4.3.1 炸药装药

更新于 2026年10月10日 版权声明
4.3.1 炸药装药

1.炸药性能

炸药是使药型罩形成聚能金属射流的能源。理论分析和试验研究都表明,炸药性能影响破甲威力的主要因素是炸药的爆轰压力。国外曾做过不同炸药的破甲威力试验,试验药柱直径为48mm,长度为140mm;药型罩材料为钢,锥角44°,底径为41mm;炸高为50mm。试验结果见表4.3.1。

表4.3.1 炸药性能对破甲威力的影响

图示

可见,随爆轰压力的增加,破甲深度和孔容积都将增大。由爆轰理论可知,爆轰压力p的近似表达式为

图示

式中,ρ为炸药装药的密度;D为炸药装药的爆速。

由此可知,欲取得较大的爆压p,应使装药的密度ρ和爆速D增大。因此,在聚能装药中,应尽可能采用高爆速炸药和增大装填密度。除此之外,破甲深度还与装药直径及长度有关。试验表明,随着装药直径和长度的增加,破甲深度逐渐加大。

此外,对于同种炸药来说,爆速和密度间也存在着线性关系,通常用下式表示:

图示

式中,D为装药密度为ρ时的爆速;D1.0表示装药密度为1.0 g/cm3时的爆速;k为与炸药性质有关的系数,对于多数高能炸药,k值一般取3 000~4 000(m·s-1)/(g·cm-3)。

增加装药直径(相应地增加药型罩口径)对提高破甲威力特别有效,破甲深度和孔径都随装药直径的增加而增加。但是,装药直径受到弹径的限制,增加装药直径必然要相应地增加弹径和弹重,这在实际设计中是受限制的。随着装药长度的增加,破甲深度增加,但当装药长度超过3倍装药直径时,破甲深度不再增加。这是因为稀疏波的传入使有效装药量接近于一个常数。

2.炸药形状

聚能装药的破甲深度与装药直径及长度有关,随装药直径和长度增加,破甲深度增加。增加装药直径(相应地增加药型罩口径)对提高破甲威力特别有效,破甲深度和孔径都随着装药直径的增加而呈线性增加。但是装药直径受弹径的限制,增加装药直径后,就要相应增加弹径和弹重,在实际设计中是有限制的。因此,只能在装药直径和质量的限制下,尽量提高聚能装药的破甲威力。

随着装药长度的增加,破甲深度增加,但当药柱长度增加到3倍装药直径以上时,破甲深度不再增加。轴向和径向稀疏波的影响,使爆轰产物向后面和侧面飞散,作用在药柱一端的有效装药只占全部装药长度的一部分。理论研究表明,当长径比大于2.25时,增加药柱长度,有效装药长度不再增加,因此,盲目增加药柱长度不能达到同比提高破甲深度的目的。

在确定聚能装药的结构形状时,必须考虑多方面的因素,既要使装药质量小,又要使破甲效果好。通常聚能装药带有尾锥,有利于增加装药长度,又可以减小装药质量,还不致影响有效装药量。另外,装药的外壳可以用来减少爆炸能量的侧向损失,采用隔板或其他波形控制器来控制装药的爆轰方向和爆轰波到达药型罩的时间,可以提高射流性能。

3.炸药形状装药直径和长度的确定

装药直径和长度的确定应当满足战斗部的威力要求,充分发挥战斗部的聚能效应与爆破作用,同时不超过导弹限定战斗部的质量和尺寸。一般来说,破孔的深度和容积随药柱长度增加而增加。重型壳体的装药长度为装药直径的2~2.5倍时,破孔的深度和体积达到最大值。(https://www.daowen.com)

4.装药的选择

聚能爆破战斗部要求使用高爆压、高爆速和高密度的炸药。高能炸药的爆压和爆速高,作用在金属药型罩上的单位冲量也大,直接影响射流参数,能获得好的破甲效果。根据国内的炸药来源、装药设备和装药工艺水平,战斗部可以采用以TNT和RDX为主体的含铝混合炸药。炸药中加入适量铝粉可以增加爆热。但是加入铝粉会使爆速有所降低,影响聚能效应。

高能混合炸药采用块注法装药,以一定配比的熔态炸药和药块交替装入药室,装至距装药口边缘20~30mm处时,再注入TNT,以便药柱凝固后整修药柱端面。用块注法装药可以得到更好的药柱质量,避免药柱中出现气孔和裂纹等瑕疵,能得到满意的装药密度,并提高了装药效率。

5.传爆药的选择

传爆药用于引爆主装药,是起爆传爆系统的重要组成部分。传爆药的选择:能引起主装药的爆轰,其爆速应大于主装药的临界爆速。常用的传爆药有特屈儿、黑索金、太安。这三种传爆药的特性对比如下:

(1)威力。太安与黑索金相当,太安大于特屈儿。

(2)猛度。黑索金大于太安,太安大于特屈儿。

(3)安定性。黑索金大于特屈儿,特屈儿大于太安。

(4)感度。

①摩擦感度:黑索金和太安爆炸。

②枪击感度:黑索金不敏感,太安100%爆炸,特屈儿78%爆炸。

③火焰感度:三种传爆药都敏感。

④冲击感度:黑索金65%~70%爆炸,太安100%爆炸,特屈儿50%~60%爆炸。

⑤爆轰感度:太安高于黑索金,黑索金高于特屈儿。

(5)成本。太安高于黑索金,黑索金高于特屈儿。

(6)使用性。黑索金和太安需要钝化才能使用,特屈儿不需钝化即能使用。

由以上比较可以看出,在爆速、威力和猛度特性方面,太安和黑索金较好。特屈儿的感度比黑索金、太安小,使用比较安全。由于近年来国内已停止生产特屈儿,因此部分战斗部已用钝感黑索金代替了特屈儿。

典型的半球形罩聚能装药战斗部中的传爆药质量为2.4 kg,占总装药量的0.63%。为了保证起爆和传爆的可靠性,在传爆路线较长的情况下,应使各传爆药柱不熄爆,达到稳定爆轰。但又不要为此使药柱太粗,其中最细最长的药柱直径为17mm。药柱的临界直径一般为7mm。在传爆药中,所有的药柱直径都大于7mm,因此能够保证各传爆药柱稳定爆轰地传递。

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