火工品第七章-电雷管改课件

1、第七章 炮弹用电雷管7.1 概述战术技术要求： 1.适当高的感度 2.瞬发性要高 3.有足够的安全性 用引信碰着目标到爆炸的时间来考核引信的瞬发度国防科技学院School of National Defence Science and Technology第七章 炮弹用电雷管7.1 概述国防科技学院7.2 灼热式电雷管1-雷管壳 2-加强帽 3-塑料塞 4-桥丝 5-起爆药 6-猛炸药 7-脚线 8-绝缘胶特征参量： 1.最大安全电流（安全性） 2.最小发火电流（感度） 3.最小发火能量 4.作用时间或发火时间国防科技学院School of National Defence Science a

2、nd Technology7.2 灼热式电雷管1-雷管壳 2-加强帽 3-塑料塞 7.2.1 桥丝式电雷管发火过程原理三个阶段：（1）桥丝预热阶段-桥丝的温度和电能量的关系 （2）药剂加热和起爆阶段 （3）爆炸在雷管中的传播国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.2.1 桥丝式电雷管发火过程原理三个阶段：国防科技学院电容放电起爆时：其中： Q1电容器给予桥丝的热（J） t 电容器放电的时间（s） 放电时间常数（s） W0 电容器初始时所具有的电能（J）国防科技学院School of National Defence Sc

3、ience and Technology电容放电起爆时：其中：国防科技学院其中：Q2-使桥丝温度从T0上升到T1时桥丝应得到的热 假设：不计桥丝传给药剂的热及其它损失热，则 （T1T0） 国防科技学院School of National Defence Science and Technology其中：Q2-使桥丝温度从T0上升到T1时桥丝应得到的热 （T7.2.2 影响桥丝式电雷管性能的因素 桥丝直径对产品感度的影响试验结果表明：在桥丝材料选定后，随着桥丝直径增加，产品的电阻减低，而产品的发火电压增加。 国防科技学院School of National Defence Science and

4、 Technology7.2.2 影响桥丝式电雷管性能的因素 桥丝直径对产品感桥丝长度对产品感度的影响 试验结果表明：在电容放电起爆的情况下桥丝愈短（实验条件桥丝长在0.35mm以上）产品的感度愈高。 国防科技学院School of National Defence Science and Technology桥丝长度对产品感度的影响 试验结果表明：在电容放电起爆的桥丝材料对产品感度的影响产品的感度与桥丝密度、比热有关其密度和比热愈小，产品的感度就愈高 国防科技学院School of National Defence Science and Technology桥丝材料对产品感度的影响产品的感

5、度与桥丝密度、比热有关国防起爆药种类对产品感度的影响一般地说发火点低的药剂的感度较高 国防科技学院School of National Defence Science and Technology起爆药种类对产品感度的影响一般地说发火点低的药剂的感度较高工艺过程的质量对产品感度的影响退火后电阻增加约0.20.4，桥丝退火后感度提高 国防科技学院School of National Defence Science and Technology工艺过程的质量对产品感度的影响退火后电阻增加约0.20.7.3 火花式电雷管 1-雷管壳 2-药剂 3-加强圈4-电极 5-塑料塞 国防科技学院School

6、 of National Defence Science and Technology7.3 火花式电雷管 1-雷管壳 2-药剂 3-加强圈4-电 7.3.1 LD-1火花式电雷管的构造 1短路螺钉；2短路弹簧；3短路帽；4芯杆；5电极塞；6管壳；7极帽；8起爆药；9、10、11猛炸药；12底帽 国防科技学院School of National Defence Science and Technology 7.3.1 LD-1火花式电雷管的构造 1短路螺钉；2压电晶体与压电效应 机械能与电能转换的现象就是压电效应，具有压电效应的晶体称为压电晶体。 Cg-压电晶体等效电容 Eg-压电晶体在受力F

7、作用下可能产生的电压 RL,CL-火花式电雷管的等效电阻和等效电容国防科技学院School of National Defence Science and Technology压电晶体与压电效应 机械能与电能转换的现象就是压电效应，具有根据居里定律，压电晶体表面的电荷 d33-压电模量/库仑牛顿-1 F-晶体单位面积上的负荷/牛顿厘米-2 S-晶体两端镀银电极的面积/厘米2 根据平板电容器的电容计算公式，可得到压电晶体的电容为：-压电晶体介电系数 h-压电晶体厚度/厘米国防科技学院School of National Defence Science and Technology根据居里定律，压

8、电晶体表面的电荷 d33-压电模式中 因此，当晶体材料和厚度一定后，K为定值，压电晶体所产生的电压的大小与所受到的力成正比。 国防科技学院School of National Defence Science and Technology式中 因此，当晶体材料和厚度一定后，K为定值，国防科技学院7.3.2 火花式电雷管发火原理 1.击穿的几种形式（1）热击穿热击穿的最大特点是热的表现与温度和时间的关系很大。 （2）化学击穿化学击穿与时间和温度的关系也很大，电场作用时间愈长，温度愈高，则化学变化就进行得愈强烈。（3）电击穿电子的“雪崩” 、晶体点阵晶格的平衡被破坏 国防科技学院School of

9、National Defence Science and Technology7.3.2 火花式电雷管发火原理 1.击穿的几种形式国防科技2.极距间的击穿过程（1）药粒与空气泡串联的情况V1：V2=2：1 国防科技学院School of National Defence Science and Technology2.极距间的击穿过程（1）药粒与空气泡串联的情况V1：V2=（2）药粒与空气泡并联的情况v1=v2 火花式电雷管的发火过程为：空气击穿 炸药击穿 火花放电 冲击波作用 装药起爆 国防科技学院School of National Defence Science and Technolo

10、gy（2）药粒与空气泡并联的情况v1=v2 火花式电雷管的发火过.影响火花式电雷管性能的主要因素 1.电极距离对产品发火电压的影响随着电极距离的增大，其发火电压增大 国防科技学院School of National Defence Science and Technology.影响火花式电雷管性能的主要因素 1.电极距离对产2.极针形式与发火电压的关系极针愈尖，其发火电压愈低 国防科技学院School of National Defence Science and Technology2.极针形式与发火电压的关系极针愈尖，其发火电压愈低 国防科3.起爆药的种类不同对产品发火电压的影响与药剂的热

11、感度一致国防科技学院School of National Defence Science and Technology3.起爆药的种类不同对产品发火电压的影响与药剂的热感度一致国4.起爆药粒度对产品发火电压的影响氮化铅晶体粒度愈大，感度愈高 国防科技学院School of National Defence Science and Technology4.起爆药粒度对产品发火电压的影响氮化铅晶体粒度愈大，感度愈5.不同压力时对发火电压的影响6.湿度对产品感发火电压的影响 湿度大时，产品较敏感.国防科技学院School of National Defence Science and Technol

12、ogy5.不同压力时对发火电压的影响6.湿度对产品感发火电压的影响 7.4导电药式电雷管 7.4.1典型导电药电雷管构造的举例 1-管壳 2-底帽 3-黑索今 4-导电氮化铅 5-芯杆电极 6-塑料塞导电线路:芯杆电极 导电药 外壳 国防科技学院School of National Defence Science and Technology 7.4导电药式电雷管 7.4.1典型导电药电雷管构造的举例芯杆电极屏蔽示意图H0-为屏蔽深度当123445时有： 国防科技学院School of National Defence Science and Technology芯杆电极屏蔽示意图当12344

13、5时有：国防7.4.2 设计思想依据及发火原理 发火原理存在两种可能，即热点和小火花。 1)热点机理 : 类似于桥丝式发火机理,发火能量小于桥丝式 2)小火花机理:类似于电击穿机理导电药式电雷管又称为中间式电雷管国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.4.2 设计思想依据及发火原理 发火原理存在两种可能，即7.4.3 影响导电药式电雷管性能的因素 在其它条件相同时，影响产品感度的主要因素有：（1）石墨细,产品敏感;反之钝感。 （2）石墨加入量多产品敏感，反之钝感。 （3）导电药结晶小敏感，反之钝感。（4）PVA加入量少时

14、敏感，反之钝感。在其它条件相同时，影响产品精度的主要因素有：（1）在制造导电药时，石墨和PVA在硝酸铅中分布得越均匀，则产品精度越好。（2）压药压力大精度好，压力小精度差。 国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.4.3 影响导电药式电雷管性能的因素 在其它条件相同时， 7.5 涂膜式电雷管7.5.1典型结构简介 1-管壳2-加强帽3塑料塞4-导电薄膜 5-起爆药 6-猛炸药 7-电极8-固化胶 国防科技学院School of National Defence Science and Technology 7.5 涂膜式

15、电雷管7.5.1典型结构简介 1-管壳2-加7.5.2发火过程分析 与导电药式电雷管的异同点: 1)相同之处:都属于半导体性质药剂引起雷管发火 都有三种介质:空气、导电微粒、绝缘介质 2)不同之处:导电药中含起爆药,导电膜不含起爆药 前者导电范围大,后者小 导电药密度一致,导电膜密度外部大,内部小导电膜中石墨的作用: 1)导电粒子间的连续成桥-热过程 2)是导电粒子的不连续形成间隙-击穿过程国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.5.2发火过程分析 与导电药式电雷管的异同点:国防科技学7.5.3影响涂膜式电雷管性能的因素

16、 1)影响产品电阻值的因素有：导电物与粘合剂的配比、电极距离的大小等。 国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.5.3影响涂膜式电雷管性能的因素 1)影响产品电阻值的因国防科技学院School of National Defence Science and Technology国防科技学院1-压力为49.1MPa，2-压力为73.6MPa1-极距为0.02mm0.04mm，2-极距为0.04mm0.07mm 石墨含量与发火电压的关系 国防科技学院School of National Defence Science and

17、 Technology1-压力为49.1MPa，2-压力为73.6MPa1-极距为7.6 电雷管的安全问题7.6.1 静电作用时的安全问题 ABAAB（a）（b） 一般,静电对火工品的放电路径有两种： a）脚线脚线 b）脚线管壳国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.6 电雷管的安全问题7.6.1 静电作用时的安全问题 A常用的放静电措施(1)形成保护性火花隙危险通道与保护性通道击穿电压之比大于4 (2)静电泄放通道 静电泄放元件与桥丝并联构成静电泄放通道。静电泄放元件有微型泄放电阻、微型氖灯、微型二极管和非线性电阻等。

18、（3）半导体电极塞（4）选用钝感药剂（5）采取合适的结构 国防科技学院School of National Defence Science and Technology常用的放静电措施(1)形成保护性火花隙国防科技学院7.6.2 感应电流作用时的安全7.6.3 杂散电流作用时的安全7.6.4 射频作用时的安全射频：发射到空间的电磁波的频率简称为射频。射频源：民用射频源、军用射频源、武器系统射频源。射频危害机理：脚-脚间电流作用机理国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.6.2 感应电流作用时的安全国防科技学院国防科技学院

19、School of National Defence Science and Technology国防科技学院射频作用于电火工品脚-壳间时，在脚-壳间产生电压梯度。如果电压足够高，时间足够长，则可能在脚-壳间发生击穿引起意外发火。以常见的1.5MHz射频为例，设脚-壳间阻抗为 Z=500+j1000，射频功率P=500mW，则阻抗电导G=R/(R2+X2)=500/(5002+10002)=5 V=(P/G)1/2=316V脚-壳间电压作用机理国防科技学院School of National Defence Science and Technology射频作用于电火工品脚-壳间时，在脚-壳间产

20、生电压梯度。脚-壳防射频措施（1）采用高集肤效应损耗的导线 在直流和低频电流的情况下，圆柱形均匀导线的内阻为： 式中:l导线的长度（m） s导线的截面（m2）， r0导线的截面半径（m） 电导率（sm-1）国防科技学院School of National Defence Science and Technology防射频措施（1）采用高集肤效应损耗的导线 国防科技学院在高频时：集肤厚度 式中: f射频电流的频率（Hz）导线的相对磁导率，一般金属,铁磁性金属导线的电导率（Sm-1），铜导线5.8x107（Sm-1）国防科技学院School of National Defence Science

21、and Technology在高频时：集肤厚度 式中: f射频电流的频率（Hz）导（2）宽频带射频衰减器 衰减材料：羰基铁粉和铁氧体 国防科技学院School of National Defence Science and Technology（2）宽频带射频衰减器 国防科技学院7.7 其它形式的电雷管7.7.1 金属薄膜式电雷管 1-加强帽 2-管壳 3-药剂 4-金属膜 5-塞子 6-铝膜 7-导线 国防科技学院School of National Defence Science and Technology7.7 其它形式的电雷管国防科技学院优点：感度高、对感应电流和射频安全性好,调整感

22、度比较容易。7.7.2 爆炸桥丝电雷管 爆炸桥丝电雷管的发火过程可以分为：金属丝的爆炸、猛炸药的起爆和爆轰。1.金属丝的爆炸： 爆炸桥丝的电阻、电流和时间的关系 国防科技学院School of National Defence Science and Technology优点：感度高、对感应电流和射频安全性好,调整感度比较容易。爆如果某种桥（一定的材料、长度、直径）爆炸时需要一定的能量P临界，而这时电阻最大Rmax，则爆炸电流Ib应满足： 式中：l-桥长度，d-桥丝直径，K取定于桥的材料国防科技学院School of National Defence Science and Technology如果某种桥（一定的材料、长度、直径）爆炸时需要一定的能量P临2.炸药的爆炸要使产品可靠作用：一方面要使爆炸桥丝在很短时间内气化，形成高