一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器及其制造和穿孔方法与流程

本发明属于弹药及其销毁技术领域，具体涉及一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器及其制造和穿孔方法。

背景技术：

弹药在战争中应用广泛，为了提高对目标的局部破坏，通常采用聚能装药的形式，而普通的聚能装药是将轴对称的装药一端掏出一定形状的空腔，可以是锥形、喇叭形、半椭球形、半球形、球缺形、椭球缺形等等，再在装药空腔壁上设置相应形状的金属药型罩，利用装药的聚能效应产生的轴对称金属聚能射流来对目标进行穿孔，达到对目标进行破坏的目的，这是常用的聚能装药形式，这种聚能装药只能使药型罩材料在其对称轴处发生一次碰撞，当药型罩锥角较小时，形成的射流速度较高，但是射流质量较小，射流头部和尾部存在着较大的速度梯度，容易形成断裂射流，当药型罩锥角较大时，形成的射流质量较大，但是射流速度较低，上述因素都会大大影响射流对目标的侵彻能力。

技术实现要素：

发明的目的在于提供一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器其制造和穿孔方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置、壳体、传爆药、中心隔板、主装药、装药隔板和药型罩，其中起爆装置位于穿孔器顶部中心处，所述壳体包括外壳体和内壳体，所述外壳体位于所述穿孔器的最外侧，所述传爆药的上部分位于所述外壳体和中心隔板之间，所述传爆药的下部分位于所述内壳体和外壳体之间，所述主装药外侧为外壳体、内上侧为内壳体、内下侧为药型罩，所述传爆药的末端与所述主装药接触，所述装药隔板设置在所述主装药的内部，所述中心隔板的顶部和上侧部与传爆药接触、下侧部与内壳体接触、底部与药型罩顶部接触，所述药型罩位于穿孔器底部的外壳体内，所述壳体底部具有开口结构。

优选地，所述壳体为轴对称异形结构，底部的开口结构为筒形结构。

优选地，所述传爆药为轴对称薄壳异形结构，所述起爆装置与所述传爆药顶部中心接触。

优选地，所述中心隔板为轴对称异形结构，用以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。

优选地，所述主装药为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构。

优选地，装药隔板为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，位于主装药内中上部。

优选地，所述药型罩为轴对称环形或筒形结构，其单侧横断面形状为楔形或多角度楔形组合或半椭圆形或截底椭圆形或半圆形或圆缺形或喇叭形或双曲线形。

优选地，所述药型罩顶角平分线间的夹角可以调节，从而可以形成二次碰撞轴对称聚能射流。

根据上述所述的聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器的制造方法，包括以下步骤：

(1)确定主装药量，根据目标结构尺寸，确定主装药量；

(2)制作药型罩，按照设计的药型罩形状和结构尺寸加工药型罩；

(3)制作装药隔板，根据设计的外形和结构尺寸加工装药隔板；

(4)制作主装药，利用模具采用压装或铸装的方法制备主装药，制作主装药过程中将装药隔板植入其中，使其位于设计位置；

(5)制作中心隔板，根据设计的外形和结构尺寸加工中心隔板；

(6)制作传爆药，利用模具采用压装或铸装的方法制备传爆药；

(7)制作壳体，根据设计的外形和结构尺寸加工壳体；

(8)装配穿孔器，将含有装药隔板的主装药设置于药型罩的顶部，然后将中心隔板放置于主装药的上部，再将传爆药设置于中心隔板的上部后整体装入壳体中，最后将起爆装置装入壳体顶部中心处，完成穿孔器的装配；

根据上述所述的聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器的穿孔方法，包括以下步骤：

将壳体下部的开口部通过快干胶固定在目标上，连接点火线路，检查点火线路，一切正常后用电起爆器点火，起爆装置发火引爆传爆药，传爆药引爆主装药，主装药起爆后，通过装药隔板的调节作用，使爆轰波由球面波汇聚成凹面波，该波及炸药爆轰时产生的高温高压产物迅速作用于药型罩(7)，形成高速运动的一次聚能射流，一次聚能射流运动到主装药的轴线处发生二次碰撞，形成二次碰撞聚能射流，达到对目标穿孔的目的。

本发明具有以下有益效果：

1)本发明能够充分发挥装药的特殊的结构形式，使装药爆炸后形成的初始聚能射流在其整体对称轴上形成聚能射流的二次碰撞，通过调节药型罩顶角平分线间的夹角，可以调节聚能射流二次碰撞点的位置，从而可以调节焦点及炸高，并且聚能射流的二次碰撞能大幅提高聚能射流的整体速度和质量，最终能大幅提升对目标的侵彻能力；

2)通过调节药型罩顶角平分线间的夹角，可以形成二次碰撞轴对称聚能射流，也可以使其成为向外扩散的环状聚能射流，从而可以将常见的环形向内切割聚能装药、环形向外切割聚能装药和环形侧向切割聚能装药等三种典型切割聚能装药包含在本发明内，形成统一化的轴对称聚能装药形式。

附图说明

图1为本发明聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器的主视半剖图。

图2为本发明聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器的主视图。

图3为本发明聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器的俯视图。

图4为本发明壳体结构主视图。

图5为本发明壳体结构俯视图。

图6为本发明传爆药结构主视图。

图7为本发明传爆药结构俯视图。

图8为本发明中心隔板结构主视图。

图9为本发明中心隔板结构俯视图。

图10为本发明主装药结构主视图。

图11为本发明主装药结构俯视图。

图12为本发明装药隔板结构主视图。

图13为本发明装药隔板结构俯视图。

图14为本发明药型罩结构主视图。

图15为本发明药型罩结构俯视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1-3所示本发明实施例的一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置1、壳体2、传爆药3、中心隔板4、主装药5、装药隔板6和药型罩7，其中起爆装置1位于穿孔器顶部中心处，所述壳体2包括外壳体2-1和内壳体2-2，所述外壳体2-1位于所述穿孔器的最外侧，所述传爆药3的上部分位于所述外壳体2-1和中心隔板4之间，所述传爆药3的下部分位于所述内壳体2-2和外壳体2-1之间，所述主装药5外侧为外壳体2-1、内上侧为内壳体2-2、内下侧为药型罩7，所述传爆药3的末端与所述主装药5接触，所述装药隔板6设置在所述主装药5的内部，所述中心隔板4的顶部和上侧部与传爆药3接触、下侧部与内壳体2-2接触、底部与药型罩7顶部接触，所述药型罩7位于穿孔器底部的外壳体2-1内，所述壳体2底部具有开口结构。

所述起爆装置1可以安全可靠引爆传爆药3，所述壳体2由金属或非金属材料制成，下部为筒形结构，可以起到调节炸高的作用，所述传爆药3为高能炸药，能够可靠被起爆装置1引爆、可靠传爆，并能可靠引爆主装药5，所述中心隔板4由惰性非金属材料制成，隔绝起爆装置1、传爆药3对主装药5的影响以及主装药5间的影响，所述主装药5为高能炸药，能够产生高速爆轰，形成高温高压的爆轰产物，所述装药隔板6由惰性材料或活性材料制成，起调节爆轰波形的作用，所述药型罩7通常为金属材料，亦可为非金属材料或新型含能复合材料，能够在高温高压的爆轰产物的作用下形成聚能射流。本发明能够使装药爆炸后形成的初始聚能射流在其整体对称轴上形成聚能射流的二次碰撞，通过调节药型罩7顶角平分线间的夹角α，可以调节聚能射流二次碰撞点的位置，从而可以调节焦点及炸高，并且聚能射流的二次碰撞能大幅提高聚能射流的整体速度和质量，最终能大幅提升对目标的侵彻能力；通过调节药型罩7顶角平分线间的夹角α，可以形成二次碰撞轴对称聚能射流，也可以使其成为向外扩散的环状聚能射流，从而可以将常见的环形向内切割聚能装药、环形向外切割聚能装药和环形侧向切割聚能装药等三种典型切割聚能装药包含在本发明内，形成统一化的轴对称聚能装药形式。

优选地，结合图4-5，所述壳体2为轴对称异形结构，底部的开口结构为筒形结构。

优选地，结合图6-7，所述传爆药3为轴对称薄壳异形结构，所述起爆装置1与所述传爆药3顶部中心接触。

优选地，结合图8-9，所述中心隔板4为轴对称异形结构。

优选地，结合图10-11，所述主装药5为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，参见图1和图2，沿着α角的两个边的延伸方向主装药5的横断面(与α角的边垂直的截面)为对称收敛结构。

优选地，结合图12-13，装药隔板6为轴对称环形结构，位于主装药5内中上部，其横断面为对称收敛结构，参见图1，其侧面为一类似梯形的形状，因此横断面为对称收敛结构。

优选地，结合图14-15，所述药型罩7为轴对称环形(即内部为中空结构)或筒形(即内部为实心结构)结构，其单侧横断面(也即半侧的横断面)形状为楔形或多角度楔形组合或半椭圆形或截底椭圆形或半圆形或圆缺形或喇叭形或双曲线形。

优选地，所述药型罩7顶角平分线间的夹角可以调节，从而可以形成二次碰撞轴对称聚能射流。

本发明所述的“异形结构”指代的是非常规结构的形状，例如常规的形状可以是长方形、圆形等，而本发明的异形结构所指代的是外形轮廓形状有起伏变化，例如是非连续的变化，具体示例可参见本发明的具体附图所示。

根据上述所述的聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器的制造和穿孔方法，包括以下步骤：

(1)确定主装药量，根据目标结构尺寸，确定主装药量；

(2)制作药型罩7，按照设计的药型罩形状和结构尺寸加工药型罩7；

(3)制作装药隔板6，根据设计的外形和结构尺寸加工装药隔板6；

(4)制作主装药5，利用模具采用压装或铸装的方法制备主装药5，制作主装药5过程中将装药隔板6植入其中，使其位于设计位置；

(5)制作中心隔板4，根据设计的外形和结构尺寸加工中心隔板4；

(6)制作传爆药3，利用模具采用压装或铸装的方法制备传爆药3；

(7)制作壳体2，根据设计的外形和结构尺寸加工壳体2；

(8)装配穿孔器，将含有装药隔板6的主装药5设置于药型罩7的顶部，然后将中心隔板4放置于主装药5的上部，再将传爆药3设置于中心隔板4的上部后整体装入壳体2中，最后将起爆装置1装入壳体2顶部中心处，完成穿孔器的装配；

(9)穿孔作业，将壳体2下部的开口部通过快干胶固定在目标上，连接点火线路，检查点火线路，一切正常后用电起爆器点火，起爆装置1发火引爆传爆药3，传爆药3引爆主装药5，主装药5起爆后，通过装药隔板6的调节作用，使爆轰波由球面波汇聚成凹面波，该波及炸药爆轰时产生的高温高压产物迅速作用于药型罩7，形成高速运动的一次聚能射流，一次聚能射流运动到主装药5的轴线处(即图2中α角顶点处)发生二次碰撞，形成二次碰撞聚能射流，达到对目标穿孔的目的。

本发明创新之处在于药型罩7顶角平分线间具有一定的夹角α，该夹角可以调节，当该夹角为0°时，形成环形侧向切割聚能装药；当该夹角为180°时，分为两种情况，一种情况为药形罩7开口朝向聚能装药对称轴，形成环形向内切割聚能装药，另外一种情况为药形罩7开口背向聚能装药对称轴，形成环形向外切割聚能装药。当该夹角大于0°小于180°，且药形罩开口朝向聚能装药对称轴，通过调节药型罩顶角平分线间的夹角，可以形成二次碰撞轴对称聚能射流；当该夹角大于0°小于180°，且药形罩开口背向聚能装药对称轴，通过调节药型罩顶角平分线间的夹角，可以形成向外扩散的环状聚能射流。从而可以将常见的环形向内切割聚能装药、环形向外切割聚能装药和环形侧向切割聚能装药等三种典型切割聚能装药包含在本发明内，形成统一化的轴对称聚能装药形式。该结构能够使装药爆炸后形成的初始聚能射流在其整体对称轴上再次发生碰撞，形成二次碰撞聚能射流，通过调节药型罩顶角平分线间的夹角，可以调节聚能射流二次碰撞点的位置，从而可以调节焦点及炸高，并且聚能射流的二次碰撞能大幅提高聚能射流的整体速度和质量，最终能大幅提升对目标的侵彻能力。

作为优选，所述穿孔器壳体材料为常见金属或非金属材料，如钢、铜、塑料、橡胶、纸。

作为优选，所述起爆装置为保险型起爆装置。

作为优选，所述穿孔器中心隔板材料为常见非金属材料，如塑料、橡胶，可以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。

作为优选，选取的传爆药为高能猛炸药，如聚黑-6、聚奥-9、黑索今、太安、特屈儿，要求传爆药本身的临界爆速要小，即其爆轰感度要大，易于被起爆装置中的雷管起爆；同时其本身的爆速要大，起爆能力强，以利于起爆主装药。传爆药结构为轴对称薄壳异形结构，从其顶部中心处被引爆，爆轰波从其顶部中心向四周传爆，可以同时到达主装药顶部中心线上，实现线起爆。

作为优选，所述穿孔器装药隔板材料为常见惰性材料或活性材料，如塑料、橡胶、铝-聚四氟乙烯混合物。

作为优选，本穿孔器采用顶端点火方式，点火顺序为起爆装置首先引爆装药顶部中心处的传爆药，然后传爆药向四周传递爆轰波，同时引爆与其接触的主装药顶部中心处的装药，最后主装药从上至下依次爆轰，并通过装药隔板的调节作用，使得凸面型爆轰波变成凹面型爆轰波，并且该爆轰波及产生的高温高压的爆轰产物迅速作用于药型罩上将其压垮形成聚能射流，直至全部爆轰完毕。

作为优选，选取的主装药为高能猛炸药，如常用单质炸药、耐热单质炸药、不敏感单质炸药、高密度高能量单质炸药、钝化炸药、熔铸炸药、高聚物粘结炸药、塑性炸药、挠性炸药。

作为优选，所述穿孔器药型罩材料为常见金属材料或非金属材料或复合含能材料，如钢、纯铁、铜、铅、塑料、铝-聚四氟乙烯混合物。

实施例1

参见图1-3，一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置1、壳体2、传爆药3、中心隔板4、主装药5、装药隔板6和药型罩7，其中起爆装置1位于装药顶部中心处，壳体2包括外壳体2-1和内壳体2-2，外壳体2-1位于传爆药3、主装药5和药型罩7的外侧，内壳体2-2位于中心隔板4侧下方，传爆药3位于外壳体2-1和中心隔板4之间，中心隔板4位于装药的中上部，主装药5位于中心隔板4侧下方的外壳体2-1和内壳体2-2之间，主装药5内部有装药隔板6，药型罩7位于主装药5的侧下方。所述起爆装置1为保险型起爆装置。所述壳体2为轴对称异形结构，下部为筒形结构，可以调节炸高。所述传爆药3为轴对称薄壳异形结构，从其顶部中心处被引爆，爆轰波从其顶部中心向四周传爆，可以同时到达主装药顶部中心线上，实现线起爆。所述中心隔板4为轴对称异形结构，可以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。所述主装药5为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构。所述装药隔板6为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，位于主装药内中上部，可以调节爆轰波形，使其从凸面型爆轰波变成凹面型爆轰波，和药型罩外形更加契合。所述药型罩7为轴对称筒形结构，其单侧横断面形状为楔形。所述药型罩7顶角平分线间的夹角为90°，且药形罩开口朝向聚能装药对称轴，从而可以形成二次碰撞轴对称聚能射流。

所述传爆药3为聚奥-9。所述主装药5为聚奥-6炸药。

本发明可以应用于破甲弹战斗部，能够形成高速度、大质量的聚能射流，可以实现大穿深，破甲能力强。

实施例2

一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置1、壳体2、传爆药3、中心隔板4、主装药5、装药隔板6和药型罩7，其中起爆装置1位于装药顶部中心处，壳体2包括外壳体2-1和内壳体2-2，外壳体2-1位于传爆药3、主装药5和药型罩7的外侧，内壳体2-2位于中心隔板4侧下方，传爆药3位于外壳体2-1和中心隔板4之间，中心隔板4位于装药的中上部，主装药5位于中心隔板4侧下方的外壳体2-1和内壳体2-2之间，主装药5内部有装药隔板6，药型罩7位于主装药5的侧下方。所述起爆装置1为保险型起爆装置。所述壳体2为轴对称异形结构，下部为筒形结构，可以调节炸高。所述传爆药3为轴对称薄壳异形结构，从其顶部中心处被引爆，爆轰波从其顶部中心向四周传爆，可以同时到达主装药顶部中心线上，实现线起爆。所述中心隔板4为轴对称异形结构，可以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。所述主装药5为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构。所述装药隔板6为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，位于主装药内中上部，可以调节爆轰波形，使其从凸面型爆轰波变成凹面型爆轰波，和药型罩外形更加契合。所述药型罩7为轴对称环形，其单侧横断面形状为截底椭圆形。所述药型罩7顶角平分线间的夹角为45°，且药形罩开口朝向聚能装药对称轴，从而可以形成二次碰撞轴对称聚能射流。

所述传爆药3为聚黑-6。所述主装药5为聚黑-7炸药。

本发明可以应用于破甲弹战斗部，破甲深度大，效果好。

实施例3

一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置1、壳体2、传爆药3、中心隔板4、主装药5、装药隔板6和药型罩7，其中起爆装置1位于装药顶部中心处，壳体2包括外壳体2-1和内壳体2-2，外壳体2-1位于传爆药3、主装药5和药型罩7的外侧，内壳体2-2位于中心隔板4侧下方，传爆药3位于外壳体2-1和中心隔板4之间，中心隔板4位于装药的中上部，主装药5位于中心隔板4侧下方的外壳体2-1和内壳体2-2之间，主装药5内部有装药隔板6，药型罩7位于主装药5的侧下方。所述起爆装置1为保险型起爆装置。所述壳体2为轴对称异形结构，下部为筒形结构，可以调节炸高。所述传爆药3为轴对称薄壳异形结构，从其顶部中心处被引爆，爆轰波从其顶部中心向四周传爆，可以同时到达主装药顶部中心线上，实现线起爆。所述中心隔板4为轴对称异形结构，可以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。所述主装药5为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构。所述装药隔板6为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，位于主装药内中上部，可以调节爆轰波形，使其从凸面型爆轰波变成凹面型爆轰波，和药型罩外形更加契合。所述药型罩7为轴对称环形结构，其单侧横断面形状为双曲线形。所述药型罩7顶角平分线间的夹角为0°，从而可以成为环形侧向切割聚能装药。

所述传爆药3为特屈儿。所述主装药5为聚黑-2炸药。

本发明可以应用于破甲弹战斗部，对目标能够形成大直径的穿孔，破甲效果好。

实施例4

一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置1、壳体2、传爆药3、中心隔板4、主装药5、装药隔板6和药型罩7，其中起爆装置1位于装药顶部中心处，壳体2包括外壳体2-1和内壳体2-2，外壳体2-1位于传爆药3、主装药5和药型罩7的外侧，内壳体2-2位于中心隔板4侧下方，传爆药3位于外壳体2-1和中心隔板4之间，中心隔板4位于装药的中上部，主装药5位于中心隔板4侧下方的外壳体2-1和内壳体2-2之间，主装药5内部有装药隔板6，药型罩7位于主装药5的侧下方。所述起爆装置1为保险型起爆装置。所述壳体2为轴对称异形结构，下部为筒形结构，可以调节炸高。所述传爆药3为轴对称薄壳异形结构，从其顶部中心处被引爆，爆轰波从其顶部中心向四周传爆，可以同时到达主装药顶部中心线上，实现线起爆。所述中心隔板4为轴对称异形结构，可以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。所述主装药5为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构。所述装药隔板6为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，位于主装药内中上部，可以调节爆轰波形，使其从凸面型爆轰波变成凹面型爆轰波，和药型罩外形更加契合。所述药型罩7为轴对称环形结构，其单侧横断面形状为多角度楔形组合。所述药型罩7顶角平分线间的夹角为180°，且药形罩开口朝向聚能装药对称轴，可以形成向对称轴汇聚的聚能射流，从而可以成为环形向内切割聚能装药。

所述传爆药3为太安。所述主装药5为奥克托儿。

本发明可以应用于圆棒类目标的切割，切割能力强，效果好。

实施例5

一种聚能射流二次碰撞型轴对称穿孔器，包括起爆装置1、壳体2、传爆药3、中心隔板4、主装药5、装药隔板6和药型罩7，其中起爆装置1位于装药顶部中心处，壳体2包括外壳体2-1和内壳体2-2，外壳体2-1位于传爆药3、主装药5和药型罩7的外侧，内壳体2-2位于中心隔板4侧下方，传爆药3位于外壳体2-1和中心隔板4之间，中心隔板4位于装药的中上部，主装药5位于中心隔板4侧下方的外壳体2-1和内壳体2-2之间，主装药5内部有装药隔板6，药型罩7位于主装药5的侧下方。所述起爆装置1为保险型起爆装置。所述壳体2为轴对称异形结构，下部为筒形结构，可以调节炸高。所述传爆药3为轴对称薄壳异形结构，从其顶部中心处被引爆，爆轰波从其顶部中心向四周传爆，可以同时到达主装药顶部中心线上，实现线起爆。所述中心隔板4为轴对称异形结构，可以隔绝起爆装置、传爆药对主装药的影响以及主装药间的影响。所述主装药5为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构。所述装药隔板6为轴对称环形结构，其横断面为对称收敛结构，位于主装药内中上部，可以调节爆轰波形，使其从凸面型爆轰波变成凹面型爆轰波，和药型罩外形更加契合。所述药型罩7为轴对称环形结构，其单侧横断面形状为多角度楔形组合。所述药型罩7顶角平分线间的夹角为180°，且药形罩开口背向聚能装药对称轴，可以形成发散的环状聚能射流，从而可以成为环形向外切割聚能装药。

所述传爆药3为黑索今。所述主装药5为b炸药。

本发明可以应用于破甲弹战斗部，能够形成高速度、大质量聚能射流，对目标的穿深大，破甲效果好。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。