欧美国家钝感弹药技术概述

2.2 新配方：传统炸药配方的优化、改进
开发传统熔铸、浇注和压装炸药组分的钝感替代物，在保持武器 弹药性能的前提下，提高操作和使用的安全性水平。
以 DNAN 为基的熔铸炸药配方：IMX-101、IMX-104、OSX-12…… 以 TEX、CL-20 为基的浇注炸药配方：DLE-054、DLE-055…… 以 FOX-7 为基的压装炸药配方……
2.2 新配方：温压炸药
温压炸药配方通常包含金属燃料颗粒、氧化剂、粘结剂等成分，针
对不同目标可能强调剧烈的燃烧作用效果，也可能强调增强的爆炸作用
效果。 温压炸药涉及大量新型含能材料的应用，例如金属间化合物、金属
化粘结剂、反应性结构性材料等。这些材料不仅有助于提高爆炸的脉冲
作用及其持续时间，而且有助于优化相关战斗部的钝感特性。
新材料、新配方、新工艺、新设计、新试验、新标准 ……
2.1 新材料：钝感炸药
NQ NTO ANTA CL-20 LLM-105 TANZ FOX-7 FOX-12
TATB
HNS
DNAN
TEX
……
较多的能量基团、紧凑的分子结构、钝感的响应特性
具有发展前景的领域：唑类化合物、氮杂化合物、呋咱化合物、全 氮化合物 ……
钝感弹药的认证
钝感弹药的认证依据：通用性的 IM 测试标准。
美 国： MIL-STD-2105 标准 北 约： 4439 标准化协定和 AOP -39 指导文件
联合国： AASTP 2 / U.N. 标准
钝感弹药的意义
⑴ 提高弹药的安全性和生存能力，降低未知因素和非对称因素的 风险概率，确保弹药实现预设的功能或目标。 ⑵ 减少弹药在贮存、运输和使用等环节产生意外事故的概率，确 保操作人员和平台的安全性。 ⑶ 简化弹药的操作项目，降低平台负担，提高系统效率。 ⑷ 减少弹药的贮存设施和维护项目，进而减少弹药在整个寿命周 期中的后勤费用。
⑸ 降低弹药在整个寿命周期中对于环境可能产生的不良影响。
在一定程度上，钝感弹药技术有助于实现许多先进武
器弹药的概念和要求：
非致命性和非破坏性技术 低附带毁伤技术 坚固和深埋目标的打击技术 远程精确打击技术 极超音速武器技术 ……
ES-1 钢质壳体 / 反应性金属玻璃结构 温压炸药 高能炸药
通过组分之间的热化学反应实现能量输出，单位体积的能量显著高 于常规含能材料，而且能量输出速率和冲击感度能够进行有效的控制， 有利于改进常规战斗部的毁伤效率和钝感性质。
反应性材料壳体或破 片具有增强的爆炸作 用效果……
结构性壳体
金属化粘结剂
反应性材料
A
A
反应性破片的结构和作用过程示意图
2.1 新材料：智能化材料
FOX-7
实用化水平 CL-20
LLM-105
DNAN
TEX
新一代熔铸炸药 流动相的候选物
合成可行性高
性能可以调节 唑类和多氮含能离子
2.1 新材料：含能粘结剂
GAP
NIMMO
GLYN
PVN
BDNPA/F
……
通过交联反应使炸药组分和增塑剂组分形成坚韧的三维网络结构，
提高炸药配方的能量输出，改善炸药配方的力学性质，提高其对于外界 刺激作用的吸收和耗散效果，从而改进弹药的钝感性质。 具有发展前景的领域：叠氮类聚合物、氧杂环丁烷类聚合物、环氧 丙烷类聚合物、含氮杂环聚合物、氟化聚合物……
欧美国家钝感弹药技术概述
刘晓波 张光全
中国工程物理研究院化工材料研究所
1. 引言
在过去的三十年间，为了适应各种类型的作战环境和作
战模式，欧美发达国家开发了一系列先进的武器弹药。
新概念和新原理：超远程、超高速、软杀伤、高能效、 多功能…… 武器弹药的发展趋势：远程化、智能化、高效化、多功 能、小型和微型化……
Joint Direct Attack Munition
常规的武器弹药 ——无论是投入应用的，还是正在开发的——普遍
涉及安全性方面的问题，在制造、运输、储存和使用过程中，可能因各
种危害刺激而发生剧烈反应，导致灾难性的事故。
钝感弹药：先进武器弹药的重要研究方向之一
钝感弹药的含义
钝感弹药（IM）能够使意外事故的触发概率最小化，或者使意外事 故的损害程度最小化。简单地说，钝感弹药能够使意外事故发生的风险 最小化。
压力 / P
高能炸药（HE）
温压炸药（TBE）
环境压力
时间 / T
2.3 新工艺：组分的合成与处理
分子间复合 定向合成 ……
传统工艺
改 进 优 化
重结晶
新工艺
开 发 引 进
超细化
含能材料的规模化合成和处理
关注点之一：可燃性金属粉
传统造型粉技术
聚合物包覆的金属颗粒
Baidu Nhomakorabea纳米材料技术
金属-金属复合颗粒
先进材料技术
金属间化合物
提高可燃性金属粉的抗氧化和抗腐蚀能力，保证反应活性和反应能 量释放。 提高可燃性金属粉的反应速度和深度，使其能量释放最大程度与高 能炸药的能量释放叠加，从而提高爆炸的峰值超压。
关注点之二：测试和评估 目前，温压炸药的测试和评估主要集中在两个方面：⑴ 超压-时间 关系的描述，以及爆炸总冲量的计算。⑵ 温度-距离、温度-时间关系的 描述。
含能增塑剂 BDNP A/F
含能增塑剂 GAP-A 实用化水平
50 : 50
O
O
ONO2 ONO2
NIMMO
GN
TNEB DNEB
含能预聚物单体
含能增塑剂 R8002
2.1 新材料：反应性材料
两种或两种以上非爆炸 传统铝热剂 金属-氟聚物体系 性固态反应物组成 。
金属-金属复合体系
金属化粘结剂
金属化炸药
智能化材料，如形状记忆材料、低共融保护材料等，能够感知和接 受外部环境的信息，如声、光、电、磁、力、酸碱度和温度等，同时根 据环境变化而改变自身形态，以实现特定的驱动或控制功能。
在温度作用下，一种形状记忆塑料从 临时形状恢复到母相状态的过程。
在电能作用下，一种形状记忆塑料从 临时形状逐步恢复到母相状态的过程。
Joint SuperSonic Cruise Missile
2. 钝感弹药的技术途径
欧美国家钝感弹药的实施策略主要包括三个方面：
其一、现役库存弹药的改造，使其完全或部分满足钝感弹药标准；
其二、新型钝感弹药的研制，用于取代无法实现改造的现役弹药； 其三、先进钝感弹药的研制，以适应现代战争可能面临的新的条件 和环境。