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［摘要］：对雷管爆炸后破片径向速度进行计算推导，通过试验验证了雷管破片对周围没有阻隔雷管的影响，阐述了雷管试验防爆箱试验条件的重要性。
［关键词］防爆箱隔板破片速度半爆试验
1引言
我厂雷管试验场威力试验用防爆箱，由于使用多年，受雷管爆炸破片及冲击波破坏，侧面防护隔板已被打穿，形成宽20～30mm长条间隙。车间试验人员反应威力试验有半爆质量问题的雷管均在固定的防爆箱位置，怀疑是不是防爆箱状态对雷管半爆问题有影响。同时，发现铅板试验串联丢炮的雷管，受相邻爆炸雷管的破坏，管体表面多处被破片击中，形成深浅不一弹痕。为此对已被破坏的防爆箱进行试验，来验证防爆箱试验条件对雷管半爆问题影响。
雷管爆炸径向破片初速度的计算
金属壳雷管爆炸后的能量输出可以分为三部分：冲击波、热爆炸气体及金属破片。用水下爆炸测试法一次就能将雷管输出的冲击波和热爆炸气体能量准确地测出。但要全面评价金属雷管的起爆能力及研究雷管间殉爆安全性，必须对其破片速度进行测试。
目前，国内外雷管底部破片速度的计算比较成熟，测试方法也很多：探针法、靶网测速法、闪光X 射线测速法、高速射影法等。而径向破片速度的测试很少，所查到的一个径向破片速度测试，用的是类似电探针作用的测试元件，用断通原理，探针假设炸药能量全部用于壳体飞散，则有所接受信号属于不同破片，结果离散较大。探针法对方向性好的底部破片速度测试是比较成熟的[1]，对径向破片速度的测试还难以应用。为此专门设计了通断法测量雷管径向破片速度的装置，取得了满意的效果。
假设炸药能量全部用于壳体飞散，则有：
Mv02 =mQv（1）
其中，v0 为破片初速度(m/s)；Qv 为炸药定容爆热，用机械功的绝对单位表示（m2 /s2 ）；m 为炸药装药质量（kg）；M 为破片总质量（kg）。
在 D=4 的条件下，则有
v0=（2）
其中，D为炸药的爆速(m/s)；β=m/M 由 8 號铁壳工业瞬发电雷管数据计算得
β=0.545
而 D1.50,RDX=8 090 m/s
将上值代入式（2）
v0=2 112 m/s
这是破片初速度的计算最大值。
径向破片速度公式
文献[2、3]计算战斗部破片初速度的方法，破片获得初速度后，即在空气中飞行，此时破片主要作用着两个力，即重力G 和空气阻力F。重力G 使破片的方向发生改变，空气阻力F 使破片速度减小。假设重力G 的影响可不予考虑，故破片运动近似认为是直线。
破片运动的微分方程如下
（3）
式中，q 为破片质量（kg）；Cx 为破片迎面阻力系数；ρ为当地的空气密度（N·s2/m4）；S 为破片垂直于飞行方向上迎风面积(m2)；t 为破片飞行过程中的任一瞬时(s)；v 为破片任一瞬时的速度(m/s)。
上式可改写为
两边积分得
式中（m-1），a 为衰减系数；x 为破片在某瞬间离炸点的距离(m)；vx 为对应于x 距离时的破片速度(m/s)。
根据雷管破片重量和资料[4]数据计算得
从计算结果看破片速度随距离增大衰减很慢。
4试验条件
雷管验收每个防爆箱有两发雷管位置，两发雷管距离大约300mm，中间用隔板隔开，共有十五个防爆箱，三十个雷管位置。防爆箱放在半圆形、一米高水泥台上，相邻防爆箱之间没有距离，相互靠近。试验雷管全部装配瞬发电雷管，金属壳管长60mm，脚线为铜线，卡口直径为φ5.1mm～5.2mm，用串联引爆。
5试验经过及结论
第一组试验：采用15发雷管接线引爆，另15发雷管与引爆雷管间隔布置但不接线，相邻防爆箱间隙留有宽20～30mm长条间隙，6次试验结果如下：
第二组试验：重新选用不同的二道装药、不同批次不同假密度的DDNP进行防爆箱之间放隔板与不放隔板的对比试验，试验条件与结果如下表：
表：防爆箱间隙隔离前后，数据对比试验表
从以上试验可以看出：1）防爆箱有间隙，雷管爆炸时，产生的破片可以引爆其相邻雷管。2）被破片击中的雷管，由于击中位置不同，可以打出“半爆”现象。3）理论分析表明，相邻雷管间距离约300mm，雷管爆炸时产生的破片速度达2000m/s以上，破片飞达相邻雷管时间约0.15ms(距离取300mm，破片速度取2000m/s)，串联试验电雷管先后起爆时间大部分应大于0.15ms，破片有机会在雷管串联起爆前先击中雷管起爆药部分，从而引起雷管爆炸。
6 结语
由于雷管爆炸后破片速度超过2000m/s，其破片对其周围没有阻隔的雷管雷管串联起爆有很大影响。即使是所有雷管串联起爆，也会由于其中某发雷管先爆以后其破片将会直接射向周围没有阻隔的雷管上，导致其半爆或爆炸。因此建议在进行雷管验收试验时，一定要保证雷管验收防爆箱隔板不被炸破。否则，防爆箱隔板裂开，在验收时出现雷管半爆而判定此批产品不合格，这将会给生产带来很大的困扰，直到解决以后方可继续生产。
参考文献
[1]金属壳雷管径向破片速度计算及测试 张 华1 ，郭宝义2，谢兴华3 （1.辽宁工程技术大学 职业技术学院，辽宁 阜新 123000；2.辽宁工程技术大学 工程爆破研究所，辽宁 阜新 123000；3.安徽理工大学 化学工程系，安徽 淮南 232000）
[2]北京工业学院八系.爆炸及其作用(下册)[M].北京:国防工业出版社,1979.
[3] 陈福梅.火工品原理与设计[M].北京:兵器工业出版社,1990.
[4] 劳允亮.黄浩川.起爆药学[M].北京:国防工业出版社,1980.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
［关键词］防爆箱隔板破片速度半爆试验
1引言
我厂雷管试验场威力试验用防爆箱，由于使用多年，受雷管爆炸破片及冲击波破坏，侧面防护隔板已被打穿，形成宽20～30mm长条间隙。车间试验人员反应威力试验有半爆质量问题的雷管均在固定的防爆箱位置，怀疑是不是防爆箱状态对雷管半爆问题有影响。同时，发现铅板试验串联丢炮的雷管，受相邻爆炸雷管的破坏，管体表面多处被破片击中，形成深浅不一弹痕。为此对已被破坏的防爆箱进行试验，来验证防爆箱试验条件对雷管半爆问题影响。
雷管爆炸径向破片初速度的计算
金属壳雷管爆炸后的能量输出可以分为三部分：冲击波、热爆炸气体及金属破片。用水下爆炸测试法一次就能将雷管输出的冲击波和热爆炸气体能量准确地测出。但要全面评价金属雷管的起爆能力及研究雷管间殉爆安全性，必须对其破片速度进行测试。
目前，国内外雷管底部破片速度的计算比较成熟，测试方法也很多：探针法、靶网测速法、闪光X 射线测速法、高速射影法等。而径向破片速度的测试很少，所查到的一个径向破片速度测试，用的是类似电探针作用的测试元件，用断通原理，探针假设炸药能量全部用于壳体飞散，则有所接受信号属于不同破片，结果离散较大。探针法对方向性好的底部破片速度测试是比较成熟的[1]，对径向破片速度的测试还难以应用。为此专门设计了通断法测量雷管径向破片速度的装置，取得了满意的效果。
假设炸药能量全部用于壳体飞散，则有：
Mv02 =mQv（1）
其中，v0 为破片初速度(m/s)；Qv 为炸药定容爆热，用机械功的绝对单位表示（m2 /s2 ）；m 为炸药装药质量（kg）；M 为破片总质量（kg）。
在 D=4 的条件下，则有
v0=（2）
其中，D为炸药的爆速(m/s)；β=m/M 由 8 號铁壳工业瞬发电雷管数据计算得
β=0.545
而 D1.50,RDX=8 090 m/s
将上值代入式（2）
v0=2 112 m/s
这是破片初速度的计算最大值。
径向破片速度公式
文献[2、3]计算战斗部破片初速度的方法，破片获得初速度后，即在空气中飞行，此时破片主要作用着两个力，即重力G 和空气阻力F。重力G 使破片的方向发生改变，空气阻力F 使破片速度减小。假设重力G 的影响可不予考虑，故破片运动近似认为是直线。
破片运动的微分方程如下
（3）
式中，q 为破片质量（kg）；Cx 为破片迎面阻力系数；ρ为当地的空气密度（N·s2/m4）；S 为破片垂直于飞行方向上迎风面积(m2)；t 为破片飞行过程中的任一瞬时(s)；v 为破片任一瞬时的速度(m/s)。
上式可改写为
两边积分得
式中（m-1），a 为衰减系数；x 为破片在某瞬间离炸点的距离(m)；vx 为对应于x 距离时的破片速度(m/s)。
根据雷管破片重量和资料[4]数据计算得
从计算结果看破片速度随距离增大衰减很慢。
4试验条件
雷管验收每个防爆箱有两发雷管位置，两发雷管距离大约300mm，中间用隔板隔开，共有十五个防爆箱，三十个雷管位置。防爆箱放在半圆形、一米高水泥台上，相邻防爆箱之间没有距离，相互靠近。试验雷管全部装配瞬发电雷管，金属壳管长60mm，脚线为铜线，卡口直径为φ5.1mm～5.2mm，用串联引爆。
5试验经过及结论
第一组试验：采用15发雷管接线引爆，另15发雷管与引爆雷管间隔布置但不接线，相邻防爆箱间隙留有宽20～30mm长条间隙，6次试验结果如下：
第二组试验：重新选用不同的二道装药、不同批次不同假密度的DDNP进行防爆箱之间放隔板与不放隔板的对比试验，试验条件与结果如下表：
表：防爆箱间隙隔离前后，数据对比试验表
从以上试验可以看出：1）防爆箱有间隙，雷管爆炸时，产生的破片可以引爆其相邻雷管。2）被破片击中的雷管，由于击中位置不同，可以打出“半爆”现象。3）理论分析表明，相邻雷管间距离约300mm，雷管爆炸时产生的破片速度达2000m/s以上，破片飞达相邻雷管时间约0.15ms(距离取300mm，破片速度取2000m/s)，串联试验电雷管先后起爆时间大部分应大于0.15ms，破片有机会在雷管串联起爆前先击中雷管起爆药部分，从而引起雷管爆炸。
6 结语
由于雷管爆炸后破片速度超过2000m/s，其破片对其周围没有阻隔的雷管雷管串联起爆有很大影响。即使是所有雷管串联起爆，也会由于其中某发雷管先爆以后其破片将会直接射向周围没有阻隔的雷管上，导致其半爆或爆炸。因此建议在进行雷管验收试验时，一定要保证雷管验收防爆箱隔板不被炸破。否则，防爆箱隔板裂开，在验收时出现雷管半爆而判定此批产品不合格，这将会给生产带来很大的困扰，直到解决以后方可继续生产。
参考文献
[1]金属壳雷管径向破片速度计算及测试 张 华1 ，郭宝义2，谢兴华3 （1.辽宁工程技术大学 职业技术学院，辽宁 阜新 123000；2.辽宁工程技术大学 工程爆破研究所，辽宁 阜新 123000；3.安徽理工大学 化学工程系，安徽 淮南 232000）
[2]北京工业学院八系.爆炸及其作用(下册)[M].北京:国防工业出版社,1979.
[3] 陈福梅.火工品原理与设计[M].北京:兵器工业出版社,1990.
[4] 劳允亮.黄浩川.起爆药学[M].北京:国防工业出版社,1980.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。