火工品第八章传爆药和导引传爆药研究
火工品第六章炮弹雷管详解
（3）压力
火焰作用时一般密度小，火焰感度就大，容易点燃，可
是承受发射时的震动的安全性差，使用不安全，或容易
造成药粒间相互摩擦，掉药粉，引起事故。同时压力过 小，起爆能力降低，造成雷管的威力不足。 针刺作用时原发装药压力过大或过小都是不合适的。在 一定范围内，压力增大，其感度增大。但是，压力过大，
有效装药高度Le与药柱直径和α之间的关系为：
Le d 2tg
理论上装药的径向稀疏波平均速度约等于装药 爆速D的二分之一，因此α可以由下式确定：
arctg 2
D D
因此，Le≈d
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晶体尺寸越小，临界直径和极限直径也越小
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b.装药密度。 临界直径和极限直径随密度增大而大大减小，而且它们 之间的界限也减小。
梯恩梯临界直径与密度的关系 1-0.2~0.7mm 2-0.05~0.07mm
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c.外壳 有外壳时，临界直径和极限直径要比无外壳时小，且外 壳强度越大，临界直径和极限直径就越小。
表 4.5.1.2
外壳对临界直径的影响 密度/ g· cm-3 1.00 1.00 1.00 1.00 临界直径 晶粒/mm /mm 0.18 0.15~0.025 0.18 0.1~0.025 4.4 1.2 3.2 0.9
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火工品 第二章 火帽(王茜)解读
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火工品设计原理 第二章 火帽
1
2.1概述
火帽通常是点火和起爆序列中的首发元件。
火帽是受机械能作用发出火焰，也就是把机械能转换 为热能（火焰）。
发出火焰是火帽的共性。
击发方式
针刺火帽——击针刺击发火 撞击火帽——撞击发火
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火工品设计原理 第二章 火帽
2
2.2 针刺火帽
3
2.2.1 战术技术要求
1.有足够的点火能力。 2.合适的感度。 3.对发射震动的安全性。 4.具有一些对火工品共同的要求。 火帽还应长期贮存性能安定，相容性好，同时还应考
虑成本低，原料来源广泛无毒。
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火工品设计原理 第二章 火帽
4
2.2.2 针刺火帽的结构
5
2
31
2
3
52 4 3
重要工序介绍：压药、滚光、收口
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火工品设计原理 第二章 火帽
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2.5 火帽的检验
检验有以下内容：（1）尺寸和外观检验；（2）感度试验； （3）点火能力试验；（4）发射安全性试验；（5）运输震动 安全性试验；（6）对温、湿度变化的安定性试验。
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火工品设计原理 第二章 火帽
19
(1)
(2)
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火工品设计原理 第二章 火帽
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击针头部形状对火帽感度的影响
落高/cm
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
90°击针发火率/%
0 11.3 48.6 75.3 86.6 98.0 98.0 98.6 99.3
φ0.25mm 平头击针发火率/% 0 9.3 48.0 82.6 98.6 99.3 99.3 100 100
《军用火工品技术K》课程教学大纲
《军用火工品技术K》课程教学大纲课程代码：110041129课程英文名称： Technology of Military Initiating Explosive Device课程总学时：40 讲课：36 实验：4 上机：适用专业：特种能源技术与工程、其它兵器类专业大纲编写（修订）时间：2017年10月一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标军用火工品技术K是特种能源技术与工程专业的核心专业课程，也是其它兵器类专业的跨专业选修课程，涉及各种弹药、航天飞行器等行业中的点火、传火、引爆、传爆的相关理论及其产品的设计方法，对培养学生的专业知识具有重要的课程地位。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求本课程的主要任务是学习和掌握军用火工品的结构特征、作用原理、设计方法等，培养学生将所学的基础理论和专业理论知识正确地运用到火工品设计与影响性能因素分析中，增强学生综合分析和解决实际问题的能力。
引燃火工品、雷管、电火工品、传爆药等的设计是本课程的重点。
1、了解火工品的现状与发展方向。
2、熟悉各类军用火工品的典型结构特点及应用。
3、掌握火工品的设计思路与方法。
4、具有分析影响火工品性能因素的能力。
（三）实施说明1、本课程安排在第六学期学习，共40学时，其中讲课36学时，实验课4学时。
2、如开设《火工品工艺学》课程，则“大纲内容”中标注※符号的装配工艺内容可以不讲授。
（四）对先修课的要求学习本课程要有工程制图、机械设计、电工与电子技术、化学、燃烧爆炸理论、含能材料、炸药装药技术等相关课程的基础知识。
（五）对习题课、实践环节的要求不设专门的习题课，重点习题随相关课程教学内容安排讲授。
实践环节设有相关实验内容、火工品技术课程设计、火工品生产实习等。
（六）课程考核方式本课程考核方式为考试。
考核成绩各部分的比例：平时成绩（出勤、作业、学习表现等）占20%，实验成绩占10%，期末考试成绩占70%，考核成绩以百分制计算。
（七）主要参考书目:《火工品技术》.叶迎华编.国防工业出版社.2014年3月《火工品设计原理》.蔡瑞娇编.北京理工大学出版社.1999年10月二、中文摘要本课程主要学习军用火工品的结构特征、作用原理、设计方法和影响性能因素分析，包括引燃类火工品：火帽、底火、点火具等；引爆类火工品：炮弹雷管、电雷管、传爆药等；并介绍了导弹用火工品和先进火工技术以及延期药和延期元件等。
弹药专业：起爆器材复习题
一、填空题1.火工品是装有火药或炸药，受外界能量刺激产生燃烧或爆炸，用以引燃火药、引爆炸药，做机械功或产生特种效应的一次性使用的元器件和装置的总称。
2.火工品的品种很多，技术指标也各不相同，但从火工品的本质出发，设计时有下列共性要求：合适的感度、适当的威力、长储安定性、适应环境的能力、小型化。
3.热起爆是炸药起爆的最基本的形式，其它各种形式的起爆均以此为基础。
热起爆机理的显著特点是自热过程，这是炸药的放热反应所决定的。
炸药的分解反应过程中会释放热量，同时还与周围环境发生热量传递。
热起爆机理的研究是解决炸药由于自热引起的点火或起爆的临界条件。
4.电起爆是研究炸药或火工品在电能作用下激起爆炸的机理。
电起爆包括电能转换为其它能量起爆和电击穿起爆两种类型。
5.雷管是接受某种形式激发能量而发火，并转变为爆轰能输出的火工品。
在弹药引信的传爆序列中，雷管是不可缺少的火工品，它的作用是引爆传火药、导爆药或主装药。
6. 火工品可靠性设计主要从四个方面工作：建立可靠性模型、可靠性分配、可靠性预估、可靠性增长实验。
可靠性增长实验的目的是通过实验结果的分析，采取有效的纠正措施，及早解决大多数可靠性问题，达到产品性能和结构的优化，提高产品的可靠性。
7. 热爆炸理论是以炸药系统反应时放热速率和散热速率之间的平衡为基础的。
若前者大于后者，则爆炸可以发生，否则不能发生；所以热起爆理论要回答爆炸能否发生及什么时间发生的问题，要解决这两个问题，首先要建立热爆炸方程，热爆炸方程本质上是能量守恒方程。
8.机械起爆是研究火工药剂和火工品在各种机械作用下的引爆机理，机械能的形式很多，机械起爆的第一步是把机械能转变为热能，然后按热作用起爆。
只是热起爆研究的是整体炸药的加热，而机械起爆研究的则是从局部加热开始，扩展到整体炸药的起爆。
可以认为机械起爆是热起爆的一种特殊形式。
9.炸药或火工药剂在光作用下的化学反应分为两种类型：一种是在弱光作用下发生分解变质，甚至失去爆炸性能；另一种是在强光作用下引起爆炸。
8.引燃火工品要点
设计的基本要求Basic requirements
for design
1. 适当的感度（输入性能）： 适当的感度（输入性能） 感度上限,Higher sensitivity： 感度上限 ,Higher threshold of sensitivity： 受 弹药提供的控制信息（ 初始能量） 能可靠发火。 弹药提供的控制信息 （ 初始能量 ） 能可靠发火 。 如 引信击针的针刺能、 枪机或炮闩的撞击能、 引信击针的针刺能 、 枪机或炮闩的撞击能 、 导弹或 火箭弹内部能源供给的电能或热能等， 火箭弹内部能源供给的电能或热能等 ， 确保在有限 的能量供给下可靠地发火。 的能量供给下可靠地发火。 感度下限, 感度下限, Lower threshold of sensitivity ：在 制造、勤务处理、运输和作用前的各种环境中， 制造、勤务处理、运输和作用前的各种环境中，在可 能碰到的各种危险刺激下不会意外发火。 能碰到的各种危险刺激下不会意外发火。常见的危险 刺激的能量形式有静电、射频、雷电、跌落、振动、 刺激的能量形式有静电、射频、雷电、跌落、振动、 作用前撞击目标、高温环境、高气压环境等。 作用前撞击目标、高温环境、高气压环境等。 感度特征量, character： 感度特征量, Sensitivity parameter character： 针刺能、撞击能以一定落锤下的落高（ cm）表示， 针刺能、撞击能以一定落锤下的落高（g.cm）表示， 电能一般以发火电压（ 或发火电流（ 表示。 电能一般以发火电压（V）或发火电流（A）表示。
0.015-0.04 23°30′ °30′
图1
要求钢发火击针的形状和尺寸
90° °
设计要求举例
(3) 感度曲线试验 sensitivity curve test 每10批火帽应做 10批火帽应做 次感度曲线试验，试验结果应符合下表曲线波动范围要求。 1次感度曲线试验，试验结果应符合下表曲线波动范围要求。
火工品基础
炸药的机械起爆原理——热点学说
摩擦起爆
❖ 当两物体接触时，从微观上讲，接触面是凹凸不 平的，其真正接触的一些点，被称为微凸体。对两 个接触物施压时，将增加微凸体的数量和它们的接 触面积，并且上下两物体表面的微凸体还会互相嵌 入，产生咬合力，在摩擦时咬合使微凸体产生破碎。 由于摩擦力的存在，它要阻止两物体的相对运动， 要克服摩擦阻力就要消耗能量，该能量一部分成为 物体运动的动能，其余部分变为热能，分布于微凸 体上成为热点，于是爆炸便发生了。
炸药的机械起爆原理——热点学说
撞击起爆 ❖ 撞击起爆是火工品中常用的起爆方式，我们熟知
的油管传输射孔作业中使用的防沙撞击起爆器、压 力起爆器，其本质就是借用了撞击起爆这一机理。 ❖ 撞击起爆机理属于热起爆机理，这时热点可能在 炸药晶体或被压碎的晶体中产生，也可能由于炸药 与容器壁间的摩擦而产生，还可以是炸药中所包含 的气泡在绝热压缩下而产生。也是由于撞击使热点 的产生引起爆炸。
强冲击波起爆机理
❖ 炸药的爆炸及两个炸药柱间的传爆都是冲击波作用 的结果。当两个药柱间存在着惰性介质（如空气隙） 或者如炸药柱内密度不均等，则冲击波通过时，强 度将因部分能量损失而衰减，这种冲击波到达受主 装药时，如果强度还足够的话，可以以冲击波的方 式起爆受主装药；如果到达受主装药的冲击波强度 不够，冲击波在受主装药中和在惰性介质中一样， 强度再次下降，就可能将炸药冲散等，受主装药不 会发生爆炸。在石油射孔作业中，经常发生在枪身 接头处，传爆管的“熄爆”及射孔枪内导爆索的 “燃烧”和“熄爆”，其根本原因就在于此。
火工品基础
火工品基础
❖ 火工品是装有炸药、火药或烟火剂的元件。它通过 外加较小的激发能量（如通电、撞击、摩擦等）使 其所装的药剂发生爆炸或燃烧反应，同时放出一定 形式的能量来引爆其它炸药、引燃其它火药、做机 械功或产生其它特种效应。像这样的元件或装置称 之为火工品。火工品是武器、弹药及其它燃烧、爆 炸系统的关键元件。火工品不仅在军品上，它在民 品（如石油爆破器材等）中应用也越来越广泛。
《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全系统要求规范》
2—4 小量火药、炸药及其制品危险性建筑设计安全规范WJ 2470-19971 范围1.1 主题内容本标准规定了从事火药、炸药、弹药、引信、火工品研究与应用的研究所、院校、试验场及工厂，在新建、扩建、改建小量火药、炸药及其制品危险性建(构)筑物时，应遵循的安全技术要求。
1.2 适用范围本标准适用于研究所、院校、试验场及工厂新建、扩建及改建的小量火药、炸药及其制品的各种危险性建(构)筑物的设计。
2 引用文件GB50154—92 地下及覆土火药炸药仓库设计安全规范GBJ87—85 工业企业噪声控制设计规范GJB2—82 常规兵器发射或爆炸时压力波对人体作用的安全标准《中华人民共和国环境噪声污染防治法》1996年10月29日中华人民共和国主席令，第七十七号《火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》1990年3月26日中国兵器工业总公司3 定义3.1 危险品研制、加工、试验、拆分、销毁和存放的各种火药、炸药、弹药、引信、火工品、氧化剂的成品和半成品及其有燃烧和爆炸危险性的原材料。
3.2 危险性建筑研制、加工、试验、拆分、销毁和存放危险品的场所，包括危险品研制实验室、研制工房、试验工房、生产工房、拆分工房、理化性能实验室、试验和销毁用构筑物及存放间(库)等。
3.3 小量火药、炸药及其制品危险性建筑物内(抗爆和抑爆间室除外)炸药及其制品的存药量不超过50kg(下述炸药质量均指TNT当量)，火药及其制品的存药量不超过100kg。
抗爆和抑爆间室内炸药最大存药量不超过50kg。
3.4 整体爆炸全部危险品同时发生爆炸。
3.5 总药量危险性建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁、运输和存放过程中危险品实际的存药量之和。
3.6 计算药量危险性建筑内研制、加工、试验、拆分、销毁、运输和存放过程中使用的，能一次同时爆炸或燃烧的危险品的最大药量。
用于计算危险性建筑的内部距离和外部距离。
3.7 设计药量危险品一次可能同时爆炸的最大药量。
火工品生产新工艺新配方的研究
・
科技 前 沿
Ｋｅ Ｊ ｉ ０Ｊ ａｎ Ｙａｎ
５ ９０ ・
Ｊ ｉ ａｎ Ｚｈ ｕ Ｙｕ Ｆ ａ Ｚｈａｎ
火工 品生产新工 艺新 配方的研 究
王 玮
新疆 雪峰科技 （ 集团 ） 股份有 限公 司鸟鲁木 齐市分公 司 新疆乌鲁木 齐 ８ ３ ０ ０ ０ ２
火 帽 、底火 、Ｊ 火管 、延期件 、雷管 、传爆药 柱 、导火索 、导爆
索 以及启 动器 、切 割索 等一次 作用 的含能 机构 或元件 都属 于火工 品。 常用 于引燃火 药 ，引爆炸 药 ，还可作 为小型驱 动装置 ，用 以快速 打开
活 门、解除保险及火箭级间分离等 。 ３ ． 火工 品在武器系统 中的功能及特 征 （ 一） 在武器系统中的功能
装备 的高速发展 ，发展 高新技 术火工产品是摆在 火工行业科技 工作 者面前的重要使命 ，也是 责无旁贷的义务。 因此本文研 究 了目前世 界上和我 国 火工品生产的进展 ，以及 火工品生产的新 工艺和新 配方。 【 关键词 】 火工品 ；生产新工 艺；生产新配方
一
、
引言
新 中 国的建立 ，拉开 了 中华 民族伟 大复 兴 和国 防建 设 的新 的帷
【 摘 耍 】 在 火工产品 的发展 上，我 ｑ ］ ＆５ ０ 、６ ０ 年代 的仿制 开始，逐 步转向仿研 和以 自行设计为主体 ，设计定型 了数百种产品 。基础理 论研 究、应用研究 、测试分析技 术研究都有 了较 大的发展 。新产品 、新技 术不断涌现 ；建立 了火工行业 国军标 、兵 器火工技 术标准近百项 。随 着武器
幕 ，火工行业 也随着武器 装备 的发展在几乎 一穷二 白的基础上艰 难起 步 ，通过 自力更生 、艰 苦奋斗 ，相 继建立 了火工 品生产厂 ，生 产 出难 以计数的火工产 品，研 制的火工产品基本满足 了常规兵器 、航空航天 、 战术和战略武器 装备弹药的发展需求 ，为 国防现代化做 出了积极贡献 。 火 工品 系统是武器 系统 的子 系统 ，具有 技术密集性 、工作过程 不可逆 性 、作用 瞬发性 、对 产品性能参 数要求 的严格一致 性 ，同时它还有使 用广泛性 、作用敏感 性 、功 能首发性 、技 术保 密性 等突 出特点。其安 全性 、可靠性直接影响武器系统的安全性 、可靠性 。
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图8-1 导引传爆药位置示意图
1-雷管；2-导引传爆药；3-隔板；4-传爆药；5-滑块
• 导爆药和传爆药 • 相同点：均由猛炸药加工而成，输入和输出都是爆炸作 用。 • 不同点：爆炸作用的来源不同，爆炸作用的对象不同；
• 密度增加起爆能力增加，同时爆轰感度下降。
• 导引传爆药的密度：
• 钝化黑索今为 1.6~1.67 g· cm
-3 ，聚黑 -6c 和聚黑 -14c 为
1.2~1.70 g· cm -3，聚奥-9c为1.70~1.80 g· cm -3。
• 8.3.3 导引传爆药的直径和长度
• 作为受主:等于或稍大于雷管直径 • 作为施主：直径大，能量利用率大，起爆能力大
• （1）要其爆速大于被起爆装药的临界爆速；（2）爆速
大，起爆能力大。 • 密度大时，爆速大。
• 8.4.2 药量和形状
• 设计时除参照相似弹药中传爆药的质量比外，传爆药药 量最终还需要用实验的方法确定。
图8-4 传爆药起爆能力测试装置
1-雷管 2-传爆药柱 3-炸药柱 4-铜板 5-铜板上印痕
表 8.4.2.1 传爆药量与起爆能力的关系 药量/g 8 12 16 20 25 35 直径/mm 24 24 24 24 24 24 高度/mm 11.8 17.1 21.5 27.8 34.5 48.0 在铜板上熄灭长度/mm 54 60 69 74 78 81
尺寸、药量、结构都有不同。
• 8.2 传爆药的战术技术要求
• 1.合适的感度。 • 2.足够的起爆能力。
• 3.足够的安全性。
• 国军标GJB2178《传爆药安全性试验方法》规定了传爆药必须通过 下列八项安全性试验：（1）小隔板试验；（2）撞击感度试验； （3）撞击易损性试验；（4）真空热安定性试验；（5）灼热丝点 火试验；（6）热可爆试验；（7）静电感度试验；（8）摩擦感度 试验。 • 4.和引信的关系。
杆状传爆药的起爆能力不受h/d小于2的限制，而当h大 时起爆能力大。
把传爆药沿整个装药放置，使沿整个装药利用它的径 向起爆，这样就提高了传爆药的起爆能力，在某些情 况下，还能提高杀伤弹及杀伤爆破弹的作用效应。
• 8.4.4 传爆药与主装药间的介质
表 8.4.4.1 传爆药与装药间有不同介质时的起爆能力 厚度/mm 熄爆长度/mm 0 0.5 1 2 5
中间介质 空气 纸垫 钢片 70 100 76 100 44 35 53 22 15 25 未起爆
表中数据表明，隔不同介质时，起爆能力有不同的影响。 直接接触时传爆药的起爆能力最大，因为这时爆轰波没有 衰减作用；隔纸垫时起爆能力次之；隔空气时又次之；隔 钢片时最差。
• 8.4.5 传爆管的外壳
• 外壳影响到爆速，因此就影响到传爆药的
黑索今：硬脂酸（ 95 ： 5） 97.5 ： 黑索今：聚异丁烯：硬脂酸：石墨（ 0.5 ： 1.5 ： 0.5 ） 黑索今：氟橡胶：石墨（ 96.5 ：3.0 ：0.5 ） 奥克托金：氟橡胶（ 95 ： 5） 奥克托金：氟橡胶：石墨（ 94 ： 5： 1 ）
8.079
8296(1.706)
• 8.3 导引传爆药
起爆能力。
• 外壳可以阻止侧向疏波的干扰，提高能量 的利用率起爆能力的方法有两 种：
• （1）传爆药量与爆炸装药量的比； • （2）被起爆的爆炸装药单位面积上所需 传爆药量。
• 因此，直径:一般略大于雷管直径
• 长度：在一定范围内随药柱长度增加，有效作用也增大。 • 无外壳时，当装药长度为直径的两倍时，起爆能力不再增大。 • 8.3.4 导引传爆药的药量问题 • 在引信中实际采用的导引传爆药量一般相当于传爆药的三十分之一
左右。
• 8.4 传爆药
• 8.4.1 炸药的性质
• 双重地位：对雷管来说是受主装药，被雷管引爆，而对
于传爆药来说是施主装药，用它来起爆传爆药。因此， 它必须满足两个条件，既有较好的起爆感度又要有较大 的起爆能力。 • 临界爆速要小（感度大） • 爆轰速度要大（起爆能力大）
• 8.3.1 导引传爆药的结构
图8-2 导引传爆药构造示意图 1-隔板 2-导引传爆药 3-导引传爆药壳
表 8-1 名称 钝黑 -5c 聚黑 -6c 聚黑 -14c 聚奥 -9c Ⅰ，Ⅱ型 聚奥 -10c 主要成分
常用传爆药及性能 冲击波感度 爆速 (密度 )
X50 隔板厚 /mm
11.210 10.997 10.470 10.270 （Ⅰ） 10.076 （Ⅱ）
/ms -1（ g· cm -3）
8245(1.667) 8308(1.680) 8463(1.745) 8082(1.700) 8333(1.709)
传爆药直径一定时，在一定范围内药量增加，药高增加，起爆能力 增加。但是，当高度近似为直径的两倍时，炸药的爆炸熄灭长度不 再增加，亦即起爆能力不再增加。
表 8.4.2.2 传爆药形状与起爆能力的关系 重量/g 2 2 2 直径/mm 15 19 25 在铜板上的熄灭长度/mm 65 80 100
当传爆药量一定时，随传爆药直径增大， 其熄灭长度增大，即起爆能力增大。
• 8.4.3 传爆药的位置
表 8.4.3.1 传爆药位置与起爆能力的关系 传爆药 埋入深度/mm 表面接触 10 23 药量/g 38 38 38 直径/mm 25 25 25 87 97 110 在铜板上的熄灭长度/mm
表 8.4.3.2 杆状传爆药起爆能力试验 药量/g 埋入炸药中的相对位置 熄爆长度/mm 21 埋入装药 120 9 埋入 1/3 105 埋入 1/3 90 6 表面接触 0
表 8.3.1.1 径向间隙对起爆概率的影响 间隙尺寸/mm 起爆概率/% 试验数量/发 0 100 10 0.102 40 10 0.203 0 10
图8-3 导引传爆药轴向间隙 1-导引传爆药 2-传爆药 e=0.6~1毫米，Δ=0.75~3.1毫米（带管壳）
• 8.3.2 装药密度的确定