[发明专利]一种降低激光起爆能量的方法

说明书

本发明公开了一种降低激光起爆能量的方法，基于低能激光起爆器实现，通过光纤传输激光至点火药并引燃点火药，利用燃烧转爆轰设计，由点火药引燃始发药，始发药发生燃烧转爆轰过程，实现始发药的爆轰输出，然后通过始发药爆轰驱动金属飞片，使得金属飞片高速撞击并起爆钝感炸药，进而实现钝感炸药的低能起爆。本发明的降低激光起爆能量的方法，其整个起爆过程可实现全光纤传输，可极大提高武器安全性和可靠性。

技术领域

本发明涉及火工品技术领域，特别涉及一种降低激光起爆能量的方法。

背景技术

激光驱动飞片起爆技术应用于火工品设计能够显著提升武器系统安全性。激光驱动飞片起爆技术的原理是：高能短脉冲激光(通常波长为1064nm)烧蚀飞片靶快速产生高温高压等离子体，未烧蚀飞片靶在等离子体驱动下形成高速飞片，撞击并起爆钝感炸药。飞片靶将激光能量转换为飞片动能，通常为单层或多层薄膜材料。该技术发展至今取得了众多研究成果，然而，飞片靶的换能效率(激光能量转化为飞片动能的效率)仍然很低，导致钝感炸药的起爆阈值大幅高于光纤的传能上限，极大地制约了激光驱动飞片起爆技术在武器系统中的工程化应用。因此，降低激光起爆能量是必然的趋势。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种降低激光起爆能量的方法，以燃烧转爆轰和炸药驱动飞片为设计思路，可在低能量输入下实现钝感炸药的起爆，首先利用燃烧转爆轰设计，实现始发药的爆轰输出；再通过始发药爆轰驱动金属飞片，飞片高速撞击并起爆钝感炸药；整个起爆过程可实现全光纤传输，极大提高武器安全性和可靠性。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种降低激光起爆能量的方法，基于低能激光起爆器实现，通过光纤传输激光至点火药并引燃点火药，利用燃烧转爆轰设计，由点火药引燃始发药，始发药发生燃烧转爆轰过程，实现始发药的爆轰输出，然后通过始发药爆轰驱动金属飞片，使得金属飞片高速撞击并起爆钝感炸药，进而实现钝感炸药的低能起爆。

同时，本发明中还公开了上述的低能激光起爆器的具体结构，该低能激光起爆器包括壳体、光纤、自聚焦光学镜、加速膛、金属飞片、装药环及盖片；

其中，壳体作为整个低能激光起爆器的支撑件可用于装配或连接其他零部件，具体的，盖片安装于壳体的左端，在壳体的内腔中开设有由左至右贯穿的装配通孔，所述装配通孔由左至右依次分为第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔；

所述装药环安装于第一安装孔内，装药环内设有炸药填充腔，炸药填充腔内填充有钝感炸药；加速膛及金属飞片安装于第二安装孔内，且加速膛的一端紧贴装药环，加速膛的另一端紧贴金属飞片，第二安装孔靠近第三安装孔的一端为炸药填充室，在所述炸药填充室内由左至右依次填充有始发药、点火药；自聚焦光学镜安装于第三安装孔内，光纤安装于第四安装孔内。

点火药位于自聚焦光学镜左侧可接收激光能量发生燃烧，作为优选，本技术方案中采用对光敏感的B/KNO3、Zr/KClO4等含能药剂作为点火药，始发药紧靠着点火药，始发药可采用HMX、RDX等能量较高而较钝感的猛炸药。

作为优选，本技术方案中金属飞片采用铝、钛、铜等密度小的各种金属，金属飞片装入壳体中后覆盖在始发药左侧，加速膛位于金属飞片左侧，主要对金属飞片提供支撑和剪切，需采用硬度较高的材料，例如可选用不锈钢、蓝宝石等，加速膛呈空心柱状，其直径和厚度可根据钝感炸药的冲击起爆阈值进行确定，具体为直径需大于钝感炸药的临界起爆直径。

具体的装药环包括座体，在座体上设有装药孔作为炸药填充腔，装药环的主要作用为支撑和约束钝感炸药，因此需采用强度较大的材料，如不锈钢等。钝感炸药是对外做功或点火的高温高压燃气的主要输出源，需采用能量较高而对冲击起爆敏感的猛炸药，如PETN、RDX、HMX等，钝感炸药可由外部直接压制成型后装入装药环的装药孔中，且装药孔未贯穿座体，座体底部留有一定厚度以避免后续结构件密封时对钝感炸药的破坏。