胡宏伟,宋浦,赵省向,冯海云 国内,武器装备设计中对内爆类型炸药的选取缺 乏理论依据,还没有统一的评估准则和标准,应当借鉴 国外的经验,依据炸药装药内爆炸作用特点,建立相应 的实验装置、评估准则和合理的评判依据等 pressu a. roof before sample initiation transducer RP-80 detonator attenuator or booster gap 25-mm thick mid steel containment block 6.35-mm high 25-mm thick witness ISSST only) block, aluminum or steel b. roof after sample nitiation 51-mm square 图6屋顶举起实验装置 Fig. 6 Roof lift exper 图7小型爆炸实验装置 Fig. 7 Small-scale blast test in device Ki-Bong Lee201等研究发现约束空间内爆炸的举 起高度与炸药燃烧热存在一个线性关系,并建立了二4结束语 者的数学模型方程 Heave( Tritonal)=-1.309+1.147AH 随着侵彻/钻地类弹药战斗部的快速发展,国内对 为了评价美国海军“战斧”导弹和空军先进侵彻炸侵彻过程的研究已较为完善,但对于内部爆炸作用规律 药技术(APET)战斗部所需炸药在密闭腔体内的爆炸威的研究还没有系统展开,缺乏对炸药装药及弹药战斗部 力,海军水面战争中心0(NsWC)在白橡树试验基地在有限空间内部爆炸作用特点作用规律及效能评估的 50磅(2.7kg)试验设施(6.1m×6.1m×4.88m)内深人研究。为提升我国侵彻/钻地类弹药的设计及效能 对九种备选炸药进行了内爆炸试验,测量了每一种炸评估水平,缩小与国外的差距,建议进行以下研究 药的准静态压力以确定威力,并与PBXN-109炸药进 (1)由于约束结构与爆炸产物耦合作用显著,致使 行对比排序,实验证明,PBXN-109和 Tritonal证明具有限空间内部爆炸特征参量的动态测试、表征及毁伤威 有最好的威力。国内,兵器工业204研究所也建立了力评估非常困难,应建立屋顶上升实验装置和准静态压 套屋顶上升实验装置,测量了十多种炸药的上升位力测试系统等能够表征内爆威力的实验装置和方法。 移和平均冲量,对评估内爆炸药的性能效果明显。 (2)内爆弹药的设计以冲击波作为最主要的技术 但由于不敏感弹药的临界直径较大,大质量装药指标,没有突出有限空间内爆炸的能量释放特点和毁 有限空间内爆炸实验费用较高,美国海军水面战争中伤方式,屋顶上升作功能力和准静态压力作为表征内 心的 Granholm h5-321等开发了一个以白橡树试爆炸威力的重要毁伤元素,没有得到相应的重视,建议 验基地50磅(22.7kg)试验设施基础的1/40比例模纳入内爆类武器的技术指标评估体系,例如建立考虑 型实验装置(SSBT),用于测量小质量(<0.5g)的炸了能量权衡分配的冲量准静态压力评估方法。 药爆炸瞬时( prompt)和后续(late)反应,瞬时爆炸反 (3)有限空间内爆炸特征参量众多,作用效应复 应通过铝见证块上的炸坑观察,后续反应性通过超压杂,多个毁伤元综合作用下,目标结构及其内部目标的 (准静压)测试获得。 特性在不断变化,需深入开展多种毁伤元素耦合作用 Chinese Joumal of Energetic Materials, Vol 21, No 4. 2013(539-546) 含能材料 www.energetic-materials.orgen胡宏伟，宋浦，赵省向，冯海云 ａ．ｒｏｏｆｂｅｆｏｒｅｓａｍｐｌｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｂ．ｒｏｏｆａｆｔｅｒｓａｍｐｌｅｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ（ｐｅａｋｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ） 图 ６ 屋顶举起实验装置 Ｆｉｇ．６ Ｒｏｏｆｌｉｆｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆａｃｉｌｉｔｙ ＫｉＢｏｎｇＬｅｅ［２８］ 等研究发现约束空间内爆炸的举 起高度与炸药燃烧热存在一个线性关系，并建立了二 者的数学模型方程： Ｈｅａｖｅ（Ｔｒｉｔｏｎａｌ）＝－１．３０９＋１．１４７ΔＨａｓ （３） 为了评价美国海军“战斧”导弹和空军先进侵彻炸 药技术（ＡＰＥＴ）战斗部所需炸药在密闭腔体内的爆炸威 力，海军水面战争中心［５０］（ＮＳＷＣ）在白橡树试验基地 ５０磅（２２．７ｋｇ）试验设施（６．１ｍ×６．１ｍ×４．８８ｍ）内 对九种备选炸药进行了内爆炸试验，测量了每一种炸 药的准静态压力以确定威力，并与 ＰＢＸＮ１０９炸药进 行对比排序，实验证明，ＰＢＸＮ１０９和 Ｔｒｉｔｏｎａｌ证明具 有最好的威力。国内，兵器工业 ２０４研究所也建立了 一套屋顶上升实验装置，测量了十多种炸药的上升位 移和平均冲量，对评估内爆炸药的性能效果明显。 但由于不敏感弹药的临界直径较大，大质量装药 有限空间内爆炸实验费用较高，美国海军水面战争中 心的 Ｇｒａｎｈｏｌｍ ＲＨ［５１－５２］等开发了一个以白橡树试 验基地 ５０磅（２２．７ｋｇ）试验设施基础的 １／４０ｔｈ比例模 型实验装置（ＳＳＢＴ），用于测量小质量（＜０．５ｇ）的炸 药爆炸瞬时（ｐｒｏｍｐｔ）和后续（ｌａｔｅ）反应，瞬时爆炸反 应通过铝见证块上的炸坑观察，后续反应性通过超压 （准静压）测试获得。 国内，武器装备设计中对内爆类型炸药的选取缺 乏理论依据，还没有统一的评估准则和标准，应当借鉴 国外的经验，依据炸药装药内爆炸作用特点，建立相应 的实验装置、评估准则和合理的评判依据等。 图 ７ 小型爆炸实验装置 Ｆｉｇ．７ Ｓｍａｌｌｓｃａｌｅｂｌａｓｔｔｅｓｔｉｎｄｅｖｉｃｅ ４ 结束语 随着侵彻 ／钻地类弹药战斗部的快速发展，国内对 侵彻过程的研究已较为完善，但对于内部爆炸作用规律 的研究还没有系统展开，缺乏对炸药装药及弹药战斗部 在有限空间内部爆炸作用特点、作用规律及效能评估的 深入研究。为提升我国侵彻 ／钻地类弹药的设计及效能 评估水平，缩小与国外的差距，建议进行以下研究： （１）由于约束结构与爆炸产物耦合作用显著，致使 有限空间内部爆炸特征参量的动态测试、表征及毁伤威 力评估非常困难，应建立屋顶上升实验装置和准静态压 力测试系统等能够表征内爆威力的实验装置和方法。 （２）内爆弹药的设计以冲击波作为最主要的技术 指标，没有突出有限空间内爆炸的能量释放特点和毁 伤方式，屋顶上升作功能力和准静态压力作为表征内 爆炸威力的重要毁伤元素，没有得到相应的重视，建议 纳入内爆类武器的技术指标评估体系，例如建立考虑 了能量权衡分配的冲量准静态压力评估方法。 （３）有限空间内爆炸特征参量众多，作用效应复 杂，多个毁伤元综合作用下，目标结构及其内部目标的 特性在不断变化，需深入开展多种毁伤元素耦合作用 ４４５ ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｅｒｇｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，Ｖｏｌ．２１，Ｎｏ．４，２０１３（５３９－５４６） 含能材料 ｗｗｗ．ｅｎｅｒｇｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ．ｏｒｇ．ｃｎ