出品:科普中国

  作者:鸿爪雪梨

  策划:武玥彤

  监制:光明网科普事业部

弹药火工品系列(二)——发射前的第一束火花:传火序列

  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,可分为传火、传爆和特种效应作功三大类。传火序列,顾名思义是指火工品按照一定的顺序传递火焰能量。那么问题来了,传火序列长什么样子?运用在哪里?又为什么需要传火而不能一步到位呢?在本文中将一一为读者做出解答。

  1 传火序列的结构与原理

  传火序列是由一系列火工品按照感度依次递减,能量依次增大的顺序,通过一定方式串联在一起的火工品组。以常见的普通枪弹为例,从弹外到弹内,它的传火序列依次是由火帽、底火、扩焰药、发射药组成的,这个序列中,各个火工品的药量不同、结构各异,但功能相同,即接受上一级的能量输入,经过自身的放大,输出更大的能量。

  我国HJ-3火帽是一款简单的撞击火帽,由火帽壳、击发药、盖片和火台组成。火帽壳在被击针刺中后,外壳变形并产生局部的热点,当热点维持一定时间后,产生了足够的热量,使击发药被引燃,产生的火焰冲破盖片,传到枪弹中的发射药中,并将其点燃,传火序列就此完成全部使命。燃烧的发射药将在弹壳的密闭环境中产生极大的压力,推动弹头以数百米每秒的速度离开枪管。

  2 各种各样的传火序列

  除前一节中讲述的枪弹传火序列之外,火工传火的方式在国防和民用的多个领域都有广泛运用。

  以导弹为例,导弹中用到的传火类火工品有热电池点火头、发动机点火具等。固体火箭发动机是导弹的动力源,不同类型的导弹根据需求常常会设计两级或多级发动机,以达到增大射程、降低发射后坐力等目的。

  导弹固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。简单的点火装置由外壳,点火药、点火头、引线等组成,导弹在接收到发射指令时,首先做出反应的是点火头,点火头的桥丝在电流作用下发热(类比电炉子通电发热)并加热点火药,当局部温度超过点火药的发火点时,点火装置即可向外输出火焰,并将发动机的主装药点燃。

  在民用领域,最常见的传火序列火工品是导火索,导火索的结构较为简单,常以一定密度的粉状或粒状黑火药为索芯,以棉线、塑料、纸条和沥青等材料包覆为索状。在矿山开采、工程爆破等场合,利用电火花引燃导火索,导火索将电火花放大为可稳定传输的火焰,并经一定的延时将火焰传递给火雷管或者黑火药。由于导火索的燃速较慢,约为100m/s,在某些场合,导火索还兼任着粗略延时的功能。

工业导火索

  无论应用环境如何复杂,传火序列的使命就是可靠、稳定的将火焰能量一级一级的放大并传递下去,那么,为什么不直接点燃发射药或主装药,而要“多此一举”的进行传火过程呢?换言之,传火序列的重要性体现在哪里?

  就像一束电火花不能点燃蜡烛一样,决定一种可燃物能否被迅速引燃的因素,除了自身性质之外,还与点火环境、点火能量紧密相关,如果要点燃枪弹、炮弹、发动机中大量的发射药,那么所需的初始刺激的能量量级也需要与之匹配,即如果没有传火序列,那么炮弹的发射筒只能直接接受扳机击针的撞击,如果撞击能量过小,或持续时间过短,则发射药不能被引燃,若强行提高撞击能量,则会给器械设计带来很大的难度,小型化、轻量化更加无从谈起。传火序列对能量的放大功能,完美的解决了上述问题。

弹药火工品系列(二)——发射前的第一束火花:传火序列

图文简介

传火序列,是指火工品按照感度依次递减,能量依次增大的顺序,稳定可靠的传递火焰的火工品组。在枪弹炮弹中,由火帽、底火、扩焰药、发射药组成了典型的发射传火序列;在导弹固体火箭发动机中,电点火装置和发射药组成了动力传火序列。传火序列可将较小的初始机械刺激或电刺激最终转化为