某桥丝电雷管抗高过载性能检测与加固设计

霍普金森压杆试验装置与X射线CT层析用于评价抗高过载条件下桥丝电雷管的性能。由试验结果得到了失效模式与易损特性。通过材料优选、结构优化与加固、过渡装药固化,设计了结构加固的桥丝电雷管。结果表明,加固设计后的桥丝电雷管可承受加速度≥105g和宽度约为100μs的脉冲冲击。高加速冲击后电雷管性能和结构基本无变化,提高了桥丝电雷管的抗高加速过载能力。     

典型电雷管的聚四氟乙烯抗过载加固方法

为了提高弹药侵彻目标时火工品的抗过载冲击能力,采用在雷管底部和外壁衬垫一定厚度聚四氟乙烯材料的方法减缓冲击应力波和惯性过载的强度。以制式桥丝式独角电雷管为加固对象。采用空气炮实验和数值模拟研究了这一加固方法的机理和有效性。实验与模拟结果表明,衬垫缓冲层隔离了冲击应力波和缓冲了雷管质量惯性。随着衬垫厚度增加,雷管承受的过载加速度和受到的过载损伤逐渐减小。当缓冲层厚度大于0.9 mm时,雷管无显著损伤发生。聚四氟乙烯材料的加入对雷管有明显的保护作用。     

雷管抗过载能力的安全性试验评价

本文采用Hopkinson杆应力波加载技术，对两种引信用小雷管在高加速度环境下的安全性进行了评价。针对雷管的输入端和输出端两个轴向方向和一个径向方向进行过载试验，在10万个加速度g和16万个加速度g的冲击加载环境下，分别测定雷管的抗结构失稳和抗自身质量惯性的安全性。试验表明：雷管抗轴向冲击的能力高于抗径向冲击的能力，并且雷管结构失稳是导致雷管在冲击环境下不安定的主要原因；雷管抗质量惯性的能力远高于抗结构失稳的能力。     

发展中的冲击片雷管

冲击片雷管是以爆炸桥丝雷管为基础衍生出的一种新型雷管,此雷管在性能上与爆炸桥丝雷管接近,起爆时需要较高电能。冲击片雷管不装起爆药,也不装松装炸药。在结构     

含能快递--2023年第6期

<正>美国桑地亚国家实验室开展了EBW的热烤损伤阈值试验爆炸桥丝电雷管（EBW）作用原理是利用高功率脉冲电流将金属丝高速气-化而使猛炸药爆炸，一般选用气化快、耗能低的金属丝作为桥丝，所用炸药选择爆轰感度高的太安（PETN）。桑地亚国家实验室开展了RP-87型EBW热损伤实验，将雷管以输出端朝下的方式放在直径2.54 cm的空心铝筒中热烤，通过PDV测量雷管被起爆到输出端破片开始运动的时间间隔。实验表明，当加热温度低于406 K时，热烤后RP-87雷管与原始雷管性能相同；     

高加速度冲击过载下桥丝式电雷管的损伤特性研究

利用空气炮发射的弹丸与钢靶板碰撞形成的过载冲击,研究搭载的桥丝式电雷管的损伤特性和规律。分别在60 000g、80 000g、100 000g和120 000g的加速度峰值下对独脚桥丝式电雷管试样进行冲击过载试验研究。研究结果表明:输入端加载时,电雷管的长度变化明显,电极和电极塞有不同程度的内陷,电阻变化不大;横向加载时,电雷管尺寸基本没有变化,独脚电极偏离中心轴线,随着加速度的增加,偏离角度也增大,桥丝随加速度增大也越容易发生断裂。这些特征和规律为此类电雷管损伤机理研究和结构设计提供了实验依据和理论指导。     

高过载下桥丝电雷管失效模式与机理初步研究

以普通桥丝电雷管为试样,采用Hopkinson压杆应力波加载技术,在冲击加速度≥100 000g、过载脉冲宽度≥100μs条件下,进行了抗冲击过载性能试验,并对试后样品进行X射线CT层析扫描分析研究,获得了高过载下桥丝电雷管的失效模式与失效机理。研究结果可为桥丝电雷管抗高过载加固设计提供技术支持。     

高过载条件下电雷管桥丝损伤的模型分析

基于解析几何学的基本原理,建立双脚线电雷管的桥丝在横向过载时受拉损伤的计算模型,获得桥丝拉伸率、临界初始角度和电阻值的变化规律。结果表明：桥丝拉伸率、临界初始角度及电阻变化率均随电极塞横截面椭圆度的增加而增加;当桥丝的初始角度小于45°,桥丝未受拉伸作用,电雷管的最佳放置方式是桥丝平行于电雷管的运动方向。这与ANSYS/LS-DYNA数值仿真结果十分吻合,所建立的模型可以较准确地描述横向过载时桥丝的损伤特性。     

多功能储能式桥丝自动焊接机的研究与应用

主要阐述了多功能储能式桥丝自动焊接机的原理，结构及其应用。所研制的焊接机实现了无焊剂，多功能，8道工序连续化，自动人，改进了电雷管的生产工艺，提高了产品质量，降低了劳动强度，解决了电雷管桥丝无焊剂自动焊接这一难题。     

针刺端输出爆轰雷管在传爆序列中起爆特性仿真

为了某榴弹引信爆炸序列优化设计提供参考,利用ANSYS/LS-DYNA软件分析了直径φ4.87 mm针刺端输出爆轰雷管的约束条件对其起爆特性的影响。数值仿真表明:采用雷管套结构,不仅能够使雷管可靠引爆导爆管,还有助于减轻引信重量,雷管输出威力随雷管套厚度增加而增大;雷管套材料对雷管轴向输出威力影响较大;当雷管套底厚超过1mm后,增加雷管套底厚并不能增加雷管轴向输出威力;击发体对雷管的爆轰也有一定的衰减作用;击发体上导爆管输入端厚度增加到0.65 mm时,雷管不再能引爆导爆管。     

现场测定雷管是否射频钝感的非破坏性测试仪

雷管用在户外,靠近无线电发射天线。为了能够发火,电雷管通常有长长的引出线,这些引出线起到了接收天线的作用。雷管暴露在无线电发射天线附近时,会有射频流经过这些引出线,而射频可能带来使雷管意外发火的危险。为了减少这种危险,在生产有些雷管时在里面加装了一个小电容器,防止射频流加热桥丝。电容器非常小,不会改变电雷管的外部特征。使用这些雷管的人必须检查并确保这种电容器是存在的,而且处于良好的工作状态。换句话说,人们需要确定他们所使用的的确是一个防射频的雷管。本文将对Franklin应用物理公司研制的手持式安全测试仪进行介绍。     

电子时间引信的静电放电损伤及加固研究

用实验方法研究了静电放电（ＥＳＤ）对某电子时间引信电子线路的损伤及其防护加固措施,引信在ＥＳＤ的作用下,储存的信息会改变,当ＥＳＤ的电压升高时,出现电子线路损坏,其损伤阈值为＋２００Ｖ。采取加固措施后,系统抗ＥＳＤ的电压提高了２￣３倍,使引信系统抗ＥＳＤ的能力得到提高。     

垫片提高抗冲击能力的应力波衰减机理

引信零部件抗高过载冲击,目前大多文献和资料提到用弹塑性垫片材料进行缓冲、吸能,但是缓冲理论并不能解释垫片提高引信零部件耐高过载能力.为此,提出垫片提高引信零部件抗冲击能力的机理主要是应力波反射衰减,即机械滤波.根据应力波在不同界面的反射与透射理论,冲击应力波在通过结构件与垫片的分界面时,因大部分被反射而衰减,垫片提高被保护件抗冲击能力的主要原因不是弹性缓冲,而是机械滤波;垫片对于被保护件质心惯性加速度影响很小,却能显著衰减骑在质心加速度曲线上的应力波,降低二者的合力尖峰,并减少往复振动冲击的破坏.仿真表明:垫片滤波说比缓冲说更合理,并且,波阻抗越小的垫片,机械滤波效果越好;只要远小于有效缓冲厚度,垫片厚度对机械滤波贡献不大;使用不同材料的两层垫片优于同厚度的单一材质垫片,多层更好.     

破片对复合壳体装药冲击起爆判据的研究

为了研究破片对复合壳体装药的抗破片冲击起爆问题,在破片冲击起爆单层壳体的James临界能量判据的基础上,提出了多层复合壳体结构的冲击起爆临界能量判据。通过仿真对装药为B炸药、厚度为6~12 mm的不同壳体层进行了破片的冲击起爆研究,并将仿真结果与理论结果相比较,表明仿真结果和理论结果吻合较好。所提出的多层复合壳体装药冲击起爆临界判据具有较好的预测性,采用硬-软-硬的波阻抗匹配复合壳体结构能够显著提高带壳装药冲击起爆的临界速度。     

弹道过载对导电纤维丝团性能影响研究

为了分析弹道过载对导电纤维丝团的性能影响,以两种丝团为研究对象,通过理论分析及试验进行了研究,得到了丝束在弹道过载作用下的损伤准则及丝团与装填机构发生相对转动的判定准则。通过对丝团进行高过载冲击试验,结果显示,具有轴轮防护结构的丝团可以大大提高丝束抗过载冲击的能力,能够在35 000 g过载的作用下保持结构的完整性。相关结果可以为导电纤维丝团的结构设计及实际应用提供指导作用。     

西方国家大口径火炮榴弹弹头机械触发引信发展综述

为了给我国大口径火炮榴弹弹头机械触发引信设计和深入研究提供参考,详细介绍了20世纪40年代以来西方国家大口径火炮榴弹弹头机械触发引信的特点,并以M739系列引信为例,深入分析了其子系统结构性能。从M48A3引信至M739引信衍变史发现,传爆序列中针刺雷管趋向于高感度化和小型化;自调延期结构可自适应控制引信炸点位置;提高活击体表面加工质量和装配精度,击针座材料改用锌合金压铸可提高自调延期机构作用可靠性;后坐保险机构和离心保险机构的低阈值设计提高了引信通用性,适当增大后坐销质量和保险簧抗力可解决低阈值设计情况下的安全性问题;延期解除保险机构中使平衡摆轴线和擒纵轮轴线相对于引信旋转轴线按等距离或接近等距离的紧凑方式布置、降低平衡摆材料密度和减小装配误差能提高其起动可靠性;硼粉含量为16%时的硼系延期药燃速快、延期精度高;结构设计简化后的装定机构装定可靠性高;栅杆式防雨机构可防直径4mm的雨滴,防雨装置使引信瞬发度略有降低;M739系列引信与弹连接螺纹相同,引信外形尺寸一致。     

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。     

爆炸成型弹丸对陶瓷材料的侵彻实验研究

用爆炸成型弹丸对氧化铝、碳化硅及碳化硼装甲陶瓷材料进行侵彻深度实验,得到3种装甲陶瓷材料在3 km/s速度侵彻下的质量防护因数和差分防护因数。设计了防护结构,对比3种材料的抗EFP侵彻性能,对实验现象和结果进行分析。结果表明,碳化硼的抗侵彻性能最强,在陶瓷面板顶部增加防溅层可提高结构的防护性能。     

胞元结构液态复合装甲对射流的干扰特性

为了提高坦克防护装甲的高级别防护能力,应用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对射流侵彻胞元结构液态复合装甲的过程进行数值模拟.分析不同的胞元高度和靶板倾角对胞元结构液态复合装甲抗射流侵彻性能的影响,研究液体的径向汇聚和飞溅对射流的干扰情况,以及面板、背板的鼓包变形情况;并通过射流垂直侵彻液态复合装甲的剩余穿深试验,验证了数值计算模型的可靠性.研究结果表明:复合装甲内部液体的径向汇聚和飞溅都会影响射流的稳定性,降低射流的剩余侵彻能力,增加胞元高度和复合装甲的倾角都能降低射流稳定性,可有效提高液态复合装甲的防护性能.     

船用轻型陶瓷复合装甲抗弹性能实验研究

为探讨舰艇抵御高速破片弹遭侵彻的装甲防护结构,设计船用钢装甲和3种陶瓷复合装甲结构,并采用弹道冲击实验,研究其在高速破片冲击下的抗弹性能。结果表明:高速破片穿透普通舰艇结构后仍具有较强杀伤威力,必须为舰艇设置专门防护装甲抵御高速破片的冲击;高速破片冲击下,船用钢装甲的破坏模式为延性扩孔和剪切冲塞的组合形式;增加陶瓷面板后,钢背板的冲击响应类似于低速卵形弹冲击下的薄板穿甲,变形范围和变形程度大大增加,其变形失效模式有蝶形变形和花瓣开裂型穿甲,此外陶瓷对弹体的侵蚀、钝化及碎裂能大大降低弹体的侵彻能力,碎裂陶瓷锥的运动还将吸收部分弹体动能,降低弹体剩余速度,并和剩余弹体共同冲击背板;陶瓷复合装甲的单位面密度吸能量较船用钢提高35%以上,其结构质量较船用钢装甲轻25%以上。