淺析隔板材料中發泡塑料及工藝對破甲彈性能的影響

■ 浦元元 禹 燁

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淺析隔板材料中發泡塑料及工藝對破甲彈性能的影響

■ 浦元元 禹 燁

本文針對隔板材料及工藝對破甲彈性能的影響，通過試驗分析研究，提出為確保裝藥爆轟波形趨于理想狀態、穩定破甲威力所選擇的隔板材料及工藝控制方法。

引言：

彈藥領域中，破甲彈的藥型罩材料組織結構及加工質量、主裝藥的密度分布均勻性、隔板制造的工藝控制等方面對裝藥的破甲水平及穩定性有著重要影響。本文針對隔板材料中的發泡塑料及其工藝控制對破甲水平的穩定性進行了一些試驗和研究。

1.隔板材料選擇對破甲性能的影響

眾所周知，聚能裝藥設計的理想狀態是讓爆轟波形呈W波形，而隔板的材料及工藝控制方法將直接影響到爆轟波的形狀及破甲威力。因此隔板也是聚能裝藥中的一個關鍵零件。下面就隔板材料及制造工藝等方面開展實驗研究，以找出內在的聯系和規律。

目前最常用的隔板材料有軟木、發泡塑料、膠木、聚胺脂、橡膠等。我們可以通過一組不同材料的靜破甲對比試驗，來看隔板材料對破甲性能的影響。

采用現已裝備的某型破甲彈的裝藥結構，隔板分別用發泡塑料、軟木、膠木，分別進行了一組靜破甲試驗。試驗結果如表1所示：

從試驗結果可以看出，軟木隔板的破甲性能最好，且穩定性好。發泡塑料次之，夾布膠木最差。因此在隔板選用材料時應優先選用軟木，其次是發泡塑料，再次是膠木，同時應根據彈丸的發射過載和隔板材料的強度綜合考慮選用隔板材料。對于小過載破甲彈，應優先選用軟木和發泡塑料隔板。

目前國內普遍采用發泡塑料作為隔板的材料，主要原因是發泡塑料的價格便宜，制造工藝性好，且尺寸穩定性較好。軟木隔板運用很少，主要原因是由于效果好的軟木材料少，且加工工藝繁瑣，還存在尺寸穩定性差、易吸濕等缺點。

對于大過載破甲彈應優先選用膠木作為隔板材料。因為膠木雖不及軟木和發泡塑料的破甲性能，但它的抗壓強度高，且隔板性能與發泡塑料相比差異不大。

表1 　三種隔板材料靜破甲對比試驗結果

表2 　發泡塑料隔板材料粒度對破甲水平的影響對比試驗結果

2.發泡塑料隔板材料粒度對破甲的影響

我們分別對三種發泡塑料隔板材料的不同粒度進行了靜破甲試驗并收集數據制作成表。從表2試驗結果可以看出，隨著發泡塑料粒度的減小，破甲跳動越來越大。這是因為隔板的發泡不均造成了發泡塑料隔板密度的不均勻，從而影響了爆轟波形的中心對稱性，使破甲威力出現了較大的跳動。

通過以上試驗結果，在確定發泡塑料隔板的材料粒度問題上，可以得出以下兩個結論：

（1）當對破甲威力穩定性要求較高時，應盡可能選擇粒度較小的發泡塑料，以便消除隔板可能帶來的影響。

（2）當對破甲威力要求較高時，可選用粒度大小適中的發泡塑料，而發泡的均勻性可通過加工工藝的調整來保證。

3.發泡塑料隔板的發泡工藝方法及控制

發泡塑料隔板的加工是采用加熱的方法利用發泡劑受熱汽化膨脹，以達到充填空腔和成型的目的。目前比較普遍采用的方法有：水煮發泡、蒸汽發泡、烘箱干發泡等。無論哪種工藝方法，都存在發泡均勻性問題。下面以最常見的水煮發泡為例，研究發泡塑料隔板成型工藝對發泡均勻性的影響。

通常采用的模具結構，往往由于倒料時，堆料的上平面不可能很平，并且由于模具加溫時處于靜止狀態，使成型后的隔板出現周邊顆粒大小不均勻現象。由于密度不均勻，很容易造成裝藥爆轟波形不對稱，從而使破甲威力出現很大的跳動。

為了解決這個問題，可采取模具旋轉發泡方法，見圖1。

圖1　 模具旋轉發泡方法示意圖

這種方法是將模具放在加熱器皿中，使模具始終處于轉動狀態。這樣在發泡過程中，模具中的塑料顆粒不停地翻轉，使各部分溫度均勻，不存在顆粒的發泡有先有后，消除了質量偏心和密度不均勻的問題。

結論：

由此我們可以看出，要使發泡塑料粒度比較均勻穩定，應選用模具旋轉發泡工藝。在此基礎上，當發泡塑料粒度較小時，破甲威力穩定性比較高；當發泡粒度大小適中時，破甲威力最大；而當發泡粒度較大時候，破甲穩定性及破甲威力均不如前兩者。因此選擇合適的材料，采取合理的工藝方法，是保證隔板內在質量，確保爆轟波形，穩定破甲威力的重要手段。

［1］陳國光， 等. 彈藥制造工藝學.北京：北京理工大學，2004

［2］王儒策等.彈藥工程.北京：北京理工大學出版社，2002

［3］惲壽榕等.爆炸力學計算方法.北京：北京理工大學出版社，1995

［4］北京工業學院一系.爆炸物理基礎.北京：北京工業學院，1974

（作者單位：總裝駐揚州地區軍代室）