Page 76 - 《含能材料》火工品技术合集 2015~2019

爆 炸 箔 起 爆 器 作 用 机 理 研 究 进 展 79

文章编号：1006⁃9941（2019）01⁃0079⁃10

爆炸箔起爆器作用机理研究进展

陈清畴，马 弢，李 勇

（中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621999）

摘 要： 从金属桥箔电爆炸、电爆炸驱动飞片和飞片冲击起爆炸药三个方面，综述了爆炸箔起爆器作用机理的研究进展。认为：爆
炸箔起爆器在分段式电阻率模型、先进飞片测速技术、基于能量转化系数的电爆炸驱动飞片速度计算模型和基于临界起爆判据的感
度预测等方面取得了重要进展，获得了一些规律性认识，一定程度上促进了其低能化设计。指出：小尺寸条件下电爆炸驱动飞片过
程中的能量耗散及飞片烧蚀的定量描述、飞片在飞行中的瞬时形态、爆炸箔起爆器小尺寸装药的非理性爆轰性能预测、波阵面后微
流场观测技术将成为爆炸箔起爆器未来研究的重点。
关键词：爆炸箔起爆器（EFIs）；电爆炸；飞片速度；飞片形态；冲击起爆
中图分类号：TJ45 文献标志码：A DOI：10.11943/CJEM2018055

件下难以产生，使爆炸箔起爆器可以在静电、射频、电
1 引 言 磁脉冲及杂散电流等恶劣电磁环境下保持安全 。爆
［2］
炸箔起爆器的作用机理属于飞片冲击起爆，相对于热
近几十年来，人们对新型高安全性起爆类火工品
起爆机理的其他电雷管，其爆轰成长过程较为稳定和
进行了大量研究，其中最具先进性、实战化的代表是爆
迅速，具有更高的发火可靠性，同时具有极佳的作用时
炸箔起爆器（Exploding Foil Initiators，EFIs）。作为第
间精度。
三代火工品，爆炸箔起爆器是直列式引信的重要组成
爆炸箔起爆器具有高安全性，广泛应用于侵彻、机
部分，对提高战斗部本质安全性起着重要的作用。
载和舰载武器系统。武器系统小型化、智能化的发展，
爆炸箔起爆器主要由反射片、金属桥箔、飞片、加
对引信提出了小尺寸、低成本的要求。而爆炸箔起爆
速膛及猛炸药等组成。爆炸箔起爆器在脉冲功率源提
器发火所需要的特定窄脉冲大电流使引信的体积和成
供窄脉冲大电流的作用下，使换能元金属桥箔发生电
本居高不下，限制了直列式引信和爆炸箔起爆器的发
爆炸，产生冲击波和等离子内能。冲击波和等离子体
展。如何在保证爆炸箔起爆器可靠作用的前提下尽量
内能做功剪切塑料飞片，通过加速膛加速，使飞片以数
降低其所需的起爆能量，已成为爆炸箔起爆器研究未
千米的速度撞击猛炸药，在炸药起爆面形成短脉冲冲
［3］
来发展的关键技术 。而这种优化设计需要对爆炸箔
击波，使炸药柱起爆并转换为爆轰输出。爆炸箔起爆
起爆器作用机理有深刻认识。为此，国内外对爆炸箔
器不含起爆药，仅使用猛炸药作为装药，安全性有了大
起爆器作用机理开展了大量研究。
幅度的提升。加速膛物理隔离换能元与药柱，使传爆
在爆炸箔起爆器研究方面，国外的研究机构有美
序列中无须进行隔断或错位设计 ［1］ ，简化了战斗部中
国劳伦斯‧利弗摩尔国家实验室、圣蒂亚国家实验室、
安保装置设计。发火所需的窄脉冲大电流，在自然条
荷兰 TNO 防务公司和英国剑桥大学等，国内有中国工
程物理研究院化工材料研究所、陕西应用物理化学研
收稿日期：2018⁃03⁃07；修回日期：2018‑06⁃24
网络出版日期：2018‑07‑03 究所、南京理工大学和北京理工大学等。美国发展的
作 者 简 介 ：陈 清 畴（1983-），男 ，助 理 研 究 员 ，主 要 从 事 新 型 火 工 品 低能爆炸箔起爆器的起爆能量已经降低至 0.05 J ，与
［4］
设计和爆轰数值模拟计算。e‑mail：chenqingchou@caep.cn
国外相比，国内存在一定的差距，爆炸箔起爆器的集成
通 信 联 系 人 ：李 勇（1986-），男 ，助 理 研 究 员 ，主 要 从 事 半 导 体 桥 火
工品研究。e‑mail：liyong_icm@caep.cn 度 较 低 ，难 以 有 效 降 低 起 爆 能 量 ，最 低 起 爆 能 量 为
引用本文：陈 清 畴 ，马 弢 ，李 勇 . 爆 炸 箔 起 爆 器 作 用 机 理 研 究 进 展［J］. 含 能 材 料 ，2019，27（1）：79-88.
CHEN Qing⁃chou，MA Tao，LI Yong. Research Progress in the Function Mechanism of Exploding Foil Initiator［J］. Chinese Journal of Energetic Materials（Hanneng
Cailiao），2019，27（1）：79-88.
含能材料 2019 年 第 27 卷 第 1 期 （79-88）
CHINESE JOURNAL OF ENERGETIC MATERIALS