第二章 新概念火工品与火炸药
第一节 火工品概述
武器从发射到毁伤整个作用过程均是从火工品首发作用开始的,几乎所有的弹药都要配备一种或多种火工品。
一、火工品的概念
《中国军事百科全书》:火工品(Initiating Explosive Device)是装有火药、炸药等药剂,可在较弱外界能量作用下发生燃烧或爆炸,以引燃火药、引爆炸药或作为某种特定动力能源的一次性使用的元器件或装置的总称。
《兵器工业科学技术辞典:火工品与烟火技术》:火工品(Explosive Initiator;Initiating Device)是装填少量火工药剂,可在较小的外界刺激能量作用下激发,产生燃烧或爆炸,从而完成点火、起爆、传爆、传火(包括延期)、做功等功能的一次性使用的器件或装置。
《苏联军事百科全书》(1986年版):火工品是用以点燃火药(烟火剂)或激发炸药爆轰的装置,用对外界冲量(热、机械、电等)的感度很高的起爆药和其他添加剂装填。
我国在GJB102A—1998中对火工品进行了明确的界定:可用预定刺激量激发其中装药,并以装药爆炸或燃烧产生的效应完成点燃、起爆功能及作某种特定动力能源等的器件及装置。
二、火工品的特点
(1)爆炸性:火工品是一种装有火炸药药剂的器件或装置。
(2)首发性:在武器系统中火工品具有将外界能量转换为燃烧或爆炸的功能。
(3)敏感性:在武器系统中火工品是所有爆炸器件或装药中感度最高的。
(4)独立性:每种火工品具有独立的输入、输出、转换界面。
(5)体积小、结构简单、应用广泛,涉及所有火炸药的爆炸、燃烧及一些特殊功能的作用过程。
三、火工品在武器系统中的运用
(1)火工品用于武器系统的点火、传火、延期及其控制系统,使武器的发射、运载等系统安全、可靠运行。
(2)火工品用于武器系统的起爆、传爆及其控制系统,以控制战斗部的作用,实现对敌目标的毁伤。
(3)火工品用于武器系统的推、拉、切割、分离、抛撒和姿态控制等做功序列及其控制系统,使武器系统实现自身调整或状态转换与安全控制。
四、火工品的发展历史
火工品伴随兵器出现,也随火炸药、弹药及民用烟火技术的发展而发展。
我国于公元808年发明了由硝石、硫磺和木炭组成的火药。18世纪以前火药是用于火炮发射、弹丸装药及火工品中的唯一药剂。19世纪欧洲出现氯酸钾、硫、炭等混合的其他类型火药后,称我国古代火药为黑火药。长期以来,黑火药也是唯一的延期药。第二次世界大战期间,英、美等国研制了硅和铅丹的混合延期药。以后世界各国又研制了硼、锆、钨系的微气体延期药,大大加宽了延期范围。
我国宋代《九国志》记载的公元904年使用“飞机发火”时采用的引线,是火工品的雏形。当时的火工品有在纸管中用散装黑火药制成的引火烛,也有用细粉黑火药包在软纸中搓成小纸绳的引火线,用引火线引燃引火烛。
18世纪中期,开始用金属管代替纸管作引火烛,用搓成的软麻绳浸透硝酸钾饱和溶液,再涂上黑火药制作引火线。
1807年,苏格兰人首先发明了以氯酸钾、硫、炭混合的击发药引燃发射药,并获得带有击发机构的枪械的专利。它是将击发药放于两张蜡纸之间黏合,在手射武器的发射机构中,由撞机冲击发火。
1814年美国首先试验将击发药装在铁盂中用于枪械。
1817年英国人采用铜盂装击发药,并称装有击发药的铜盂为火帽。
第一个火帽式枪械于1817年引入美国,1932年成为美国军队的装备。从此,火帽成为手射武器引燃发射药的优良火工品,获得了迅速发展。火帽的应用对武器技术的发展有重要意义,成为后来改良武器的基础。火帽主要用于有金属壳的子弹,将其置于子弹药壳的中心,由枪机撞击发火。现代自动枪弹仍采用此结构。
19世纪末有人研究将撞击火帽装入传火管,用此组合件在火炮上点燃发射药。
1897年由火帽和点火药组成的合件发展成撞击式底火后,更换了19世纪前半期火炮发射药点火用的摩擦式传火管。
1799年雷汞研制成功。
19世纪末、20世纪初氮化铅、四氮烯、三硝基间苯二酚铅等起爆药又相继研制成功,为火工品改善性能与增加品种提供了有利条件。
火工品的发展促进并扩大了火炸药的应用。如硝化甘油与硝化棉发明于1846年,直到1865年诺贝尔发明雷管后才作为炸药应用。1907年,德国人L.维列里发明了装氮化铅起爆药的雷管,代替了雷汞雷管。
19世纪初法国人发明了电火工品。1830年美国首先将电火工品用于纽约港的爆破工程,20世纪初开始用于海军炮。电火工品的出现促进了兵器和爆破技术的进步。
1831年英国人W.毕克福发明了导火索,外壳用皮、布和纸制成,药芯为火药。它是我国古代信线的发展。现用导火索的药芯装药为黑火药或烟火药,外壳用棉线、纸条、玻璃纤维、塑料等包缠。
1908年法国最先制出了铅壳TNT药芯导爆索。20世纪60年代后已发展成药芯装药有太安、黑索今、奥克托今、特屈儿、六硝基芪和苦基砜等,外壳包缠材料有棉线、纸条、塑料扁丝、化纤、合成橡胶、铅锑合金或银皮等多种类型。20世纪70年代瑞典发明了塑料导爆管。
20世纪以来,许多新技术的出现推动了火工技术的发展。60年代因激光技术的应用而出现了激光起爆器,70年代又出现了半导体桥雷管、微电子雷管、动力源火工品等,70年代后美国、法国、苏联等相继研究了爆炸逻辑网络技术,高能直列式起爆技术等。
除常规的点火、起爆作用外,随着作战需求的强力牵引和火工品技术发展的大力推动,火工品的作用又有了新的拓展。为有效打击各种目标,适应未来战争和作战环境,武器弹药所配用的火工品需着重增强的作战能力有战场生存能力、准确作用能力、高效摧毁能力、持久作战的综合保障能力四项。这些作战能力将火工品从“起爆”“点火”等基本作用拓展到实现“定向起爆”“可控起爆”等更高要求的作用。下面我们就介绍一种近年来发展快速的可快速高效起爆的新概念火工品—电爆炸箔片雷管。