楊建輝 孟德廣



1960年代初期,我國面臨嚴峻的國際形勢,受到來自美、蔣及前蘇聯的多重威脅,需要構筑大量邊防、海防防御工程,實施長時間的國防施工。為了提高工程進度,需要采用爆破法來完成,但在當時,我軍絕大多數部隊的爆破作業仍處于手工點火階段。采用手工點火方式,一次點火起爆的火雷管數量少,施工速度慢,并且在復雜地形上人員后撤不便,存在安全隱患。因此,研制并列裝電起爆器以取代落后的手工點火起爆裝置,成為迫在眉睫之事。自此,各種制式電起爆器先后研制成功。
我軍裝備的各種電起爆器按其產生電能的方式不同,可分為直流發電機式起爆器、電容式起爆器及遙控式起爆器3類。直流發電機式起爆器主要包括10發、25發、100發電氣點火機等型號;電容式起爆器主要包括GBP410型/66式、GBP411型/70式、GBP412型/78式及GBP413型等4種型號;遙控式起爆器主要包括GBP421型及袖珍式/常溫型等2種型號。這些起爆器適于起爆我軍大量裝備的8號電雷管。8號電雷管的電橋絲分為鎳鉻橋絲和康銅橋絲兩種。鎳鉻橋絲電阻為2~4歐姆,起爆電流采用直流電時為0.6安培,采用交流電時為0.9安培;康銅橋絲電阻為1~2歐姆,起爆電流采用直流電時為1安培,采用交流電時為1.5安培。
直流發電機式起爆器
直流發電機式起爆器是一個由定子和轉子組成的直流發電機,通過轉動手柄驅動轉子快速旋轉產生電流,對爆破電路中的電雷管放電而起爆預設裝藥。按一次起爆電雷管的數量分為10發、25發、100發電氣點火機等。這種起爆器比較笨重,加之起爆能力較低,現已被淘汰。
10發、25發、100發電氣點火機的結構、原理及使用方法基本相同,只是發出的起爆電能不同。本文重點介紹25發電氣點火機。
25發電氣點火機是我國第一代制式起爆器,簡稱25發點火機。其是仿制蘇聯的產品,該產品屬小型手動直流發電機,能同時起爆25枚串聯的電雷管。
該點火機機殼外部設有接線柱、轉柄孔及螺帽蓋,并在攜行皮帶上配有轉柄。接線柱用于連接起爆電線,起爆電線與電雷管相接;轉柄用于手工旋轉發電;轉柄孔用于插入轉柄。平時,轉柄孔由螺帽蓋蓋住,以保護轉柄孔。當需要使用時,取下螺帽蓋,將轉柄插入轉柄孔,旋轉轉柄,即可產生電流。當電起爆線路總電阻不超過90歐姆時,其能夠起爆25枚串聯的8號鎳鉻橋絲電雷管;當線路總電阻不超過40歐姆時,能夠起爆15枚串聯的8號康銅橋絲電雷管。
該點火機的工作原理是:用手轉動轉柄時,發電機的電樞即在磁場中轉動,切割磁力線,產生感應電流,并向點火線路輸出電流,起爆電雷管并引爆裝藥。
使用該點火機時,應首先用專用儀表檢查起爆電路的電阻值是否符合要求。然后將起爆電線的兩端接在點火機接線柱上,此時應注意勿使起爆電線的兩個金屬線頭接觸或線頭與機殼接觸,以防短路,影響起爆效果;旋下螺帽蓋,將轉柄插入轉柄孔內,一手握緊點火機底部,另一手握住轉柄,兩手同時猛力向相反方向迅速旋轉(若旋轉速度緩慢,產生的電流強度小,起爆能力低,電雷管將不能可靠起爆),起爆器產生的電流即通過電路起爆電雷管,進而引爆裝藥。起爆完畢后,取下轉柄,拆下起爆電線,旋上螺帽蓋,以便存放起爆器。
電容式起爆器
電容式起爆器按其電源不同,分為電池電容式起爆器和發電機電容式起爆器。電池電容式起爆器采用干電池為電容器充電,電容器放電起爆電雷管;發電機電容式起爆器采用發電機為電容器充電,電容器放電起爆電雷管。電池電容式起爆器比發電機電容式起爆器操作簡單,無需手搖發電即可實施起爆工作,但作業時需攜帶足夠的備用干電池,攜行不便,且一旦備用干電池數量不足,將無法可靠實施起爆。故我國早期研制的GBP410型/66式起爆器為電池電容式起爆器,隨后研制的GBP411型/70式起爆器、GBP412型/78式起爆器及GBP413型多功能程控起爆器為發電機電容式起爆器。
GBP410型/66式起爆器
10發、25發、100發點火機雖然解決了多枚雷管同時起爆的問題,但這類直流發電機式起爆器是仿蘇產品,比較笨重,攜行使用不便,必須研制替代產品以滿足所需。為此,我國于1966年研制成功GBP410型起爆器(也稱為66式點火機),并大量裝備部隊。
GBP410型起爆器是一種采用干電池充電的電容式放電裝置,外形尺寸為160mm×110mm×50mm,總質量1.2kg。其機殼內部設有直流電源、自激發生器、變壓器、整流器和電容器等部件。
直流電源為2節串聯的1號干電池,總電壓為3伏;自激發生器由晶體三極管放大電路構成,用于產生放大的交變電壓;變壓器用于將放大的交變電壓再次放大;整流器用于將交流電變成直流電;電容器用于儲存升壓整流后的電能。
該起爆器的機殼外部設有工作鎖、氖燈和接線柱,并配有鑰匙。其工作鎖有3個檔位,分別是“停”、“充”、“爆”檔,將鑰匙插入工作鎖并轉動鑰匙可將工作鎖置于相應檔位。“停”檔用于平時的保管狀態;“充”檔用于起爆前的充電;“爆”檔用于充滿電后接通起爆線路使裝藥爆炸。氖燈用于檢查充電情況,當充滿電時氖燈會恒亮。接線柱用于連接電起爆線路的起爆電線。
該起爆器的工作原理是:由直流電源(干電池)提供較低的電壓,電壓經晶體三極管自激發生器振蕩、變壓器升壓后得到很高的交流電壓,通過整流后向儲能電容器充電,充電后的電容器電壓可達430伏。當電容器與起爆線路接通時,將所儲電能向起爆線路輸出,從而引爆電雷管。
該起爆器具有較強的起爆能力。當電起爆線路總電阻不超過350歐姆時,能起爆串聯的100枚鎳鉻橋絲電雷管;當電起爆線路總電阻不超過135歐姆時,能起爆串聯的50枚康銅橋絲電雷管。
使用該起爆器時,應首先用專用儀表檢查起爆線路的電阻值是否符合要求。然后打開點火機機殼后蓋,裝入2節1號干電池,將起爆電線接在接線柱上;再將鑰匙插入工作鎖中,順時針旋至“充”檔,即開始充電,此時起爆器有輕微的蜂鳴聲,待氖燈恒亮3~5秒后,立即將鑰匙順時針旋至“爆”檔,即可起爆。起爆后,必須將鑰匙逆時針旋至“停”檔,取出鑰匙,拆下起爆電線。起爆器在較長時間存放時,應將電池取出,以防腐蝕;長期存放后再啟用時,在起爆前(未接入起爆電線)應將起爆器反復“充”、“爆”幾次,以便縮短點火時的充電時間。接入起爆電線后,充滿電至氖燈恒亮3~5秒后,應立即起爆或停止充電,以防電容器被擊穿。
GBP411型/70式起爆器
GBP410型起爆器作為制式起爆器,雖然解決了多枚雷管同時起爆的問題,但其采用干電池供電,干電池的電量有限,施工作業時需多次更換,加之該起爆器起爆的電雷管數量仍然有限,不超過100枚,遠遠不能滿足大型軍事工程的爆破需要。于是,我國科研部門于1970年研制定型了一種手搖發電機電容式起爆器——GBP411型起爆器,也稱70式點火機。
該起爆器的起爆能力遠遠大于GBP410型起爆器,且可選擇起爆時間。所謂可選擇起爆時間,是指該起爆器在充電后可立即起爆,也可停留一段時間后再起爆。在-40℃~+40℃環境條件下,該起爆器充電后,其電量可保留30分鐘,因此在30分鐘內可任意選擇時間點進行起爆。其充電后若立即起爆,可起爆串聯的200枚8號鎳鉻橋絲電雷管(要求起爆線路總電阻不超過650歐姆),或起爆串聯的100枚8號康銅橋絲電雷管(要求起爆線路總電阻不超過220歐姆);若充電后在30分鐘內起爆,可起爆串聯的100枚8號鎳鉻橋絲電雷管(要求起爆線路總電阻不超過350歐姆),或起爆串聯的50枚康銅橋絲電雷管(要求起爆線路總電阻不超過135歐姆)。
該起爆器外形尺寸為160mm×120mm×65mm,總質量1.3kg,其機殼內部設有發電機、變壓器、整流器、電容器等部件,機殼外部設有搖柄插孔、氖燈、接線柱、起爆按鈕,并配有兩把搖柄。附件包括背帶、搖柄套及旋蓋等,其中,背帶用于背負攜行,搖柄套用于容納搖柄,旋蓋用于保護搖柄插孔。
該起爆器的工作原理是:通過轉動搖柄帶動發電機發電,經升壓整流后向儲能電容器充電,充電后的電壓可達1600~1900伏。按下起爆按鈕,電容器與起爆線路接通,電流起爆電雷管,從而引爆裝藥。
使用該起爆器時,首先檢查起爆線路的電阻值是否符合要求;然后將起爆電線接在接線柱上;再將搖柄插入搖柄孔內,以每秒3~4轉的速度,順時針方向迅速旋轉,待氖燈恒亮后,立即停止轉動。需要起爆時,按下起爆按鈕即可。起爆后,先取下搖柄,然后拆下起爆電線。需注意的是,起爆器在充電后至起爆前,不能取下搖柄,否則會自行放電,影響起爆效果;轉動搖柄時不能太慢,否則氖燈會放電,也將影響起爆效果。
GBP412型/78式起爆器
GBP412型起爆器是我國于1978年研制定型并大量裝備部隊的一種起爆器,也稱為78式點火機。其外形尺寸為130mm×100mm×55mm,總質量1kg。與GBP410型和GBP411型相比,其體積更小,質量更輕,而且起爆能力與GBP411型相當,頗受部隊官兵喜愛。
GBP412型起爆器是一種手搖發電機電容式起爆器,其結構組成、起爆能力、使用方法等均與GBP411型起爆器相同。
GBP413型多功能程控起爆器
GBP410型、GBP411型及GBP412型起爆器雖然在結構性能上不斷提高,但起爆的雷管數量超過200枚時便無能為力,并且對起爆線路的檢測需要采用專門的檢測儀表(檢測時通過線路的電流強度不能超過0.05安培),檢測后方能將起爆電線接到起爆器上。另外,它們在起爆方式上也存在一些缺陷,這些缺陷均不利于完成大型爆破施工任務。
隨著我軍爆破技術的進步和國防施工的需要,一些部隊擔負的大型爆破工程需要采用微差技術(每個爆破點的起爆時間均有微小差別的一種技術,稱為微差技術),一次點火分多個批次起爆300枚以上的電雷管(如武警水電部隊在三峽工程的爆破施工作業),而上述幾種起爆器均無法完成這樣的任務。1996年,我國科研部門研制成功一種新型多功能程控起爆器,命名為GBP413型多功能程控起爆器,并于同年裝備部隊。
GBP413型多功能程控起爆器是一種手搖發電機電容式起爆器,外形尺寸200mm×50mm×70mm,質量3kg,工作溫度為-40℃~+50℃。
該起爆器的工作原理是:轉動搖柄帶動發電機發電,經升壓整流后向電容器充電。按下起爆按鈕,電容器與起爆線路接通,電流起爆電雷管,從而引爆裝藥。
該起爆器具有齊發和微差兩種起爆功能,同時還具有檢測爆破網路的電阻值(因爆破需要,由多條導電線及多個電雷管組成的網絡稱為爆破網路)、測量顯示充電電壓的功能。對爆破網的電阻及電壓進行測量時,其測量范圍為0~3999歐姆、0~3000伏特。該起爆器可連接3條起爆線路,每2條起爆線路的起爆微差時間間隔可在20~9999毫秒之間隨機設定,即可按預定的微差時間間隔依次起爆3條起爆線路,其手搖充電時間不大于30秒。
齊發起爆時的放電電壓為3000伏特,當充電后立即起爆,且起爆線路總電阻不大于1850歐姆時,能同時起爆串聯的8號鎳鉻橋絲電雷管600枚;微差起爆時的放電電壓為1000伏特,起爆線路總電阻不大于530歐姆時,每路能起爆串聯鎳鉻橋絲8號電雷管160枚。
該起爆器的機殼外部設有搖柄孔、標號為“1”的紅色接線柱、標號為“2”和“3”的白色接線柱、無標號的黑色接線柱、液晶顯示窗、兩個導通用的金屬觸點、微差/齊發開關、電源開關、標有“置數”的按鈕、標有黑色“▲”的按鈕以及起爆按鈕。其中,標號為“1”的紅色接線柱用于連接第1路微差線路或齊發線路;標號為“2”、 “3”的白色接線柱用于連接第2路、第3路微差線路;無標號的黑色接線柱為公共接線柱,用于連接每種線路的另一條起爆電線;液晶顯示窗用于顯示測量數據和設置微差的時間間隔;兩個導通用的金屬觸點用于測量爆破網路的電阻值;微差/齊發開關用于選擇起爆方式;電源開關用于打開和關閉電源;“置數”按鈕用于進入微差時間間隔的設定狀態;黑色“▲”按鈕為時間增量按鈕,用于設定時間數值;起爆按鈕用于齊發起爆或微差起爆。
采用齊發方式起爆時,將“微差/齊發”開關置于“齊發”位置,打開電源開關,測量起爆線路電阻,檢查線路是否符合要求。將起爆線路接至1號接線柱和黑色接線柱上,插入搖柄,按順時針方向逐漸加速旋轉充電,充電電壓數值由顯示器顯示。充滿電后,按下“起爆”按鈕進行起爆。爆破結束后,取下搖柄(搖柄向里推并逆時針旋轉),然后拆下起爆電線,關閉電源開關。
采用微差起爆方式時,將“微差/齊發”開關置于“微差”位置,打開電源開關,分別測量爆破網路各線路電阻值是否符合要求。具體方法是將所要測量的某一線路的兩個金屬線頭分別用手指按壓在起爆器兩個導通用的金屬觸點上,并從顯示器讀取電阻值。該起爆器將這一測量功能整合在裝置中,不像GBP410型、GBP411型及GBP412型起爆器均需要采用專門的檢測儀表檢查起爆電路的電阻值,其操作更加方便快捷。將各網路的導線分別接至1號、2號、3號接線柱和黑色接線柱上,接通微差爆破網路。按下“置數”按鈕,進入微差時間間隔的設定狀態。此時,顯示器自左至右共4位,依次表示秒位、百毫秒位、十毫秒位和毫秒位,按“置數”按鈕選擇時間位置,按下“▲”(增量)按鈕設定所需時間間隔,然后插入搖柄并轉動使電容器充電。按下“起爆”按鈕進行起爆,爆破網路按1~3路的順序起爆。爆破結束后,取下搖柄,然后拆下起爆電線,關閉電源開關。(待續)
編輯/曾振宇