模拟化学弹的结构设计

模拟化学弹的结构设计

付伟 姜春茂 颜秀红

北方华安工业集团有限公司 黑龙江 齐齐哈尔 碾子山 161046

摘要 : 通过引爆模拟化学弹，模仿各种毒气弹爆炸后的效果，满足移动式销毁设施规定的要求性能事项后，开始处理实际化学弹的销毁试运行。

关键词 炸药 化学弹 模拟剂

1 引言

日本二战期间在中国领土上遗留的化学毒气弹是其最强有力的侵略证据，时至今日依然能在各地发现遗弃的毒气弹，给我国人民正常生活带来巨大安全隐患。在2010年4月召开的第8届中日专家磋商会议中，为进一步推进江苏省南京市遗弃化学武器销毁工作，根据日方提供的模拟化学弹的相关资料和中日双方磋商达成的一致意见，制定模拟化学弹研制计划。

2 模拟化学弹的设计

根据日方提供的模拟化学弹的示意图，确定模拟化学弹总体结构，包括模拟化学剂、炸药装填量，弹体及零件材料，制造精度等级，表面突起，表示和包装等技术要求，绘制产品总图和零部件加工图，确定包装和运输方式，绘制包装图，设计加工制造弹体、炸药注装和检验用工装、模具；设计化学模拟弹爆管注装炸药工艺和模拟剂装填工艺。

2.1 模拟化学弹的研制规格

根据日方提供的模拟化学弹原理示意图及有关要求，进行以下几种模拟化学弹的工程设计见表1。

表1 研制的模拟弹的种类

分类	序号	名称
模拟弹A	1	90模拟黄弹A
	2	150模拟黄弹A
	3	模拟航空黄弹A
	4	90模拟红弹A
	5	150模拟红弹A
	6	模拟中红筒A
模拟弹B	7	90模拟黄弹B
	8	150模拟黄弹B
	9	模拟航空黄弹B
	10	模拟小红筒B
模拟弹T	11	模拟航空黄弹T
	12	90模拟红弹T
	13	150模拟红弹T
	14	模拟小红筒T

2.2 模拟化学弹的总体设计

模拟化学弹的基本形状是双重圆筒型，两端栓塞部带注入口。弹丸主要由炸药浇注口、炸药、模拟剂、模拟剂填充口、密封圈、垫片等零（部）件组成（图1）。

模拟小红筒采用带盖单筒型设计。

图1 模拟弹A、B

1）TNT熔注装药口；2）TNT；3）模拟剂；4）模拟剂填充口；

5）密封圈；6）垫片；7）密封圈。

2.3 模拟化学弹的模拟剂

模拟化学弹的模拟剂种类见表2。

表-2 模拟剂

分类	种类	名称	分子式/CAS号
模拟剂A	黄剂的模拟剂	邻羟基苯甲酸甲基	C8H8O3/119-36-8
	红剂的模拟剂	氧萘酮	C9H6O2/91-64-5
模拟剂B	有机砷化合物	对氨基苯砷算	C6H8AsNO3/98-50-0

选择模拟剂时，不仅考虑其物理特性与化学特性接近实弹，还考虑了对环境的适应性、毒性、采购的难易度、管理的方便性等因素后，决定使用表2所示的模拟剂。

模拟剂A的填充量与销毁对象物的化学剂设计质量相同；模拟剂B的填充量是按照与销毁对象物相同的砷当量计算出的。

小红筒是在化学剂中混合了赛璐珞粉，所以模拟小红筒中的模拟剂中也混合了赛璐珞粉；中红筒是将化学剂侵入了轻石中，所以模拟中红筒也将化学剂侵入轻石中。

2.4 化学模拟弹的炸药

模拟弹中填充的炸药种类为TNT，填充量为销毁对象物的设计炸药量换算为TNT后的质量。

2.4.1 制造工艺设计

主要包括壳体、零件加工、爆管加工、焊接及全弹装配、涂漆及标识；密封性试验和机械加工检验；爆管注药，装填模拟剂、全弹装配及检验、装箱等。

模拟化学弹制造工艺流程，见图2。

图一2 模拟化学弹制造工艺流程

爆管注药工艺流程，见图3

图一3 爆管注药工艺流程

模拟剂装填工艺流程，见图4。

图一4 模拟剂装填工艺流程

1. 弹体机械加工的技术要求

1. 焊接牢固，焊接处不允许有过烧、裂纹、未融合、未焊透和密集气孔等缺陷。焊接方法、焊

接变形等符合工艺规定。

2. 弹体内部清洗干净，无焊渣、污物和灰尘后对爆管腔、注模拟剂腔进行水压试验，确定在

0.1MPa下2分钟内无渗漏。

3） 在弹体右断面用五号字头打弹体编号。弹体外表面喷涂C04-64军绿色醇酸半光磁漆，中间部位应有标识，与弹体编号相对应。对每一发弹体进行称重（包括一枚垫片、两枚密封圈、两侧螺堵在内，精确到0.1g）并记录。

4） 爆管注药执行WJ85-2000，注药工艺稳定、开合弹质量合格后进行产品注药。无缩孔、裂纹等缺陷，螺纹处炸药应清理干净，炸药与螺堵之间加垫片，对每一弹体进行称重（精确到0.1g）并记录。

5） 装填模拟剂后，弹体表面应洁净、无污物。

2. 参考文献

成大先 机械设计手册 第四版 化学工业出版社 2002年