第二章 新概念火工品與火炸藥
第一節 火工品概述
武器從發射到毀傷整個作用過程均是從火工品首發作用開始的,幾乎所有的彈藥都要配備一種或多種火工品。
一、火工品的概念
《中國軍事百科全書》:火工品(Initiating Explosive Device)是裝有火藥、炸藥等藥劑,可在較弱外界能量作用下發生燃燒或爆炸,以引燃火藥、引爆炸藥或作為某種特定動力能源的一次性使用的元器件或裝置的總稱。
《兵器工業科學技術辭典:火工品與煙火技術》:火工品(Explosive Initiator;Initiating Device)是裝填少量火工藥劑,可在較小的外界刺激能量作用下激發,產生燃燒或爆炸,從而完成點火、起爆、傳爆、傳火(包括延期)、做功等功能的一次性使用的器件或裝置。
《蘇聯軍事百科全書》(1986年版):火工品是用以點燃火藥(煙火劑)或激發炸藥爆轟的裝置,用對外界沖量(熱、機械、電等)的感度很高的起爆藥和其他添加劑裝填。
我國在GJB102A—1998中對火工品進行了明確的界定:可用預定刺激量激發其中裝藥,并以裝藥爆炸或燃燒產生的效應完成點燃、起爆功能及作某種特定動力能源等的器件及裝置。
二、火工品的特點
(1)爆炸性:火工品是一種裝有火炸藥藥劑的器件或裝置。
(2)首發性:在武器系統中火工品具有將外界能量轉換為燃燒或爆炸的功能。
(3)敏感性:在武器系統中火工品是所有爆炸器件或裝藥中感度最高的。
(4)獨立性:每種火工品具有獨立的輸入、輸出、轉換界面。
(5)體積小、結構簡單、應用廣泛,涉及所有火炸藥的爆炸、燃燒及一些特殊功能的作用過程。
三、火工品在武器系統中的運用
(1)火工品用于武器系統的點火、傳火、延期及其控制系統,使武器的發射、運載等系統安全、可靠運行。
(2)火工品用于武器系統的起爆、傳爆及其控制系統,以控制戰斗部的作用,實現對敵目標的毀傷。
(3)火工品用于武器系統的推、拉、切割、分離、拋撒和姿態控制等做功序列及其控制系統,使武器系統實現自身調整或狀態轉換與安全控制。
四、火工品的發展歷史
火工品伴隨兵器出現,也隨火炸藥、彈藥及民用煙火技術的發展而發展。
我國于公元808年發明了由硝石、硫磺和木炭組成的火藥。18世紀以前火藥是用于火炮發射、彈丸裝藥及火工品中的唯一藥劑。19世紀歐洲出現氯酸鉀、硫、炭等混合的其他類型火藥后,稱我國古代火藥為黑火藥。長期以來,黑火藥也是唯一的延期藥。第二次世界大戰期間,英、美等國研制了硅和鉛丹的混合延期藥。以后世界各國又研制了硼、鋯、鎢系的微氣體延期藥,大大加寬了延期范圍。
我國宋代《九國志》記載的公元904年使用“飛機發火”時采用的引線,是火工品的雛形。當時的火工品有在紙管中用散裝黑火藥制成的引火燭,也有用細粉黑火藥包在軟紙中搓成小紙繩的引火線,用引火線引燃引火燭。
18世紀中期,開始用金屬管代替紙管作引火燭,用搓成的軟麻繩浸透硝酸鉀飽和溶液,再涂上黑火藥制作引火線。
1807年,蘇格蘭人首先發明了以氯酸鉀、硫、炭混合的擊發藥引燃發射藥,并獲得帶有擊發機構的槍械的專利。它是將擊發藥放于兩張蠟紙之間黏合,在手射武器的發射機構中,由撞機沖擊發火。
1814年美國首先試驗將擊發藥裝在鐵盂中用于槍械。
1817年英國人采用銅盂裝擊發藥,并稱裝有擊發藥的銅盂為火帽。
第一個火帽式槍械于1817年引入美國,1932年成為美國軍隊的裝備。從此,火帽成為手射武器引燃發射藥的優良火工品,獲得了迅速發展。火帽的應用對武器技術的發展有重要意義,成為后來改良武器的基礎。火帽主要用于有金屬殼的子彈,將其置于子彈藥殼的中心,由槍機撞擊發火。現代自動槍彈仍采用此結構。
19世紀末有人研究將撞擊火帽裝入傳火管,用此組合件在火炮上點燃發射藥。
1897年由火帽和點火藥組成的合件發展成撞擊式底火后,更換了19世紀前半期火炮發射藥點火用的摩擦式傳火管。
1799年雷汞研制成功。
19世紀末、20世紀初氮化鉛、四氮烯、三硝基間苯二酚鉛等起爆藥又相繼研制成功,為火工品改善性能與增加品種提供了有利條件。
火工品的發展促進并擴大了火炸藥的應用。如硝化甘油與硝化棉發明于1846年,直到1865年諾貝爾發明雷管后才作為炸藥應用。1907年,德國人L.維列里發明了裝氮化鉛起爆藥的雷管,代替了雷汞雷管。
19世紀初法國人發明了電火工品。1830年美國首先將電火工品用于紐約港的爆破工程,20世紀初開始用于海軍炮。電火工品的出現促進了兵器和爆破技術的進步。
1831年英國人W.畢克福發明了導火索,外殼用皮、布和紙制成,藥芯為火藥。它是我國古代信線的發展。現用導火索的藥芯裝藥為黑火藥或煙火藥,外殼用棉線、紙條、玻璃纖維、塑料等包纏。
1908年法國最先制出了鉛殼TNT藥芯導爆索。20世紀60年代后已發展成藥芯裝藥有太安、黑索今、奧克托今、特屈兒、六硝基芪和苦基砜等,外殼包纏材料有棉線、紙條、塑料扁絲、化纖、合成橡膠、鉛銻合金或銀皮等多種類型。20世紀70年代瑞典發明了塑料導爆管。
20世紀以來,許多新技術的出現推動了火工技術的發展。60年代因激光技術的應用而出現了激光起爆器,70年代又出現了半導體橋雷管、微電子雷管、動力源火工品等,70年代后美國、法國、蘇聯等相繼研究了爆炸邏輯網絡技術,高能直列式起爆技術等。
除常規的點火、起爆作用外,隨著作戰需求的強力牽引和火工品技術發展的大力推動,火工品的作用又有了新的拓展。為有效打擊各種目標,適應未來戰爭和作戰環境,武器彈藥所配用的火工品需著重增強的作戰能力有戰場生存能力、準確作用能力、高效摧毀能力、持久作戰的綜合保障能力四項。這些作戰能力將火工品從“起爆”“點火”等基本作用拓展到實現“定向起爆”“可控起爆”等更高要求的作用。下面我們就介紹一種近年來發展快速的可快速高效起爆的新概念火工品—電爆炸箔片雷管。