内筒型组合烟花发射安全性探讨

内筒型组合烟花发射安全性探讨1、概述去年11月，国办发〔2010〕53号文中取消个人燃放的内筒型组合烟花产品，对烟花界产生很大的震动，尽管后面安委办〔2010〕30号文中没再强调，提及的是禁止生产药物敏感度高、药量大、燃放无固定轨迹等危急性大的产品。但内筒性组合烟花的危急性不行忽视，内筒性组合烟花燃放时最可怕的是消失炸筒，炸筒将引起内筒轨迹转变，冲炸人员，产品药量大时，还可能引发殉爆。影响炸筒的因素有许多，如漏装放射药，外筒强度，泥底强度，放射药的猛度、吸湿性、药量，内筒的裂纹、变形、中间泥的状态，开苞炸药的猛度及药量，内外筒的间隙，内筒的重量等，有些是操作工过失引起的，有些是产品结构和装药设计引起的，为了更深化地了解炸筒缘由，先对放射过程进行分析。2、筒内放射过程引线点燃军工硝，由于有内纸巴封闭，火药在较小的药室空间内燃烧而不断产生高温燃气，燃气量的增加使压力上升，导致火药气体燃烧更猛烈，在压力作用下，推动内筒加速运动，以致内筒后部空间不断增加。火药燃烧生成气体使压力上升，而内筒运动使压力下降，当二因素平衡时，压力达到最大值，称之为最大膛压。内筒运动到筒口瞬间，速度达最大值，称之为初速，初速是打算内筒放射高度的最主要参数。去年初，李渡烟花集团同中央电视台一起，在30mm内径的透亮     管中装配放射药和效果件，用高速摄像机拍下了筒内放射的整个过程。摄像记录下的现象如下：1）、装有带孔内巴的，开头点燃放射药到效果件推出筒口的时间不超过10ms；而没装内巴的，开头点燃放射药到效果件推出筒口的时间为30ms。2）、装有内巴的，火药点火燃烧匀称，高温高压气体火焰始终在效果件的底部，效果件膛内弹道稳定；速度很快；而没有装内巴的，由于药室空间大，压力小，点火慢，点燃大部分火药需要20ms以上，效果件在膛内运行速度慢，火焰将效果件包围并先排出筒口。3）、引线孔跑出的火焰很少，能量损失可忽视；4）、效果件出筒后，火焰气体仍源源不断地从筒内喷出，大约持续50ms，说明火药的内能一部分转化为效果件的动能以及其他形式的次要能量，如后座动能和热散失等，还有相当一部分没有转换，以很高温度与压力的状态从筒口排出。效果件的放射运动是通过燃烧气体压力推动的，膛内的压力不仅打算效果件的初速，也是导致炸筒的最主要因素之一，当膛内最大压力达到或超过管壁材料的允许应力时，即产生裂缝，裂缝进一步扩展，导致炸筒。3、最大膛压的影响因素3．1、初始点火温度，火药外形，装填密度与容积，对最大压力影响很大。点火过强是造成膛内气体压力突然增高的缘由之一。3．2、装药量增加，火药气体总能量增加，将使最大压力增加。试验中也可观看到，当放射药量超量许多时，会消失炸筒现象。3．3、火药力增加也就是火药能量的增加，火药力每增加10%，最大压力大约可增加20%。我们也做过这方面的试验，当用高氯酸钾配制放射药时，很简单炸筒。3．4、弹丸质量增加，表示弹丸的惯性增加，必定导致最大压力的增加。现在市场上有些内筒做到2英寸以上，质量有些上百克，带来极大的炸筒、殉爆平安隐患。3．5、药室容积的减小，将使最大压力增加。3．6、外纸巴和效果件同外筒内壁协作的越紧，阻力越大，使效果件开头运动瞬间的压力增加，从而使最大压力也增加。

除上述影响膛内最大压力的因素外，在枪炮内弹道讨论中，还有一项导致膛胀、膛炸的主要因素：压力波，压力波指的是在弹底和膛底来回传播的压力波动。美国军用标准中将压力波强度作为枪炮装药平安性评估的主要参数。4、压力波的影响因素4．1、不匀称的局部点火简单产生大幅度的压力波。4．2、初始燃烧表面愈大，燃烧速度越快，初始气体生成速率就越大，越易产生压力波。4．3、点火药位置对装药的燃烧有极为重要的影响，快速而分散的点火有利于降低压力波。5、炸筒预防措施5．1、工艺操作中的平安质量缺陷，可以通过加强员工责任心和加大检验力度来预防；装药、压泥底尽量采纳工装设备，削减人为因素，由于漏装放射药将导致100%炸筒。现在成品质量掌握一般采纳的是破坏性抽检，不能保证全部产品装配质量都合格，有条件的话，可采纳无损检测设备对产品进行100%质量检验。5．2、对组合烟花结构和装药方式的转变，新放射药的应用，肯定要多方面进行理论分析和试验论证。5．3、建立外筒裂开强度的测试方法和筒内燃气压力的测试方法，其结果可作为产品结构设计和装药设计平安评估的主要依据。5．4、重视理论分析和讨论，10000次试验没消失平安问题，并不代表10001次不消失平安问题，阅历只是种概率。5．5、加大试验讨论，建立各影响因素的数据库，为产品设计以及政府部门制订法律法规和修订国家标准《组合烟花》供应技术支撑。比如在不同内筒重量、内外筒间隙、放射药药型及药量、纸垫规格、筒高等条件下，测试出筒内的压力—时间曲线，压力—行程曲线，从而把握筒内燃气压力变化规律和内筒运动规律。6、结束语目前烟花产品的结构和装药设计还是依靠阅历和大量的试验，而在军用上，已建立了枪炮内弹道学比较完善的理论，讨论了火药的热化学性质，燃烧机理，点火、传火规律，燃气生成规律，膛内能量转换及传递的热力学现象等，建立了反映内弹道过程中物理化学性质的内弹道数学模型。有了这些数学模型，或者称之为内弹道基本方程，可以对弹道进行计算，即已知枪炮内膛结构诸元（如药室容积，弹丸行程等）和装填条件（如装药质量、弹丸质量、火药外形和性质），计算膛内燃气压力变化规律和弹丸运动规律。或者反过来，已知口径，弹丸质量，初速及指定的最大膛压条件下，计算出能