shí)際的儲(chǔ)存、運(yùn)輸及戰(zhàn)場環(huán)境下可能遇到的外界危險(xiǎn)刺激，有針對(duì)性地對(duì)彈藥開展復(fù)合型彈藥安全性考核試驗(yàn)，并且建立相關(guān)復(fù)合型安全性考核試驗(yàn)方法。