一种自毁执行装置的设计

赵 亮，刘 发，刘海旭，乔改霞，叶淑琴，车波峰，姜忠慧

（1.北方特种能源集团西安庆华公司，陕西 西安，710025；2.空军驻西北地区军代室，陕西 西安，710025）



一种自毁执行装置的设计

赵 亮1，刘 发2，刘海旭1，乔改霞1，叶淑琴1，车波峰1，姜忠慧1

（1.北方特种能源集团西安庆华公司，陕西 西安，710025；2.空军驻西北地区军代室，陕西 西安，710025）

摘 要：为满足武器系统的安全性、可靠性要求，设计了一种自毁执行装置，详细阐述了自毁执行装置中传爆部件及爆炸器的设计，并对自毁执行装置的传爆、输出威力等进行验证试验。结果表明，自毁执行装置结构设计合理，安全性好、可靠性高，可以满足武器系统需要。

关键词：自毁执行装置；传爆部件；输出部件；起爆器；爆炸器

火工装置是由火工元件及装药组成，且只完成一种功能的装置。随着武器装备技术的不断发展，对火工装置的可靠性和安全性提出了更高要求。火工装置的可靠性和安全性可通过整体结构设计来实现和保证。某自毁执行装置归类于火工装置，用于某武器系统敏感部件自毁，为满足武器系统的安全性、可靠性和输出威力等要求，本文开展了相关研究。

1　自毁执行装置设计

1.1自毁执行装置总体结构设计

根据武器系统需要，自毁执行装置总体结构设计采用双路冗余传爆设计，药剂全部选用钝感炸药和许用传爆药，主要由2发传爆部件、1发爆炸器A和2发爆炸器B组成，传爆部件与爆炸器通过螺纹连接，结构示意图见图1。

图1　自毁执行装置结构示意图Fig.1 Structure diagram of self-destruction system

1.2传爆部件设计

传爆部件主要由保护帽、低碳钢丝、管形铅封、壳体1、扩爆管、锥体、914胶、三孔螺套、输入套管、704胶和3发长度不同的输出部件等组成，结构示意图见图2。

图2　传爆部件结构示意图Fig.2 Structure diagram of booster

1.2.1输出部件设计

输出部件主要由限制性导爆索、输出套管、接头、起爆器、小保护帽等组成，结构示意图见图3。限制性导爆索长度根据系统需要确定。

图3　输出部件结构示意图Fig.3 Structure diagram of output component

1.2.2起爆器设计

起爆器主要由壳体2、聚奥-11C传爆药、盖片、914胶和丙烯酸清漆等组成，结构示意图见图4。通过3层装药逐步增加聚奥-11C传爆药的密度，以保证传爆和起爆可靠性。

图4　起爆器结构示意图Fig.4 Structure diagram of initiator

1.3爆炸器设计

爆炸器A及爆炸器B的结构示意图见图5。

爆炸器在设计中参照弹药学中相关设计经验，将药型罩形状定为圆锥形，并采用紫铜材料作为药型罩材料，考虑到在作用过程中不仅要考虑射流破甲深度，还应兼顾射孔直径，因此将药型罩锥角设计为60°；结合设计尺寸空间和威力等，主药柱选用聚黑-14炸药，装药密度为1.6～1.7g/cm3，爆炸器A装药直径为21mm，装药长度为25mm，爆炸器B装药直径为31.6mm，装药长度为40mm；扩爆药柱选用聚奥-11C传爆药，装药密度为1.5～1.6g/cm3，装药直径为21mm，装药长度为10mm；外壳选用结构强度高、耐腐蚀性强的不锈钢加工，且保证一定的壁厚，对冲击波和射流起到了有效的束缚作用；挡板组件设计为双通道内螺纹结构，满足了2路输出部件同时起爆的要求，提高了连接可靠性及密封性。在炸高为零的状态下分别对爆炸器A和爆炸器B射流侵彻靶板（45号钢）的效果进行了数值模拟，侵彻结果见图6，计算结果见表1。

图5　爆炸器A结构示意图Fig.5 Structure diagram of explosive device

图6　爆炸器侵彻结果Fig.6 The result of jet penetration of explosive device

表1　侵彻深度和开口孔径计算结果Tab.1 The calculation result of penetration depth and diameter of hole

1.4自毁执行装置工作原理

引信输出的爆轰波分别将2发传爆部件的扩爆管起爆，2发扩爆管将6根限制性导爆索起爆，爆轰波传递将6发起爆器起爆，继而由1组属于不同传爆部件的2发起爆器同时起爆1发爆炸器A，爆炸器A作用炸穿5mm厚铝板，炸孔直径不小于20mm，并对关键芯片进行破坏，达到自毁目的；由2组属于不同传爆部件的4发起爆器同时起爆2发爆炸器B，2发爆炸器B作用炸穿6mm厚不锈钢材料的传输与辐射外筒，炸孔直径不小于25mm，并对敏感部件和器件进行破坏，达到自毁目的。自毁执行装置工作关系图见图7。

图7　自毁执行装置工作关系图Fig.7 The diagram of function relation of the self-destruction system

2　试验情况

为验证自毁执行装置的传爆可靠性和毁伤威力，对自毁执行装置进行了试验验证，所有试验均传爆可靠，并对靶板进行了有效毁伤，爆炸器A和爆炸器B毁伤威力结果见表2～3，靶板毁伤照片见图8。试验结果表明：自毁执行装置满足毁伤功能要求，且具有较高的裕度。

图8　爆炸器靶板毁伤照片Fig.8 The photograph of the target destruction

表2　爆炸器A毁伤威力结果Tab.2 The destruction power result of the explosive device A

表3　爆炸器B毁伤威力结果Tab.3 The destruction power result of the explosive device B

3　结论

（1）自毁执行装置通过总体结构设计，实现了双路冗余传爆，提高了系统的可靠性。（2）通过传爆部件设计、输出部件设计和起爆器设计，实现了传爆、起爆过程无起爆药，提高了系统的安全性。（3）通过爆炸器药型罩、装药和壳体设计，实现了零炸高条件下对毁伤目标的大直径穿透性毁伤，提高了对敏感器件的毁伤效果。

参考文献：

[1]GJB 373A-1997引信安全性设计准则[S].国防科学技术工业委员会,1997.

[2]GJB 2865-1997火箭和导弹固体发动机点火系统安全性设计准则[S].国防科学技术工业委员会,1997.

[3]王志军,尹建平,编著.弹药学[M].北京:北京理工大学出版社,2005.

[4]王凯民,编著.火工品工程[M].北京:中国宇航出版社,2012.

Design on A Self-destruction System

ZHAO Liang1，LIU Fa2，LIU Hai-xu1，QIAO Gai-xia1，YE Shu-qin1，CHE Bo-feng1，JIANG Zhong-hui1
（1.Xi’an Qinghua Company of North Special Energy Group Co.Ltd.,Xi’an,710025；2.China Air Force Representative Office in The Northwest China,Xi’an,710025）

Abstract：Aimed at the requirement of safety and reliability for weapon system,a self-destruction system was designed,and the design process of the booster and the explosive device in the self-destruction system was described in detail.Meanwhile,the verification test on the detonation transmission and output power were carried out.The results show that the self-destruction system can meet the needs of weapon systems,and the structure design is reasonable with high safety and high reliability.

Key words：Self-destruction system；Booster；Output component；Initiator；Explosive device

作者简介：赵亮（1979 -），男，工程师，主要从事火工品设计研究工作。

收稿日期：2015-11-08

中图分类号：TJ450.2

文献标识码：A

文章编号：1003-1480（2016）01-0026-03