聚能爆破

聚能效應和聚能現象可以通過圖1所示的一組實驗結果進行說明。實驗中所用藥包的幾何尺寸一樣，但裝葯結構不一樣，將所有的藥包裝置在厚度相同的同一種材質的鋼板上。爆破后可以看出：(a)種藥包在板上僅炸出一個很淺的凹坑；(b)種藥包雖然它的裝葯重量比(a)藥包少，但由於在下端有一個錐形孔穴，爆炸后在板上炸出了一個深幾毫米的坑；(c)種藥包是在錐形孔穴表面嵌裝一個金屬錐形襯套(葯型罩)，這種藥包爆炸后在鋼板上炸出一個深達幾十毫米的孔。這種利用藥包一端的孔穴來提高局部破壞作用的效應，稱為聚能效應，這種現象叫做聚能現象。

圖2為不同裝葯結構的藥包，引爆后爆炸產物的飛散過程示意圖。一個完整的圓柱形藥包爆炸后，爆炸產物沿近似垂直於葯柱表面的方向，向四周飛散。作用在鋼板表面上的僅僅是從葯柱一端飛散出的爆炸產物，它的作用面積等於葯柱一端的端面面積，見圖1(a)和2(a)。但是，一端帶有錐形孔穴的圓柱形藥包則不同，它爆炸后錐形孔穴部分的爆炸產物飛散時，先向藥包軸線集中，匯聚成一股速度和壓力都很高的氣流，稱為聚能氣流，見圖2(b)。爆炸產物的能量集中在較小面積上，大大提高了聚能效應。聚能氣流不能無限地集中，而在離葯柱端面某一距離F處達到最大的集中，以後又迅速飛散開了。如果設法把能量儘可能轉換成動能形式，就能大大提高能量的集中程度。提高動能的辦法是在錐形孔穴的表面嵌裝一個形狀相同的金屬葯型罩(見圖2(c))。這樣爆炸產物在推動罩壁向軸線運動過程中將能量傳遞給葯型罩。由於金屬的可壓縮性很小，因此內能增加很少，能量的極大部分表現為現代爆破技術動能形式，這樣就可避免由於高壓膨脹引起的能量分散nli使能量更加集中，形成一股速度和動能比氣體射流更高的金屬射流，從而產生極大的穿透能力。

聚能藥包由炸藥、葯形罩、隔板、殼體、引信和支架等部分組成，其作用及對聚能藥包威力的影響分述如下。

1．炸藥

炸藥是聚能爆破的能源，炸藥的爆壓越大，聚能彈威力越大；為得到高爆壓，需高爆速、高密度的炸藥。常用炸藥有梯恩梯、黑索金、8321炸藥等，裝藥方法有熔鑄，塑裝和壓裝多種。

2．葯型罩

葯型罩的作用是把炸藥的爆炸能轉化成罩體材料的射流動能，從而提高其穿透和切割能力。葯型罩的材料必須滿足四點要求，即可壓縮性小、密度高、塑性和延展性好，在形成射流中不汽化。大量試驗證明，用紫銅製作葯型罩效果最好，其次為鑄鐵、鋼和陶瓷。

葯型罩的形狀多種多樣，主要有軸對稱型，如圓錐形、半球形、拋物線形和喇叭形等；面對稱型，常見的有用於切割金屬板材的直線形和用於切割管材的環形聚能罩兩種；中心對稱型，這種球形聚能藥包，中心有球形空腔和球形罩，球形罩外敷設炸藥，若能在瞬間同時起爆，可在空腔中心點獲得極大的能量集中。在工程中常用的是軸對稱型和面對稱型兩類葯型罩。

3．隔板

隔板的作用是改變爆轟波的形狀，提高射流頭部的速度。設計合理的隔板，可使射流頭部速度提高25%，穿孔深度提高15%-30%。

隔板材料一般用塑料和木料等惰性材料，也有用低爆速炸藥當作隔板的，直徑不小於藥包最大直徑的一半，其位置、厚薄、大小均可按爆轟波理論進行計算，選出最優值。

4．殼體

殼體會影響爆轟波的陣面形態，可以減弱稀疏波的作用，有利於能量有效利用，但控制不好會造成“反向射流”現象，反而減弱了射流強度，所以聚能彈也有一些不用外殼的。

5．支架

支架的作用是保證最佳炸高。炸高的定義是聚能藥包底面(即葯形罩底線)到穿孔目標的最短距離。最佳炸高根據聚能彈設計決定，一般是葯型罩底部直徑的1~3倍。