滅雷炸彈對沉底雷殉爆能力研究

付德強 胡迺成

摘 要：在對沉底雷的獵雷作業(yè)中，相對使沉底雷失效而言，殉爆沉底雷更能體現(xiàn)最終獵雷效果。文章通過對滅雷炸彈殉爆能力的計算分析，給出了理論上的殉爆距離數(shù)值，對今后部隊進行獵雷作業(yè)將具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：滅雷炸彈；沉底雷；殉爆；應(yīng)用

1 水下爆炸對沉底水雷的破壞效果分析

滅雷炸彈或一次性滅雷具水下爆炸，因爆點距水雷的距離和水雷布放海區(qū)深度的不同，會產(chǎn)生不同的破壞效果，主要有殉爆、誘爆、失效、損傷、無損傷等幾種情況。

殉爆是指水雷裝藥直接被引爆。由于水雷裝藥比較穩(wěn)定，直接引爆需要很大爆能，只有在極大裝藥或貼近雷體的情況下才可能發(fā)生。

誘爆是指爆炸時產(chǎn)生的物理場變化導(dǎo)致水雷引信誤動而發(fā)生爆炸?，F(xiàn)代水雷引信日趨完善，這種可能性較小。

失效是指由于引信等關(guān)鍵部件損壞或裝藥（引爆藥）失效，水雷失去戰(zhàn)斗力。

損傷是指水雷結(jié)構(gòu)（內(nèi)部或外部）受到破壞，但引信仍然可以工作，裝藥仍有效，水雷還具有戰(zhàn)斗力。

無損傷即為對水雷沒有產(chǎn)生任何損害。裝藥量不足、爆炸距離過大會出現(xiàn)損傷和無損傷情況。

針對具體獵雷作業(yè)而言，誘爆、損傷和無損傷不是獵雷作業(yè)預(yù)期的獵雷效果，因而只需研究如何確保水雷失效或殉爆。而失效相對殉爆而言，存在一個心理疑慮的問題，即使從理論上根據(jù)相關(guān)因素可以判定水雷應(yīng)該失效，但最終究竟是不是失效還存在一個確認的問題，水雷打撈比較困難，即使能夠打撈也面臨巨大風(fēng)險，畢竟敵方布設(shè)的是引信完備的戰(zhàn)雷，萬一沒失效后果不堪設(shè)想。退一步講，可以確認該水雷已經(jīng)失效，但裝藥還在，極有可能為日后海上航行或其他軍事活動留下隱患。而殉爆就比較簡單，一聲巨響，效果確定，心中沒有任何疑慮，更不會留下任何隱患。因而必須加強殉爆技術(shù)在獵除沉底雷作業(yè)中的應(yīng)用研究，并在今后作戰(zhàn)部隊進行獵雷作業(yè)中，逐漸把殉爆沉底水雷作為獵雷作業(yè)成敗唯一的判定依據(jù)。

2 殉爆概念及殉爆制約因素分析

2.1 殉爆及殉爆距離

裝藥A爆炸后，通過惰性介質(zhì)（如空氣、水、泥土等非爆炸物質(zhì)）引起一定距離上B裝藥爆炸的現(xiàn)象叫做殉爆。裝藥A叫做主發(fā)裝藥，裝藥B叫被發(fā)裝藥，兩裝藥間能引起爆炸的最大距離R叫做殉爆距離。

2.2 實現(xiàn)殉爆的影響因素

根據(jù)文獻，影響殉爆的主要因素有：一是主發(fā)裝藥的性質(zhì)和質(zhì)量。主發(fā)裝藥的起爆能力越大，殉爆距離就越大，當(dāng)主發(fā)裝藥爆轟產(chǎn)生的沖擊波速度大于被發(fā)裝藥的臨界爆速并有足夠的強度時，就能引起被發(fā)裝藥的爆炸，因此主發(fā)裝藥的爆熱、爆速愈大，密度越大，裝藥量多，所形成的沖擊波壓力與沖量就愈大，則引起殉爆的能力也就愈大；二是被發(fā)裝藥的性質(zhì)。影響殉爆距離的主要因素是被發(fā)裝藥的爆轟感度，它的爆轟感度越大，則殉爆能力越大。因此，凡是影響被發(fā)裝藥爆轟感度的所有因素，如密度、裝藥結(jié)構(gòu)、力度大小、化學(xué)性質(zhì)等都影響殉爆距離；三是主發(fā)裝藥與被發(fā)裝藥之間的連接方式。當(dāng)主發(fā)裝藥與被發(fā)裝藥之間用管子連接時，也能使殉爆距離增大；四是包裝外殼的影響。主發(fā)裝藥有外殼時，殉爆距離可以增大，這是由于阻止了爆轟產(chǎn)物的側(cè)向飛散。而被發(fā)裝藥有外殼包裝時，一般殉爆距離增大，因為包裝減弱了沖擊波和產(chǎn)物對裝藥的作用；五是介質(zhì)的性質(zhì)。彈性好的介質(zhì)，傳遞能量效果好，吸收的能量小，因而殉爆距離大，而一般不容易壓縮的介質(zhì)，沖擊波在其中損失的能量多，能量衰減容易，因而殉爆距離小。介質(zhì)對殉爆距離的影響文獻[3]進行過介紹。主發(fā)裝藥和被發(fā)裝藥都是苦味酸，主發(fā)裝藥密度1.25g/cm3，藥量20g，紙外殼，被發(fā)裝藥密度1.0g/cm3，實測結(jié)果如下表。

表1 介質(zhì)對殉爆距離的影響

3 殉爆技術(shù)在獵雷作業(yè)中的應(yīng)用研究

根據(jù)文獻[2]，殉爆距離可以用下式計算：

R=K1■ （1）

式中R-殉爆距離（m）；G-主發(fā)裝藥量（kg）；K1-與炸藥性質(zhì)、裝藥條件、介質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)

滅雷炸彈通常選用梯黑炸藥或B型炸藥，裝藥量也不一樣。為研究方便，我們以滅雷炸彈裝B型炸藥共30kg，裝藥密度？籽=1.65～1.71g/cm3為例來進行分析。

滅雷炸彈30kg炸藥的TNT當(dāng)量為：

Gw=■·G （2）

式中 Qv-B型炸藥的爆熱；Qw-TNT炸藥的爆熱

根據(jù)文獻[2]

■=1.122

代入（2）式得

GW=33.66kg

下面通過三種方法來對滅雷炸彈的殉爆距離進行分析。

3.1 利用空氣中TNT炸藥的殉爆系數(shù)進行分析

根據(jù)文獻[1]裝藥密度為1.6g/cm3的梯恩梯作為主發(fā)裝藥與被發(fā)裝藥，并于被發(fā)裝藥上插一雷管時，當(dāng)主發(fā)裝藥在空氣中爆炸時，能夠引起被發(fā)裝藥爆炸的殉爆系數(shù)K1=1.3。因滅雷炸彈裝藥密度？籽=1.65～1.71g/cm3，比？籽=1.606g/cm3 TNT炸藥密度大，起爆效果會更好，但在計算中我們?nèi)匀1=1.3。

33.66kgTNT在空氣中的殉爆距離為：R=K1■=7.54m

由表1可知，兩裝藥其它條件不變的情況下，改變裝藥間的介質(zhì)，在空氣中的殉爆距離為水中的7倍。由此可以推導(dǎo)出滅雷炸彈在水中對沉底雷（裝藥為300kgTHL炸藥）的殉爆距離為：

R=1.08m

3.2 利用相似定律進行分析

應(yīng)用表1及相似定律我們來導(dǎo)出水中33.66kg苦味酸（其它條件不變，只是質(zhì)量增大）的殉爆距離。

相似定律確認：若用來測量沖擊波壓力及其它特性的長度和時間的比例尺與藥包的尺寸均增加相同的倍數(shù)，則這些特性將不變。例如，在距離邊長0.3m的立方體藥包3.0m外測得的沖擊波的壓力和持續(xù)時間，應(yīng)當(dāng)?shù)扔谠诰嚯x邊長0.6m的立方體炸藥包6.0m處經(jīng)過比原來大一倍的時間間隔測得沖擊波的壓力和持續(xù)時間。因而，對于線性尺寸增加1倍（重量增加8倍）的藥包，測點距離增加一倍時，按絕對單位測得的時間也增加一倍。

對于33.66kg的苦味酸比20g苦味酸增加

K=■=1683倍。

因壓力和持續(xù)時間均不變，則33.66kg苦味酸的殉爆距離應(yīng)為

R=■×0.04=0.47m

由于B型炸藥爆熱、爆速比苦味酸大，而滅雷炸彈裝藥密度？籽=1.65～1.71g/cm3，也比？籽=1.25g/cm3大，因此，B型炸藥水中殉爆距離應(yīng)大于0.476m。

3.3 應(yīng)用法國PAP104獵雷系統(tǒng)的戰(zhàn)技指標(biāo)進行分析

以前，我國有關(guān)水下爆炸破壞水雷破壞參數(shù)通常都只考慮基于臨界壓力Pm，即使水雷失效的最小沖擊波峰值壓力，Pm一般取Pm=16.8Mpa。該數(shù)值經(jīng)過實戰(zhàn)檢驗，曾經(jīng)被認為是保守和可靠的。但有資料研究表明，單一考慮臨界壓力Pm有時會得出錯誤結(jié)論。還應(yīng)當(dāng)引入沖擊因子這一衡量標(biāo)準。目前在相應(yīng)的破壞效果研究中都已引入了沖擊因子SF這一概念。SF計算公式如下：

SF=■ （3）

式中SF-沖擊因子；K-海底反射系數(shù)；G-炸彈裝藥量（kg）；R-炸心距目標(biāo)距離（m）

法國的PAP104獵雷系統(tǒng)使用了裝藥約100kg的滅雷炸彈，保證在2m距離處引爆水雷裝藥，此時的沖擊因子達到5，沖擊波峰值壓力達到135.2Mpa。

由（3）式可以推出

K=■=1

炸彈在海底爆炸比在水中爆炸，沖擊波能量能增加10%～20%，因此海底反射系數(shù)可在K=1的基礎(chǔ)上略有增加，在下面計算中我們?nèi)值為1.1。

對于33.66kgTNT炸藥其SF為：

SF=■=■=■

令SF=5則R=1.25m

下面我們計算33.66kg炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波峰值壓力

Pm=533（■）1.13×9.8×104 （4）

將G=33.66kg，R=1.25m代入上式得

Pm=154.03Mpa

由于R=1.25m處的沖擊因子SF=5，Pm=154.03Mpa，大于法國PAP104滅雷炸彈的沖擊因子SF=5，Pm=135.2Mpa的數(shù)值，因此，我們可以相信滅雷炸彈在1.25m范圍內(nèi)能夠使沉底雷爆炸。

4 結(jié)束語

分析以上三種情況，第三種情況應(yīng)與實際情況最為接近，我們可以認為，在不考慮沉底雷布放深度影響的情況下，滅雷炸彈對沉底雷的殉爆距離約為1.25m，也就是說，將滅雷炸彈投放在距沉底雷1.25m范圍之內(nèi)，可殉爆沉底水雷。若考慮沉底水雷布放深度的影響，隨著布放深度的增加，其殉爆距離應(yīng)逐漸增大。

參考文獻

[1]鐘永峰.關(guān)于水下爆炸對水雷破壞參數(shù)的探討[J].宜昌：第710研究所，1997.

[2]黃貞皆.炸藥與火藥[M].武漢：海軍工程學(xué)院印刷，1980.

[3]孟祥嶺.水雷兵器總體設(shè)計原理[M].武漢：海軍工程學(xué)院印刷，1981.

作者簡介：付德強（1970-），男，本科，工程師，主要研究方向為武器系統(tǒng)試驗。