試析鈍感爆炸元件技術

何方遠

摘 要：本文針對鈍感爆炸元件技術，結合理論實踐，先分析了鈍感炸藥的概念，接著論述了鈍感炸藥的研制和應用，并提出目前鈍感爆炸元件技術存在的問題和解決對策，最后探討了此項技術的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：鈍感炸藥;爆炸元件;起爆可靠性;激光點火技術

1 鈍感炸藥的概念

炸藥件是目前全球范圍內軍事武器的主要組成部分，也是各國家武器安全的薄弱環(huán)節(jié)，一旦炸藥件因為意外發(fā)生爆炸，會造成嚴重的損失和污染。尤其是核污染發(fā)生意外爆炸，造成的后果極其嚴重。武器本質安全性的需求，促使很多國家提出了在武器中應用鈍感爆炸元件技術。最開始由美國國會軍事委員會在1978年提出，此后得到了飛速發(fā)展。美國能源部炸藥安全委員會對鈍感炸藥的定義為：雖然在整體上可以爆轟，但在非正常條件下，發(fā)生意外爆炸的概率幾乎為零，此后美國又陸續(xù)提出了11項鈍感炸藥鑒定試驗方法及相關的判斷依據(jù)，也是目前學術界主要討論的熱點。

我國在《爆轟術語》對鈍感炸藥的定義為，需要通過強烈的外界刺激，才能引起爆轟的猛烈炸藥。感度需要經(jīng)過相關規(guī)范和標準的檢測，達到鈍感規(guī)定的要求。雖然我國也建立了鈍感炸藥的鑒定方法，但還不夠完善，目前正在完善、發(fā)展及推廣中。

2 鈍感炸藥的研制和應用

鈍感炸藥是武器化爆破的主要安全保障，保證各項軍事武器，尤其是核武器的安全性，因此，鈍感炸藥的檢測標準非常嚴格。最開始鈍感炸藥通過TATB為基礎，配方為PBX9502和LX-17，此種鈍感炸藥研制方法，雖然具有良好的安全性能，但爆轟能量比較低，難以滿足現(xiàn)代化軍事武器的需求[1]。為進一步提升武器的綜合性能，很多國家花費大量資金和人力物力，尋求能量更高的鈍感炸藥，但研究效果甚微。尤其是美國一直處于鈍感炸藥研究的領先水平，比如：美國研制的SHEE鈍感炸藥和HERS高能降感炸藥，長期以來一直都是全球最先進、新能最優(yōu)異的鈍感炸藥，主要是RX-26系統(tǒng)炸藥配方，主要成分是TATB/HMX粘結劑。近年來，全球各國炸藥研究人員致力于LLM-105為基的鈍感炸藥配方，已達到相關檢測標準的要求。

3 鈍感爆炸元件技術存在問題

傳統(tǒng)爆炸元件技術在應用過程中，受到自身感度較大的影響，受到外界環(huán)境及條件的變化容易引起意外爆炸，從而造成嚴重的安全事故。而鈍感爆炸元件技術在研究初期，研究的主要方向是如何減低炸藥的感度，用鈍感藥劑來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的炸藥。但如果保證炸藥的裝藥量不發(fā)生變化，在炸藥中加入鈍感劑之后，其自身的感度也會隨之降低，致使鈍感爆炸元件中裝藥臨界的起爆壓力大幅度提升，在起爆過程中，傳統(tǒng)的起爆方式已經(jīng)無法滿足要求。而在引信的傳爆序列中，傳爆藥是整個鈍感爆炸元件系統(tǒng)的最后一級輸出單元，保證傳爆藥在傳爆中具有良好的可靠性決定了鈍感爆炸元件的性能。因此，在起爆時，必須采取更加先進的起爆增強技術，才能有效解決，鈍感爆炸元件無法安全、可靠起爆的問題。

4 提升起爆可靠性的技術措施

4.1 合理應用激光點火技術

激光具體很高的能量，可滿足各種材料熱處理的要求，也可以引發(fā)高能化學反應。激光主要是通過脈沖的形式傳播，可沿著不受電效應影響和具有化學穩(wěn)定性的路徑進行傳遞[2]。相比于傳統(tǒng)點火起爆技術，激光點火技術主要是通過激光形成的巨大能量來引爆鈍感炸藥。而且可有效降低電磁造成的干擾，提升現(xiàn)代化武器的安全性。美國最開始應用此項技術來起爆鈍感炸藥，主要機理是將激光直接照射到吸收離散波長的含能材料之上，通過激光能量匯集的效應起爆炸藥。具體原理圖如圖1所示：

相比與傳統(tǒng)的去點火起爆方式，激光點火具有更高的可操作性，為達到鈍感炸藥能量閥值的要求，在應用激光點火技術時，需要將高功率脈沖激光耦合到光纖中，提升激光傳播效率，保證鈍感爆炸元件起爆的可靠性。

4.2 加強飛片起爆技術的應用力度

相比于激光點火技術，飛片起爆技術更加新穎，起爆的機理為先進的“熱點”起爆。通過起爆裝置來釋放出高電能，作用在爆炸箔之上，促使爆炸箔快速汽化形成大量等離子體和超高的壓力，此壓力和直接作用在飛片之上，促使飛片高速撞擊鈍感炸藥藥柱來完成起爆。將飛片起爆技術和激光點火技術相互結合，可形成激光驅動飛片高速撞擊鈍感炸藥起爆技術，此項技術發(fā)明和應用，有效改變傳統(tǒng)鈍感爆炸元件的工作方式，大幅度降低鈍感爆炸元件的感度，保證起爆的安全性和可靠性[3]。沖擊片雷管也是一種常用的電驅動飛片雷管，是飛片起爆技術發(fā)展到一定程度的主要產(chǎn)物，采用鈍感較大的起爆炸藥，來取代傳統(tǒng)敏感火炸藥，即便受到外界條件的刺激，也可以避免發(fā)生意外起火。飛片起爆技術也是美國最開始應用鈍感爆炸元件起爆技術， 經(jīng)過多年的發(fā)展，美國已經(jīng)擁有比較成熟的沖擊片雷管，并實現(xiàn)了批量生產(chǎn)，被廣泛應用在美國自主研制的陶-28反坦克導彈、愛國者導彈等現(xiàn)代化武器起爆中。

4.3 多點起爆技術的應用

隨著鈍感爆炸元件技術的不斷發(fā)展，對爆炸序列的傳爆藥柱有更高的要求，需要滿足高可靠性起爆鈍感主裝藥的要求。多點起爆技術的出現(xiàn)有效解決了這一問題，但目前應用范圍有限，主要原因體現(xiàn)在兩個方面，其一是在多點同步起爆的誤差是客觀存在的，很難從根本上得到規(guī)避，同步起爆誤差對爆轟波有較大影響，從而降低起爆輸出威力。其二是多點起爆技術起爆數(shù)目比較多，在具體應用中，難以保證起爆的安全性和可靠性[4]。目前很多國家正在積極研究EISD的多點同步列陣起爆技術。如果可以研究成功，在起爆時，就可以實現(xiàn)多個爆轟波的相互對撞，促使碰撞點位置的超壓峰值達到正常值的2倍以上，實現(xiàn)不敏感炸藥的可靠起爆。

5 鈍感爆炸元件技術的發(fā)展趨勢

在科學技術不斷發(fā)展的背景下，很多高精尖技術被廣泛應用在鈍感爆炸元件中。高精尖技術具有很高的自動化、智能化、智慧化、集成化等特性。新型鈍感爆炸元件是未來爆炸元件的主要發(fā)展方向，采用了很多高精尖技術，結構組成更加復雜，對使用的綜合素質、專業(yè)技術提出更高的要求。新型鈍感爆炸元件體積通常比較大，但所出的空間有效，難以滿足現(xiàn)代化武器微型化的要求，不利于長距離運輸和長時間存儲，大大限制了鈍感爆炸元件技術的發(fā)展步伐。隨著現(xiàn)代化軍事武器向著微型化方向的不斷發(fā)展，微機點系統(tǒng)被廣泛應用在鈍感爆炸元件技術中，大大降低了鈍感爆炸元件的尺寸，節(jié)約了所占空間，也是未來鈍感爆炸元件技術發(fā)展的主要趨勢。

綜上所述，本文結合理論實踐，分析了鈍感爆炸元件技術，分析結果表明，鈍感炸藥是目前全球軍事武器發(fā)展的主要趨勢，對鈍感爆炸元件技術也就提出了更高的要求。傳統(tǒng)爆炸元件已經(jīng)無法滿足新型鈍感炸藥的要求。目前我國對鈍感爆炸元件技術的研究主要集中在裝藥上，對鈍感炸藥起爆可靠性技術研究深度和廣度不足。從目前發(fā)展現(xiàn)狀來看，保證鈍感爆炸元件之間的可靠傳爆和可靠裝藥，將會是今后鈍感爆炸元件技術研究的主要方向。

參考文獻：

[1]李天宇，王雨時，聞泉，等.鈍感爆炸元件技術發(fā)展綜述[J].四川兵工學報，2019，40（7）：76-84.

[2]崔子祥，甘俊珍，范杰，等.Zr（BHT）2高能鈍感燃燒催化劑的合成及熱分解行為[J].火炸藥學報，2018，198（02）：67-74.

[3]裴紅波，黃文斌，覃錦程，等.基于多普勒測速技術的JB-9014炸藥反應區(qū)結構研究[J].爆炸與沖擊，2018，38（3）：485-490.

[4]張琪敏，張旭，趙康，等.TATB基鈍感炸藥JB-9014的沖擊起爆反應增長規(guī)律[J].爆炸與沖擊，2019，39（4）：44-49.