冲击片雷管四点阵列输出界面作用可靠性设计方法

针对冲击片雷管缺乏可靠性量化设计方法的问题，开展了冲击片雷管四点阵列输出界面可靠性设计方法研究。首先基于应力-强度干涉模型提出考虑双裕度系数的可靠性量化设计方法，构建输出性能参数与可靠度指标之间的量化模型；然后对不同设计参数下的输出性能进行仿真，建立输出性能参数与结构设计参数之间的量化模型；最后结合上述两类量化模型，给出了满足冲击片雷管四点阵列输出界面作用可靠度指标要求的结构设计参数。结果表明，该方法可以有效提高冲击片雷管输出界面的可靠性设计精度，实现精确设计。     

超细LLM-105短脉冲起爆特性（英）

为了研究超细LLM-105炸药的短脉冲起爆特性,设计了两种参数的飞片起爆系统,在对两种飞片系统驱动飞片速度分析的基础上,采用较佳匹配系统进行了超细LLM-105炸药的发火阈值测试.试验结果表明:两种飞片系统中飞片速度随着输入起爆电流的增加而增加,但是大尺寸飞片对输入电流的变化更加敏感;在相同起爆条件下,大尺寸飞片获得的最大速度一致性较差,这与尺寸增加,受空气阻力影响更明显有一定关系;采用飞片速度较高的飞片系统进行超细LLM-105炸药起爆阈值测试,得到超细LLM-105炸药的50％发火阈值电流为2.14 kA,与HNS-Ⅳ相差不大.由此表明,超细LLM-105炸药作为冲击片雷管始发药应用是可行的,即能满足冲击片雷管钝感化要求,又不会对引爆系统的能量提出过高的要求,符合目前冲击片雷管低能、钝感的发展趋势.     

独特的冲击片雷管用无源诊断法

本项研究的目的是要寻找一种能可靠地检测现行冲击片雷管作用的材料和结构。由于冲击片雷管的尺寸很小（15mils,即0．38mm的数量级），大多数诊断技术都不合适。本方案有个额外的要求，即装置不能使用任何电功率或输出信号，这就是说要求诊断完全是无源的。本文叙述了三个方面的研制工作情况：用VISAR测量法表征的冲击片的全面特性；诊断材料和结构的选择及样机设计的试验。VISAR法测试需使用能使激光到达冲击片雷管桥箔处的特殊光学探头，给出的结果是以起爆电压为函数的飞片速度。现选择的诊断设计的作用形式类似于凹痕认证板，只不过飞片撞击Kapton片所产生的是破碎，只需要确定飞片速度是否超过了阈值，便很快目检出结果。不到阈值的速度将产生本质上不同的现象。     

爆炸箔尺寸对飞片速度的影响

爆炸箔是冲击片雷管的关键部件,为了获得爆炸箔的厚度和桥区尺寸对冲击片雷管飞片速度的影响,通过光纤台阶法测试了不同厚度和桥区尺寸的爆炸箔驱动飞片的情况。结果表明:在电压3.4 kV、电流3.5 kA的起爆条件下,最佳的爆炸箔厚度为3.67μm,可以驱动飞片产生2 307 m/s的速度;随着爆炸箔桥区尺寸的减小,飞片速度逐渐提高。因此,可以看出在一定的起爆能量下,驱动飞片达到最大速度的爆炸箔存在一个最佳厚度值;在爆炸箔厚度一定的情况下,减小爆炸箔的桥区尺寸,可以提高爆炸箔驱动飞片的能力,从而可以达到降低冲击片雷管起爆能量阈值的目的。     

飞片参数及冲击角度对能量激发的影响研究

为研究飞片参数及冲击角度对冲击片雷管作用性能的影响,采用Solidworks和LS-DYNA软件对飞片剪切过程和不同角度冲击炸药的起爆效果进行了仿真,并通过仿真和试验验证飞片厚度和直径对其冲击速度的影响。结果表明：加速膛硬度越高,飞片成形状况越好;飞片最大速度与飞片直径、厚度呈负相关,但飞片厚度过小时易发生破碎现象;入射角度为0,30,60,90°的飞片冲击HNS药柱均能达到稳定爆轰,以0°入射角冲击时爆轰效果最佳。     

激光冲击片雷管中飞片的结构优化及性能测试

为有效提升激光冲击片雷管的能量利用率,需对雷管中的飞片结构进行设计和优化。在对飞片进行结构设计的基础上,采用磁控溅射和扫描电镜(SEM)的方法完成了C/Al/Al2O3/Al飞片的制备和表征,获得了飞片各层的制备速率和表面形貌;采用光子多普勒测速系统(PDV)测试了不同参数C/Al/Al2O3/Al飞片的加速历程,发现在相同激光入射能量下,不同参数飞片的加速历程有所不同,设计制备的0.05/0.7/0.7/20.0μm复合飞片(Φ1.0mm)能量利用率最高,飞片速度达到2301 m·s-1。结合飞片各层材料的物理特性分析得到,石墨吸收层的反光系数、汽化能与导热性能,及Al2O3隔热层的表观致密度、电离势能和导热性能直接影响飞片的速度,而飞片加速时间与石墨吸收层较高的导热率相关。     

冲击片雷管的无源诊断

众所周知，雷管一般都要求在实验室中按实际环境和物理条件进行测试，以评估雷管的性能，如雷管的输入和输出能量、作用时间等等。冲击片雷管有独特的结构和作用方式，当发火装置给其桥箔提供足够高的电流时，钢桥箔爆炸汽化，推动并剪切上面的KaPton膜而形成飞片，飞片通过加速膛迅速加速至4mm／Ps左右的速度，撞击高密度猛炸药。由于冲击片雷管的几何尺寸很小，作用时间很短，作用方式独特，大多数现行的雷管诊断技术都不合适。研究者开发了用VISAR（任何反射物的速度干涉仪系统）全面表征冲击片雷管的方法，但这是一种十分复杂、技术…     

超细LLM-105短脉冲起爆特性（英文）

为了研究超细LLM-105炸药的短脉冲起爆特性,设计了两种参数的飞片起爆系统,在对两种飞片系统驱动飞片速度分析的基础上,采用较佳匹配系统进行了超细LLM-105炸药的发火阈值测试。试验结果表明:两种飞片系统中飞片速度随着输入起爆电流的增加而增加,但是大尺寸飞片对输入电流的变化更加敏感;在相同起爆条件下,大尺寸飞片获得的最大速度一致性较差,这与尺寸增加,受空气阻力影响更明显有一定关系;采用飞片速度较高的飞片系统进行超细LLM-105炸药起爆阈值测试,得到超细LLM-105炸药的50%发火阈值电流为2.14kA,与HNS-Ⅳ相差不大。由此表明,超细LLM-105炸药作为冲击片雷管始发药应用是可行的,即能满足冲击片雷管钝感化要求,又不会对引爆系统的能量提出过高的要求,符合目前冲击片雷管低能、钝感的发展趋势。     

飞片初始形状对雷管起爆能力的影响

为了研究飞片初始形状对雷管输出能力的影响规律,采用数值模拟方法计算了HNS炸药驱动平面飞片、椭圆飞片和三角飞片起爆PBX-9404炸药的冲击起爆过程。计算结果表明:椭圆飞片着靶速度较其他两种飞片略高,起爆炸药在对称面上为汇聚的双波结构;平面飞片起爆炸药在对称面上为单波结构;三角飞片起爆炸药在对称面上为収散的双波结构,稳定爆轰波阵面平整性较平面飞片平整,较椭圆飞片弯曲,其起爆时的压力成长相对平面飞片缓慢。     

界面粒子速度法评估雷管输出压力

雷管输出压力是表征其输出特性的主要指标之一。采用界面粒子速度测量实验,结合阻抗匹配计算方法,建立了一种可靠的冲击片雷管输出压力评估方法。设计了三种二级装药结构的冲击片雷管,一级装药为六硝基茋（HNS-Ⅳ）,二级装药为以黑索今为基的高聚物黏结炸药（PBX-RDX）,每种雷管的总装药量不变,但是装药比例不同。采用光子多普勒测速仪（PDV）测量了三种冲击片雷管与光学窗口的界面粒子速度,阻抗匹配计算结果表明,雷管输出压力分别为7.64,7.29 GPa和6.71 GPa。PBX-RDX配比对雷管输出压力有一定影响,PBX-RDX配比降低,雷管输出压力也随之降低。采用数值模拟计算,计算了三种冲击片雷管的输出压力,计算结果分别为7.7,7.1 GPa和6.4 GPa,实验值与计算值相比,误差小于6.5%,验证了界面粒子速度法评估雷管输出压力的有效性。雷管底壳材料对雷管输出压力有重要影响,雷管底壳的冲击阻抗越低,雷管输出压力越高,不锈钢底壳对雷管输出压力有明显的削峰作用。     

冲击片雷管研究与发展

简要叙述了冲击片雷管的发展与应用,描述了其设计原理和简要结构,详细介绍了影响冲击片雷管性能的主要参数,如各主要元件的功能、材料、几何尺寸以及选取原则等,并指出了冲击片雷管研制中急需解决的一些问题.     

炸药颗粒度对冲击片起爆感度的影响

JBB－9016混合炸药已用于冲击片雷管，该炸药以亚微米TATB为基并添加了适量的B炸药及粘接剂。本文就B炸药粒径对冲击片起爆感度的影响进行了研究。结果表明细颗粒混合炸药造粒后不仅可以降低冲片起爆阈值，而且有利于提高雷管的安全性与可靠性。     

一种爆炸箔飞片组件（英）

为了实现小型全金属壳冲击片点火器满足5000 V/1 min的介质耐压要求,研制了一种爆炸箔飞片组件。该组件采用复合聚酰亚胺薄膜作飞片,在230℃高温条件下与爆炸箔陶瓷基片形成一体化组件。研究结果表明,按GJB 344A-2005的要求,该组件能够很好地实现小型全金属壳冲击片点火器5000 V/1 min的介质耐压要求;高温处理不会对爆炸箔电阻、外观带来影响;71℃加速老化84天,组件电阻、外观无明显变化;爆炸箔组件升降法50%发火电流峰值1750 A,比相同条件下采用普通聚酰亚胺薄膜飞片降低300 A以上;组件对小型全金属壳冲击片点火器输出性能无明显影响。     

冲击片雷管的参数设计

介绍了冲击片雷管中桥箔，飞片，加速膛，反射片，受主炸药等材料的选用及尺寸设计，指出了影响炸药起爆阈值的主要因素及相应的质量控制方法。     

空气炮测试冲击片雷管过载特性数值模拟

采用LS-DYNA软件模拟空气炮测试冲击片雷管的加速度过载,观察冲击片雷管各个组件在高过载情况下的应力分布,得到冲击片雷管的失效位置,为耐高过载冲击片雷管的设计提供理论参考。     

一种直列式传爆序列的装药传爆性能试验研究

为了研究直列式传爆序列的传爆性能,设计了一种以冲击片雷管起爆Ⅱ型六硝基茋(HNS-Ⅱ)传爆药盒和聚黑苯-1(JHB-1)扩爆药柱的直列式传爆序列试验装置。对试验用冲击片雷管的输出能力进行了试验分析,并对直列式传爆序列在低温、常温下的传爆性能进行了试验验证。结果表明:在此试验装置条件下,冲击片雷管在≤8 mm的传爆间隙条件下,能可靠起爆裸装钝感JHB-1扩爆药柱;在-40℃低温、常温状态以及拉大传爆间隙的状态下,冲击片雷管能可靠起爆HNS-Ⅱ传爆药盒;直列式传爆序列冲击片雷管—HNS-Ⅱ传爆药盒—JHB-1扩爆药柱能够可靠传爆。     

爆炸箔起爆器的设计及影响因素试验

叙述了爆炸箔起爆器的起爆原理及设计原则,对冲击片雷管元件的主要参数进行了试验研究,为冲击片雷管的优化设计及质量控制提供了参考依据。     

射孔弹电雷管无损耗监测方法及能量分析

针对石油射孔弹目前采用的桥丝式电雷管和今后可能采用的冲击片雷管,研制了能够对二者的发火过程进行无损耗监测的高速数据采集电路,采用了一种非接触方式获取了发火过程中的电流曲线.根据所获取的电流曲线,分析了桥丝和桥箔在发火电流作用下电阻率的变化过程,以及发火电流曲线出现凹点的原因及其所代表的桥路状态,计算了电雷管的感度及其与发火电路的能量匹配关系,以指导发火电路的参数设计,为可靠性试验提供无损耗监测和发火参数认证方法.     

高能量爆磁压缩装置在SCB冲击片雷管中的应用

SCB冲击片雷管是一种高电压大电流起爆的钝感雷管，存在电路中如何产生高压和进行高压隔离以保证安全的问题。作为一种强电流爆炸脉冲能源，螺线管型爆磁压缩装置能在瞬时产生脉冲高电压大电流，并能消除电路中动态电阻、电感的影响，满足SCB冲击片雷管使用要求。