一种大尺寸高能固体火箭发动机完全爆轰传爆起爆结构的制作方法

本发明涉及固体火箭发动机安全性试验技术领域，具体为一种大尺寸高能固体火箭发动机完全爆轰传爆起爆结构。

背景技术：

固体火箭发动机的殉爆安全性试验在发动机安全性使用研究中占有重要地位。发动机整机的殉爆试验与标准试件的殉爆试验不同。标准试件接近球形，试验时使其产生完全爆轰较为简单；而发动机整机近圆柱形，想使其完全爆轰不仅要计算起爆药量，还要进行起爆药的结构设计，同时，发动机中心为空心，起爆药的安装也较为复杂。

为了考核发动机完全爆轰所产生的冲击波超压对周围环境的影响。殉爆试验要求受试发动机必须达到完全爆轰的状态。而该型受试固体火箭发动机装药量大，为了确保发动机可以完全爆轰，经研究计算，传爆药量为287kg，导致药性危险等级高，试验技术难度大。

技术实现要素：

为满足试验任务要求，保证试验设备与参试人员的安全，实现受试固体火箭发动机完全爆轰，本发明提出一种大尺寸高能固体火箭发动机完全爆轰传爆起爆结构。

本发明的技术方案为：

所述一种大尺寸高能固体火箭发动机完全爆轰传爆起爆结构，其特征在于：包括脉冲高压起爆仪、火焰雷管和传爆结构；脉冲高压起爆仪与起爆点间隔至少2000m，脉冲高压起爆仪用15～20m导爆管连接火焰雷管引线，传爆结构通过四路回路导爆管连接火焰雷管后端部；

传爆结构采用铝管外壳发泡软材料为整体外包结构，铝管材尺寸为Φ365mm×2400mm，内装Φ70mm×600mm的B炸药铸装药柱，每根药柱重量为3.60～3.88kg，共铸装72根药柱；在中心药柱两端分别加120g聚黑-14起爆药柱，并在每端起爆药柱上接两发起爆雷管，起爆雷管通过导爆管连接火焰雷管后端部。

进一步的优选方案，所述一种大尺寸高能固体火箭发动机完全爆轰传爆起爆结构，其特征在于：B炸药铸装药柱浇铸于光滑的不锈钢筒内，筒壁外粘牛皮纸。

有益效果

本发明提出的传爆药的设计与起爆安装技术，充分考虑到了爆炸物试验的安全可靠性。一般的常见弹药试验，装药量均在几十千克以下，这种大装药量的高能装药发动机试件进行静爆试验，在国内尚属首次。因此整个起爆系统均为首次设计使用，以可靠性遂行此次试验。试验充分证明，在2000米以外、8米深的水泥地下掩体起爆，14吨TNT当量的大尺寸高能试件发动机安全可靠，属国内首例，创下历史新高，为今后的试验积累了大量的经验和试验数据。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1：传爆结构示意图；

图2：传爆结构截面图；

图3：起爆序列示意图；

其中：1、起爆装置；2、中心传爆药；3、螺钉；4、B炸药柱；5、火焰雷管；6、脉冲高压起爆仪。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本实施例应用在一种大尺寸高能装药的发动机试件静爆试验中，首先应本着安全可靠的安全机构与爆炸序列的设计理念。一般的爆炸序列如下所示：

雷管→导爆药→传爆药→主装药

为了确保发动机可以完全爆轰，再加上设计余量，经研究计算，将传爆药量定为287kg。如此大的装药量导致药性危险等级高，试验技术难度大，为保证试验设备与参试人员的安全，实现受试固体火箭发动机完全爆轰，本发明提出一种大尺寸高能固体火箭发动机完全爆轰传爆起爆结构，以解决三个技术问题：传爆药的设计，包括药量对形状的影响；传爆药的安装问题；试件发动机的安全起爆问题。

殉爆试验前，为保证工作的安全，受试固体火箭发动机和传爆药需分开放置、运输。在试验正式开始前再进行安装。所以，试验开始时，先进行受试固体火箭发动机的摆放，再装填传爆药以及起爆装置。本试验中，受试固体火箭发动机放置在木质试验架上，发动机中心距地面2米，传爆药进行装填时不允许与试件内的药面有任何摩擦、碰撞。为保证试验设备与参试人员的安全，经计算，拟定试验需在2000米以外引爆受试固体火箭发动机。

经充分考虑，传爆药压铸成柱状；采用壳体外包袱发泡软材料，先装入试件内，再将包装好的传爆药柱分层装入壳体内；采用塑料导爆管2000米来引爆起爆雷管将传爆序列引爆。为了安全可靠引爆试件发动机，采用两端各两路共四路同时起爆。

具体的研制过程为：

1、传爆药的设计：

按照试验任务要求，传爆药的重量为287kg。试验前安装时，需人工装入两米高的试件发动机空内，如果将287kg传爆药铸成一体装入，人工、设备加工困难，易发生摩擦、碰撞，装填过程易发生爆炸。经论证，将287kg传爆药铸装成多根药柱，采用铝管外壳发泡软材料，先装入受试固体火箭发动机芯孔内，再将287kg传爆药柱装入铝管外壳。

根据受试固体火箭发动机芯孔尺寸，设计一Φ365mm×2400mm的铝管材，内装Φ70mm×600mm的铸装药柱，为保证起爆可靠性，选用爆速高易于铸装的B炸药，铸装时将其浇铸于光滑的不锈钢筒内，筒壁外粘牛皮纸以防磕碰和产生静电，便于保存、运输和安装。每根药柱重量约为3.60～3.88kg，共铸装72根药柱，组成围绕中心主爆管的扩爆药柱群，总装药量287kg。

2、传爆序列与起爆装置的设计：

为增加起爆可靠性，在中心药柱两端加120g聚黑-14起爆药柱，然后在端口接入两发8号起爆雷管。为确保起爆的安全可靠性，在起爆前再接装雷管。

按照试件发动机的TNT当量计算，起爆距离设计在2000米以外。为此，设计起爆方案时，采用2000米塑料导爆管来引爆起爆雷管，将传爆序列引爆。为了安全可靠性，采用两端各两路共四路同时起爆。

起爆点设计在2000米以外的掩体内，安装起爆装置时要将脉冲高压起爆器与导爆管分开，保证起爆前处在安全状态；用20米导爆管先连接火焰雷管引线，再与回路导爆管连接雷管后端部，保证回路导爆管同时被引爆，完成起爆源完全爆炸。

试验前，将由技术熟练的操作工人，先将铝管装入试件发动机芯孔内，再将传爆药柱一根根装入铝管内，再安装起爆药和雷管。

由于本次试验设计场地大、工作人员多、测试设备多，需保证单次起爆成功，因此整个起爆系统采用双路起爆提高起爆安全可靠性。为保证操作人员及设备安全，设计了可靠性远距离起爆技术。起爆雷管采用火雷管，增加布设时的安全性，布设时先将受试固体火箭发动机芯孔中装入中心主爆管和辅爆管后，再将起爆药柱插入中心主爆管中，最后再连接雷管和导爆药柱，并一起放入起爆药柱中；然后连接好导爆管。待测试仪器全部调试就绪，无关操作人员撤离现场后，再由专人接好雷管和起爆仪。听现场口令实施起爆。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。