传爆药是一种猛炸药装药。用以引爆(起爆)炮弹、地雷、航空炸弹、火箭战斗部和爆破装药等的主装药。通常采用特屈儿、钝化黑索金、太恩和其他感度较高的炸药(它们对雷管的击发冲量比主装药的炸药更为敏感)的压缩药柱作为传爆药。它由雷管、电雷管、拉火管等起爆。选择传爆药的质量和形状时,应确保其爆炸时形成的冲量能引起弹药主装药的爆炸。
发展自第二次世界大战至今,随着弹药技术的进步,国内外先后研究和发展了数十种传爆药及其制造下艺,包括单质猛炸药和混合猛炸药。
1、单质炸药
早期曾用单质猛炸药做传爆药,其中应用较多的品种有特屈儿、黑索今和太安。第二次世界大战期间,特屈儿是美国大部分弹药中装填导爆管和传爆管的标准传爆药,具有感度适当、爆轰稳定、安全性较好、装药成型性良好的特点。直到1977年,特屈儿也一直是美国三军最重要的传爆药,但是,特屈儿毒性较大,环境污染严重,陆续被世界各国淘汰;
二战结束后,人们便寻找特屈儿的替代品。太安和钝化太安的冲击波感度高、传爆可靠,但其安全性差。美国在20世纪80年代颁布的火工品手册中,共列H,1 312种导爆和传爆装置,没有一种使用太安和钝化太安(不论是否有隔爆装置)。1970年颁布的美军标MII,一STD-1316A中,共列出了5种可供选用的许用传爆药,它们是:特屈儿及其药柱、HNS(I型或Ⅱ型)、DIPAM(耐热传爆药)、CH -6(RDX为基的黏结炸药)。HNS和DIPAM有良好的耐热性,价格昂贵,曾用于装填耐热的导爆和传爆元件。
2、RDX及其黏结炸药
二次世界大战末期,RDX的广泛使用使其牛产能力迅速扩大。在进行引信导爆药、传爆药研究丁作较早的美国,其小口径引信如M505 A3、XM757、M758等,也曾经采用RDX或HMX作为传爆药(西欧各国也用),但HMX感度较高、价格昂贵,同普通RDX 一样,那时美国不允许用HMX作为直接接触主装药的传爆药,如果要用,则必须采取隔爆措施。后来人们发现:RDX的性能与特屈儿相当、稳定性好、毒性小,且价格低廉、容易制造,作为导、传爆药更有效。因此,美国开展了以RDX或以RDX为基的混合炸药取代特屈儿的研究。直到1977年,美国三军统一了规定:用RDX作为传爆药,必须有隔爆装置。
对于RDX用作传爆药的研究,主要研究方向是:降低RDX的感度,并改善其成型性、:但以含石蜡的钝感RDX作为传爆药的应用效果并不十分理想。虽然原料来源广泛、成本低廉、安定性较好,但是工艺性能不好:药柱易裂纹、强度低;蜡类熔点低,造成传爆药的耐热性差。其中,含蜡量多的配方冲击波感度低、机械感度低、安全性好,适用作为主装药,很少用作传爆药,尤其不适宜用作小直径的导爆药;蜡含量少的配方,其机械和冲击波感度较高,一般应装在导爆或传爆管壳内使用。
后期的研究发现:某些以RDX为基的塑料黏结炸药具有良好的综合性能,可以作为传爆药使用,取代特屈儿。例如,以RDX为基的塑料黏结炸药PBX - 9407,在20址纪60年代初期就被美国原子能委员会(后称能源部)作为传爆药;1991年,美国能源部批准PBX-9407作为标准传爆药,可用于美国三军的各种弹药的导爆药柱和传爆药柱。
3.熔注炸药和挠性炸药
二战前后,有些国家还曾采用熔注炸药作传爆药,应用较多的品种有Penmlite( 50%PETN +50% TNT)、cyelotoI和B炸药,如美军MIAI炸弹的传爆管用3磅B炸药作传爆药,,但这类混合药剂机械性能差、强度低、脆性大、冲击波感度不高,在军事上如今已很少用作传爆药、在工业爆破中,人们有时用这类炸药作为铵油炸药等不敏感工业炸药的传爆药(也称中继起爆药柱)。
20 世纪六七十年代后,还发展了挠性炸药,可以制成片、板、条、索、棒、管和绳等形状,可以折叠和弯曲,适用性良好—这类炸药存民用上可用于扩爆管、导爆索和金属加下;在军事上可用作爆炸连接线和爆炸逻辑网络。1
作用在各类武器弹药系统的引信和火丁品的爆炸序列中,传爆药起着承上启下、承前启后的能量传递和放大作用:它要把引信或雷管传来的爆轰能量放大,并传递给主装药,使主装药可靠爆轰,实现弹药系统的预定功能。
这就要求传爆药本身既能够在雷管的爆轰冲能的作用下可靠被起爆,又能可靠地起爆主装药。亦即,传爆药在传爆序列中具有双重作用:x寸起爆雷管来说,它是被发装药,须依靠雷管才能起爆,即作为受主药;因此,要求传爆药的感度适中,以兼顾起爆可靠性和安全性;而对主装药来说,传爆药又是主发装药,即作为施主药,要求传爆药的爆轰速度要高,以提高其单位质量的起爆能力,才能可靠起爆主装药。
按作用功能不同,传爆药可分为:导爆药(或称导引传爆药、导引药)、扩爆药、继爆药、传爆药等。在实际使用中,人们一般将传爆药压装在壳体内,制成导爆管、传爆管、扩爆管(扩爆元件)及爆炸逻辑网络等爆炸元件,用于装配弹药引信;有时,传爆药也被压成药柱,直接与引信体或弹体装配,此时称为传爆药柱(导爆药柱)等。导爆管(导爆药柱)、传爆药柱或传爆管多是仅装压有猛炸药的圆柱形火丁品(都是用猛炸药压制成的爆炸元件),其作用是放大和传递爆轰能量。
“雷管一导爆管一传爆管”是分级传爆、逐级扩大爆轰的过程。,在隔爆式传爆序列中,“雷管一导爆管(或传爆管)”是独立的隔爆机构。该机构以及保险装置,保证了引信在发射过程巾的膛内安全性和炮口安全距离;当引信解除保险后、处在发火状态时,该隔爆机构又要保证引信中的爆轰传递和发火的可靠性、一般地,在保险型引信中有隔板的情况下,要用导爆药。如果平时既能安全地隔离雷管、解除隔离后雷管也能可靠并完全地起爆时,可以不设置导爆药,例如,小口径炮弹弹体装药量少,一般用压装法装填,容易起爆,可以不用导爆药。而大多数中、大口径炮弹的弹体内装药量多,而且多用铸装法和螺旋压装法装填,装填密度大,不易起爆,这时,单靠雷管的起爆能力就不能可靠起爆传爆药,需要由导爆药把起爆雷管的爆轰能量扩大,并传递给传爆药,最终起爆主装药。2
要求目前,传爆序列中,多数引信的导爆管装药和传爆管装药都采用同一种炸药。二者仅是尺寸不同而已,也可以概括地将导爆药、传爆药统称为传爆药。对导爆药(导爆管、导爆药柱)和传爆药(传爆管、传爆药柱)的基本要求大致相同:具有足够的安全性、适当的感度、足够的输出能量和机械强度,长期储存性能稳定等。一般要求如下:
1.足够的安全性
传爆药应具有足够的安全性、良好的安定性和相容性,对热、撞击、摩擦、火焰、静电放电以及各种辐射等能量的感度较低,以便于勤务处理,保证生产加工、运输和使用安全;并要求其对冲击波和爆轰波的感度较高,以保证较易起爆,且作用确实可靠。
2.适当的感度
传爆药应具备适当的感度,能被起爆元件可靠起爆。其临界直径应较小,传爆性能较好,以保证爆轰完全且有足够的爆轰能量输出、,
传爆药的感度是传爆序列选择传爆药的主要指标之一。首先,出于安全性考虑,长期以来引信传爆序列的“错位”保险要求已成为引信设汁安全性准则之一:与此相应的是:对“错位”保险以下的导爆药和传爆药的感度作出限定,以保证在隔离状态时发射和使用弹药的安全,否则,传爆序列的隔爆设计就毫无意义。
其次,药剂感度的要求来源于传爆可靠性的考虑。一般来说,传爆药柱是引信传爆序列的结束部分;传爆药是冲击波感度较高的猛炸药,其冲击波感度应高于相应的主装药;或其起爆感度高于主装药而低于导爆药或雷管,可南一个或几个导爆管(导爆药柱)或雷管起爆-即传爆药(包括导爆管、传爆管、扩爆管)的起爆感度介于起爆药和主装药之间,传爆管(或传爆药柱、扩爆管)的起爆感度应低于导爆管或雷管,但高于主装药。
3.良好的做功性能和足够的威力
传爆药应具备足够的起爆能力,要能够可靠地引爆后续装药,如战斗部主装药,:通常以威力和猛度衡量其做功性能。威力即做功的能力,取决于炸药的爆热、爆容、爆速和密度等参数;猛度取决于炸药的爆速、爆轰压以及装药密度等参数。
影响传爆药起爆能力的因素主要包括传爆药的种类、爆速、装药密度(粒度)、装药量和装药结构、位置以及外壳强度等。传爆管的装药量比爆炸序列中的其他爆炸元件都要多;传爆药的爆速应大于主装药的临界爆速,以保证确实可靠地起爆主装药。
4.装药加工性能好,适用于压装、铸装工艺
成型后的传爆药柱还应具有足够的机械强度和长储稳定性,经过长期储存而不变化;适应勤务处理及运输、储存、使用过程中的环境要求;在弹药发射过程的振动作用下也不发生损坏和变化。
5.原料来源要广泛、制造工艺简单、价格低廉、三废少
同时具备上述性能的单质猛炸药很少。实践中,用作火丁品中传爆药的单质猛炸药并不多,一般以爆炸性能优良的单质猛炸药为主体,采用军用混合炸药技术,加入高分子黏结剂等组成混合猛炸药-例如,高聚物黏结炸药,常用于制造火下品和弹药引信或起爆装置中的传爆药(柱)。为满足航空航天和深井石油开采需要,耐热火下品中还应装填耐热猛炸药。
随着武器系统的发展和战争环境的恶化,不仅要求传爆药的性能满足使用要求,而且需要提高弹药的安全可靠性和战场生存能力。20世纪80年代后期以来的弹药发展的新趋势是:使用钝感炸药装配钝感弹药。随着钝感弹药的发展,近年来还发展了一些新型的钝感炸药和起爆炸药等。为了使传爆序列不致影响钝感弹药的安全性,必然要求钝感的传爆药和钝感的起爆系统-例如,冲击片雷管的直列式(in-line)爆炸序列。
6.传爆药必须经过鉴定
我国规定,传爆药必须通过国家军用标准CJB 2178《传爆药安全性试验方法》所规定的安全性试验,才能作为许用传爆药。
本词条内容贡献者为:
曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学