林凡红1谢鉴2潘凤军3董庆文4陈枫5
北方华安工业集团有限公司 黑龙江 碾子山 161046
摘要：致盲弹药具有致人眩晕失明失去抵抗能力，以及使光电探测器材“致盲”不能正常工作的特点，从而达到毁伤敌人的目的。基于此，本文对致盲弹药技术进行了重点阐述。
关键词：致盲弹药；技术原理；配方设计；性能测试
致盲弹药本身具有较高的化学能，通过燃烧转化为强辐射光能，具有多向辐射、光谱范围宽、效费比高等优点，在弹药技术研究中受到各国的广泛欢迎。在致盲弹药技术研究中，首先要明确其辐射机理，为弹药配方设计提供依据，通过设计优化提升致盲弹药的性能水平。
一、弹药组成部分
不论弹药的技术怎么变化，整体如何创新，在长期使用的过程以来，弹药已形成了一个简单、规定的组成部分。弹药的组成部分相对来说比较复杂，但不论如何变化，弹药的组成可大致分为：壳体、装填物、战斗部分、引信、投射部、引导部、制导部、稳定部。首先弹药组成部分中面积较大的部分是壳体，壳体是连接引信和装填物的部分。对弹药来说，战斗部是最核心、最重要的部分。引信能控制弹药。投射部是在弹药发射过程中，提供最初动力的部分，投射部设计的好坏直接影响到弹药的飞行状况。弹药在飞行时，需借助自身的一部分才能保证飞行不受到干扰，提供这一部分帮助的是引导部，引导部的引导弹药飞行的部分，引导部与稳定部是在飞行中提供帮助的部分。制导部控制导弹，装填物是弹药的整个主要组成部分，其填充物的组成较复杂。
二、致盲弹药技术原理
致盲弹药在燃烧高温下，固体与液体游离电子产生扰动，根据温度变化处于不同能级辐射出波长不同的光，构成连续光谱和灰体辐射。由于致盲弹药的爆燃火团近似球形，可对其闪光辐射模型进行模拟分析。假设致盲弹药的爆燃火团表面为灰体辐射，发射率ε为小于1的常数。同时火球表面是余弦辐射体，爆燃火团视为均匀发光体，其表面和内部温度一致，辐射产生自爆燃火团的表面。在模型分析过程中，忽略爆燃火团内部辐射离子的贡献，不考虑大气中的辐射能量衰减问题。
可根据Plank定律，采用公式描述强光致盲弹药燃烧连续光谱在某波段的辐射出射度，具体为：Mλ-连续=ε0·(2πhc2/λ5)·(1/ehc/（λkT）-1)=ε0·c1·λ-5/(ec2/λT-1)。其中，Mλ-连续为燃烧连续光谱的单色辐出度，ε0为连续光谱发射率，c为光速，h为普朗克常数，λ为波长，c1和c2分别为第一、第二辐射常数，T为爆燃火团的表面温度。可对其进行积分和变量转换，得出灰体辐射斯蒂芬-波尔茨曼公式，并根据辐出度的定义，推导爆燃火团辐射强度公式，即I0=Φ0/4π=ε0·r0 2·σT4。根据该公式，爆燃火球辐射强度与火球变径平方、灰体发射率、表面温度四次方成正比，从而为致盲弹药的配方设计提供参考。
三、致盲弹药配方设计与筛选
致盲弹药配方设计有两个基本要求：一是要有足够强的光辐射能力；二是要有合适感度，保证运输、使用和勤务管理等过程中的安全。其中前者要求选择合适的反应体系，是设计中的重点。后者可在反应体系确定后，通过加入粘合剂和添加剂来保证。
致盲弹药由氧化剂、可燃物、粘合剂和添加剂组成。常用氧化剂有氯酸盐、高氯酸盐和硝酸盐；可燃物有铝、镁、镁铝合金混合物或合金。氧化剂和可燃物组成的二元体系在高温燃烧时能产生很强光辐射。现以最小自由能法为基础，利用高温高压复杂系统化学反应计算程序对二元反应体系进行计算，从而得到优化配方。KClO4和Al组成的二元体系反应温度最高，因闪光火球的辐射强度与火球表面温度的四次方成正比，所以KClO4和Al组成的二元体系是辐射能力最强的配方。
四、致盲弹药的性能测试
1、辐射强度试验
1)KClO4和Al不同配比二元体系的辐射强度。以球形铝粉为可燃物，高氯酸钾为氧化剂，组成二元配方。所有试验样弹均采用90g散装药，弹壳厚度4mm，容积为102mL，油压测试破壳压力为4 MPa。用ST-8型照度计测试二元配方可见光波段的发光强度，测试距离为60m，由测试结果得出，KClO4和Al的质量比为50:50的配方光辐射能力最强；而理论计算KClO4和Al的质量比为40:60时光辐射能力最强(反应体系温度越高，辐射能力越强)。出现这种差别是空气中的氧参与反应的结果。
2)不同粘合剂/Al/KClO4三元配方的辐射强度。为了改善药剂的安定性，需在二元配方(Al/KClO4=50:50)的基础上另加入小配比粘合剂进行造粒。分别选用虫胶、清油、沥青、酚醛树脂和环氧树脂做粘合剂，测试不同粘合剂/Al/KClO4三元配方可见光波段的发光强度和远红外波段的辐射强度，远红外测试采用VWXMYY型远红外测试辐射计，测试距离为300,结果可知，KClO4/Al/3%酚醛树脂和KClO4/Al/3%环氧树脂都是具有较强光辐射能力的三元配方。
2、感度试验
1)不同粘合剂/Al/KClO4三元配方的感度。上述辐射强度实验中确定了具有较强辐射能力的三元配方是KClO4/Al/3%酚醛树脂和KClO4/Al/3%环氧树脂，测定这两种配方外加不同用量粘合剂的感度。测试采用的标准是撞击感度、摩擦感度、火焰感度为GJB772A；静电火花感度为WJ1869。由测试结果可知，致盲弹药的四种感度中撞击感度较高；粘合剂/Al/KClO4三元配方中粘合剂用量为3%时感度较低。
2)微粉石墨加入三元配方的撞击感度。微粉石KClO4/Al/环氧树脂(配比是50:50:3)过筛后，称取10g样品四份，通过外混法加入1%、2%、3%、4%的微粉石墨并混合均匀，过筛3～5次，然后采用四分法取样进行撞击感度测试，测试结果可知：随着微粉石墨的用量加大，药剂的撞击感度降低，加入4%微粉石墨可使药剂撞击感度值降为0。即加入少量微粉石墨，可降低三元药剂的撞击感度，从而提高药剂的安全性和过载能力。
五、模拟样弹
1、模拟样弹的装药结构。壳体选用高强度纤维增强聚苯乙烯塑料，厚度3mm，顶盖的尺寸与材料与制式手榴弹完全一致。经过油压试验，壳体强度为4 MPa。将一定量致盲药剂分三次压入弹壳中，第三次采用凸模压药预留点火机构的位置，引信击发与保险机构采用压簧恢复击发方式。
2、样弹辐射强度。试验中模拟样弹装填KClO4/Al/环氧树脂(配比50:50:3)药量80g，吊于距地面1.8m高度处，可见波段测试距离为60m，近红外和远红外测试距离为300m，近红外波段辐射强度测试采用,JHF-Ⅱ型近红外测试辐射计，为引爆方便，试验弹采用电点火方式，试验测试结果见表1。
表1 强光辐射弹各波段辐射强度测试结果
.png)
3、样弹对夜视器材的干扰。对XX1940型近贴式二代微光夜视仪进行干扰研究。试验中模拟样弹装填KClO4/Al/环氧树脂三元配方(50:50:3)的药量40g，吊于距地面1.8m高度处，样弹与二代微光夜视仪间距离为37m，试验结果为：
1)正常的半月夜无法探测到37m处的靶架，需借助一定的照明才可探测目标。
2)当遇到较弱光源，夜视仪即出现弱的光晕现象，对观察目标略有影响。
3)当光源辐射强度很大时，二代夜视仪的光阴极达到饱和，成像满屏泛白，遮蔽整个夜视仪的视场。
4)随着闪光剂样弹最亮点的消退，夜视仪受到强光干扰的视场逐渐缩小，在一定程度仍能遮蔽目标。
5)强光过后，夜视仪受干扰处出现的亮“▲”持续20s左右时间才完全消退，说明夜视仪受强光干扰后要经历几十秒时间才能完全恢复。
由此可知，样弹对二代微光夜视仪干扰效果明显，主要受样弹发光强度及强光持续时间影响。
六、结论
1、利用高温高压复杂系统化学反应计算程序计算得出，氧化剂KClO4和可燃物Al组成的二元体系具有较强辐射能力。
2、实验得出二元体系中KClO4和Al的质量比为50:50时光辐射能力最强；而理论计算得出KClO4和Al的质量比为40:60时光辐射能力最强。这种差别是空气中的氧参与反应的结果。
3、KClO4/Al粘合剂三元体系中，粘合剂选择3%酚醛树脂或3%环氧树脂光辐射能力较强，感度较低。
4、KClO4/Al/3%环氧树脂三元配方外加少量微粉石墨，可降低配方的冲击感度，提高药剂安全性。
5、样弹发光强度及强光持续时间对夜视器材干扰效果明显。
参考文献：
[1]占春连.弹药爆炸火焰温度多光谱测温技术研究[J].计测技术,2018(06).
[2]霸书红.强光致盲弹药技术的研究[J].含能材料,2016(02).
[3]邢国武.强光致盲弹药技术研究[J].中国科技投资，2019(23).