飛片存在狀態對起爆過程的影響研究

飛片起爆技術從上世紀60年代產生以來就一直吸引著人們的注意。該項技術的關鍵就是能否產生出飛片，而且即使產生出了飛片，其存在的不同形式也將必然會對炸藥的沖擊起爆過程產生不同的影響作用。完整以及平面性保持完好的飛片與不完整或是平面性保持不好的飛片由于其撞擊接觸面積的不同，導致產生熱點數的不同，因此會對炸藥產生明顯不同的沖擊起爆效果。另外，如果飛片不存在，那么起爆炸藥的激勵源就只能是爆炸箔爆炸產生的“爆炸波”了，其沖擊起爆機理也與飛片存在的情況有所不同。由此可見，飛片產生與否對起爆系統的沖擊起爆機理以及沖擊起爆判據的建立有著極其重要的意義。本文通過實驗研究了中北大學自行研制的飛片起爆系統中飛片的存在狀態對起爆過程的影響。

一、試驗裝置及原理

小飛片起爆系統主要由以下幾部分組成：高功率脈沖電源、爆炸橋箔、飛片、加速膛、反射片、炸藥和扁平電纜。可概括為兩大部分，即高功率脈沖電源系統和飛片起爆裝置。

其工作原理為：首先由高壓脈沖電源給電容器充電，當電容器通過金屬爆炸箔放電時，金屬箔被汽化并加熱至等離子態，由此產生的等離子體迅速膨脹，產生極高的壓力，在反射片材料的限制下，使飛片從加速膛中心孔處被切割下來，經過加速膛加速后高速撞擊炸藥柱，從而實現對炸藥柱的起爆。

二、理論分析

1.爆炸橋箔相變過程的研究

在放電回路接通之后，脈沖大電流對橋箔進行加熱，因為加熱速度非常快，吸收的熱量來不及釋放，橋箔溫度迅速升高到熔點，變成液態。之后，過熱的液態金屬更快地達到沸點，熱能使原子激發，克服材料的化學鍵和內力，開始汽化。在汽化開始之后，金屬蒸氣還不斷向外膨脹，并向周圍空氣推出沖擊波。膨脹又使蒸氣內部壓力降低，密度減小，當到一定程度時，由于電子碰撞電離將使膨脹開來的蒸氣通道再次放電，并形成等離子體。金屬箔的爆炸時間大約為1μs左右。

關于爆炸箔（爆炸絲）產生沖擊波的理論計算和實驗測量還有許多報導。和用X射線方法研究了爆炸金屬箔的沖擊波形成過程，他們發現當金屬蒸汽開始飛散時形成了一個沖擊波，波速約為3×103m/s。

根據上述分析，可以得出在足夠高的起爆電壓下，金屬箔爆炸時，也能在炸藥中產生沖擊波并引爆炸藥，即即使沒有產生飛片，同樣可以引爆炸藥。