弹药工程与爆炸技术的建设及应用创新探讨

2022-11-15张雪山

中国科技纵横 2022年3期

张雪山

（内蒙古安吉安全技术有限公司，内蒙古呼和浩特 010010）

在社会经济不断改革下，我国经济一直处于飞速发展的状态，在大型建设工程上不仅没有减少，反而有着不断增加的现象，在具体的大型工程施工中，必然会利用到弹药和爆炸技术，所以说爆炸技术和弹药的选择，很大程度上会应用工程的施工建设效果，需要相关企业加强对弹药工程和爆炸技术的重视。不过目前在对弹药工程和爆炸技术进行创新应用时，还存在一些问题，不利于相关企业更好地完成建设和应用创新工作。具体问题有创新实践得不到重视、实践活动受到各方面限制、实践培训成本高等问题，需要相关企业积极面对问题，并结合自身的发展实际情况，积极解决以上问题，保证弹药工程和爆炸技术可以得到良好的建设和创新应用。

1.弹药工程相关概述和创新应用

1.1 弹药的概念

弹药是含有火药、炸药和其他装填物，能在爆炸后对目标完成毁伤作用和其他作用的物品。在基本组成上一般由战斗部、投射部、引信、导引部和稳定部组成。一般在弹药的分类中有着照明弹、破甲弹、榴弹、穿甲弹和炮射导弹等。此外，弹药可以运用于民用爆破器材和工程爆破技术，具体涉及基础工程建设、矿业、国防军工和公共安全等领域。

1.2 弹药工程仿真可视化技术的运用

弹药工程仿真可视化技术主要依赖于VRML技术，也就是虚拟现实和建模语言技术。在虚拟现实和建模语言技术下，可以为相关技术人员提供一种可靠简便的可视化途径，不过目前这种技术更多停留在网络的虚拟展示上，较少运用与弹药工程领域。通过弹药仿真可视化技术可以有效对弹药后备武器进行评估，能够模拟子弹的飞行轨迹和运动方向的变化，同时还可以模拟炸药爆炸的声效，通过建立复杂的几何模型来对弹药进行精密的分析。对工业企业而言，在利用好VRML技术，将其融入弹药工程可视化中，可以为弹药工程的发展提供新的发展方向和发展思路。

2.爆炸技术相关概述和创新应用

2.1 爆炸技术的概述

在烟花爆竹中，药剂组成一般由氧化剂、黏合剂、可燃剂和一些金属可燃物组成，主要由铝粉、镁粉、黑火药、铝镁合金粉、高氯酸钾、树脂、过氯酸钾等组成。在烟花爆炸中，主要受到火花和火星、高温、冲击和摩擦等因素的影响。首先在火花和火星上，烟花爆竹中的药剂对于火花火星十分敏感，通常只需要一点火星就可以引起烟花爆炸。其次，高温。烟花爆竹的药剂有着爆发点低的现象，所以对于外界的热感度大，在烟花周围温度过高时就容易引发药剂中的化合物过热分解，从而使药剂局部发热，引起爆竹的点燃[1]。另外在烟花的爆炸中，也可以通过潮湿的环境来引发爆炸，具体是药剂中的铝镁合金粉和空气中的水发生反应，从而释放出大量的热，进而点燃爆竹发生爆炸。最后，冲击和摩擦。在对烟花爆竹药剂进行冲击和摩擦后可以产生爆炸。

2.2 水力裂缝“层内爆炸”增产技术

水力裂缝“层内爆炸”增产技术最早有科学院力学研究所提出，其构想中是利用“层内爆炸”技术来改造低渗透油气田，实现油田增产的目的。通过不断地对理论进行研究和大量的实践，证明了“层内爆炸”增产技术的有效性，极大地促进了油气田的产量。具体操作有着以下几点：首先，借助水力压裂技术将炸药放置水力裂缝中，在投放过程中，要结合烟花爆竹爆炸的过程，降低因为水压问题而引发提前爆炸。其次，要合理选择炸药，在爆炸物理学显示炸药爆炸的临界点，在小于这个临界点下，炸药则无法爆炸，所以要利用军用高能炸药，这样可以让临界尺度为一毫米的炸药有效在几毫米到几十毫米的裂缝中进行有效爆炸，另外，高温和高压的环境也更容易使炸药爆炸。在爆炸产生时，在裂隙中炸药爆炸会通过爆炸物和激波对岩石产生破坏，而且这2种破坏方式也有着不同。激波的破坏要早于爆炸物，所以在实地进行研究有着较大的困难。

为了保证水力裂缝“层内爆炸”增产技术的有效性，需要利用模型试验，通过水泥的利用代替岩石，从而了解该技术的有效性。对于实验所利用的塑像炸药而言，在开展爆炸试验前要积极测试好有关参数，然后将雷管和炸药将准备的水泥固定在一起，并投入具有一定深度的水中，在相关技术人员爆炸炸药了解有效后，先在爆炸水箱上盖上防水布，然后在安全地方点燃炸药，观察实验结果。通过试验可以发现，炸药在发生爆炸后，在水泥样品的表面和剖面产生了3个爆炸受损区域，具体可以细分为边界受损区、压剪损伤区和拉伸破坏区等[2]。通过详细的观察发现，在损伤区中裂隙密度和炸药的使用量有着密切关联，然后针对压剪破坏区进行渗透率试验，可以明显发现试验区域的水质变黑，几乎接近含水饱和的水泥块颜色，说明区域中的渗透率跟爆炸有着直接关系，从而可以将“层内爆炸”增产技术利用到油田和气田的开发中，保证油田通过层内爆炸实现产量的提高。

3.建设与应用创新过程中存在的问题

3.1 创新实践得不到重视

就当前在行业中利用弹药工程和爆炸技术的情况而言，没有得到足够的重视，从而在相关建设和创新应用上就得不到保证，就算个别企业重视对爆炸技术和弹药工程的创新，不过未有效结合当前信息时代的发展，所以不能进行有效的优化，在大部分企业都对爆炸技术存在着落后的认识下，便无法促进弹药工程和爆炸技术的创新和实践。受到传统观念的影响，大部分人认为爆炸技术只要适用便可以促进企业的发展，所以使弹药工程和爆破技术一直在固有的模式中发展，尚未得到有效的技术和理念的突破。另外，受到相关专业人才的缺乏，使弹药工程和爆炸技术无法进行有效的创新，在一些企业受到爆炸技术无法满足实际需求的情况下，便会主动进行爆炸的创新工作，在积极从高校中吸取专业人才进行爆炸技术的创新时，受到爆炸技术学术性高、难度大和相关教学人员经验不足的影响，高校并不能有效将爆炸技术和弹药工程进行科普和教育，从而造成着专业人才匮乏的现状，使需要爆炸技术创新的企业，得不到专业爆炸人才的支持。

3.2 实践活动受到多种因素的干扰

在进行弹药工程和爆炸技术的建设和创新时，通过真实的实地操作可以更有效地检验实验成果，同时也能对操作数据进行记录和整理，为下一个实地操作提供必要的经验。不过目前弹药工程和爆炸技术还受到很多因素的干扰，无法有效开展创新工作，具体影响因素有着以下几点：第一，受到弹药工程和爆炸技术的试验特殊性影响，在实地操作中有着较高的危险性，所以需要相关试验人员必须要选择好合适的实验环境，同时实验也会受到外部环境的影响，容易在理论和实践中有着误差，从而很多创新知识无法融入具体实验中。第二，受到相关性著作缺乏实践的影响。目前在弹药工程和爆炸技术的学术领域中，已经有着很多的理论著作，不过大多缺少具体的实践活动，所以仅仅能为创新试验带来一定的理论参考，无法更有力地支持创新实践活动。第三，受到实验场地的影响。在进行的实地操作中，需要对场地有这样各的要求，合理的场地选择对于保护人员安全有着重要意义，此外，结合可持续发展的观念，良好的场地运用还能降低爆炸带来的环境污染。不过因为人员安全和环境污染问题，目前弹药工程和爆炸技术的建设和创新受到社会的广泛关注和争议，所以无法有效得到社会资金的支持和场地的支持，无法有效完成创新工作。第四，受到创新资金的影响。大部分实验组织都受到经济条件的限制，因为弹药和爆炸技术的实验都具有一次性的特点，加上实验具有重复性和成本高的特点，所以无法长时间保证基础实验物品的供应，从而降低弹药和爆炸技术实验的质量和效率。此外，受到资金限制，在安全工作上也不能做好保障，在一定程度上阻碍应用创新工作的进行。

3.3 实践培训成本高，相应人才少

随着弹药和爆炸技术的作用越来越大，很对重工业都需要有关的人才，在当前高校中，很多都开设了弹药和爆炸专业的课程，具体涵盖《现代弹药设计理论》《弹药学》《炸药爆炸理论》等理论[3]。不过受到实践培训成本高的影响，很多学校并不能有效培养好学生在弹药和爆炸技术上的成长，在社会中造成着弹药和爆炸技术人才短缺的现状。具体原因有着以下几点：首先，在具体的操作中，学生通常会涉及引信、炸药等危险物品，所以需要学校做好对应的安全防护工作，同时在新型弹药和信息处理器件等价值高的物品上，因为具有高危险性，对于场地要求较高，这些因素都提高了实践培训的成本。其次，因为教学需要，要对众多学生进行分组教学，对弹药就有着很大的需求，对于新型弹药而言，大量的购买也给试验造成着经济负担，不能有效培养专业的人才，无法满足弹药工程和爆炸技术建设和创新优化的需要。

4.弹药工程和爆炸技术建设和创新优化的策略

4.1 完善创新机制

为了更好地对弹药工程和爆炸技术进行创新工作，需要及时建立和完善创新机制，使相关的建设和创新工作可以有章可循，为此需要从以下几点进行创新制度的建立和完善。首先，要保证所有有关弹药工程和爆炸技术的创新工作都可以在创新制度的支持下完成，从而对创新机制进行有效的完善，使有关弹药工程和爆炸技术创新活动的组织者和参与者，可以将全部的精力投入在技术的创新中，不受其他因素的影响，尤其是社会中的非正常经济利益诱惑和违法行为干扰等[4]。其次，创新机制的落实要从创新模式中寻找应对策略，需要保障弹药工程和爆炸技术可以适用于社会重工业的需求，这样才能使技术创新有着较高的价值，同时在有效通过技术创新提高重工业企业的生产后，资金消耗较大的技术创新活动也能得到相关重工业企业的支持，在长久合作下，实现双方的共赢。最后，要对目前已有的创新机制进行优化设计，保证当前社会中的所有爆炸技术创新活动都可以在合理和科学的模式中进行，在保证创新活动有着的科学性下，提高弹药工程和爆炸技术实现成功创新的可能性。需要注意的是，弹药工程的应用创新需要重视外部环境因素的影响，在进行创新活动的设计规划中，保证社会价值和创新机制有着平衡性，简单说就是既要保证技术的研究工作能为弹药工程领域提供一些前进的动力，也要保证创新工作能推动社会经济的发展，从而提高创新机制的价值。

4.2 降低创新活动的成本消耗

具体的创新活动需要先从经济层面进行开展，首先，要对参与弹药工程和爆炸技术的建设和创新人员进行成本教育，使其充分了解到所进行的实验活动有着巨大的成本消耗，这样可以有效提高所进行的试验，可以减少受到经济因素的干扰，同时在有限的经济中保证创新试验的可行性。其次，还要从弹药爆炸研究的外部环境出发进行考虑，保证创新互动可以在较好的空间和环境中进行，提高相关研究工作的科学有效性。在弹药工程和爆炸技术的创新工作中，需要将全部的时间准则通过协调的方式进行处理，同时将后续的技术研究方案保证在合理的实践因素影响下进行，这样可以有效降低不必要的成本支出和浪费，在信息时代的飞速发展下，可以通过虚拟环境的方式对弹药工程和爆炸技术的创新实验效果进行计算，再结合一次性的实验对计算结果进行验证，选择好的实现结果进行深入研究，保证创新试验的实践成本可以合理支出。