机场地下未爆弹排除论文聚能效应论文

机场地下未爆弹排除论文聚能效应论文

摘要：在机场地下应用聚能效应排除未爆弹的效果很好，排除机场未爆弹的工程很大，使用人工的方式会花费大量的时间和资金投入，应用聚能效应排除未爆弹相对来说比人工排除未爆弹要快捷、方便，而且还不会像人工排除未爆弹一样给施工人员带来安全威胁，有推广使用的价值。

前言

随着科技在军事上的应用，反跑道武器在不断地发展，并在发展中逐渐展现出高精度的命中率、强大的破坏力和难排出的优点。在这种情况下，排除机场未爆弹的工作就很难进行，特别是排除地下未爆弹。排除地下未爆弹的工作量很大，同时具有很强的危险性。所以找到一种具有安全性和可靠性的排出方法就显得特别重要。传统排除机场地下未爆弹的方式首先要探测未爆弹的位置，然后用人工的方式进行排除。传统的排除方式效率低，而且具有很高的误排率，无法保证排爆人员的安全，所以对机场地下未爆弹隧进殉爆系统进行研究格外重要。

1机场地下未爆弹隧进殉爆系统的概述

为了能够在未来机场封锁和反封锁战争中取得制空权，我国研究出一种未爆弹排除设备，这就是隧进殉爆系统，隧进殉爆系统是一种特殊的机器人，受计算机控制，在排爆过程中，先从未爆弹的弹道口进入地下，根据未爆弹的弹道方向前进，在计算机的控制下，可以随时改变行进方向，绕过障碍物或者调整方向偏差，接近未爆弹后还可

以对其进行检测和鉴定。最后利用聚能效应通过软管传动装置将殉爆战斗部送到未爆弹有效起爆处，利用战斗部爆炸殉爆未爆弹，从而达到安全排除机场地下未爆弹的目的。

2聚能效应排除未爆弹的原理

聚能弹起爆后，在炸药聚能效应的作用下，大椎角药型罩会快速形成具有高速度、高温度、高能量密度的EFP，即爆炸成型弹丸。爆炸成型弹丸会侵彻未爆弹的壳体，并且会在未爆弹的壳体内形成冲击波。完全侵彻未爆弹的壳体后，余下的爆炸成型弹丸和侵彻壳体时产生的冲击波会共同作用，导致弹丸爆炸，达到殉爆的目的。这种方式所使用的爆炸用药量比较少，可以有效地减轻爆破时产生的地震效应，对爆炸引起土块和碎石的飞散起到控制作用。可以安全、彻底地殉爆未爆弹。但是要想侵彻弹丸就必须有足够的动能，满足排除未爆弹的要求。爆炸成型弹丸战斗部具有以下的特点：

（1）高速度，爆炸成型弹丸的速度可以达到1.4～3km/s。

（2）高温度，爆炸成型弹丸的温度在600～100℃之间。

（3）高能量密度，爆炸成型弹丸的能量密度最高达到2.844×104J/cm，是爆炸成型弹丸击穿高强度靶板的原因。

（4）爆炸成型弹丸对炸高不敏感，爆炸成型弹丸战斗部可以再800～1000倍的弹径距离上有效侵彻目标。

（5）侵彻后的作用大。侵彻的孔径较大，大多数都能在进入靶板后产生靶后效应。

（6）不会受到单体转速太多的影响，爆炸成型弹丸趋近于高强

度的高速动能弹丸，质量大，大约占药型罩总质量的90%，旋转运动不会对侵彻能力产生太大的影响。

3机场地下未爆弹的特征

攻击机场的弹药种类很多，例如，反跑道炸弹、硬目标侵彻炸弹、燃料空气炸弹、反跑道子母炸弹、多用途子母炸弹、低空低阻炸弹和激光制导炸弹，对机场的雷区进行封锁，这会在一定程度上增加排弹工作的难度和危险性。因为研究的对象是已经侵入机场地下一定深度的未爆弹，所以本文对航空制导炸弹、航空爆破炸弹和航空跑道穿透炸弹这三种炸弹进行研究。殉爆时的倾斜角度、弹壳的厚度和、弹壳的材质和装药的种类等和结构参数是设计聚能装药战斗部进行可靠殉爆的决定因素。

3.1未爆弹侵彻的倾斜角度

图1是未爆弹理想的侵彻轨迹，但是在地下有很多不确定因素，如果在未爆弹侵彻的过程中遇到了硬度大的障碍物或者是地下介质分布不均匀的状况，图1所显示的立项状态就会出现一些对应的变化。隧进殉爆系统会按照侵彻弹道的轨迹把战斗部送到距离未爆弹0～50cm的位置，尽可能的让殉爆弹和未爆弹的纵向轴心保持一致，允许的偏离差在0°～15°之间。

3.2未爆弹的弹壳厚度

目前排除的大多数杀伤榴弹口径都在8.5～15.5cm之间，壁厚大约在1.81～2.58cm之间。大中口径的迫击炮口径在8.1～12cm之间，大中口径的迫击炮的弹壁相对来说较厚，比同口径的杀伤榴弹要厚。

通过研究了解到，在机场地下的未爆弹弹壁厚度都不会高于4cm。

3.3未爆弹的弹壳材料

榴弹和航空杀伤弹的弹体大多数都是用钢制的材料制作的，例如，锻钢和无缝钢，也有一些是用高强度的合金钢制作的。迫击炮通常使用钢性铸铁制作壳体，现在的壳体大多数使用稀土球墨铸铁制作。虽然迫击炮的弹壁比较厚，但是由于壳体的制作材料没有榴弹壳体好，所以弹壁厚度对侵彻的深度没有很大的影响。

3.4未爆弹的装药种类

结合国内外各种炮弹的装药种类，可以知道装药的种类主要有TNT、梯黑混合炸药、梯萘混合炸药、PENT炸药等。从侵彻起爆感度的角度说，TNT是最钝感的一种装药，可以用作侵彻起爆的目标炸药。综上所述，用殉爆战斗部排除地下未爆弹的时候，爆炸成型弹丸战斗部要满足以下的要求：可以穿透50cm厚的土壤介质，倾斜角度15°，在侵彻4cm的钢质材料后，起爆TNT炸药。

4殉爆战斗部殉爆未爆弹的实验

从上述内容可知地下未爆弹侵彻的倾斜角度、弹壳厚度、壳体材料和装药种类的最难销毁值，使用改进遗传算法所具有的全局搜索能力和LS-DYNA软件的仿真功能设计，战斗部的装药口径是12cm、药型罩顶角是137°，厚度在0.4cm～0.7cm之间。战斗部的速度可以达到2.1～2.3km/s。运用工艺生产线，让某航空火箭弹的战斗部作殉爆弹的外形，弹体强度和加工都能满足设计的要求，既有效果又可以降低成本。

针对殉爆战斗部殉爆未爆弹一共做了三个实验，地面静破甲实验、空投实验和地面模拟实验。地面静破甲实验是把殉爆弹垂直放置，在55℃的温度下，用军用电雷管起爆。空投实验是把殉爆弹挂在飞行的飞机上，在0.4～1km的高度投放，倾斜角在0～15°之间，用军用电雷管起爆。地面模拟实验就是把爆弹战斗部平卧在地面上，殉爆弹和战斗部相距180cm。倾角是10°，用工业电雷管起爆。

5实验结果

（1）对机场地下未爆弹的特征和结构参数进行分析，通过分析可以知道聚能效应排除未爆弹的可行性。

（2）通过实验可以知道，应用殉爆战斗部排除未爆弹具有一定的可靠性，而且操作比较简单。用这种方式可以一次性处理大量的未爆弹。

（3）隧进殉爆系统可以快速地抢修机场，保证航空兵的作战能力。通过密切的配合、统一的指挥、有秩序的行动和高效率的救援，尽可能地降低了人员伤亡和财产损失。

6结语

综上所述，在机场地下应用聚能效应排除未爆弹的效果很好，排除机场未爆弹的工程很大，使用人工的方式会花费大量的时间和资金投入，应用聚能效应排除未爆弹相对来说比人工排除未爆弹要快捷、方便，而且还不会像人工排除未爆弹一样给施工人员带来安全威胁，有推广使用的价值。

参考文献：