作者：高兴勇 等
出版社：电子工业出版社
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弹药事故处理试读：
前言
弹药，通常装填有火炸药、火工品，因此具有易燃易爆的特性，在一定条件下，有可能发生意外爆炸，造成弹药事故。弹药事故，特别是重大、特大事故发生后，不仅会造成严重的人员伤亡和财产损失，而且会使人在心理上产生恐惧，影响正常工作的开展。因此，及时、准确地进行弹药事故处理，对于减小事故所带来的损失、总结事故发生的主要原因和规律、避免类似事故的再次发生、维护部队和社会的安全稳定具有十分重要的意义。本书的编写是为了增强相关人员弹药事故处理的知识储备和技能水平，提高分析弹药事故原因、预防和处理弹药事故的能力，培养相关人员在弹药工作中的安全意识。这对于消除弹药工作中的不安全因素，确保社会、部队安全稳定，提高人员、设施安全水平具有十分重要的意义。
本书分为六章。第一章弹药爆炸及其危害，主要介绍了弹药爆炸事故的起因、爆炸作用过程及危害形式，以及对爆炸危害防护的基本原理。第二章弹药事故及处理，主要介绍弹药事故和弹药事故处理的基本知识，包括弹药事故的含义、特征、分类与等级，以及弹药事故处理的目的与任务、特点与原则等，以构建弹药事故处理的基本概念体系。第三章弹药事故致因，简要介绍、评析事故致因理论的起源、发展和特点，介绍典型事故致因理论的基本概念、观点和主要结论，讲述弹药爆炸事故原因分析的一般步骤和方法，以及典型弹药爆炸事故原因分析的具体方法，为弹药事故处理中的原因调查工作提供指导。第四章弹药事故预防，以事故致因理论为指导，介绍弹药机构安全性分析和弹药事故预防的基本原理和要求、常用的弹药安全防护技术和弹药安全管理，为弹药事故处理中的安全整改提供理论指导。第五章弹药事故现场和弹药处理，结合典型实例，介绍弹药事故现场清理的主要任务和基本原则、一般程序和要求、方案制订和实施等；同时，介绍事故弹药处理的基本概念及事故现场弹药处理的一般方法和要求，为弹药事故处理的有关善后工作提供参考。第六章弹药事故案例分析，介绍弹药典型事故案例，目的在于总结实践中的反面示例，为事故预防工作提供参考借鉴。
在本书的编写过程中，参阅了国内外相关著作和文献资料，尤其是借鉴了罗兴柏等同志多年的研究成果。在此一并感谢。
由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，希望广大读者批评指正。作者2019年4月
第一章 弹药爆炸及其危害
与其他非爆炸性军事装备和民用物品相比，弹药的最大特点之一就是含有火炸药，这些含能物质在一定的外部环境作用下会发生燃烧或爆轰。因而，在技术保障作业过程中，如果外部环境控制不力，弹药就有可能发生意外爆炸事故，造成对人员、设施设备等过大的危害。因此，在弹药研制、储存保管和技术作业实施过程中，必须贯彻“安全第一”的原则，进行“双环节”安全防护，一方面，有效控制环境中各种可能的外部作用，或切断外部刺激与弹药爆炸物质的能量耦合通道，严防意外爆炸的发生；另一方面，必须同时采取防护措施确保一旦发生意外爆炸，不会造成过大的危害。
第一节 弹药爆炸事故起因
一、爆炸和炸药弹药之所以能够发生爆炸，一个最根本的原因就是其内部装有炸药或使用了装有炸药的火工品。炸药是弹药爆炸事故中最初意外释放能量的危险源。因此，分析弹药爆炸事故原因，须先掌握炸药与爆炸的关系。（一）爆炸的特征与种类
爆炸是物质的一种非常急剧的物理、化学变化。在这种快速变化过程中，伴随有物质所含能量的快速转变，即转变为该物质本身、变化后形成的物质以及周围介质的压缩能或运动能，导致周围介质的结构形态的变化或破坏。因此，爆炸的一个重要特点是大量能量在有限的体积内突然释放或急骤转变。由于爆炸必然导致周围介质的不寻常的移动、变形，也必然使空气介质发生振动，因此，爆炸的一个显著的外部特征是发出巨大的声响；同时，由于能量的快速释放和周围介质的高速运动所产生的高温，会导致周围易燃物质的燃烧，产生强烈的火光。
爆炸主要有三种类型，即物理爆炸（物理变化引起的爆炸，如：锅炉爆炸、轮胎放炮等）、化学爆炸（化学变化引起的爆炸，如：瓦斯爆炸、煤矿粉尘爆炸、炸药爆炸等）和核爆炸。（二）炸药及其特征
所谓炸药，是指在一定的外能激发下，能够发生化学爆炸的物质。
炸药一般具有下列特征。（1）集可燃成分与助燃成分于一身，能够自动传播爆炸反应。大部分炸药，在足够的外界能量激发起爆后，无须外界供应能量，即可自动持续下去，这是保证炸药爆炸能够快速进行，一旦发生根本来不及阻止的一个重要原因。（2）能量密度极高。所谓能量密度，是指单位体积物质所含的33能量。一般物质，如汽油为19.65kJ/dm，煤为17.14kJ/dm，而TNT3炸药的能量密度高达6796.68kJ/dm，黑索今（RDX）为8548.10kJ/33dm，硝化甘油为9948.40kJ/dm。炸药能量密度极高，是导致弹药事故巨大破坏作用的根本物质前提。（3）不稳定又相对稳定。所谓相对稳定，是指在没有适当的外部条件作用时，一般不会发生爆炸，在正常的储存条件下，变化极为缓慢。所谓不稳定，是指当外部条件成熟，刺激能量足够时，炸药的变化速度会明显加快，甚至发生爆炸。因此，预防弹药爆炸事故的发生，就是要努力控制外部环境，避免炸药所受外部条件达到起爆条件。（三）炸药化学变化形式
炸药的化学变化有缓慢化学分解和爆炸两种主要变化形式。1.缓慢化学分解——热解
在正常温度条件下，炸药通常以缓慢的速度进行化学分解，包括吸湿后的水解，受热后的分解（热解）等。炸药分解一般会产生NO、NO、CO等气体产物，难以察觉。但是，随着外部温湿度的22提高，这种分解会加速，产生硝胺气味，甚至会发生自燃和自爆。2.爆炸
炸药的爆炸变化与缓慢化学变化的主要区别在于：（1）缓慢化学变化一般在整个炸药体内进行，而爆炸变化则是由起爆点开始，一层一层地、快速地自行传播；（2）缓慢化学变化速度很小，爆炸变化速度很大。3.爆炸三要素
因此，爆炸发生要求炸药的化学反应具有下列三个要素（爆炸三要素）。
1）反应的放热性
吸热反应一般难以自动维持，只有放热反应才有可能发生爆炸。因此，炸药爆炸都伴随有高温爆炸产物的产生，炸药爆炸后的热量如果全部用于加热炸药爆炸产生的物质，温度（爆温）一般都在3000℃以上。
2）反应的迅速性
TNT的爆炸反应传播速度（爆速）可达7km/s，RDX的爆速可达8.2km/s（见图1-1）。图1-1 炸药爆炸反应传播示意图
3）生成大量气体
只有生成大量气体，在爆炸的高温、高速作用下，这些气体快速膨胀，才能对周围介质做功（抛出弹丸、炸坏弹体、破坏工事等）。没有气体，尽管有高温、高速，也没什么破坏作用。
炸药的爆炸可分为燃烧和爆轰两种形式，它们的主要区别如表1-1所示。表1-1 炸药燃烧与爆轰的区别（续表）
炸药的热分解、燃烧和爆轰既相互区别，在一条件下又会相互转化。例如，在高温条件下，热分解速度上升可能转化为燃烧或爆轰；在密闭或半密闭条件下，燃烧可以转化为爆轰；在外界刺激能量不足、非密闭条件下，细长、低密度炸药的爆轰有可能自动停止（如：火箭发动机自动熄火）。一般所称爆炸，多特指爆轰，而不是指燃烧。（四）炸药的种类和用途
按严格定义，炸药可分为起爆药、猛炸药、火药和烟火剂四种。1.起爆药
主要用于火帽、雷管等火工品的装药，目前常用起爆药有雷汞、氮化铅、史蒂酚酸铅、特屈拉辛等，其主要特点是容易起爆（感度高），但威力相对较小。2.猛炸药
主要用于各种弹药的弹体装药和爆破器材。目前常用猛炸药有TNT（TNT）、黑索今（RDX）、特屈尔（CE/CX）、泰安（PETN）等，其主要特点是威力大，但相对起爆药感度低，不容易起爆。3.火药
主要用于弹药的发射药和抛射药。目前常用的火药包括黑火药（1＃～2＃大粒黑药，1＃～4＃小粒黑药，导火索黑药，时间黑药等）和发射药（硝化棉为主要能量成分的单基药，硝化棉和硝化甘油为主要能量成分的双基药等）。主要特点是燃速高、易吸湿、易燃烧，特别是黑药的吸湿性更差。因此，发射药在保管过程中尤其要注意防潮防热、定期进行成分和安定性化验。4.烟火剂
主要用于各种特种弹和信号弹、曳光管的装填药剂，如：照明剂、燃烧剂、信号剂、曳光剂、发烟剂等，其主要特点是燃烧时各产生预定的色光、色烟、高温等特殊作用，较易吸湿。二、弹药的结构与作用过程（一）弹药的构造
以高炮榴弹为例，弹药一般由战斗部和发射部两大部分构成。
发射部一般由发射装药、药筒和底火或点火具三大元件构成，主要用途是为战斗部的飞行、旋转，以及诸如引信解除保险、曳光管点燃等提供能量和热量，确保弹丸稳定飞行并达到预定的射程，保持一定的剩余速度。
战斗部主要由引信和弹丸等两大元件组成，主要任务是最终摧毁目标或完成其他预定的战术任务（发烟、纵火等）。引信一般由着发、近炸和定时作用三种，弹丸一般由弹体、装药、弹带或稳定尾翼等组成，有的弹丸内装钢珠等预制破片，有的底部带有曵光管。（二）弹药正常作用的过程
正常情况下，武器击发后，底火或点火具在撞击或电流的作用下发火，点燃发射药，发射药在膛内燃烧产生高温、高压气体，推动弹丸加速运动或旋转并点燃曳光管。引信受加速运动产生的后坐力和旋转产生的离心力等作用，一般在膛内或出炮口一定距离后解除保险，当弹丸碰击目标（着发），或距目标一定位置（距离、夹角）时（近炸），或预定的装定时间到时（定时），引信首先起爆上层炸药。爆炸在炸药内部逐层传播，称为爆轰波。爆炸过程中，炸药本身发生剧烈的化学反应，产生高温、高压气体，称为爆轰产物；爆轰波和爆轰产物作用到弹体或其他与炸药直接接触的物体（如：装甲等），对弹体或装甲等起炸碎作用，产生高温、高速破片，破片可对人员、装备起杀伤作用；弹体碎裂后，爆轰产物要对周围空气、土壤等产生强烈压缩，在空气等介质中形成高温、高压的冲击波，冲击波的压力和持续时间随着距离的增加急剧下降。冲击波可以对人员、装备、建筑等起杀伤、燃烧等破坏作用。与炸药直接接触的土壤等密度较高的周围介质，在爆轰波和爆轰产物的作用下被压碎，进而将更多与其接触的周围介质抛出，形成炸坑等爆破作用。如果爆炸点附近还有其他炸药等，这些炸药在破片撞击、空气冲击波的作用下有可能发生新的爆炸，即所谓殉爆。三、弹药爆炸的起因和条件
弹药为什么会爆炸？在什么条件下才能发生爆炸？要解决这些问题，首先要解决炸药起爆的有关问题。（一）炸药起爆与炸药感度
目前解释炸药起爆过程和原因的理论，主要有热起爆理论和热点起爆理论，两者的本质观点都是：炸药内部或局部在外界作用下发生反应、生成能量，同时这种热量要向外散发；当热量生成速度大于散发速度，就会产生热积累同时使炸药整体或局部温度上升，反应速度加快；当热积累达到一定程度，炸药的反应速度会快速上升以至发生燃烧或爆轰。1.热起爆理论
热起爆理论主要用于解释炸药如何由热分解转化为燃烧或爆轰，过程如图1-2所示。图1-2 热起爆理论示意图
温度为T的周围介质，通过热辐射、热传导、热对流等形式向炸0药加热，使炸药四周温度与T达到平衡；同时，炸药内部由于热分解0产生热量，这个热量通过炸药本身的热辐射和热传导向周围介质散发热量。如果周围介质温度T较小，炸药内部的热量生成与散发达到平0衡或者小于散发速度，则整个炸药的温度与周围介质相同，炸药温度不会上升，反应速度不会加快，维持在缓慢热分解的水平上不会燃烧或爆炸。如果T较大，导致炸药热量生成速率大于散发速率，产生热0积累，一般炸药内部温度较高（如T），四周温度较低。炸药内部的热积累又加快了炸药的热分解，热分解又加快热积累，如此相互促进，最终导致炸药燃烧或爆轰。
因此，在储存过程中，应该重点控制环境温度，同时控制湿度，强调防热防潮。2.热点起爆理论
热点起爆理论主要用于解释炸药在撞击、振动等外部作用下发生爆炸的机理，是热起爆理论在炸药局部的运用。它的主要观点是：由于生产过程的原因，炸药不可能是绝对均匀的，总是存在杂质、缩孔（气泡）、微小裂纹等，如图1-3所示。当整个炸药受到撞击、振动、冲击波作用时，在整个炸药受到压缩作用的同时，特别是这些杂质与炸药的交界面、缩孔或气泡的界面、裂纹界面所受到的压缩更为强烈，局部温度上升，形成一个或若干个“热点”，这些热点的温度达到一定值以后，就会首先产生爆轰，向其周围炸药供热，引起周围炸药燃烧并转为爆轰；链式反应，进而引起整个炸药的爆轰。图1-3 热点起爆理论示意图
一般地，炸药密度低，热点多；炸药生产质量差，尺寸大，热点多；外部作用强度大，热点温度上升快。这些情况都会加大炸药发生爆炸的可能。3.炸药感度
所谓炸药感度，是指炸药在外界能量作用下发生爆炸的难易程度。感度高，容易起爆；感度低，不容易起爆。感度越低，炸药的安全性越高。
根据外界能量（统称环境刺激或环境应力）的形式，炸药的感度有多种。（1）机械感度。炸药在机械能（如：冲击、摩擦、针刺、高速破片打击或侵彻等）作用下，发生爆炸的难易程度，有摩擦感度、针刺感度、冲击感度、枪弹贯穿感度（模拟高度破片）等多种。（2）热感度。炸药在火焰等热作用下发生爆炸的难易程度。（3）起爆感度。猛炸药在起爆药作用下发生爆炸的难易程度。（4）冲击波感度。炸药在冲击波作用下发生爆炸的难易程度。4.炸药的起爆条件
根据炸药的起爆理论和感度概念，炸药的起爆条件是：炸药所处环境产生的各种刺激因素或应力的大小及持续时间（统称刺激水平或应力水平），达到炸药的对应刺激形式的感度值。例如，0.05g TNT炸药在295～300℃的恒温环境中持续5min就有可能爆炸，在475℃的恒温环境中持续5s就有可能爆炸；在10kg落锤、从25cm高度落下的机械冲击下，0.05g的TNT炸药的起爆概率为4%～8%、RDX炸药为72%～88%、硝化甘油和黑火药则为100%；1gTNT炸药在标准试验条件下被起爆需要0.36g雷汞，同样条件下RDX则只需0.19g雷汞。
需要说明的是，同样的炸药，由于生产条件和储存条件及时间不同，感度也有所不同；而实际的环境刺激，其大小及作用过程（大小与时间的关系）、作用方式（直接、间接等）都很难与炸药感度的标准测定条件相同，往往是多种形式的环境刺激的组合，不能简单地以感度数据作为炸药能否起爆的判断标准。正因如此，目前还很难准确给出哪些违章作业、在什么确切条件下，一定能够引起炸药或弹药的燃烧爆炸事故。（二）引信作用条件
引信是弹药中保证弹丸在预定时机或位置、按预定方式作用的控制装置，对于引信与弹丸连接在一起的整装弹来说，引信发生则意味着弹丸爆炸，引信解除保险也将意味着弹药处于容易发生爆炸的危险状态。因此，在安全问题上，可以将引信解除保险等同引信作用，而引信作用则构成弹药爆炸的前提，甚至可以等同为弹药爆炸。
目前所使用的引信，包括需要人工辅助解除保险的引信在内，一般都需要利用发射时的后坐力和离心力来解除保险。引信利用后坐力解除保险的难易程度一般用直线解除保险系数k1表示，利用离心力解除保险的难易程度一般用离心解除保险系数k2表示；一般地，两系数越小，引信越容易解除保险。
此外，在装卸运输、修理销毁等过程中，弹药难免跌落，此时，引信应该能够保证不解除保险。引信在一定条件下（如：跌落的总质量、地面条件等）不解除保险的最大自由跌落高度称为安全落高，该值越大则引信跌落安全性越高；否则，反之。分析在某些情况下的引信安全状态及引信能否作用，必须结合引信的结构和作用原理、出厂后的履历等，具体情况具体分析。（三）火工品发火条件
火工品包括火帽、雷管、底火、点火具、拉火管、导火索、导爆索等，在一定的撞击或刺激、火焰、电流等形式的输入能量作用下，会发火而输出点火或起爆能量，有的可能直接造成人员伤亡（如雷管意外爆炸），有的可能引起弹药或火药、炸药的燃烧爆炸，总之，有可能引发弹药事故。
火工品的发火条件应根据火工品的结构、所装火药或炸药的性能、特别是感度和数量等情况，通过计算和试验确定，对于防事故而言，一般关心诸如安全电流、最小发火能等。具体方法，读者可以参阅有关文献资料。
第二节 弹药爆炸及其危害
本节解决弹药爆炸事故原因分析中遇到的第二个问题，即弹药意外爆炸发生后，为什么没能有效控制危害。为此，需要研究弹药爆炸有哪些危害，这些危害如何进行防护。一、弹药意外爆炸时的作用过程及其危害形式（一）弹药意外爆炸时的作用过程
无论具体什么原因，当弹药中的火药或炸药意外发生燃烧或爆炸时，都将给其周围物体产生巨大的破坏。以榴弹弹丸装药爆炸为例，当弹丸装药在引信或其他外部刺激因素的过大作用下，与引信的接触层或最先受到过大刺激的炸药层首先起爆。爆炸在炸药内部逐层传播，称为爆轰波。爆轰波传播过程中，炸药本身发生剧烈的化学反应，产生高温、高压气体，称为爆轰产物；爆轰波和爆轰产物作用到弹体或其他与炸药直接接触的物体（如烧毁炉体、夹具等），对弹体或炉体等起炸碎作用，产生高温、高速破片，破片可对人员、装备起杀伤作用；弹体碎裂后，爆轰产物要对周围空气、土壤等产生强烈压缩，在空气等介质中形成高温、高压的冲击波，冲击波的压力和持续时间随着距离的增加急剧下降。冲击波可以对人员、装备、建筑等起杀伤、燃烧等破坏作用。与炸药直接接触的土壤等密度较高的周围介质，在爆轰波和爆轰产物的作用下被压碎，进而将更多与其接触的周围介质抛出，形成炸坑等爆破作用。如果爆炸点附近还有其他炸药等，这些炸药在破片撞击、空气冲击波的作用下有可能发生新的爆炸，即所谓殉爆，则爆炸作用有可能进一步增强。
应该强调的是，在弹药修理与报废处理等技术作业过程中，不仅仅是弹药爆炸存在上述作用过程，所有存有或附着有火炸药和其他易燃易爆物质的物体，都有可能产生（或部分产生）类似过程。有工厂曾因用焊割方法截断内壁附着有残留炸药的排水钢管、用不适当的工具清理炸药而发生爆炸，事故起因大概源于此。（二）弹药爆炸危害的形式
从爆炸危害形成的主动物（而不是被破坏物）考虑，弹药爆炸（包括火药燃烧）产生的危害主要有爆轰产物、破片、冲击波及热效应四种形式。1.爆轰产物危害
爆轰产物的危害范围一般不超过炸药半径的10倍（球形装药）到30倍（柱形装药），其主要危害如下：（1）在爆轰波的共同作用下，可能对直接接触的物体产生层裂效应（虽未炸穿该物体却在其背面产生破片）、甚至炸裂或炸穿该物体，进而产生破片；（2）引起近距离内易燃易爆物品的燃烧或爆炸；（3）以高温、高压作用致近距离人员伤亡。2.破片危害
1）初始破片危害
所谓初始破片，是指带壳炸药爆炸产生的壳体破片。初始破片的危害主要表现在下述几个方面：（1）对周围人员、装备、建筑要产生撞击（压力达上万兆帕以上）和击穿作用，从而引起人员伤亡、装备和建筑物（包括电气线路）的结构破坏，这些作用统称为杀伤作用；（2）由于破片高速撞击、击穿过程中的摩擦要产生高温，有可能引起易燃物质的燃烧，产生纵火作用；（3）高速破片撞击火炸药（无论带壳与否），完全有可能引起燃烧甚至爆轰，导致殉爆。
防护初始破片危害的最有效方法是加设防护钢板。由于破片速度随作用距离呈指数关系衰减，在可能条件下采用增大空间距离的方法也是有效的。
破甲弹金属射流的危害与初始破片危害相同，但在有利炸高以内危害要大得多，而随着距离的加大，则由于射流的断裂而使危害明显下降。
2）次生破片危害
次生破片又称再生破片、二次破片，是指由于初始破片的撞击、爆轰产物或爆炸冲击波的高压与冲击作用，使爆点附近一定范围内自由摆放的物体（如：扳手、石块等）、设备或建筑物上碎裂的构件等加速，以及因建筑物坍（倒）塌而形成的物体和物体碎片。次生破片具有与初始破片类似的危害，但由于其速度相对较小，虽因质量较大而对人员、装备和建筑物具有较大的杀伤、破坏作用，一般难以直接导致殉爆和纵火作用。但如果次生破片导致新的建筑物的损毁甚至坍（倒）塌，其连锁反应则难以预料。
在有关设施和建筑物建设标准中，对工房屋顶结构、材质提出了一定的要求，又要求防爆土堤、炸毁坑填埋不得有碎石块等，都是出于防护次生破片危害的需要。3.冲击波危害
在弹药修理与报废处理等技术作业过程中，弹药爆炸产生的冲击波主要通过空气介质传播。空气冲击波在一定距离以内，由于高温、高压作用和推动空气（或其他介质）高速运动，可能产生下列危害：（1）导致人员伤亡；（2）摧毁装备和建筑物等设施；（3）殉爆其他弹药。
工程上实现切实密闭空气冲击波比较困难，而冲击波强度随作用距离加大急速衰减，因此，防护空气冲击波的最有效方法是保证足够的安全距离。
此外，空气冲击波还可能使较远距离上的车辆、人员翻倒或被抛掷，从而撞击其他物体造成毁坏或伤亡，形成冲击波的二次破坏（对物体）或三次危害（对人员）。4.热效应危害
与油罐车爆炸类似，大量火药燃烧时会产生高温火球，并能持续相当长的时间。这种火球的危害来源于热传导、热对流和热辐射作用，以热辐射作用为主。热效应的主要危害如下：（1）引起易燃物品燃烧；（2）导致人眼视网膜、晶状体等损伤，严重者可能致盲；（3）烧灼皮肤，导致人员烧伤甚至致死。
当然，如果距离燃烧点较近，则人员吸入高温空气等，也有可能导致内烧伤。
弹药爆炸产生的上述危害可以统称为“一次危害”，但一次危害产生以后会引起一系列的连锁反应。例如，次生破片在更大范围内对人员等产生杀伤作用；建筑物倒塌也有类似作用；电气线路破坏产生短路和电火花，可能引起更大的火灾等；殉爆所产生的不良反应等。所有这些连锁产生的危害，通称为二次危害。
可以说，一次危害发生后，二次危害或多或少都会产生。在装备研制、设施和建筑物建设中，应该考虑二次危害问题，但重点应该是对一次危害的防护。
就弹药修理和报废处理的大多数情况，尤其是人员防护而言，弹药爆炸的危害主要体现在破片和冲击波作用，少量体现在热辐射作用。因此，本节重点介绍破片和冲击波的危害与防护，简要介绍热辐射的危害与防护。二、破片危害（一）破片的形成
首先，位于引信等起爆源附近的炸药，在起爆能量作用下，开始产生物理化学反应，即炸药由原来的固态迅速分解为高温高压的气态产物（爆轰产物）。爆轰产物的巨大压力和冲量作用在弹壁上，使弹壁金属变形；同时也作用在与之相邻的未反应的固态炸药上，使炸药进一步发生连锁反应。在某一瞬间，存在这样一个界面：界面的一边为正在反应的炸药爆轰产物，界面的另一边是尚未反应的原有固态炸药。这个界面称为爆轰波阵面。波阵面的爆轰压力可达（2～3）×410MPa，并且爆轰波阵面以7～8km/s的速度向未反应区推进，直至弹丸内全部炸药爆轰完毕。炮弹从头部开始起爆至全部爆轰完毕，一般需几十微秒时间。如122mm榴弹为60µs，20mm榴弹为10µs。
随着爆轰波的传播，弹体承受很大的爆轰产物压力，并开始变形。当变形达到一定程度时弹体内部最薄弱处出现裂点，裂点也以一定速度并沿一定路径向内外表面扩延，形成裂纹。裂纹继续扩展，并彼此相交使弹体破裂，形成破片。
由于弹体在膨胀过程中获得了很高的变形速度，因此弹体所形成的破片速度很高。此后破片飞散时，在爆轰产物压力的作用下，还略有加速。但破片受到的空气阻力作用很快和爆轰产物的作用力相互平衡，这时破片速度达最大值。这个速度就称为破片初速。破片初速一般在600～1500m/s范围内，而达到初速的位置一般距爆炸中心2～3倍口径。如122mm钢质榴弹，破片初速约为1080m/s，其相应位置约距爆炸中心250～300mm。
分析利用高速闪光X射线摄影技术拍摄到的榴弹爆炸过程图片，可以得出以下几点结论：（1）从整个弹体变形情况来看，可以认为弹丸内炸药的爆轰是在瞬时完成的；（2）圆柱部的破片形成最早，形状为长条形，大小比较均匀，飞散速度较大，其飞散方向主要是沿弹轴的法向；（3）弹尾部破片在大小、形状和速度上都不很均匀。弹底形成的破片一般向后部飞散；弹尾部形成的破片较小，且向斜后方飞散；（4）弹头部（含引信在内）破片比圆柱部较短，大小也不很均匀，且向斜前方飞散。（二）破片参数计算
破片参数主要包括破片质量分布规律、破片空间分布规律、破片初速与存速能力等，它们决定了破片撞击目标的比动能和命中目标的破片数量，因而是破片危害的决定性因素之一。从弹药事故预防的角度，只需要考虑近距离上的最大危害，也就是破片的初速和最大破片的质量与形状系数。1.破片初速
破片初速可以从弹药有关定型文件中查取，无法查取时，可采用格尼（Gurney）方程进行计算。式中：V为破片初速，实际上就是破片可能的最大速度，量纲为m/s；pm、m分别为炸药与弹壳金属的质量，量纲为kg；为取决于ωs炸药性能的Gurney常数，量纲为m/s，TNT炸药的（m/s），其他炸药可查阅有关资料。2.最大破片的质量
最大破片的质量可以从定型文件中查取，也可按下式计算：式中：m为破片最大质量（kg）；N为破片总数，可以查取，也可max0按下式计算：式中：2µ为破片平均质量（kg）；µ为弹丸结构参量，取决于弹体壁厚、内径、炸药相对质量，计算方法可查阅有关文献资料。3.破片形状系数
破片对人员和物体的破坏不仅与其速度、质量有关，还与其碰击面积有关。而除了球形破片以外，爆炸形成的自然破片和其他破片极难保证飞行稳定，其碰击面积具有一定的随机性，一般与其质量大小和形状有关，可由下式计算：2式中：为破片平均碰击面积，量纲为m；K为破片的形状系数，22/3量纲为m/kg，数值如表1-2所示；m为破片质量，量纲为kg。p表1-2 各形钢质破片形状系数4.破片动能与比动能
近距离处，不考虑破片速度的衰减，则破片的动能为：
破片的平均比动能即单位面积上的动能为：
将式（1-4）、式（1-5）代入得：（三）破片对人员的杀伤作用
破片对人员的杀伤作用主要通过杀伤判据来衡量，用P hk=f（e ）的函数关系式描述，其中e是破片的杀伤参量，可以选择为ss破片的动能、比动能或其他的破片质量与速度等的组合，P则是人hk员被破片击中后的杀伤概率，它以击中为条件。
目前经常使用的杀伤判据有动能判据、比动能判据和A-S判据三种。1.动能判据
该判据实际上给出的是破片致伤动能的临界值E （一般取78.48t～98.1J），但以极限值的形式表述：当破片击中时的动能E大于、等s于E时，则可以完全（概率为1）杀伤人员；否则完全不能（概率为t0）杀伤。即：2.比动能判据
由于式（1-8）没有考虑破片的撞击或穿透面积，显然存在一些不合理性，为此考虑用破片比动能来代替动能，得到下式：式中：e可利用式（1-7）计算；e为目标的杀伤比动能，对人员一般st32取为（1.27～1.47）×10J/m。3.A-S判据
1956年美国人F.Allen和Sperrazza提出了所谓的A-S杀伤判据，该判据考虑到了人员所执行的作战任务（如：防御、突击、供应与预备队等）和从受伤到丧失战斗力的时间要求（如：30s、5min、0.5d、1d）的不同，对计算机模拟作战演练和指导实战有较高价值，对弹药事故处理似乎并无太大意义，因此不予详细介绍。
此外，美国国防部《弹药与爆炸品安全标准》（1982年12月出版）还提出了危险破片和危险破片密度的概念，所谓危险破片是指碰击能量在58磅·英尺（78.68J）以上的破片；所谓危险破片密度是指2每600平方英尺（55.74m）范围内超过1块危险破片。危险破片的概念相当于动能判据，而危险破片密度概念的原理和应用尚不清楚，应该可以用于确定破片设防安全距离（一般来说，如果一个破片的危害能够为人所能承受，则其他设备、建筑物等也应该能够承受）。由此，若某弹药的危险破片数为3000（一般155mm口径以下的榴弹不会超过该值），则其设防安全距离应为163m。（四）破片的击穿作用与防护靶板设计1.破片击穿机理
击穿作用的实质就是一定速度、质量和形状的破片，主要依靠其动能击穿靶板的部件或形成孔穴。击穿的条件是破片的能量大于或至少等于靶板的动态变形功，即：式中：E为靶板的动态变形功（J）。bd
靶板的动态变形功取决于靶板材料的性质、强度、厚度和破片的撞击面积等，可由下式计算：式中：K为比例系数，对硬铝有K=3；为破片撞击靶板的面积112（m）；b为靶板厚度（mm）；σ为靶板强度（Pa或MPa）。b
实际上K作为靶板动态变形功的标示量，一般不是常数而与破1片着速有关，表达式如下：式中：λ、λ为大于0的常系数；V为破片着速。12s
将式（1-12）代入式（1-11），再将其结果及代入式（1-10），整理后可得破片击穿靶板的条件：式中：，相当于靶板的静态变形功。
由上式可知，破片击穿靶板实际上应该同时满足两个条件，即：
由此可见，破片要击穿靶板必须同时满足最小质量要求和最小速度要求。2.破片击穿能力判据
在工程计算中，破片的质量标准一般能够自然满足，重点关心的是动能标准或比动能标准，而且多将靶板换算成等效硬铝，不考虑破片着速对靶板变形功的影响。
设靶板的强度为σ、厚度为b，则其等效硬铝厚度为：b式中：σ为硬铝强度，以LY12作为标准，有σ =461MPa。由此可AlAl得：式中：K=Kσ。故有破片击穿条件：21Al
考虑到对自然破片，有：
且有，。
故有破片击穿条件为：式中：
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