第2章 弹药的起爆机理讲解
第2章内弹道部分-part4内弹道解法(一)
( Z 0 x) ( Z 0 x) 2
2 ; 0 1 2Z0 ，并记 K1 0 由 0 Z0 Z0
则
0 K1 x x 2
由三式得：
S 2 I k2 Spdl pdV m v d v xdx m
⑴
S 2 I k2 2 由四式得： p(V V ) f x 2 m
⑵
内弹道的解法
⑴除以⑵得
dV Bxdx V V B x 2 2
⑶
S 2 I k2 由该方程可以得到 V ( x) 。令 B ，这是将各种装填条件综合在一起的无因次 f m
V V0 或 V V0
p
美国的马耶—哈特模型及英国的 RD—38 模型都采用这种简化方法。 ⑷ 燃气生成函数采用两项式 Z (1 Z ) 且其系数满足 (1 ) 1 ，故独立的系数只有一个 。
内弹道的解法
⑸ 恒温假设
mv 2 将④式改写为 p(V V ) f ，式中 f f (1 ) ，因为体现膛内温度 2 f
比较一阶变系数常微分方程
⑷
dV p( x)V Q( x) 0 ，可知上述方程正是这种类型，所以 dx
原则上是可以解的，但实际求解时计算比较麻烦，所以一般用近似解来近似代替。一种 方法是俄罗斯谢烈柏梁可夫最先采用的，将 V 在积分时取为常数 即
V V
V V
0
2
内弹道的解法
dp xm 应满足的方程，然后令 0 ，就可以求出 dt m
xm
K1 B(1 ) 2 1 pm 1 ( ) p f
炸药爆炸基本理论PPT课件
爆炸 炸药
物理爆炸（不发生化学变化 ） 化学爆炸（有新的物质生成 ） 核爆炸 （核裂变或核聚变 ）
在一定条件下，能够发生快速化学反应，
放出热量，生成气体产物，显示爆炸效应的
化合物或混合物. 。
3
3.1 爆炸和炸药的基本概念
.
4
3.1 爆炸和炸药的基本概念
.
5
3.1 爆炸和炸药的基本概念
二、炸药爆炸的三要素：
3.2.1 炸药的起爆机理
炸药是具有一定稳定性的物质，如果没有任何外部能量 的作用，炸药可以保持它的平衡状态。为了使炸药爆炸变为 现实，还必须给炸药以一定的外作用。
1、起爆与起爆能
炸药在外界能量作用下发生爆炸反应的过程称为起爆。
足以引起炸药爆炸的外加能量，叫做起爆能。
炸药起爆能一共有三种：
1).热能-------导火索
24
3.2 炸药的起爆和感度
3.2.2 炸药的感度
4.冲击 波感度
殉爆 殉爆 距离
炸药在冲击波作用下发生爆炸的难易程度，称为 炸药的冲击波感度。
炸药对冲击波感度的试验和表示方法常用的为隔板试验。该 法是在主发炸药（用以产生冲击波）和被发炸药（被冲击波 引爆）间放置惰性隔板（金属板或塑料片），常用升降法测 定使被发炸药发生50％爆炸的临界隔板厚度，作为评价冲击 波感度的指标。
NH4NO3 →0.5N2 + NO + 2H2O+36.1kJ 或 NH4NO3 →N2O + 2H2O+52.4kJ ➢起爆药柱引爆：
NH4NO3 →N2 + 2H2O + 0.5O2
+126.4kJ
.
7
3.1 爆炸和炸药的基本概念
爆破工程第二章工业炸药(精)
5/29/2019
第二章 工业炸药
8
第三节 硝铵类混合炸药
硝酸铵
（ammonium nitrate）简称：AN
分子式： NH4NO3
氧平衡： ＋20%
爆速 ： 1100~2700m/s 临界直径：100mm
硝酸铵是一种单质弱性炸药，各种感度都很低，不能用雷管或导爆索起 爆，主要缺点是具有较强的吸湿性和结块性。为了提高硝酸铵的抗水性， 可加入防潮剂：
硝类炸药
硝化甘油类炸 药
芳香族硝基 化合物类炸药
煤矿许用炸药(安全炸药) 岩石炸药
烟火剂
露天炸药
5/29/2019
第二章 工业炸药
3
工程爆破对工业炸药的基本要求
具有较低的机械感度和适度的起爆感度，既能保证生 产、贮存、运输和使用过程中的安全，又能保证使用 操作中方便顺利的起爆.
其组分配比应达到零氧平衡或接近于零氧平衡， 以保证爆炸后有毒气体生成量少，同时炸药中应 不含或少含有毒成分.
5/29/2019
第二章 工业炸药
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单质猛炸药『2』
B 黑索金
简称RDX 即：环三次甲基三硝胺
黑索金是白色晶体。
C3H6N3 (NO2) 3
黑索金机械感度比梯恩梯高。爆力500mL，猛度（25g药量）16mm， 爆速8300m/s。由于它的威力和 爆速都很高，除用作雷管中的加强药外， 还可用作导爆索的药芯或同梯恩梯混合制造起爆药包。
分子式 C6H2 N4O5
DDNP纯品为黄色针状结晶,火焰感度高于糊精氮化铅而与雷汞相近。起
爆力为雷汞的两倍，且机械感度和成本均低于前两者，是目前用量最大的单
质起爆药之一。
2 炸药爆炸的理论基础2
2. 4 炸药的爆轰2.4.1 波的概念一般地说，波的形成是与扰动分不开的。
扰动就是在外界的作用下，介质的状态参数（压力、密度、温度等）发生局部变化。
扰动的传播，即介质状态改变的传播就是波。
传播扰动的物质统称为介质。
在物理学上波可以分成机械波和电磁波；数学上又将波分为双曲波和色散波。
机械波的本质是质点振动状态在介质中的传播过程。
机械波之所以形成，是因为介质的质点是相互联系，又相互作用着的，由于一个质点的振动，就牵连邻近质点随着振动，由近及远地传播出去。
也就是说，波的传播是上一层介质状态的改变引起下一层介质状态的改变。
波动从波源出发，在介质中向各个方向传播，在某一时刻由波动到达各点所连成的面称为波阵面，或说它是介质状态改变的分界面（扰动与未扰动区的分界面—波阵面）。
波阵面为平面就称为平面波，波阵面为柱面就称为柱面波，波阵面为球面就称为球面波。
波阵面的传播方向就是波的传播方向。
波阵面的移动速度（亦称扰动在介质中的传播速度）称为波速。
由于扰动而引起介质质点运动的速度称为质点速度。
2.4.2 声波声波是由于气体受到扰动之后产生的。
气体被扰动之后，破坏了其原有的平衡状态，就会逐步使扰动源周围的气体也受到扰动。
换言之，即以纵波的形式向四周传播出去。
如果扰动前后介质的状态参数变化量与原来的状态参数值相比很小，此时的扰动就称为弱扰动（微幅扰动）。
声波就是在可压缩介质中传播的弱扰动纵波。
其传播的速度称之为声速，通常用C 表示。
如果介质不同，那么，在其中传播的声速也不同。
声波在传播时，介质状态参数的变化是微小的、逐渐的和连续的。
声速决定于介质的初始状态（压力、密度、温度），而与扰动的变化量即幅值无关，因此，波的轮廓形状在波的传播过程中不发生改变。
在声波的传播过程中，因为波的传播速度极快，质点来不及和周围介质进行热交换，可以认为声波扰动的传播过程是绝热的。
又因为声扰动变化是微小的，内摩擦力是极为微小的数值（可以忽略），因此这个过程是可逆的。
火工品设计原理(安徽理工-第二章机械能起爆机理
熔点 ，感度 2）杂质影响： 硬度 ，感度 热导率 ，感度
3）药剂式样量和结晶尺寸
TMD=Theoretical Maximum Density 理论最大密度：
P = c(1
D 3 h
)
P大,感度小；P小,感度大。
第四节 针刺起爆 一、机理
尖端撞击 击针给药剂的力 F N挤压药粒，药粒间摩擦 侧面 导致 擦 产生热点 爆炸 作用 T药粒与针面相对位移摩
在0 t 0.04
a2 k
下，热点可爆炸，否则 ，不能爆炸
2
热爆炸的临界时间为： t1 0.04a / k
说明：在t1内热点中心温度能保持 在爆发点，热点可引爆炸药，反之，热点中 心温度低于爆发点，则热点不能爆。
t1
cRT02 E / RT0 e QZE
则临界时间关系变为：
其中：K c
t = 0,
T T1 热点温度
xa
tc , t
T T1 热点温度
xa
T T0 ( x 0处，即热点中心处温度 降为T0 )
二、热点温度及尺寸计算
基本方程中取放热项为零（炸药反应热不计）
2T 2 T T k 2 t x X x
散热
化学反应项
气泡温度变化，时间↑气泡体积↑压力↑温度↑ 但一定时间，炸药塑性变形，气泡压力、体积不变。
复习思考题
1.简述空气气泡的压缩起爆过程。
2.何为热点学说？形成热点的方式有哪些？ 3.热点成长和熄灭的条件和热起爆的关系是
什么？ 4.影响机械起爆的因素有哪些？并说明各因 素之间的制约关系。
第2章内弹道部分-part3弹丸在膛内的运动及内弹道方程组建立
a) 燃气生成速率(质量方程)燃气质量变化规律
(
燃气生成方程(几何燃烧定律)
Z (1 Z Z 2 )
燃烧速度方程
（ 1）
(
即
d r u1 p n Z / 0 dt
dZ u1 p n dt 0
dZ 1 d dt 0 dt
dZ 1 d ) dt 0 dt
（ b）
（ a）
内弹道部分
§4 内弹道的解法
内弹道方程组的建立
综合分析射击过程中膛内发生的各种物理－化学变化
与各种现象，涉及燃气压力、温度及弹丸初速等弹道量的 变化规律，寻找各量间的关系，建立内弹道数学模型。 内弹道方程组：体现膛内主要过程的方程
（ 内弹道过程变质量变容积的热力学过程）
三大守恒定律，状态方程(燃气)联立
考虑到
Fr ，则有 ＜＜1 Spb Spb （ 1
1
Fr dv ）m Spb dt
则有
Spb 1 m dv dt
1 称为阻力系数， 这就是内弹道学中的弹丸运动方程。
它是考虑摩擦及弹丸转动等因素所引进的系数。
内弹道部分---- 弹丸在膛内的运动
弹丸运动方程 在内弹道循环中，火药燃气所作的各种功的总和与弹
内弹道部分---- 弹丸内弹道的解法
内弹道方程组的建立 经典内弹道模型的基本假设： 火药燃烧服从几何燃烧定律； 膛内气流运动遵循拉格朗日假设，且设药粒压力在平均 压力下燃烧，遵循燃烧速度定律。 内膛表面热散失用减小火药力f或增加比热比K的方法 间接修正。 1 内弹道过程所完成的总机械功与 2 mv 2 成正比。 弹带挤进膛线是瞬时完成，以一定的挤进压力p0标志弹 丸的起动条件。 火药燃气服从诺贝尔一阿贝尔状态方程。 火药燃烧生成物的成分不变，与成分有关的特征量均为 常量； 弹带挤进膛线后，密闭良好，不存在漏气现象。
炸药的起爆机理
3.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
➢ 在单位时间里系统因热传导而散失的热量为：
……(3)Q2 ST T0
式中 ——导热系数；S——传热面积；
T0 ——环境温度。 ➢ 而（3）式为一条直线，称为失热线，如图3-3
所示。
17
3.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图3－3 失热曲线
21
3.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
➢ Tc Tc T02 表示热爆炸前的升温情况。
➢ 从数学上看，切点必须满足两个条件，即不但
Q1和Q2在该点的数值相等，且两条曲线的斜率 也相等，即
Q2
Q1
Ti
空
气
T0
图3－1
加热室 炸药
14
3.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
➢ 首先，炸药在温度T时，单位时间里由于发生化学反 应而放出的热量为Q1，此热量与单位质量的炸药产生 的热量q（J/kg）和化学反应速率W(kg/s)有关，即
……(1)
Q1 q •W
并认为初始分解过程属于单分子分解反应，化学反应
20
3.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
➢ 如果炸药周围环境的温度T0＝T03，从图7－4可 知，得热曲线在失热曲线的上方。在此种情况 下，炸药处于任何温度时都因Q1>Q2，温度不断 升高，最后导致热爆炸。
➢ 当周围环境的温度T0＝T02时，这时失热曲线与 得热曲线相切于B点，对应的温度为Tc。开始得 热大于失热，温度升高，Q1和Q2都增加。当到达 切点Tc时，Q1＝Q2，建立起热平衡。如果某些偶 然因素导致炸药的温度升高，由于Q1>Q2，反应 速度就会急剧增加，直至爆炸。
3
3.1 基本概念
爆炸与炸药的基本理论ppt课件
通常采取相对某种已知的炸药作比较 来确定炸药的威力。
相对重量威力
相对体积威力
通常情况下仅有10%的炸药发挥了功效。损失原因如下：
1.化学损失 2.热损失 3.无效的机械损失
表示侧向飞散 带走部分未反应炸药 损失能量的50% 包括振动 抛掷 冲击波
炸药的爆炸性能
猛度 破碎能力。
爆速越高 猛度越大 岩石破碎度越高
炸药的爆轰理论
爆轰波的基本方程（冲击波分析法）
质量守恒： 动量守恒：
0 D H (D D H )
P HP 0 D H
能量守恒：
E H E 0 Q 1 2 (H 0 )V ( 0 V H )
ρ0 ----- 初始炸药密度
ρH ----- 反应区炸药密度 DH ----- 爆轰气体流速 D ----- 爆速 V0 ----- 炸药初始质量体积
炸药的爆炸性能
消除沟槽效应的方法：
1. 采取提高爆速的手段 使爆轰波的传递速度大于等离子波的传播速度。
（V>4500m/s）
2. 提高外包装质量。
提高包装外壳的强度 爆速将上升 沟槽效应下降
即提高了抵御等离子波的压缩穿透作用。
3. 堵塞等离子波的传播。
炮孔中设置卡环 炮孔中填充炮泥
增大药卷直径
工业生产最小药卷 Φ25 cm
沟槽效应产生的原因 1. 爆炸产物压缩药卷和孔壁间的空气，产生冲击波，它超前于爆轰波
并压缩药卷， 从而抑制爆轰。 2．美国学者认为：沟槽效应是由于药卷外部炸药爆轰产生的等离子体
影响。即炸药起爆后 在爆轰波阵面的前方有一等离子层，对后面未 反应的药卷表层产生压缩作用，妨碍该层炸药的完全反应。 （以上两种说法都有一定的实验依据 但还需要进一步发展完善）
第二章爆破理论基础
二、炸药及其分类
1、炸药的概念 炸药是在一定条件下能够发生快速化学 反应，放出热量，生成大量气体，显示爆炸 效应的化合物或混合物。 2、炸药的分类 (1)按组成分为:单质炸药和混合炸药 (1)按组成分为: (2)按用途分为:起爆药、猛炸药、发射药。 (2)按用途分为:
煤矿安全规程》规定: 《煤矿安全规程》规定:严禁使用黑火药 和冻结或半冻结的硝化甘油类炸药。同一工 作面不得使用2种不同品种的炸药。 在采掘工作面，必须使用煤矿许用瞬发 电雷管或煤矿许用毫秒延期电雷管。使用煤 矿许用毫秒延期电雷管时，最后一段的延期 时间不得超过130ms。不同厂家生产的或不 同品种的电雷管，不得掺混使用。不得使用 导爆管或普通导爆索，严禁使用火雷管。
冲击波的形成过程
（三）、爆轰波 ）、爆轰波
炸药起爆 → 爆炸 → 高温、 高压、高速气流 → 激发冲击波 → 炸药分子活化 → 化学反应 →传播 →爆轰波
（四）、爆速及其影响因素 ）、爆速及其影响因素
1、装药直径 2、装药密度 3、装药外壳 4、炸药粒度 5、起爆冲能
）、炸药的间隙效应 （五）、炸药的间隙效应
殉爆距离
§2-2 工业炸药的组成及种类
一、单质炸药 1、梯恩梯（TNT）— 、梯恩梯（TNT） 三硝基甲苯[C6H2CNO2)3CH3]
2、黑索金（RDX）— 、黑索金（RDX RDX） 环三亚甲基三硝[(CH 环三亚甲基三硝[(CH2NNO2)3] 3、太恩炸药（PETN）— 、太恩炸药（PETN） 季戊四醇四硝酸酯
2、铵油炸药—硝酸铵95%+柴油5% 、铵油炸药—硝酸铵95%+柴油5% 3、浆状炸药—硝酸铵、硝酸钠的水溶液 、浆状炸药— +TNT 铝粉+田菁胶槐豆胶制成。 铝粉+ 铵油炸药、浆状炸药威力大、抗水性好、 可塑性大，易于装填、敏感度底、安全性好。 4、高威力炸药 在铵梯炸药中加入黑索金、铝粉等制成， 有铵梯黑、铵梯铝、铵梯黑铝等几种。
爆轰物理
6
1.1基本概念
7
1.1基本概念
1.爆炸（Explosion） ▪ 爆炸是自然界中时常发生和人类生存活动 中常见到的一种现象。
▪ 爆炸的例子：烟花爆竹、高压蒸汽锅炉、 弹药爆炸、恐怖活动（美国911、汽车炸弹） 等。
8
1.1基本概念
▪ 一些宇宙学家认为，当今宇宙是在一次大爆炸中开 始形成和发展的，而且至今这一过程尚未结束，宇 宙的年龄大约为137亿年，地球也是在一次大爆炸 中产生的，距今已46亿年。
30
1.1基本概念
3.爆轰（Detonation） 1881年，人们在研究管道中的火焰传播时发现
了爆轰现象，爆轰过程是一种强冲击波沿爆炸物一 层层传播的过程，在此过程中伴随着大量化学反应 热的释放。这种带有化学反应的冲击波就称为爆轰 波。
爆轰以波的形式在炸药中传播。
31
1.1基本概念
【兵器名词大典】中爆轰的定义： ❖ 又称爆震。一种特殊的炸药爆炸现象，是一伴有大
21
1.1基本概念
▪ 核爆炸所产生的热可以使周围空气极其迅速膨胀 并且能使周围的所有物质气化。
核爆炸是一个微观过程，该过程中所释放的 能量主要是存储在原子核内中子、质子之间的结 合能。
22
1.1基本概念
2.炸药（Explosive） ▪ 广义地说，能够进行爆炸的物质称为炸药。 ▪ 但有一些物质在一般情况下不能爆炸，但在 特定条件下却能爆炸的，如发射药、火箭推 进剂。 ▪ 苦味酸和TNT在诺贝尔发明雷管之前不被视 为炸药，而是用作黄色染料；
❖ 丁儆教授1980年在美国第七届国际烟火技术会 议(IPS)上做报告述及中国发明火药和烟火技术 的事实，引起许多欧美学者的惊疑，因为西方 中学教材上都说火药是英国的罗吉·培根 (Roger Bacon)发明的。
第二章炸药的爆炸性能及其参数
（ 1）炸药内部的空气间隙或者微小气泡等在机械作用下受到了绝热 压缩；
（ 2）受磨擦作用后，在炸药的颗粒之间、炸药与杂质之间以及炸药 与容器内壁之间出现的局部加热；
（3） 炸药由于黏滞性流动而产生的热点。
炸药起爆(E：放出的热能P17页图2.4)
炸药爆炸的能量图
2.3 .2 炸药感度 ：敏感程度
热感度和机械感度
热感度 （sensitivity to heat）是指在热的作用下,炸药发生爆炸的难易程度。
热感度通常用爆发点（ignition point）来表示.
爆发点----在一定实验条件下，规定的时间内，将炸药加热到爆炸 是所需要的最底加热温度。
热作用的方式主要有两种：均匀加热、火焰点火 。
火焰感度----炸药在火焰或火花作用下，发生爆炸的难易程度。
机械感度
（1）冲击（撞击） 感度
（sensitivity to impact）在机械撞击的作用 下，炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的撞击
感度。
（2）摩擦感度
（sensitivity to friction）在机械摩擦的作用 下，炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的摩擦 感度。
感 （sensitivity）指在外界能量的作用下，炸药发生爆炸的难易程度。
度
起爆感度
火焰感度
（sensitivity to initiation）
（sensitivity to flame）
冲击波感度
(sensitivity to shock wave）
感度
摩擦感度
（sensitivity to friction）
尽管反应非常迅速，且放出很多的热量，反应放出的热 量足以把反应产物加热到3000K，但终究由于没有气体产物 生成，没有把热能转变为机械能的媒介，无法对外做功，所 以不具有爆炸性。
炸药的热起爆是研究炸药受热作用发生化学反应并自动加
第二节 热起爆的基本方程及判据
炸药中热平衡问题：
炸药本身放热、向环境散热、本身升温需热。
ρc ∂T = ∂t
λ∇2T + K rQρ
其中： ρ —— g / cm3
c——J/℃g
λ − 导热系数J /℃⋅ S ⋅ cm
∇2T ——拉普拉斯算子
Kr——反映速率 1/s Q——炸药反应热 J/g
eθm
eθm − eθ + eθm
当δ = 0.88临界，δ ≥ 0.88，爆炸（前提假设 ∂θ = 0）。 ∂τ
2）、圆柱 m=1
d 2θ dξ 2
+1 ξ
dθ dξ
=
−δeθ
解得：δ = 2.00，θm = 1.38 。
3）、球形 m=2
解得： δ = 3.32，θm = 1.61
图3
以θ
=
E （T RT0 2
+
∂ 2T ∂y 2
+
∂2T ) ∂z 2
表示成极坐标形式q2
=
λ
(
∂ 2T ∂r 2
+
m r
∂T ) ∂R
M=0 平板 M=1 圆柱 M=2 球
(3) q1 = (1 − ε ) n zQρe − E / RT
n——反应级数；
ε − −反应百分数 ；
Z——频率因子；（1/s）; E——活化能（J/mol）; R——气体常数（J/mol）; T——℃ 要解决两个问题： （1） 如何解该方程？ （2）判据？ 解方程途径： 一 N.Semnoff 模型 假设：
∂ψ = 0(ψ — —环境温度） ∂z
1981年火炸药杂志提出新解法：tc
子弹的工作原理
子弹的工作原理
子弹的工作原理是基于火药的爆燃原理。
通常，一个子弹由三个部分组成：弹头、弹壳和火药。
当扣动扳机时，撞击针会击打到放置在子弹底部的火药床上，引起火药爆燃。
火药是由碳、硫和硝酸钾等物质组成的混合物。
它们在爆燃过程中会释放出大量的气体和高热。
当撞击针打击火药时，火药迅速燃烧并释放出高温高压的燃气。
由于燃气的体积突然增大，产生了巨大的压力。
这种高压气体会使子弹壳内的底部瞬间膨胀，将子弹推出枪膛，并沿着枪膛内的膛线获得旋转力，从而稳定飞行。
同时，由于火药燃烧产生的高温高压气体冲击力，推动了子弹向前飞行。
子弹的弹头部分是击中目标的关键部分。
它可以有各种形状，如尖头、扁头和为空心等。
弹头的设计和材料可以影响子弹的飞行特性和杀伤力。
总的来说，子弹的工作原理主要是通过火药的爆燃产生高温高压气体，推动子弹从枪膛射出，并在飞行中保持稳定。
这种能力使子弹成为一种有效的武器和击中目标的重要工具。
弹药的起爆机理课件
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弹药的起爆机理
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2 炸药爆炸的理论基础3
２．４.5 平面正冲击波冲击波可以用多种方法产生。
炸药爆炸时，高温、高压、高密度的爆炸气体产物高速膨胀,冲击压缩周围介质（包括金属、岩石、及水等凝聚介质及各种气体等)，从而在其中形成冲击波的传播；飞行器(如航天器及导弹等）在做超声速飞行时，会在空气中形成空气冲击波；高速穿甲弹撞击装甲钢板、流星冲击地面等都可以在受冲击介质中形成冲击波。
在介绍冲击波的形成例子中，如活塞的推动速度为５0m/s 时，形成的冲击波阵面上的压力约为0.１２5ＭPa ；当活塞的速度为275m ／s 时，形成的冲击波阵面上的压力约为0.29MP ａ；如果活塞的速度达到70０ｍ／s （即大约是声速的2.１倍）时，最终所形成的冲击波阵面上的压力将会达到0.909MPa 。
然而,一个飞行器在大气中飞行,若要在其前方形成冲击波,则其飞行速度必须超过空气的声速，因为飞行器飞行时，在其前面形成的压缩扰动波以大气的声速传播。
而同时,侧部稀疏波以声速侵入飞行器前面瞬时形成的压缩层内。
这样，若飞行器做亚音速飞行，则在前面形成的压缩区就不会发生能量的积聚,即压缩扰动不能发生叠加，因而也就不能形成冲击波。
而当飞行器做超音速飞行时，由于飞行速度大于声速,周围传来的稀疏波尚未来得及将前面形成的压缩层稀疏掉，飞行器又进一步地向前冲击压缩,因而就可使飞行器前面发生能量积聚,即造成压缩波的叠加,从而形成冲击波的传播。
冲击波通过波阵面前后,介质的各个状态参数都是突跃变化的，并且由于波速很快,可以认为波的传播是绝热的过程。
这样便可以利用质量守衡、动量守衡、能量守衡三大定律，进而把波阵面通过前、后介质的状态参量联系起来,得到冲击波的基本关系式,为研究爆轰波奠定基础。
２.４．５ .1 平面正冲击波的基本关系式描述波阵面通过前介质的状态参量与通过后介质突跃到的终态参量之间的关系式称为冲击波的基本关系式。
假设在一单位面积的长管中,有一平面正冲击波(波阵面为平面，且该平面与未扰动介质的流动方向垂直)以速度D 稳定地自左向右传播,波阵面为A -A ，其前方未扰动介质的状态参数为P 0、ρ0、u ０、T ０、ｅ0，波阵面后已扰动介质的状态参数为Ｐ1、ρ1、u 1、T 1、e 1(如图2－12所示）。
弹药概论
第1章弹药概述第1章弹药概述弹药通常是指在金属或非金属壳体内装有火药、炸药或其它装填物，能对目标起毁伤作用或完成其它作战任务（如电子对抗、信息采集、心理战、照明等）的军械物品。
弹药包括枪弹、炮弹、手榴弹、枪榴弹、火箭弹、导弹、鱼雷、水雷、地雷、爆破筒、发烟罐、炸药包、核弹药、反恐弹药以及民用弹药（如灭火弹、增雨弹）等。
本书主要介绍炮弹、火箭弹、枪榴弹、航空炸弹以及常规导弹战斗部的结构及其工作原理。
1.1弹药的组成从结构上讲，弹药由很多零部件组成；从功能角度讲，弹药通常由战斗部、引信、投射部、导引部、稳定部等组成。
这些功能部分有的是通过很多零部件共同组成，有的是由单个部件组成，有的部件还承担多种功能，如炮弹弹丸的壳体是战斗部的主要组成部分，同时还是导引部。
1.1.1战斗部战斗部是弹药毁伤目标或完成既定战斗任务的核心部分。
某些弹药（如普通地雷、水雷等）仅由战斗部单独构成。
战斗部通常由壳体和装填物组成。
（1）壳体壳体是容纳装填物并连接引信，使战斗部组成一个整体结构。
在大多数情况下，壳体也是形成毁伤元素的基体，如杀伤类的炮弹、导弹、炸弹等。
（2）装填物装填物是毁伤目标的能源物质或战剂。
通过对目标的高速碰撞，或装填物（剂）的自身特性与反应，产生或释放出具有机械、热、声、光、电磁、核、生物等效应的毁伤元（如实心弹丸、破片、冲击波、射流、热辐射、核辐射、电磁脉冲、高能离子束、生物及化学战剂气溶胶等），作用在目标上，使其暂时或永久地、局部或全部地丧失其正常功能。
有些装填物是为了完成某项特定的任务，如宣传弹内装填的宣传品，侦察弹内装填的摄像及信息发射装置等。
1.1.2引信引信是能感受环境和目标信息，从安全状态转换到待发状态，适时作用控制弹药发挥最佳作用的一种装置。
1.1.3投射部投射部是弹药系统中提供投射动力的装置，使射弹具有射向预定目标的飞行速度。
投射部的结构类型与武器的发射方式紧密相关。
两种最典型的弹药投射部为：１弹药概论发射装药药筒——适用于枪、炮射击式弹药；火箭发动机——是自推式弹药中应用最广泛的投射部类型。
3.2炸药的起爆和感度
2、炸药起爆的基本理论
研究表明，灼热核产生以后，必须具备一定的条 件才能爆炸。在这里，灼热核的大小、温度和作用时 间是最为重要的。具体地说，灼热核必须满足下列条 件：
①灼热核的尺寸应尽量细小，直径一般为10-5～10-3 cm。 ②灼热核的温度应为300～600摄氏度。 ③灼热核的作用时间在10-7s以上。
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外能越大、越集中地作用于炸药的某一局部，该局部所能 形成的活化分子数目就会越多，则炸药起爆的可能性就越大。 反之，如果外能均匀地作用于炸药的整体，则需要更大的能量 才能引起炸药爆炸。
2、炸药起爆的基本理论
（1）炸药的热能起爆理论 炸药在热能作用下，都会产生放热分解，但不 一定都导致爆炸。只有在一定的温度和压力下，炸 药放热反应速度大于散热速度，产生热的累积，温 度不断升高，使反应自动加速才能导致爆炸。 例如，起爆药等就是在火花或电热作用下，迅速产 生分解反应，转变为爆炸的。
特屈尔 太 恩 黑索今 梯恩梯
3、炸药的感度
（4）炸药的冲击波感度及测定方法
实践表明，一个药包（主发装药）爆炸时，会在某种惰 性介质中（如空气、水、沙土等）产生冲击波，通过这种冲 击波的作用可以引起相隔一定距离处另一药包（被发装药） 的爆炸，这种现象称为炸药冲击波感度，也称殉爆。工业炸 药的冲击波感度，常用殉爆距离来衡量。 主发装药 惰性介质 被发装药
3、炸药的感度
通常采用爆发点测定器来测定炸药的爆发点。 如图3-1所示。 温度计 铜管 炸药
隔热层 电阻丝 合金浴锅 图3-1 爆发点测定器
3、炸药的感度
表3-1列出一些炸药的爆发点。
表3-1 常用炸药的爆发点
炸药名称 爆发点℃ 炸药名称 爆发点℃
雷
氮 化
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差值（T-T0）不大。 谢苗诺夫提出了一个热爆炸的基本模型，用这个
模型可以简单而明确地说明炸药热爆炸现象与自 身化学反应和外界热作用之间的相互关系。如图 6-1所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图6-4炸药得热和失热的三种情况
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
当炸药的初温等于周围环境的温度，即Ti T0 T01 时，炸药因化学反应而产生的热量大于散失的热量，
Q1>Q2，温度自动升高，得热和失热都增加，但 从图中可见在此温度范围内失热增加比得热情况 增加要快。 当温度升高到A点的位置时，Q1＝Q2，温度也会 自动调节降低趋于A点。
2.1 基本概念
炸药在外界作用下可激发爆炸，那么外界作用是 怎样激发炸药的？其化学物理过程的本质是怎样 的？
研究炸药的起爆机理及感度，对于炸药的安全存 储、运输、加工处理，以及炸药的使用，都具有 很重要的意义。
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2.2 热起爆机理
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2.2 热起爆机理
炸药在热作用下发生爆炸的理论探索是从爆炸 气体混合物热爆炸问题的研究开始的。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
在单位时间里系统因热传导而散失的热量为：
……(3) Q2 ST T0
式中 ——导热系数；S——传热面积；
T0 ——环境温度。 而（3）式为一条直线，称为失热线，如图6-3所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
图6-3 失热曲线
Q2
Q1
Ti
空
气
T0
加热室 炸药
图6-1
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
首先，炸药在温度T时，单位时间里由于发生化学反应 而放出的热量为Q1，此热量与单位质量的炸药产生的热 量q（J/kg）和化学反应速率W(kg/s)有关，即
……(1)
Q1 q •W
并认为初始分解过程属于单分子分解反应，化学反应速
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2.1 基本概念
同一种装药激起起爆所需要的某种形式的能量不 是一个严格固定的值。它随加载方式、加载速度 的不同而不同。例如，突然加压的起爆能量比缓 慢加压的起爆能量要小。
同一种炸药对不同初始冲能的感度之间没有一定 的当量关系。例如，叠氮化铅对机械能比对热能 要敏感，而斯蒂夫酸铅则相反。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
如果炸药周围环境的温度T0＝T03，从图7－4 可知，得热曲线在失热曲线的上方。在此种 情况下，炸药处于任何温度时都因Q1>Q2，温 度不断升高，最后导致热爆炸。
当周围环境的温度T0＝T02时，这时失热曲线 与得热曲线相切于B点，对应的温度为Tc。开 始得热大于失热，温度升高，Q1和Q2都增加。 当到达切点Tc时，Q1＝Q2，建立起热平衡。 如果某些偶然因素导致炸药的温度升高，由 于Q1>Q2，反应速度就会急剧增加，直至爆炸。
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2.2 热起爆机理
莱第尔、罗伯逊将热爆炸理论应用于凝聚炸药的 起爆研究中，提出了热点学说，揭示了撞击、摩 擦、发射惯性力等机械作用下炸药激发爆炸的机 理和物理本质。
热爆炸理论可分为定常热爆炸理论和非定常热爆 பைடு நூலகம்理论。
定常热爆炸理论研究的重点是发生热爆炸的条件， 而非定常热爆炸理论则是重点研究具备热爆炸条 件后，过程发展的速度。
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2.2 热起爆机理
定常热爆炸理论又可分为两种情况：均匀温度 分布和不均匀温度分布。
均温分布：容器中炸药各处温度均相等。 不均温分布：炸药各处温度有一分布，中部温
度最高，沿半径方向向外逐渐降低，壁面处温 度最低。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
度可以用Arrhenius(阿累尼乌斯)公式来表示，即：
……(2Q)1 m • q • A • exp Ea RT
式中 m ——炸药质量； Ea ——炸药活化能； R ——气体常数。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论 由（2）式可知，炸药进行放热化学反应而产生
的热量与温度的关系符合指数曲线，该曲线称 为得热线，如图6-2所示。
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2.2.1 均温分布的定常热爆炸理论
Tc Tc T02 表示热爆炸前的升温情况。
从数学上看，切点必须满足两个条件，即不但Q1 和Q2在该点的数值相等，且两条曲线的斜率也相 等，即
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2.1 基本概念
2、起爆冲能 把使炸药起爆所需的外界作用的临界能量，
称为初始冲能或起爆冲能。 起爆炸药的能量越小，则表明炸药越敏感，
即感度越大。 起爆炸药的能量越大，则表明炸药越钝感，
即感度越小。
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2.1 基本概念
3、感度的分类 根据外界作用能量形式的不同，感度可分为：
加热感度、火焰感度、撞击感度、摩擦感度、 针刺感度、冲击波感度、光感度、静电感度等。 各种炸药对不同形式的初始冲能具有一定的选 择性。例如太安（PETN）、特屈儿（Tetryl） 对冲击波的作用很敏感，所以一般常用来作传 爆药柱；而斯蒂夫酸铅对火焰作用很敏感，所 以常用在火焰雷管中作第一装药。
谢苗诺夫建立了混合气体的热自动点火的热爆 炸理论。它的基本观点是：在一定条件（温度、 压力及其它条件）下，若反应放出的热量大于 热传导所散失的热量，混合气体就会发生热积 累，从而使反应自动加速，最后导致爆炸。
弗兰克-卡曼涅斯基发展了定常热爆炸理论， 考虑了温度在反应混合气体中的空间分布问题。
第2章 炸药的起爆机理
1
主要内容
2.1基本概念 2.2热起爆机理 2.3机械作用起爆机理 2.4冲击波起爆机理
2
2.1 基本概念
3
2.1 基本概念
1、感度(Sensitivity) 炸药虽然是一种能够发生爆炸变化的物质，
但在通常条件下是处于相对稳定状态的。欲 使炸药发生爆炸变化，必须给予一定的外界 作用，使其失去稳定。 这种由稳定状态到失去稳定状态的转变过程， 就是炸药的起爆过程。 炸药在外界作用下发生爆炸的难易程度称为 炸药的敏感度或炸药的感度(Sensitivity) 。