出品:科普中國(guó)
作者:鴻爪雪梨
策劃:武玥彤
監(jiān)制:光明網(wǎng)科普事業(yè)部
彈藥火工品系列(二)——發(fā)射前的第一束火花:傳火序列
在火工品序列稿件的第一篇中提到,火工品按照其使用目的,可分為傳火、傳爆和特種效應(yīng)作功三大類(lèi)。傳火序列,顧名思義是指火工品按照一定的順序傳遞火焰能量。那么問(wèn)題來(lái)了,傳火序列長(zhǎng)什么樣子?運(yùn)用在哪里?又為什么需要傳火而不能一步到位呢?在本文中將一一為讀者做出解答。
1 傳火序列的結(jié)構(gòu)與原理
傳火序列是由一系列火工品按照感度依次遞減,能量依次增大的順序,通過(guò)一定方式串聯(lián)在一起的火工品組。以常見(jiàn)的普通槍彈為例,從彈外到彈內(nèi),它的傳火序列依次是由火帽、底火、擴(kuò)焰藥、發(fā)射藥組成的,這個(gè)序列中,各個(gè)火工品的藥量不同、結(jié)構(gòu)各異,但功能相同,即接受上一級(jí)的能量輸入,經(jīng)過(guò)自身的放大,輸出更大的能量。
我國(guó)HJ-3火帽是一款簡(jiǎn)單的撞擊火帽,由火帽殼、擊發(fā)藥、蓋片和火臺(tái)組成。火帽殼在被擊針刺中后,外殼變形并產(chǎn)生局部的熱點(diǎn),當(dāng)熱點(diǎn)維持一定時(shí)間后,產(chǎn)生了足夠的熱量,使擊發(fā)藥被引燃,產(chǎn)生的火焰沖破蓋片,傳到槍彈中的發(fā)射藥中,并將其點(diǎn)燃,傳火序列就此完成全部使命。燃燒的發(fā)射藥將在彈殼的密閉環(huán)境中產(chǎn)生極大的壓力,推動(dòng)彈頭以數(shù)百米每秒的速度離開(kāi)槍管。
2 各種各樣的傳火序列
除前一節(jié)中講述的槍彈傳火序列之外,火工傳火的方式在國(guó)防和民用的多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛運(yùn)用。
以導(dǎo)彈為例,導(dǎo)彈中用到的傳火類(lèi)火工品有熱電池點(diǎn)火頭、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火具等。固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是導(dǎo)彈的動(dòng)力源,不同類(lèi)型的導(dǎo)彈根據(jù)需求常常會(huì)設(shè)計(jì)兩級(jí)或多級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī),以達(dá)到增大射程、降低發(fā)射后坐力等目的。
導(dǎo)彈固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)由藥柱、燃燒室、噴管組件和點(diǎn)火裝置等組成。簡(jiǎn)單的點(diǎn)火裝置由外殼,點(diǎn)火藥、點(diǎn)火頭、引線(xiàn)等組成,導(dǎo)彈在接收到發(fā)射指令時(shí),首先做出反應(yīng)的是點(diǎn)火頭,點(diǎn)火頭的橋絲在電流作用下發(fā)熱(類(lèi)比電爐子通電發(fā)熱)并加熱點(diǎn)火藥,當(dāng)局部溫度超過(guò)點(diǎn)火藥的發(fā)火點(diǎn)時(shí),點(diǎn)火裝置即可向外輸出火焰,并將發(fā)動(dòng)機(jī)的主裝藥點(diǎn)燃。
在民用領(lǐng)域,最常見(jiàn)的傳火序列火工品是導(dǎo)火索,導(dǎo)火索的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,常以一定密度的粉狀或粒狀黑火藥為索芯,以棉線(xiàn)、塑料、紙條和瀝青等材料包覆為索狀。在礦山開(kāi)采、工程爆破等場(chǎng)合,利用電火花引燃導(dǎo)火索,導(dǎo)火索將電火花放大為可穩(wěn)定傳輸?shù)幕鹧妫⒔?jīng)一定的延時(shí)將火焰?zhèn)鬟f給火雷管或者黑火藥。由于導(dǎo)火索的燃速較慢,約為100m/s,在某些場(chǎng)合,導(dǎo)火索還兼任著粗略延時(shí)的功能。
工業(yè)導(dǎo)火索
無(wú)論應(yīng)用環(huán)境如何復(fù)雜,傳火序列的使命就是可靠、穩(wěn)定的將火焰能量一級(jí)一級(jí)的放大并傳遞下去,那么,為什么不直接點(diǎn)燃發(fā)射藥或主裝藥,而要“多此一舉”的進(jìn)行傳火過(guò)程呢?換言之,傳火序列的重要性體現(xiàn)在哪里?
就像一束電火花不能點(diǎn)燃蠟燭一樣,決定一種可燃物能否被迅速引燃的因素,除了自身性質(zhì)之外,還與點(diǎn)火環(huán)境、點(diǎn)火能量緊密相關(guān),如果要點(diǎn)燃槍彈、炮彈、發(fā)動(dòng)機(jī)中大量的發(fā)射藥,那么所需的初始刺激的能量量級(jí)也需要與之匹配,即如果沒(méi)有傳火序列,那么炮彈的發(fā)射筒只能直接接受扳機(jī)擊針的撞擊,如果撞擊能量過(guò)小,或持續(xù)時(shí)間過(guò)短,則發(fā)射藥不能被引燃,若強(qiáng)行提高撞擊能量,則會(huì)給器械設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的難度,小型化、輕量化更加無(wú)從談起。傳火序列對(duì)能量的放大功能,完美的解決了上述問(wèn)題。