火工品概述

火工品概述

火工品是装有火炸药的较敏感的小型起爆/传爆元件或装置，能在外界较小的初始冲能（如机械能、热能或电能）作用下，发生燃烧、爆炸等化学反应，并以其所释放的能量去获得某种化学、物理或机械效应，如点燃火药、起爆炸药或作某种特定的动力能源等。

火工品的特点是能量密度大，可靠性高，尺寸小，瞬时释放能量大。在军事上，它是各种常规弹药、核武器、导弹及其他航天器的点火或起爆元件。在航天器中的很多系统（如控制、应急、级间分离、整流罩释放、回收和着陆、安全保险和自毁等系统）还用它去完成特定的作用。在民用方面，火工品是矿山开采、毫秒爆破、爆炸成型、石油勘探、深井采油、钢炉射孔、航空救生、捕捉和驯服野兽等方面非常有用的器件。在医疗上，还可用以排除膀胱结石。

火工品应满足一定的技术要求：适当的感度，一定的输出能量，使用安全性，长贮安定性，生产经济性。

火工品的种类较多。按其用途分主要有：引燃火工品（包括火帽、底火、导火索、点火具等），起爆火工品（包括雷管、导爆索、传爆管等），动力源火工品（包括很多完成某种特定动作的小型启动器，如切割器、爆炸螺栓、抛射管、推力器、爆炸阀门等）。按激发能源的形式分主要有：机械作用、火焰作用和电能作用的火工品等。此外，还有军用和民用火工品之分。

根据实际需要往往要将以上多种不同作用的火工品，按其感度递减的次序组合成一定的序列，序列的最后元件完成起爆作用的为传爆序列，完成点火作用的为传火序列，总称为爆炸序列。

各类火工品的装配工艺因品种而异。工业雷管是最简单的一种，它采用分层压装的工艺装填：先将一定量猛炸药装压在雷管壳内，使其底部装药具有较高的密度，然后在该药柱上装一层起爆药，再扣上加强帽，在一定压力下压合成形。

常用的火工品：火帽、底火、雷管、导爆导火索和启动器等。

火帽常用作爆炸序列中相当小而灵敏的起始元件，由金属壳内装击发药构成，可借针刺、撞击或摩擦等方式发火，以爆燃形式将能量传递给序列中的下一个元件。针刺火帽用于引信中时，由引信的击针刺击发火。由于对引信小型化及瞬发性的要求，火帽在引信传爆序列中有被针刺雷管取代的趋势。撞击火帽用于枪、炮弹丸药筒的底火中，由枪、炮的撞针撞击发火。摩擦火帽用于手榴弹传爆序列中。火帽的击发药以氧化剂、可燃物和起爆药为基本成分。第一次世界大战时，广泛使用氯酸钾、硫化锑和雷汞组成的击发药。由于汞有害及腐蚀性等原因，雷汞型击发药逐步被淘汰。第二次世界大战后，出现了无雷汞、

无锈蚀击发药，其主要成分为硫化锑、三硝基间苯二酚铅、四氮烯和硝酸钡。

底火用以引燃发射装药的复合点火装置。它通常由火帽或其他发火元件、点火药及其他零件构成，其中的闭气锥体用以防止火炮发射后火药燃烧气体从底部逸出，烧蚀炮闩镜面。一般底火由火炮撞针撞击发火，而电底火则由电能激发，可以大大提高火炮的射速及齐发同步性，现在还有电、击两用底火。

雷管用来起爆猛炸药，是品种最多、且使用最广的基本起爆元件。雷管是随火炸药和爆破技术而发展起来的，19世纪60年代，代那迈特发明不久，在实践中发现雷汞的爆炸作用能可靠地引爆代那迈特，使后者产生爆轰现象，由此出现了用雷汞装填的雷管。这些发明和发现是炸药应用历史上一个转折点，为炸药在工程爆破及弹药中广泛使用提供了可能性。

雷管由金属壳（有的工业雷管可用纸壳或塑料壳）中分层装以起爆药和猛炸药构成。军用雷管要求小型化，按激发能源的不同分为针刺雷管、火焰雷管和电雷管。工业雷管要起爆钝感的炸药，要求有较大的威力，尺寸较大，装药量较多。在传爆序列中，有时由雷管起爆传爆管（或传爆药），再由后者起爆主装药。

工业火焰雷管由导爆索引爆。它操作方便，且不因杂散电流和雷电感应而意外爆炸，但不适于大面积爆破和远距离起爆，因而有工业电雷管的出现。工业电雷管是在火焰雷管的起爆端加入一个电引火元件构成，电引火元件将输入的电能转为热能，通常为灼热桥丝式，利用桥丝上电流的热效应点燃引火药，以引爆雷管。常用的桥丝为高电阻的镍铬、铂铱和康铜细合金丝。引火药为氧化剂与可燃物的混合物或某些单质弱起爆药。由于实际爆破的需要，工业电雷管又分为瞬发的和延期的，后者如秒、分秒、毫秒延期电雷管。

由于现代各种射频电磁波的强度不断增加，爆破现场的电力、电子设备数量多、功率大，要求电雷管本身具有一定的防静电、防射频和防杂散电流的能力。因而出现了多种抗静电、抗射频和抗杂散电流的钝感电雷管，如60年代在研究爆炸丝现象后，接着出现的爆炸桥丝雷管，这种雷管不装起爆药，直接利用桥丝发生物理爆炸时形成的强冲击波等使炸药起爆。

索类火工品外形呈索状的起传火、传爆、切割或延时作用的火工品，包括导火索、导爆索及近期发展的小直径导爆索类，如柔性导爆索、限制性导爆索、屏蔽式导爆索、柔性聚能爆炸索及精密延期索等。

导火索外径约6mm，以黑火药为药芯、外层以棉麻编织物缠覆构成，主要用来传递火焰，主要用于露天工程爆破。导爆索外形与导火索相似，以起爆感度较大的太安、黑索今等作为药芯，其外层用棉麻编织物或金属管包覆，主要用途是传递爆轰，例如在露天采矿

中，作为炸药的传爆和起爆。

小直径导爆索是50年代后期迅速发展起来的新型索类火工品，在航天、导弹等尖端科技领域及深井石油开采等工业中得到广泛应用。其结构类型有多种，例如：柔性导爆索以挠性金属（铅锑合金、铝、银或铜等）为外壳，内装各种单质炸药；限制性导爆索是在柔性导爆索外，加一层尼龙或玻璃纤维编织物，以防止使用时金属外壳形成破片飞散，因而可在精密仪器近旁使用；屏蔽式导爆索由柔性导爆索、支承衬套及不锈钢外套组成；柔性聚能爆炸索药芯为V形装药，护套为塑料或橡胶，它可弯曲成任何形状，爆炸时内层金属形成射流以切割金属；精密金属延期索药芯为各种不同的延期药。此外，根据需要柔性导爆索还可有其他结构，如双芯导爆索、平板导爆索和空心导爆索等。

70年代，瑞典发明了一种称为NONEL系统的非电起爆系统。该系统由塑料导爆管、非电毫秒雷管、起爆元件和连接元件组成。导爆管是在高强度塑料软管内壁，涂以薄层炸药（如含铝粉的太安或奥克托今等）构成的，其爆速约为 2000m/s，起爆后冲击波利用内沟槽效应而传播，通过系统中装配在雷管起爆端的消爆管消爆后，再点燃延期雷管，以保证延期的精度。

启动器能把火炸药反应的能量转变为可控机械力的一种自控动力传递装置。它可以完成许多特定的动作，具有多种结构形式。有利用火药作功的机构，以火药燃烧时产生的气体为动力，去推动活塞、闭合开关等；或利用炸药作功的机构，以炸药所产生的冲击波去破坏、分离或解脱某些连接部分等。

火工品应用广泛，内容复杂。一些研制中的新型火工品正在突破传统火工品的概念，如双金属点火管、双金属延期元件、流体起爆器、飞片雷管、电子延期雷管和激光火工品等，这对火工品领域的研究，已形成一门综合性的专业技术──火工技术。