大型廢舊魚雷的銷毀方法研究與應用

彭小芬，黃寅生，王志強

(1.中國人民公安大學治安學院，北京 100038；2.南京理工大學化工學院，南京 210094)

廢舊彈藥主要是指在戰爭時期交戰雙方遺棄丟失的或在和平時期軍事訓練、演習、檢測、化驗以及武器裝備研制、生產過程中遺留下來的彈藥[1]。廢舊彈藥的銷毀處置方式[2-3]有:爆炸法、燃燒法、水溶解法、拆除法等。張凱等[4]采用爆炸法銷毀了400 kg TNT當量的廢舊炮彈；蔣躍飛等[5-6]采用裸露藥包誘爆銷毀法銷毀廢舊炮彈，取得了較好的銷毀效果；朱紹武等[7]提出炸藥爆破彈殼和誘爆炸藥主要決定于炸藥的爆破壓力。炸藥的破壞能力隨爆破壓力的增大而增大。商健等[8]提出用線性切割法銷毀口徑較大炮彈。鄭軍強[9]采用聚能裝藥和多點同步起爆，利用爆轟波對撞原理和聚能效應實現廢舊彈藥的可靠銷毀。

各種廢舊彈藥由于品種復雜、銹蝕和變形嚴重、安全裝置失效，再加上遺留時間長、性能不穩定，處置過程危險性大。本文重點介紹一枚在黃海打撈的某大型魚雷銷毀工作全過程，以期為此類彈藥安全銷毀提供參考。

1 銷毀廢舊彈藥的方案

1.1 銷毀方案的選擇

待銷毀的彈藥為漁民在2019年初在黃海海域打撈出的1枚魚雷(尺寸約為長4 000 mm，直徑500 mm)，如圖1所示。從現場拍攝的魚雷照片觀察，彈體銹蝕嚴重，魚雷尾翼已被打撈漁民拆解，內部裝藥不明，猜測為甲午戰爭時期遺留下來的彈藥。經查，此魚雷應為直徑533 mm的大型魚雷，一般裝藥量為200～500 kg[10]，戰斗部參數可參考美國Mk48大型魚雷，考慮到起爆炸藥以及適當安全系數，下文所涉及到的待銷毀TNT當量均選用500 kg。由于魚雷裝藥量較大，且外殼完整，燃燒法、水溶解法處理不了；而拆除法危險性大，并且處理不徹底；相比之下，采用爆炸法安全、高效[11]，比較實用，同時考慮所銷毀魚雷裝藥量較大，不宜采用地表裸露爆破，應在松散性較好的沙土部位用人工或機械開挖2.5 m左右深度的凹坑[12]。

圖1 黃海打撈的某大型魚雷Fig.1 Large-scale torpedo salvaged from the Yellow Sea

1.2 安全性設計

爆破法具有很大的危險性和破壞力，為了避免事故發生，保證預期效果，有必要用科學的方法對爆破作業進行安全性設計。

1.2.1 爆炸沖擊波

按照魚雷500 kg TNT當量計算沖擊波超壓，爆炸空氣沖擊波安全允許距離[13]：

(1)

式中：p為沖擊波超壓，Pa；R為沖擊波安全距離，m；Q為爆炸的TNT當量，kg，計算結果如表1所示。

表1 沖擊波超壓計算Table 1 Calculation of shock wave overpressure

式(1)計算結果是按照地面爆炸產生的沖擊波，如果深埋地下爆破，爆炸沖擊波應該更小。根據資料[14]，沖擊波對一般建筑物和人員中等傷害的沖擊波超壓為0.29×105Pa。計算結果在500 m以外的沖擊波超壓為0.019×105Pa，遠遠小于中等傷害超壓值，因此爆炸沖擊波的傷害在500 m以外是安全可控的。

1.2.2 爆炸地震波

爆炸振動對地面建筑和設施可能造成直接和間接傷害，國家爆破安全規程對防振安全距離是按照振速控制的[15]，其計算公式為

Rz=(K/v)1/α·Q1/3

(2)

式中：Rz為爆炸地震安全距離，m；v為地震安全振速，cm/s；K、α為地震波傳播介質常數。計算結果如表2所示。

表2 爆破振動安全距離計算Table 2 Calculation of blasting vibration safety distance

由上述計算可知，按照最大當量500 kg計算，對于本次銷毀所選用的場地距民用一般建筑物、工業和商用建筑物、運行中的電力系統都遠超爆破允許振動安全距離以外，現場實際距離如圖2所示，因此爆破振動的危害可控。

圖2 爆破環境Fig.2 Blasting surroundings

1.2.3 爆炸飛散物

飛散物包括破片，飛石和爆炸物殘渣等，單個大型彈藥在地表爆炸時，破片距離可達500～1 500 m。采用深坑加覆蓋措施，爆破飛散物的集中拋散距離在150 m左右，少數達200 m左右，不超過300 m。此次魚雷銷毀采用深埋加填埋的措施，飛散物在300 m內是安全可控。

綜合考慮沖擊波安全距離、保證地震安全距離和飛散物安全距離，選擇500 m作為廢舊彈藥爆破銷毀時的危險作業區域半徑是可行的。

1.3 引爆用藥量

采用爆炸法誘爆魚雷的外用藥量[16]如表3所示，誘爆炸藥選用乳化炸藥(TNT當量值為0.76)。

表3 引爆用藥量(TNT當量)Table 3 Detonation charge (TNT equivalent)

以美國Mk48大型魚雷(重量1 582 kg)為例，考慮魚雷的構造、性能及所處的狀態難以判定，所需的引爆藥量增加1倍，最終確定乳化炸藥TNT當量為48 kg，魚雷的彈頭部和引信處上邊和左右兩側各捆綁誘爆藥包，每個誘爆藥包4 kg，共12個藥包。

2 廢舊彈藥銷毀準備過程

2.1 銷毀場地的準備

銷毀廢舊彈藥和爆炸物品時，要選擇專門場地。本此銷毀場地選擇在一處開闊、空曠的海帶曬場內。北900 m處為公路，南1 800 m處為村莊(500 m處有高壓線)，東南600 m處有風力發電，西南850 m處為辦公樓，具體如圖2所示。開挖炸坑在銷毀場地中心橢圓位置，選擇土層厚實且無碎石摻雜的地點，采用挖掘機挖掘炸坑，炸坑深度2.5 m左右，底部寬1.5 m，長5 m，口部長寬尺寸以剛好方便作業為宜(見圖3)。

圖3 炸坑開挖Fig.3 Blast crater excavation

2.2 裝車和運輸

該枚魚雷由于體型巨大，需要特殊車輛進行裝運。綜合測量考察后，決定使用卡車進行運輸，并在全車布置安全警示標志，提示道路車輛保持車距。魚雷裝車過程必須小心謹慎，委托專業技術人員操作，公安局全程監督。裝車前，采用吊裝鋼筋籠進行包裝，防止彈頭碰撞、斷裂或意外跌落，且便于吊裝裝車，吊裝過程如圖4所示；運輸車輛的車廂內鋪置30 cm厚的沙層，將魚雷半埋入細沙中防止滾動；因魚雷較長、不能橫向放置，縱向放置時，魚雷引信部位不得直接頂在車廂上，引信朝向汽車的尾部。裝卸過程嚴禁磕碰、滾動或倒置，尤其在引信部位，要保證其絕對不與其他物體碰撞。引爆魚雷的炸藥、雷管不允許與魚雷彈藥同車運輸，另行單獨發車。全程車速控制在25 km/h以下，車輛之間保持足夠的車距,押運和護送人員單獨備車。

圖4 待銷毀的魚雷裝車Fig.4 Loading of torpedoes to be destroyed

2.3 裝藥和連線

安全警戒范圍分為爆炸物裝坑警戒和爆破現場周邊警戒。爆炸物裝坑警戒范圍以銷毀點為中心，半徑不小于50 m；爆破現場警戒范圍以銷毀點為中心，半徑不少于500 m。由技術人員挖好炸坑后，將魚雷水平放置于坑底，采用非電起爆網路，用2發同段別的導爆管雷管起爆，如圖5所示。

圖5 裝藥和起爆Fig.5 Explosives charge and detonation

為了增加魚雷引爆的可靠性，誘爆的12個藥包同時起爆。每個藥包采用2發雷管起爆，全部起爆導爆管梳分成2束，分別用2發雷管反向起爆，再用導爆管與四通聯接起爆點。

彈藥安裝完畢后，進行填埋作業，為控制魚雷爆炸后飛片的飛散距離，在魚雷的上部覆蓋2層棉被，炸坑用松軟的沙土，盡量密實，并堆高土層，直至形成小土丘。爆破準備活動就緒后，對附近路段進行臨時管制封鎖，以防止爆破現場無關人員及車輛靠近。

3 銷毀結果與分析

起爆后，誘爆藥包引爆魚雷，爆炸瞬間形成了十幾米高拋灑物，如圖6所示。炸坑直徑15 m，可見漏斗深度2 m。離爆點600 m處的測振系統沒有達到啟動閾值。飛散物在爆坑周邊300 m以內，爆破效果良好，危害效益得到有效控制。起爆后15 min，專業技術人員再次進入銷毀場地進行安全檢查，開挖炸坑，檢查是否還有未完全銷毀的爆炸物，爆炸殘骸如圖6c所示，魚雷已經完全起爆，為了安全起見，對收集的爆炸破片繼續進行過火銷爆處理。

圖6 銷毀Fig.6 Destruction

4 結語

1)本文采用爆炸法對某大型魚雷實施銷毀作業，經計算，500 m范圍作為此大型廢舊魚雷銷毀作業半徑安全可靠，且銷爆效果良好。

2)提出了一套完整、規范的大型魚雷銷毀方案，為大型廢舊炮彈的規范化和安全性銷毀提供了一種切實可行的操作方法和實施方案，具有很好的參考意義。