北约引信产品爆炸序列设计综述

王雨时

(南京理工大学机械工程学院,江苏 南京 210094)

0 引言

引信爆炸序列设计以爆炸力学理论为基础。但由于引信爆炸序列装药品种比较特殊,且用量较少,所以关于引信爆炸序列及其爆炸元件的设计理论和仿真研究目前都只能停留在定性指导阶段,难以深入到定量指导的程度。引信爆炸序列及其爆炸元件的设计、应用和故障分析,更多依赖于试验研究和试验验证。由于对引信爆炸序列及其爆炸元件的可靠性要求比较高,并且引信爆炸序列及其爆炸元件试验是一次性的破坏试验,所以引信爆炸序列及其爆炸元件试验,包括在引信系统和弹药系统内的应用试验,所需样本量大、周期长、成本高。因而借鉴国外引信爆炸序列设计经验,显得尤为珍贵和必要。本文以北约主要是美国引信和爆炸元件产品手册提供的信息为基础,结合引信产品结构和原理,分析引信爆炸序列及其爆炸元件设计、性能和应用现状,涉及针刺火帽、撞击火帽、电爆管、针刺雷管、电雷管、火焰雷管、接力管、延期管、导爆管、传爆管和作动器。

文献[1—4]披露了北约现役引信约240种型号产品爆炸序列和爆炸元件不完整信息。本文以此为基础进行分析和综述。限于篇幅,这些信息不在此列出。

1 北约引信首发爆炸元件设计综述

1.1 关于火帽和电爆管

北约现役引信型号中作为爆炸序列首发爆炸元件的火帽有22种,其中针刺火帽15种,撞击火帽7种。在此撞击火帽并不是单指撞击火帽本身,还包括其击砧(火台)。由于撞击火帽结构抗冲击性较弱,故仅用于低发射过载的迫击炮弹引信、火箭弹引信以及手榴弹引信,主要用来保证延期药燃烧腔室的密闭性进而保证延期时间精度[5]。

这15种针刺火帽型号分别是BBU-19/B、M26、M56、M72、WOX-87A、M97、Mk102-1、T103、Mk120-1、Mk125-1、Mk158-1、PA515、11730630、11740375和488AS155,共配用于32种引信型号。平均每种针刺火帽配用于2.1种引信型号。适配引信比较多的是Mk125-1(7种)和Mk102-1(5种)。最大的是WOX-87A(MOX-87A),其外形尺寸是Φ6.15 mm×8.69 mm,内装120 mg NOL130和320 mg FA878药剂;最小的是Mk102-1,其外形尺寸是Φ4.06 mm×2.54 mm,内装63 mg NOL130药剂。感度最高的是Mk158(全发火条件:7.09 g落球,19.3 cm落高),感度最低的是T103和M56(全发火条件:113.4 g落球,7.62 cm落高)。全发火能量0.013 4～0.084 7 J。针刺火帽直径尺寸范围是4.06～7.67 mm、高度尺寸范围是2.54～8.69 mm。针刺火帽感度试验落球质量有7.09 g、28.35 g、56.7 g和113.4 g,共4种。针刺火帽装药有NOL130、PA100、FA878和氮化铅。其中有一种是针刺延期火帽,用于迫击炮弹多选择引信,延期时间0.05～0.15 s。其余均为针刺瞬发火帽,但无具体作用时间数据。除了第1种BBU-19/B和最后3种即11730630、11740375和488AS155未见到结构之外,其余11种针刺火帽都采用了收口结构。

上述7种撞击火帽型号分别是M27、M29A1、M39A1、M42、M54、Mk101-3和Mk104,共配用于21种引信型号。平均每种撞击火帽配用3种引信型号。适配引信比较多的是M39A1(8种)和M42(4种)。最大的是M39A1,其外形尺寸是Φ5.79 mm×8.89 mm,内装26 mg击发药;最小的是M54,其外形尺寸是Φ3.73 mm×2.69 mm,内装11 mg FA70药剂。感度最高的是M29和M54(全发火条件:56.7 g落球,20.32 cm落高),感度最低的是Mk101-3(全发火条件:113.4 g落球,24.13 cm落高),全发火能量0.113～0.268 J。撞击火帽直径尺寸范围是3.73～7.11 mm、高度尺寸范围是2.69～8.89 mm。火帽感度试验落球质量有55 g、56.7 g和113.4 g,共3种。火帽装药有NOL60、FA70、PA101、击发药(氯酸钾37.0%、硫氰酸铅38.0%、硝酸钡8.7%、玻璃粉10.5%、梯恩梯5.8%)和斯蒂芬酸铅。均为撞击瞬发火帽,但无具体作用时间数据。

撞击火帽M39A1结构外有凸缘、内有收口。撞击火帽M27和Mk101-3结构外有凸缘、内无收口。撞击火帽M29A1、M42、M54和Mk104结构外无凸缘、内无收口。

与针刺火帽相比,撞击火帽的最高发火感度大约低一个数量级。针刺火帽和撞击火帽外形尺寸相近,装药一般都是一种(针刺药或击发药)或两种(针刺药或击发药外加氮化铅)。

美军引信爆炸元件型号不按爆炸元件类型编排。早期按军种编序,后期按公司编序或直接给出图号(似是依序编排)。个别命名有混乱现象,如M55,既是电爆管编号,也是针刺火帽、针刺雷管和火焰雷管的编号。

从引信爆炸元件编号看,引信针刺火帽一直在发展中,但引信撞击火帽的发展已经基本停滞。撞击火帽发火感度是用落球直接打击进行试验的。

未见北约现役引信型号中直接应用电点火头。北约现役引信型号中作为爆炸序列首发爆炸元件应用了3种电爆管(电点火管),分别是Mk124、Mk134和Mk148。其中前两种的全发火能量为0.000 3 J和0.000 06 J。

1.2 关于针刺雷管

北约现役引信型号中作为爆炸序列首发爆炸元件应用了29种针刺雷管型号,分别是Mk18Mod1、M22、Mk23(Mk23-1)、M24、Mk25Mod1、Mk28、Mk28Mod1、M29、M42、M44、Mk44(Mk44Mod1)、M47、M50、M55、M57A2、M58、M59、M61、M63、M76、M94、Mk95、M98、M99、PA501、5558121、9384806、11005146和11834324,共配用于95种引信型号。平均每种针刺火帽配用于3.3种引信型号。适配引信比较多的是M55(22种)和M24(6种)。最大的是M50,其外形尺寸是Φ6.12 mm×18.80 mm,内装105 mg PA100、250 mg氮化铅和510 mg黑索今;最小的是Mk95,其外形尺寸是Φ3.68 mm×3.63 mm,内装18 mg NOL130、55 mg氮化铅和19 mg黑索今。感度最高的是M55(全发火条件:7.09 g,7.62 cm落高),感度最低的是M44(全发火条件:226.8 g,38.1 cm落高),全发火能量0.005 3～0.847 J。针刺雷管直径尺寸范围是2.22～6.12 mm、高度尺寸范围是3.63～12.06 mm。针刺雷管感度试验落球质量有7.09 g、28.35 g、56.7 g、113.4 g和 226.8 g,共5种。

针刺雷管装药一般是两种(针刺药和起爆药)或三种(针刺药、起爆药和猛炸药)。其中起爆药都是氮化铅。针刺药有NOL130、PA100、AN#6和7258855针刺药,共4种,与针刺火帽的基本相同。而猛炸药在早期型号中都是特屈儿,在晚期型号中都是黑索今。

针刺雷管直径尺寸、全发火感度与针刺火帽的相近,高度尺寸略大于针刺火帽。除M76外,其余所有针刺雷管均为针刺瞬发雷管,但无具体作用时间数据。M76的延期时间是38～62 ms。针刺雷管威力采用钢块凹痕或铅板炸孔直径来评定,一般采用平均值或最小值,也有同时要求的。美军评定雷管威力的铅板厚度一般是3.42 mm。

M55的外形尺寸略大于上述Mk95,其内装药略少于Mk95装药(15 mg NOL130、51 mg氮化铅、19 mg黑索今)。因而M55的威力略小于Mk95。

在针刺雷管中,威力和外形尺寸均最小的是应用于25 mm口径榴弹弹头引信M758的9384806,其装药量为7 mg NOL130、15 mg氮化铅和16 mg黑索今。而应用于40 mm口径榴弹引信FMU-154/B和30 mm破甲弹引信M759的11834324外形与其相同,威力与其相近,其装药为5.5 mg 混合针刺药、14 mg氮化铅和16.5 mg黑索今。

在美军现役引信型号中作为首发爆炸元件的29种针刺雷管中,除4种结构不详以及Mk18Mod1、Mk28和Mk28Mod1可能采用了敞口结构以外,其余22种雷管均采用了收口结构。在已知装药成分的26种针刺雷管中,有3种无猛炸药装药,只以氮化铅作为输出装药。

用于M758引信的9384806针刺雷管以及用于M759引信和FMU-154/B引信的11834324针刺雷管,外形尺寸均为Φ2.22 mm×6.76 mm,全发火感度均为0.008 8 J,装药结构、品种和质量也相近,但威力描述差异较大。其中前者验证块凹痕深度最小0.30 mm、平均不低于0.89 mm,而后者是通过5.08 mm空气隙后钢块最小凹痕深度为0.64 mm。单从验证块凹痕深度对比,其威力不低于M55针刺雷管。这两种雷管是目前已知直径最小的针刺雷管,其受到限制难以加大的针刺敏感区直径并未影响引信发火机构针刺发火正确性,并且具有较高的远距离起爆能力。

1.3 关于电雷管

美军现役引信型号中作为首发爆炸元件应用了15种电雷管。这15种电雷管型号分别是T20E1、M48、M62、Mk63、M65、M69、Mk71、Mk71-1、T75、M84、M95、Mk96、M100、Mk100、PA537和5620036,共配用于56种引信型号。平均每种电雷管配用于3.7种引信型号。适配引信比较多的是M100(10种)和M84(7种)。最大的是Mk100,其外形尺寸是Φ7.24 mm×13.59 mm,内装100 mg斯蒂芬酸铅、125 mg氮化铅和140 mg太安;最小的是M100,其外形尺寸是Φ2.54 mm×6.35 mm,内装0.8 mg斯蒂芬酸铅、14 mg氮化铅和16 mg奥克托今。感度最高的是M95(全发火条件:0.004 μF,100 V),感度最低的是Mk71和Mk100(全发火条件:1 μF,38.5 V),全发火能量0.000 02～0.000 741 J。电雷管直径尺寸范围是2.54～7.24 mm、高度尺寸范围是6.35～13.59 mm。针刺雷管感度试验电容有0.002 2 μF、0.004 μF、0.04 μF、0.25 μF、0.4 μF、1 μF、16 μF和100 μF,共8种。电雷管装药一般是两种(特殊氮化铅和猛炸药)或三种(斯蒂芬酸铅、氮化铅和猛炸药)。猛炸药装药,除了小尺寸的M100用奥克托今,其余全是太安。电雷管直径尺寸与针刺雷管相近,高度尺寸略大于针刺雷管。这些电雷管均为瞬发电雷管,作用时间5～120 μs。电雷管威力评定与针刺雷管的相同。有些电爆管和电雷管要求应用时要屏蔽射频。

2 北约引信接力和延期爆炸元件设计综述

2.1 关于火焰雷管

美军现役引信型号中应用了24种火焰雷管型号,分别是M7、M17、Mk29、Mk33、M35、Mk37、Mk48、M49、Mk50、Mk50Mod1、M55和Mk59,共配用于84种引信型号。平均每种针刺火帽配用3.5种引信型号。适配引信比较多的是M17(19种)和Mk64(9种)。最大的是Mk106,其外形尺寸是Φ8.80 mm×14.63 mm,内装300 mg AIA点火药、155 mg 延期药、100 mg氮化铅和62 mg黑索今;最小的是Mk64,其外形尺寸是Φ4.09 mm×4.14 mm,内装136 mg氮化铅。火焰雷管火焰感度尚未量化考核,多用特定针刺火帽在一定距离点燃。火焰雷管直径尺寸范围是3.61～8.80 mm、高度尺寸范围是2.41～15.19 mm。火焰雷管装药一般是一种(氮化铅)或两种(氮化铅和猛炸药),未见有斯蒂芬酸铅用于提高火焰感度。在已知装药结构的23种火焰雷管中,有7种只装填了氮化铅,有1种即Mk106在氮化铅和黑索今基础上加有300 mg AIA点火药和155 mg 延期药,其余15种装药均是氮化铅加猛炸药:早期(Mk64以前)是特屈儿,共有6种,个别的是黑火药(M49),晚期(M80以后)是黑索今,共有5种,个别的是黑火药(M87)。火焰雷管直径尺寸比针刺雷管和电雷管的都大,高度尺寸范围也比针刺雷管和电雷管的略大。除Mk106是延期雷管外,这些火焰雷管均为瞬发火焰雷管,但无作用时间数据。火焰雷管威力评定与针刺雷管的相同。在已知装药成分的21种火焰雷管中,有7种无猛炸药装药,只以氮化铅作为输出装药。单从文献[3]给出的结构简图看似乎美国有火焰雷管采用了输入端盖片密封结构。

2.2 关于接力管

接力管又称接力药管或接力元件,英文relay,有人翻译成继爆管,是一种外形尺寸接近于火帽大小的敏感爆炸元件,内装氮化铅,用于中继敏感爆炸元件之间的火焰或微弱爆轰,特别是延期元件与雷管之间的弱爆轰传递。MIL-STD-320和MIL-STD-320A均将接力管视为与火帽、雷管地位平等的标准主体,但相对应的GJB 862和GJB 862A却去掉了接力管。《兵器工业科学技术辞典·火工品与烟火技术》[6]有接力管词条,但《火工品综合技术手册》[7]未见有接力管。个别火工品工厂产品手册虽然列入有随技术引进而来的接力管,但却与导、传爆管合在一类中,并且还有所谓的“接力管”内装猛炸药,实质上是传爆管被误称为接力管。正确认识和接受“接力管”概念,有助于对火工品和引信安全生产与研发进行规范的管理,也有利于引信隔爆安全性设计。

作为参考,美军最小尺寸的接力管是M1型,直径3.12 mm,装有氮化铅32 mg。美军M6型接力管,直径3.12 mm,收口前高度4.11 mm,装有氮化铅64 mg。美军M7型接力管,直径5.41 mm,高度2.54 mm,装有氮化铅93 mg,配用于M739等10种引信型号。

2.3 关于延期元件

Mk83Mod0引信由延期电爆管Mk134-0实现2.5～6.5 ms的作用延期,M567引信由针刺延期雷管M76实现38～62 ms的作用延期,而M734和M734A1引信由针刺延期火帽11730630实现50～150 ms的作用延期。除此之外,北约大多数制式引信的触发延期作用都是靠撞击火帽、密闭泄压空腔、延期药和火焰雷管(接力管)组成机械结构的延期元件实现的。30种延期性能数据较为齐全的制式引信延期元件,延期时间从Mk420引信延期压力药筒组件的300 μs±100 μs到T6E4引信的11～17 s。其中延时精度最好的是Mk14-0引信,延时8.55～9.72 s,相当于相对误差±6.4%。而延时误差比较大的是M53引信,延时1.8～6.0 s,相当于相对误差±54%。延时在通常认为靠火工技术实现难度较大的、10 ms以内的,有Mk17-0撞击延期元件(1 ms)、FMU-130/B引信延期元件(1 ms和10 ms)、Mk407-1引信延期元件(5～11 ms)。其中Mk420引信延期压力药筒组件由M42C撞击火帽和15 mg Winchester 748号球形药以及不锈钢壳体组成,直径5.59 mm、长度9.78 mm。其撞击全发火感度是落球56.7 g、落高25.4 cm。

T6E4延期元件配用于M906引信,直径24.77 mm,长度39.24 mm,由M42撞击火帽、M7接力管和锆点火药(350 mg)、三级延期药(初级2 800 mg、中间2 400 mg、终级1 480 mg)、发火药(125 mg)以及铝合金外壳等组成。撞击全发火感度是2 880 g·cm。装药具体结构不详。

Mk14-0针刺延期元件配用于Mk182引信和Mk183引信,直径11.05 mm、长度34.54 mm,由Mk102-1针刺火帽、Mk58-0火焰雷管和锆点火药F33B(185 mg)、延期药NOL D5(1 800 mg)以及黄铜壳体等组成,壳体较厚。Mk58-0火焰雷管只装有55 mg氮化铅,相当于接力管。Mk102-1针刺火帽装有63 mg 的NOL130针刺药, 全发火感度为落球56.7 g、落高8.89 cm。

Mk17-0撞击延期元件直径4.09 mm、长度9.65 mm,由击发药(20 mg)、延期药(280 mg)、氮化铅(20 mg)以及不锈钢壳体等组成。

F/Mk407-1引信延期元件配用于Mk407-1引信和Mk401-2引信,直径10.19 mm、长度11.35 mm,由NOL 130针刺药(21 mg)、碱式斯蒂芬酸铅(16 mg)、氮化铅(10 mg)、FA878(164 mg)以及不锈钢壳体等组成,壳体较厚。由Mk120针刺火帽或Mk407-1针刺雷管引发。

3 北约引信导、传爆管设计综述

3.1 关于导爆管设置

绝大多数引信都设置有导爆管。极少数没有导爆管的引信,多属于以下几种情况:

1) 敏感直列爆炸序列,由雷管近距离直接引爆传爆药,如FMU-7B/B,C/B引信以M31A1雷管引爆其后与其直列的12 g特屈儿传爆药,M404A2引信以M41针刺雷管引爆其后与其直列的4.88 g特屈儿传爆药;或由火帽直接引燃黑火药材质的传火药(抛射药),如M65A1引信以M39A1撞击火帽引燃其后与其直列的2.59 g黑火药,M155A1引信以M26火帽引燃其后与其直列的7.76 g黑火药;或雷管就是爆炸序列的最后输出,如M571引信;除M571引信配用榴霰弹只需抛开箭式霰弹而不需要起爆炸药装药外,其他的敏感直列爆炸序列引信发射过载都较低,最大的是M65A1,只有6 000g。

2) 敏感错位爆炸序列,由雷管直接引爆敏感的传爆药,如美国20～30 mm口径炮弹引信M505A3以M57A2针刺雷管引爆0.31 g奥克托今或黑索今传爆药,德国20 mm口径炮弹引信DM221以DM1049针刺雷管引爆奥克托今传爆药,德国20 mm口径炮弹引信DM771B1以DM1067针刺雷管引爆奥克托今传爆药,美国81 mm口径迫击炮弹引信M532以M84电雷管引爆8.3 g黑索今传爆药。多见于隔爆安全性与传爆可靠性矛盾比较突出的场合,如小口径弹引信。或由雷管或火帽直接引爆敏感的传火药,如Mk66Mod1引信以Mk48Mod0雷管引发传火管内作为抛射装药的6.7 g黑火药,M772引信和M776引信以DM1029雷管分别引发传火管内作为抛射药装药的4.86 g和2.96 g黑火药,FMU-88/B引信以488AS144雷管引发作为弹射装药的2.75 g黑火药,MT381引信以M49火焰雷管引发传火管内5 g黑火药,M907E2引信和M930E1引信以M72火帽引发传火管内6.18 g黑火药,XM768引信和XM769引信以M39A1撞击火帽分别引发传火管内4.8 g或2.59 g黑火药。多见于特种弹引信。

3) 个别错位爆炸序列的小口径炮弹引信,未设置导爆管,雷管能够引爆许用非敏感传爆药,如意大利40 mm口径高炮榴弹引信AJV331以DM1030A3雷管引爆1.5 g特屈儿传爆药。

此外,美国标枪导弹引信应用装有222 mg六硝基茋的爆炸箔起爆器直接起爆27 g传爆药PBXN-5(相当于聚奥-9),没有设置导爆管。M412A2引信传爆药为5.6 g A-5或PBXN-5,无导爆管(药),具体传爆结构不详。

3.2 许用导爆药的应用,导爆药药量、密度和导爆管结构

MIL-STD-1316《引信安全性设计准则》各版本的许用导、传爆药,在制式引信导爆药中得到广泛应用的有特屈儿、PBXN-5、CH-6(相当于聚黑-6)和A-5(相当于钝黑-5)。其中应用特屈儿的是早期型号。个别引信型号还应用有PBX9407和PBXN-301。其中PBXN-301以太安为基,在MIL-STD-1316《引信安全性设计准则》F版本中才被增列为许用导、传爆药[8]。

Mk18Mod0-7、Mk42Mod0-3和Mk71Mod11-12引信,导爆药为70 mg特屈儿或100 mg PBXN-5,说明特屈儿的装药密度大约是PBXN-5的70%。

M720引信导爆管内特屈儿装药密度是1.55～1.65 g/cm3,在特屈儿导爆药中变化范围最小。而M904E3引信导爆管内特屈儿装药密度是1.45～1.60 g/cm3,在特屈儿导爆药中变化范围最大。M763引信用导爆管内的PBXN-5密度是1.70～1.80 g/cm3,M734引信用导爆管内的PBXN-5密度是1.60～1.70 g/cm3,在PBXN-5导爆药中变化范围最大。M764引信用导爆管内的PBXN-5密度是1.65～1.70 g/cm3,在PBXN-5导爆药中变化范围最小。Mk330-2、FMU-111/B和Mk3-5引信导爆管Mk12-2、Mk330-2引信导爆管Mk13-1的CH-6装药密度为1.6 g/cm3。Mk13-2安全和解除隔离装置以及M145安全和解除隔离装置用Mk14-0、Mk16-0导爆管的CH-6装药密度均为1.64 g/cm3。Mk53-0引信导爆管Mk17-0的CH-6装药密度为1.66 g/cm3。M438引信用导爆药是密度1.60～1.70 g/cm3的CH-6。M423引信用导爆药是密度1.60～1.68 g/cm3的A-5,在A-5导爆药中变化范围最小。M509A2引信用导爆药是密度1.60～1.70 g/cm3的A-5,在A-5导爆药中变化范围最大。M564引信用导爆管PA518内的A-5密度是1.63 g/cm3。

Mk330-2、FMU-111/B和Mk3-5引信导爆管Mk12-2输出端有一内凹的锥形聚能窝,在钢板上能形成深度不低于13.97 mm的凹坑。Mk16-0导爆管输出端有一内凹的锥形聚能窝,在钢板上能形成深度不低于2.21 mm的凹坑;Mk14-0导爆管输出端有一内凹的圆柱形聚能窝,其直径和高度均约为4 mm,能经2.29 mm间隙并穿过2.03 mm厚钢板在钢块上产生深度不低于1.27 mm的凹坑。

大部分导爆管都给出了压药压力数值,说明这些导爆管装药都是定压压制。少部分导爆管未给出装药压制压力,却给出了装药密度范围或装药密度,M774引信还给出了导爆药药量范围38 mg±1 mg,说明这些导爆管装药的压制工艺有可能是定容压制而非定压压制。

几乎所有引信的导爆药都是压制在专门导爆管壳体内,未见直接装入引信结构件盲孔内。有半数以上的导爆管采用了收口封闭结构,有助于防止引信内部雷管、火帽窜火形成潜在传火通路引燃或引爆导爆药。

由文献[3]知58种现役引信导爆管外形尺寸,其长径比为0.35～5,平均1.94;直径为3.15～10.64 mm,平均4.96 mm;长度1.98～30.86 mm,平均9.53 mm。其中最小体积的导爆管是Mk52-0引信位于引信体上的导爆管,外形尺寸为 Φ3.61 mm×4.01 mm,装有70 mg特屈儿;最大体积的导爆管是应用于FMU-94/B、FMU-125/B和Mk383-0引信的Mk19-0导爆管,其外形尺寸为Φ10.64 mm×16.05 mm,装有2 g的CH-6。这58种现役引信导爆管外形尺寸均不符合MIL-STD-320或MIL-STD-320A《引信用爆炸元件的术语、尺寸和材料》关于导爆管外形尺寸的规定。从传爆结构上看,导爆管直径与雷管直径密切相关,略大于其施主雷管的直径。导爆管外形尺寸和药量变化范围均不太大。这些导爆管外形大多数是标准圆柱形,少部分是准圆柱形。在少部分的准圆柱形当中,个别的圆柱形一端有凸头(阶梯圆柱形)、球头圆锥、内凹聚能窝、内凹圆柱盲孔或球缺状凸起。在未采用收口封闭结构的导爆管中,多数采用了翻边凸缘结构。

3.3 关于传爆药和传爆管

文献[1]中的导爆管(lead)和传爆管(booster)概念,与文献[9]的定义不符:如下4个例子都是只有一级钝感直列爆炸元件的小口径弹引信[1]:

FMU-154/B引信的最末一级钝感爆炸元件,文献[1]称为spitback lead assembly;FMU-154A/B引信的最末一级钝感爆炸元件,文献[1]称为booster。而FMU-154/B引信和FMU-154A/B引信配用相同,均是PGU-9A/B榴弹。

M533引信的最末一级钝感爆炸元件,文献[1]称为lead;M533引信配用于M383、M384和M677榴弹,未见这三种榴弹中设置有传爆管。

M549引信的最末一级钝感爆炸元件,文献[1]文字说明和插图上均为spitback booster,表格中却称为spitback lead;另有文献将其标注为booster charge或spitback charge。但未见其所配用的M430和M430A1破甲弹上有专门的传爆药装药。

M758引信和M759引信的最末一级钝感爆炸元件,文献[1]称为lead;M758引信配用于M792榴弹,该榴弹内未见有传爆药装药。

除上述4例外,标记有导爆管而无传爆管的引信还有:F/M2和F/XM4型可选择轻型攻击弹药安全和解除隔离装置(PBXN-5和PBXN-301)、M577和M577A1(PA510导爆管,258 mg黑索今)、M724(PBXN-5导爆药316 mg)、M762和M762A1(PBX9407导爆药168 mg)、M764(PBXN-5导爆药65 mg,传爆管在战斗部内)、M774(PBXN-5导爆药38 mg,传爆管在战斗部内)、XM780(PBXN-5导爆药36 mg,传爆管在战斗部内)、F/Mk1Mod0(特屈儿135 mg)、FMU-95/B(特屈儿165 mg)、FMU-83/B(导爆管Mk8Mod0)、FMU-136/B(导爆管Mk12Mod1)、M445/M447/XM451(CH-6导爆药740 mg)、Mk79Mod0(CH-6导爆药183 mg,传爆管在战斗部内)、M811(黑索今导爆药500 mg)、F/M692/M731炮射防步兵地雷引信(PBXN-5导爆药19 mg,传爆管在地雷内)、F/M718/M741和F/M718A1/M741A1炮射防坦克地雷引信(导爆管PA512/PA513/PA514,传爆管在地雷内)。在这些引信中,M811由导爆管直接引爆主装药。而M445、M447、XM451、M577、M577A1、M724、M762和M762A1引信均是配特种弹的“点火引信”,不需要引爆功能。M577和M577A1引信在底部旋上传爆管就分别变成了起爆引信M582和M582A1,M724引信在底部旋上传爆管就变成了起爆引信Mk423,M762和M762A1引信在底部旋上传爆管就分别变成了起爆引信M767和M767A1。

由上可见,在文献[1]中,似乎传爆管不限属于引信,已经外延到战斗部上了。引信的最末一级钝感爆炸元件,可以是传爆管,也可以是导爆管。如何区分,可能主要取决于结构:似乎壳体结构呈管状易于标准化的就是导爆管(如M549和M758),战斗部内还有一级传爆管的也是导爆管(如M759引信),结构复杂如有封口螺纹的就是传爆管(如M505A3引信)。

传爆管设计,主要是药量设计,取决于战斗部装药引爆需求。传爆管直径和壳体结构,则与引信封口结构密切相关。在直径基本确定后,传爆药柱高度就主要取决于传爆药装药密度和装药量了。

传爆管壳体结构通常不再是简单的圆柱管结构,而是在外表面设有连接螺纹即封口螺纹,直径和高度尺寸及其分布也较大。

常规引信传爆药应用的多是经济型炸药,如限用的特屈儿,以黑索今为基的许用传爆药A-5、CH-6和PBXN-5以及非许用的黑索今、奥克托今和黑火药。其中奥克托今和以奥克托今为基的PBXN-5应用较少,可能与成本较高有关。其他一些许用传爆药,如二氨基六硝基联苯(DIPAM)和六硝基茋以及以黑索今为基的PBXN-6,未见在常规引信中有应用。有个别引信型号应用了PBXN-7和LX14作为引信传爆药,而这两种混合炸药直到MIL-STD-1316《引信安全性设计准则》F版本才被增列为许用导、传爆药[8]。

在本文研究的240种北约现役引信产品型号中,大多数的传爆药与导爆药装药型号相同,少数引信型号的导爆药型号与传爆药型号不同。如Mk71Mod15、Mk404Mod0,1,2、Mk417Mod0,1、Mk418Mod0和M732的导爆药是PBXN-5,而传爆药是CH-6;Mk423Mod0、M734、M734A1、M745、M767和Mk420Mod0的导爆药是PBXN-5,而传爆药是A-5;M230的导爆药是PBXN-5,而传爆药是LX-14;M557和M720E1的导爆药是CH-6,而传爆药是A-5;M767和M767A1的导爆药是PBX9407,而传爆药分别是A-5和PBXN-5;FMU-143E/B的导爆药是CH-6,而传爆药是PBXN-7;Mk93Mod0、M414A1的导爆药是特屈儿,而传爆药是CH-6;PPD324-B3、AJV169的导爆药是特屈儿,而传爆药是黑索今与蜡的混合物(A-3或A-4)。还有数种引信型号,导爆药选用了特屈儿,而传爆药选用了黑索今。说明特屈儿、PBX9407、PBXN-5和CH-6适宜作为导爆药,也可用作传爆药(在不考虑PBXN-5成本的前提下),而A-3、A-4、A-5、PBXN-7和LX-14不适宜作为导爆药,但可以用作传爆药。由此也可以估计出这些传爆药的爆轰感度由高到低顺序大概是:特屈儿、PBX9407、PBXN-5、CH-6。

从有较完整装药信息的约40种引信传爆管看,其药量范围从M594引信的0.23 g到美国127 mm口径加农炮榴弹和发烟弹辅助起爆引信Mk379Mod1和Mk395Mod1的传爆药量的208 g。

相对于导爆管而言,传爆管药量及其体积变化范围很大,主要取决于战斗部装药量。传爆药密度与导爆药密度接近,未发现有明显偏大迹象;传爆药密度变化范围甚至比导爆药密度变化范围小,可能与传爆药量较大因而密度受影响较小有关。传爆药的装药压力从高到低排序为:PBXN-5、A-5、CH-6、特屈儿。与此对应,装药流散性和密度均匀性应按此顺序逐渐提高。这40种引信传爆管,多数有装药压力要求但无装药密度要求,少数有装药密度要求但无装药压力要求,个别既有装药压力又有装药密度要求,说明多数是采用定压工艺压制的。

从有壳体结构的传爆管看,大部分都设有加强帽类零件实现口部密封,同时可以防止在引信内雷管或其他敏感爆炸元件意外发火情况下形成潜在传火通路进而引燃或引爆传爆药。

有4种引信的传爆管是在军械库组装,如Mk71Mod11,12引信的传爆管,Mk30、Mk73Mod8-11引信的传爆管,Mk39、Mk90Mod1引信的传爆管,Mk30Mod0引信以及Mk411Mod0引信的传爆管。

3.4 关于特屈儿导、传爆药的应用

美军在正常采购的炮弹引信中已经不再应用特屈儿炸药作为导、传爆药,与各个版本的MIL-STD-1316《引信安全性设计准则》规定一致。但在子弹药、航弹和火箭弹引信中,却都有正常采购中的Mk1Mod0等10种引信型号继续应用特屈儿作为导爆药和传爆药。而在英国、加拿大、德国、希腊、意大利、荷兰和西班牙有FB342等二十多种引信型号继续应用特屈儿作为导爆药和传爆药,其中包括炮弹引信。特屈儿仍是现役引信中占比最多的导、传爆药。

共有8种引信型号导爆药用特屈儿,而传爆药用其他炸药。如美国Mk93Mod0和M414A1引信传爆药用CH-6,加拿大和瑞典的Zonar57-80、意大利的FB40、FB378和TB40引信传爆药用黑索今,德国的PPD324-B3、意大利的AJV169引信传爆药用黑索今/蜡,说明特屈儿的爆轰感度比较好,适合作为导爆药。

也有引信型号用特屈儿作为传爆药,用其他炸药导爆药,如美国M720E1引信传爆药为23.26 g特屈儿或A-5,而导爆药是244 mg的CH-6。荷兰DRAWIN引信传爆药是20 g特屈儿或黑索今,而导爆药是152 mg太安。荷兰NH7引信传爆药是45 g特屈儿,而导爆药是140 mg太安。

在更换特屈儿导、传爆药的引信型号产品中,通常是以PBXN-5或A-5、CH-6代替特屈儿。如Mk18Mod0-7、Mk42Mod0-3、Mk71Mo11-12引信是以100 mg的PBXN-5替换70 mg特屈儿作为导爆药,M125A1传爆管是以等质量的A-5替换特屈儿作为导、传爆药,Mk379Mo0-1、Mk395Mo0-1引信是以208 g的CH-6替换200 g特屈儿作为传爆药。

3.5 其他非许用导、传爆药的应用

在美军小口径炮弹和榴弹发射器弹药引信中,有7种型号的导、传爆药不是MIL-STD-1316《引信安全性设计准则》各版本给出的许用导、传爆药(如表1所列),这可能与小口径引信内腔尺寸小、隔爆安全性与传爆可靠性矛盾不容易得到解决有关。

表1 美军7种小口径炮弹和榴弹发射器弹药引信导、传爆药(不是许用导、传爆药)

在这7种引信型号中,MIL-HDBK-145C标注M550引信安全性标准满足MIL-STD-1316B, 标注M758引信安全性标准满足MIL-STD-1316,标注M505A3引信安全性标准不满足MIL-STD-1316B。MIL-HDBK-145C未标注M533、M549、M549A1和M551引信的安全性标准符合性。事实上M550和M758引信中的传爆药用黑索今不满足MIL-STD-1316B以后的各个版本关于许用导、传爆药的规定。

美军引信M65A1、Mk66Mod1、M84A1、Mk89Mod0、Mk342Mod0&1、Mk411Mod0、FMU-88/B、M772、M776、M155A1、M907E2、XM930E1和Mk193Mod0分别装有6.04 g、6.7 g、4.86 g、10 g、2.59 g、36 g、2.75 g、4.86 g、2.96 g、7.76 g、6.18 g、6.18 g和10 g黑火药,主要作为抛射药;黑火药是敏感药剂[10-11],不满足许用导、传爆药的感度规定。其中前5种引信和后6种引信,MIL-HDBK-145C标注其安全性标准不满足(或不执行)MIL-STD-1316或MIL-STD-1316B或MIL-STD-1316C。而对于Mk411和Mod0FMU-88/B引信,MIL-HDBK-145C标注其安全性标准满足MIL-STD-1316或MIL-STD-1316B。事实上Mk411Mod0和Mod0FMU-88/B引信中的传爆药(黑火药)并不满足MIL-STD-1316B以后各个版本关于许用导、传爆药的规定。

美军应用黑索今作为导、传爆药的现役引信如表2所列。

表2 美军现役引信应用黑索今作为导、传爆药情况汇总

MIL-HDBK-145C标注M577A1、M582、M582A1和M811引信安全性标准满足MIL-STD-1316或MIL-STD-1316B。事实上M577A1、M582、M582A1和M811引信中的导爆药(黑索今)并不满足MIL-STD-1316B以后各个版本关于许用导、传爆药的规定。

如上所述,美国引信直列敏感装药多为黑火药和黑索今。黑火药的大量直列应用,可能与对黑火药的错误定位有关,认为其功能不是传爆。事实上只要是直列的含能材料,就应该有感度限定。MIL-STD-1901《火箭和导弹固体发动机点火系统安全性设计准则》明确规定硼/硝酸钾点火药而不是黑火药可以直列使用,就已说明问题。黑索今在引信中的直列使用,可能与MIL-STD-1316A《引信安全性设计准则》以前的版本曾将黑索今列为许用传爆药有关。

与此对应,北约其他国家的引信直列装药也有不少敏感装药,如表3所列。这些引信中的敏感装药除了黑火药、黑索今和奥克托今之外,还应用了更为敏感的太安,这可能与其对《引信安全性设计准则》的认知程度或没有类似于PBXN-5、CH-6以及我国聚黑-14等钝感的混合型导、传爆药有关。

表3 北约国家现役引信应用太安和黑索今作为导、传爆药情况汇总

加拿大DM93-1、DM93-2、DM111A4C1引信“传爆药”均是5 g黑火药,它们分别配用于60 mm口径迫击炮C112型照明弹、81 mm口径迫击炮C105型照明弹和60 mm口径迫击炮C111型红磷发烟弹。德国DM93引信装有直列的2.9 g黑火药作为抛撒药。西班牙MT381引信装有直列的5 g黑火药作为抛撒药。

从已有信息看不出在引信中有以标准钝感药剂硼/硝酸钾取代黑火药作为引信直列传火药或点火药的趋势。

4 北约引信产品非爆炸序列中爆炸元件即作动器应用综述

北约引信中的非爆炸序列爆炸元件主要是作为控制执行器件的电作动器。

文献[3]MIL-HDBK-777给出的、在MIL-HDBK-145C[1]中现役引信中得到应用且信息比较全的作动器共有9种。其中电作动器7种,针刺作动器1种。另有1种机械作动器Mk19-0 应用于Mk334-0引信,感受3.45 MPa压力激发,其结构和功能特殊,不具有普适性。针刺作动器应用于Mk420引信,由针刺激发(全发火能量0.007 1 J),其输出用来引发M42C1撞击火帽,直径3.73 mm、长度45.21 mm,内装NOL130药剂60 mg。

在7种电作动器中,尺寸最小的是M740引信电作动器和M762引信电作动器,外形尺寸相同,在不计脚线的情况下,直径3.43 mm,长度9.32 mm。管壳均为不锈钢管壳。M740引信电作动器的全发火条件为7.5 V电源下直流电0.09 A持续0.02 s,输出为44.5 N力持续0.5 ms。M762引信电作动器的全发火条件为100 μF电容充电到1.6 V放电,输出为剪断1.27 mm直径的销并移动5.08 mm以上,其装药共6 mg。

另外还有3种电作动器直径也为3.43 mm,但长度略长,分别是13.34 mm(1种)和13.46 mm(2种)。这3种电作动器就是M934、M114和M118引信电作动器,它们都通过了25 kV静电安全性试验,但要求使用时须屏蔽。M934引信电作动器的全发火条件是0.55 A电流持续10 ms以上,发火时间为10 ms。M114引信电作动器和M118引信电作动器均采用不锈钢外壳和桥丝式电桥,-65 ℉条件下全发火条件分别为2 A电流持续15 ms以上和1 A电流持续10 ms以上。M118引信电作动器还要求发火后25 ms时电阻为200 Ω。

在7种电作动器中,尺寸最大的是Mk20-0型波纹管电作动器:直径7.72 mm、长度24.97 mm,其中波纹部分直径7.87 mm。其全发火条件是0.68 μF电容充电到38.5 V后放电。发火时间25 ms。装药为斯蒂芬酸铅2～6 mg,配比35/65的一硝基间苯二酚铅/黑火药混合药50 mg。

在7种电作动器中,以恒定电流原理发火的4种,全发火能量0.002～0.068 J,而以电容原理发火的3种,全发火能量0.000 128～0.000 504 J,与前面给出的电爆管全发火能量为0.000 3 J和0.000 06 J以及电雷管全发火能量0.000 02～0.000 741 J相近。

M4作动器的发火时间最长为15 ms。除M934引信电作动器、Mk20-0型波纹管电作动器和M4作动器以外,其余4种电作动器未规定作用时间。

这7种电作动器的外形尺寸均不符合MIL-STD-320和MIL-STD-320A《引信用爆炸元件的术语、尺寸和材料》给出的尺寸系列。而针刺作动器即Mk420引信作动器的直径尺寸3.73 mm是符合的。

上述7种电作动器和1种针刺作动器的结构均是推销器,未见有拔销器结构。其中M4作动器输出端部采用内凹空壳结构,Mk20-0作动器输出端部采用波纹管结构,在实现驱动功能的同时能够从结构原理上可靠密闭火药气体,从而防止引信内腔窜火造成引信可靠性失效和安全性失效。

美国萨达姆末敏子弹引信应用了小型活塞作动器,图号9328715。美国广域地雷引信应用了IMT-34型活塞作动器,内装18 mg斯蒂芬酸钡。美国SUU-64/B和SUU-65/B型战区弹药布撒器引信应用的活塞作动器内装有5 mg的二硝基苯并氧化呋咱钾(7-羟基-4,6-二硝基-5,7-二氢苯并呋咱钾)。美国83 mm口径肩射多用途攻击武器Mk6Mod0型反装甲火箭弹引信Mk259Mod0应用了IMT-172 型活塞作动器,其内装有18 mg 二硝基苯并氧化呋咱钾/斯蒂芬酸钡混合药。美国83 mm口径肩射多用途攻击武器XM141型火箭攻坚弹引信Mk420Mod0也应用了IMT-172型活塞作动器。美国228 mm口径多管发射火箭系统子母弹引信M445和M447所用电作动器内装5 mg比例为50/50的斯蒂芬酸钡/二硝基苯并氧化呋咱钾混合药,与M445和M447引信形状、配用、安装和功能相近的XM451引信所用电作动器内最多装18 mg比例为50/50的斯蒂芬酸钡/二硝基苯并氧化呋咱钾混合药。美国龙式导弹Mk79Mod0引信和M118引信所用活塞作动器内装3 mg比例为50/50的斯蒂芬酸钡/二硝基苯并氧化呋咱钾混合药。美国长矛导弹用M811引信应用了2个活塞作动器,图号为9243602。

二硝基苯并氧化呋咱钾静电感度低、热安定性好、爆热高、爆容大、易于点火、产气性好[12],因而比较适宜作为作动器装药,有助于抗干扰,防止意外发火。

5 北约引信产品爆炸序列性能与设计综述

5.1 关于敏感爆炸元件外形尺寸

从78种有外形尺寸的制式爆炸元件看,其中有23种符合MIL-STD-320和MIL-STD-320A《引信用爆炸元件的术语、尺寸和材料》关于敏感爆炸元件外形尺寸的规定,分别是:直径2.54 mm的电雷管M100(高度6.35 mm);直径3.73 mm的针刺雷管M55(高度3.63 mm);直径3.76 mm的电雷管M65(高度8.69 mm);直径4.88 mm的针刺雷管M22、M44和火焰雷管M80(高度10.03 mm),针刺雷管M58(高度8.69 mm);直径4.93 mm的电雷管T20E1、M69、M84、Mk96(高度9.40 mm);直径6.12 mm的火焰雷管Mk29(高度4.44 mm),针刺火帽T103以及火焰雷管M17、M49、M87和PA519(高度8.69 mm),针刺雷管M24、Mk25Mod1、M99和火焰雷管M35(高度9.40 mm),针刺雷管M42(高度11.07 mm),针刺雷管M50(高度18.80 mm)。其中直径6.12 mm的最多,有12种。而在这12种中,高度8.69 mm的又最多,有5种。就是说,外形尺寸同为Φ6.12 mm×8.69 mm的爆炸元件共有5种,分别为针刺火帽1种和火焰雷管4种。另外,外形尺寸同为Φ6.12 mm×9.4 mm的爆炸元件共有4种,其中针刺雷管3种、火焰雷管1种。

有三对针刺雷管与火焰雷管外形尺寸相同。分别是Mk23针刺雷管和Mk50火焰雷管外形尺寸均是Φ4.85 mm×9.4 mm,M22针刺雷管和M80火焰雷管外形尺寸均是Φ4.88 mm×10.03 mm, Mk25Mod1针刺雷管和M35火焰雷管外形尺寸均是Φ6.12 mm×9.4 mm。

5.2 关于敏感爆炸元件选用

在有首发爆炸元件类型信息的171种制式引信型号中,首发爆炸元件类型按占比由高到低依次是针刺雷管、电雷管(包括爆炸箔起爆器)、针刺火帽、电爆管和撞击火帽,占比分别是43.9%、28.7%、18.1%、6.4%和2.9%。未发现有针刺雷管取代火焰雷管的趋势。未见有直接使用电点火头,也未见有钝感电爆管和钝感电雷管应用。

除了后期型号的针刺雷管全发火能量明显小于早期型号的之外,针刺火帽、撞击火帽和电雷管的全发火能量即发火感度未见有明显的趋势性变化。

北约中大口径火炮旋转榴弹弹头机械触发引信的经典结构之一,是头部直列的采用针刺雷管或针刺火帽的针刺触发机构,至今已有半个多世纪。除此之外,绝大多数引信首发爆炸元件均位于其安全和解除保险机构之内。

火帽和雷管一般均为瞬发。延期型的火帽或雷管较为少见。引信作用延期多以独立的复合结构的延期组件实现。

5.3 关于爆炸序列类型

引信爆炸序列结构分为直列式和错位式两类。而引信直列式爆炸序列又分为敏感直列式和钝感直列式两类。目前采用直列式爆炸序列的引信很少,其中采用敏感直列式爆炸序列的引信安全性低,已很少见,但尚未能杜绝,如美国84 mm口径无后坐炮照明弹火药时间引信ZTZ42A1,美国81 mm口径迫击炮照明弹引信M84A1,美国105 mm口径坦克炮M494型榴霰弹弹头机械时间引信M571,美国BLU-27/B和BLU-32/B化学纵火弹触发引信FMU-7B/B、C/B,100磅集束炸弹M104和500磅集束炸弹M105的时间引信M155A1,以及斯洛伐克的125 mm口径坦克炮近程破甲训练弹引信Dz75AU等。而采用钝感直列式爆炸序列的引信则更少,可能与其成本高、体积大、电气接口复杂且可靠性低有关。美军目前有陆军面-面战术导弹XM39/XM275,空-地导弹地狱火AC-114K和长弓地狱火AGM-114L,面-面导弹标枪的引信电子安全和解除保险机构采用了钝感直列式爆炸序列主要是爆炸箔起爆器。

北约现役引信产品绝大多数都采用了错位式爆炸序列,因而都有相应的传爆管,大多数设有导爆管。引信错位式爆炸序列在错位结构之后的直列爆炸元件,其装药应该是感度大体上低于特屈儿的钝感装药。但如前所述,也有不少型号产品选用了非许用的非钝感装药,如太安、奥克托今、黑索今和黑火药等,甚至如仍在正常采购状态的BLU-97/B引信在导爆管中直接装填了90 mg的氮化铅。

北约现役引信产品爆炸元件最少的是2个,即1个雷管和1个传爆管,如美国M505A3引信,最多的有7个,如美国Mk407Mod2引信,其爆炸元件包括1个火帽、2个火焰雷管、1个延期组件、2个导爆管、1个传爆管。

在对瞬发度有要求的中大口径火炮弹头机械触发引信中,近年来几乎都采用了针刺雷管取代针刺火帽远距离传爆给火焰雷管的结构。如Mk29Mod3引信以针刺雷管Mk25Mod1起爆火焰雷管Mk29Mod0,M739A1引信以M99针刺雷管起爆火焰雷管M55。在近炸引信Mk404Mod2中,有以电雷管Mk71取代电爆管传爆给火焰雷管Mk64。

美国84 mm口径无后坐炮照明弹火药时间引信ZTZ42A1和81 mm口径迫击炮照明弹引信M84A1未应用雷管,是传火序列引信。未见北约现役引信中有隔火型引信,可能与隔火原理存在先天缺陷有关。事实上在欧美语境下广义的炸药和爆炸(explosive)包括火药和燃烧(low explosive),并且引信隔爆可靠性容易实现,而引信隔火可靠性需要结构密闭易受多余物、拧紧力矩和形位误差影响很难保证。

预想应用引信点火的场合,北约是用起爆引信摘除传爆管后靠导爆管输出实现远距离点火。例如适配同样发射平台的M577引信和M582引信,其差异就在于后者比前者多了重45.4 g的传爆管(加长17.7 mm,内装A-5炸药23.3 g)。其中M577引信作为“点火引信”配用于发烟弹、照明弹、子母弹和黄磷弹,其输出为装有258 mg黑索今的导爆管;而M582引信作为起爆引信配用于榴弹和黄磷弹。又如M724引信底部旋上传爆管就变成了Mk423Mod0引信。M724引信的输出是316 mg的PBXN-5,而Mk423Mod0引信的输出又在此基础上增加了27 g的A-5。

5.4 关于导爆管与传爆管之间的药量匹配设计

引信要确保安全、提高目标探测准确性和作用可靠性,外形尺寸和质量是其设计制约因素之一。因此有必要探讨尽可能减小引信传爆管所占空间和质量的可行性。未见有文献详细论述引信雷管、导爆管、传爆管和战斗部主装药之间的能量(药量)匹配定量设计问题。在工程实践中多是通过已有产品经验类比或试验的方法粗略地确定。在未考虑具体结构、形状、尺寸、装药类型和装药密度的前提下,文献[13]根据国内部分产品型号实际,总结性地给出了爆炸序列上、下级爆炸元件(装药)之间的药量匹配比例参考范围。本文讨论的约240种北约现役引信产品型号中有106种具有导爆管和传爆管药量信息。在不考虑导爆药品种与传爆药品种差异的条件下,导爆药药量与传爆药药量之比最小为0.13%(美国FMU-124A/B引信和Mk344Mod1引信以160 mg特屈儿导爆药匹配123 g特屈儿传爆药),最大为50%(美国M740 引信以1 400 mg的PBXN-5导爆药匹配2.80 g的PBXN-5传爆药)。这106种型号产品的导爆药药量与传爆药药量之比平均为2.66%。如果认为超过10%的5种说明不了临界传爆比将其剔除,则剩余的101种型号产品的导爆药药量与传爆药药量之比平均值为1.42%。与文献[13]给出的导爆药药量与传爆药药量之比1%～5%偏小。

132种制式产品导爆药药量平均为225 mg,最少为20 mg(意大利40 mm口径炮弹引信BPDM5装特屈儿),次少为26 mg(美国M219A2子弹引信装黑索今),最多为1 640 mg(霍克MIM-23B面空导弹引信M100,黑索今)。以平均导爆药药量225 mg,按平均密度1.6 g/cm3和直径5 mm估算,则其装药高度约为7.16 mm。

5.5 关于155 mm火炮榴弹引信传爆药药量

作为北约主用装备的155 mm口径火炮,其榴弹引信传爆药品种和药量如表4所列。

表4 北约155 mm口径火炮榴弹引信传爆药品种和药量

从表4可以看出,同属155 mm口径火炮榴弹平台,其引信传爆药量从最少的4.5 g到最多的27.3 g,相差了6倍,说明引信起爆能力精细化设计并未到位。而从M732引信系列的演变历史来看,其传爆药药量是逐渐增加的,说明11 g以下的传爆药药量可能存在起爆裕度不足的问题。

6 结论

本文综述了北约引信产品爆炸元件和爆炸序列设计现状。作为爆炸序列首发爆炸元件按在制式产品中的应用比例大小排序依次为:针刺雷管、电雷管、针刺火帽、电爆管和撞击火帽;按其最敏感型号全发火能量大小排序依次为:撞击火帽、针刺火帽、针刺雷管、电爆管、电雷管。火焰雷管和接力管有较多应用,未见有密封结构的火焰雷管,也未见火焰雷管有被取代的趋势。延期元件延期时间是300 μs～14 s,相对精度范围是±6.4%～±54%。绝大多数引信采用敏感错位式爆炸序列,并设有导爆管。应用敏感直列式爆炸序列和钝感直列式爆炸序列的引信型号是极少数。除特屈儿占比仍居绝对优势以外,应用较多的许用传爆药依次是A-5、CH-6和PBXN-5,应用较多的许用导爆药依次是PBXN-5、CH-6和A-5。未见许用导、传爆药二氨基六硝基联苯、六硝基茋和PBXN-6在引信型号中有应用。仍有少部分引信型号应用黑索今、黑火药、太安和奥克托今等敏感药剂作为导爆药、传爆药、抛撒药等直列装药。有个别引信型号应用了PBXN-7和LX-14作为引信传爆药。未见硼/硝酸钾在引信型号中有所应用。未见有隔火型引信设计,专门的点火引信较为少见,点火需求多是由起爆引信去除传爆管后通过导爆管远距离爆炸引燃实现的。155 mm口径火炮榴弹引信传爆管药量在11 g以下可能难以保证弹丸装药起爆完全性。