线型聚能装药装置

技术领域

本发明涉及线型聚能装药装置（linear shaped charge）。

背景技术

线性切割装药装置是用于切割目标物体的爆炸装置。一种类型的线性 切割装药装置被称为线型聚能装药装置。从现有技术中（例如从美国专利 第4,693,181号中和通称为“刀锋（Blade）”^（R）的通用装药装置的商业产品 中），已知线型聚能装药装置是爆破物、线性的、切割的/柔性的、轻便的 （CDLC/FL）。在使用中，线型聚能装药装置被贴敷到目标物体上以用于 切割。随着装药装置中的爆炸元件的引爆，金属衬里形成金属嵌条（slug）， 该金属嵌条作为切割射流朝向目标物体投射。切割射流是线性的，沿着装 药装置的纵向轴线，并且因此当所述装药装置被贴敷到目标物体时所述切 割射流沿着由装药装置的构造限定的线来切割目标物体。这可以是弯曲的 线性构造。通过选择适当的尺寸和装药装置中的爆炸荷载（explosive  loadings，爆炸装药量），切割的形状和深度可以被精细地控制。因此，在 需要清洁的和受控切割的场合中，线型聚能装药装置具有各种不同的应 用，包括民用和军用。给定高的切割功率，线型聚能装药装置可以被用以 切割混凝土或者金属结构，例如，当破坏墙或者拆除建筑结构时。切割的 线和深度的精确度允许精密的切割操作，例如切割炸弹壳体。

线型聚能装药装置的使用者（包括油田井下作业工程师、爆破工程师、 破口作业员和爆炸条例处置专家）观察到一个频繁地遇到的问题，线型聚 能装药装置的切割动作减少，这是由装药装置从目标的分离引起，而这种 分离则是由对有问题的目标表面的布设和附着的困难引起，有问题的表面 比如湿的或者复杂的表面。因此，切割效率可能由于射流降低，从而减少 目标穿透的深度，并给出增大的切割宽度以及导致剥落碎片。此外，现有 技术装药装置的切割的不可靠性可能是无法预测的和危险的。

本发明的目的是克服这些缺点。

发明内容

根据本发明，提供了一种线型聚能装药装置，该线型聚能装药装置包 括爆炸元件、衬里、用于贴敷到目标物体的端面以及所述衬里与所述端面 之间的空间，所述衬里布置用于当爆炸元件被引爆时通过所述空间朝向所 述端面投射，并且爆炸元件和衬里具有V形截面，衬里位于爆炸元件的V 形截面的凹槽中，衬里具有长度为L的距离所述端面最远的侧面，并且衬 里具有垂直于所述长度L取得的厚度T，

其中衬里的最靠近端面的顶点的角度α为101.5至106.5度，并且在 端面与衬里的最靠近所述端面的点之间的相隔距离（stand-off distance，投 射距离）SD为0.99S至1.21S，S为平行于相隔距离SD的、在衬里的最 靠近端面的点与衬里的最靠近端面的顶点之间的距离。

本发明的线形切割装药装置的几何形状提供了高效且有效的切割射 流以用于切割具有许多复杂的构造的目标物体。即使当将装药装置贴敷或 附着到目标时复杂情况发生，例如如果装药装置的至少部分在爆炸元件被 引爆之前从目标物体分离，本发明的装药装置被设置为适应这些情况。因 此在许多实际的应用中本发明的装药装置是有效且可靠的。

本发明的洞察力在于认识到目标物体的不规则性导致装药装置的在 目标物体上的非最优贴敷，从而导致了切割射流的拉长和变细。在现有技 术的情况下切割射流可能碎裂，失去它的同质性；因此，目标切割的质量 受损，常常导致失败的切割以及具有减小的穿透深度、增大的切割宽度和 剥落碎片的目标创伤。

本发明的线型聚能装药装置释放用于精密切割的最佳地细且长的切 割射流。随着装药装置的引爆，本发明的几何形状（包括0.99S至1.21S 的相隔距离SD和101.5至106.5度的顶点角度）使得切割射流靠近目标的 表面产生，因此射流具有较小的用以执行切割工作的行进距离以及因此具 有较小的不稳定或者破裂的机会；在现有技术的装药装置中，射流更靠近 衬里且更远离目标物体形成。因此，本发明要求比现有技术装药装置更小 的相隔距离。发明人已经通过将相隔距离与距离S的比（即SD:S）设计 为0.99至1.21的值，并结合101.5与106.5之间的顶点角度实现了这一点。 而且，本发明的线型聚能装药装置的几何形状产生了一旦爆炸元件被引爆 则被更连续地释放的射流。换句话说，射流的产生持续更长时间，这意味 着射流可以行进更远并且持续切割目标更长时间。因此，如果需要，射流 可以在衬里与目标物体之间比相隔距离SD更大的距离上存在，并且仍然 产生流体动力切割。如果装药装置在布设或者附着时被不可避免地与目标 分离并且引起延长的准距（standoff），则本发明的装药装置将释放将跨越 从端面到目标物体的间隙的射流并且产生所需要的流体动力切割动作。

此外，根据本发明定义顶点角度和相隔距离SD，线型聚能装药装置 设计是可度量的（scalable），用于制成具有用于期望目的的适当爆炸荷载、 具有前面描述的本发明的优点的线型聚能装药装置。

在本发明的优选的实施方式中，顶点角度α为102至106度、102.5 至105.5度或者103至105度。在进一步优选的实施方式中，相隔距离SD 为1.045S至1.155S、1.075S至1.125S、或者1.1S。线型聚能装药装置 可以根据这些顶点角度和相隔距离参数来度量，用于获得具有本发明的优 点并具有期望的爆炸荷载的装药装置。

在本发明的其他的实施方式中，S可以是0.9至1.1毫米、0.95至1.05 毫米、0.972至1.02毫米或者1毫米。距离SD可以是0.99至1.21毫米、 1.045至1.155毫米、1.075至1.125毫米、或者1.1毫米。

此外，在本发明的其他实施方式中，S可以为2.4至33.9、2.4至3.0、 2.7、3.8至4.7、4.3、7.3至9.0、8.2、9.6至11.8、10.7、13.3至16.3、14.8、 21.5至26.3、23.9、24.8至30.3、27.6、27.8至33.9、或者30.8毫米。在 其他的实施方式中，距离SD可以为2.7至37.3、2.7至3.3、3.0、4.2至 5.2、4.7、8.1至9.9、9.0、10.6至12.9、11.8、14.6至17.9、16.3、23.7 至28.9、26.3、27.3至33.4、30.3、30.5至37.3或者33.9毫米。

根据这些参数设计的线型聚能装药装置具有本发明的优点，并且仍然 允许根据预期的切割任务来选择装药装置的爆炸荷载。

在仍然进一步优选的实施方式中，V形衬里的距离所述端面最远的侧 面的长度L为8.1T至9.9T毫米、8.55T至9.45T毫米、或者9T毫米。此 外，垂直于V形爆炸元件的侧面的长度取得的爆炸元件的厚度E可以为 4.5T至5.5T毫米、4.75T至5.25T毫米、或者5T毫米。而且，厚度T可 以为0.9至1.1毫米、0.95至1.05毫米或者1毫米。在其他实施方式中， 厚度T可以是0.4至6.1、0.4至0.5、0.5、0.7至0.9、0.8、1.3至1.6、1.5、 1.7至2.1、1.9、2.4至2.9、2.6、3.8至4.7、4.3、4.4至5.4、4.9、5.0至 6.1或者5.5毫米。根据被从上面的那些参数中选择的长度L、厚度E和厚 度T的尺寸设计的线型聚能装药装置显示出优良的切割效率。对于具有根 据本发明的顶点角度和相隔距离SD的线型聚能装药装置，选择根据上文 的长度L、厚度E和厚度T尺寸中的至少一个，仍然进一步地提高了射流 的质量，意味着射流是更加同质且连续的，并且更适应不规则的目标表面 以及衬里与目标物体之间的距离，该距离可能大于相隔距离SD。

在本实施方式的特别的实施方式中，厚度E为5T，长度L为9T以及 厚度T为1T。通过根据这个关系选择线型聚能装药装置的几何形状，由 于形成的高同质性射流并且射流靠近目标物体形成，因此可以提供最佳的 切割射流以用于在各种实际应用中可靠地切割许多不同的目标物体。本发 明已经设计成，这个关系结合本发明的顶点角度和相隔距离会产生这种高 度有效的切割射流。当设计线型聚能装药装置时，装药装置的期望的爆炸 荷载可以因此被选择，并且最佳的切割射流能力通过应用E=5T、L=9T和 T=1T的关系并结合根据本发明的顶点角度α和相隔距离SD而提供；在 这种装药装置中相隔距离SD可以优选地是1.1S。

在本发明的其他特定实施方式中，顶点角度α为103度并且相隔距离 SD为9.0、11.8或者16.3毫米，或者替换地可以是1.1毫米。在进一步的 实施方式中，长度L为9毫米，厚度E为5毫米，以及厚度T为1毫米。 在进一步优选的实施方式中，相隔距离为1.1S，并且在相隔距离为9.0、 11.8或者16.3毫米的情况下，长度L分别为13.1、17.2或者23.8毫米， 厚度E分别为7.3、9.5或者13.2毫米，以及厚度T分别为1.5、1.9或者 2.6毫米。具有这种尺寸的线型聚能装药装置是这样的实施方式的实例， 该实施方式具有用于释放用于最佳切割射流的几何形状，该最佳射流用于 在许多普通的实际应用中进行可靠的目标切割。在相隔距离SD为9.0、11.8 或者16.3毫米的情况下，在这些实施方式中表现良好的爆炸元件的爆炸荷 载的实例包括分别基本上为0.35、0.6或者1.15kgm^-1的爆炸荷载。术语“基 本上”在这里指爆炸元件的平均爆炸荷载；例如0.35kgm^-1的爆炸荷载是 0.35kgm^-1的平均爆炸荷载。

在替换的特别实施方式中，顶点角度α为105度以及相隔距离SD为 3.0或者4.7毫米，或者可以替换地为1.1毫米。此外，长度L可以为9毫 米，厚度E为5毫米，以及厚度T为1毫米。在进一步优选的实施方式中， 相隔距离为1.1S，并且在相隔距离SD为3.0或者4.7毫米的情况下，长 度L分别为4.4或者7.0毫米，厚度E分别为2.5或者3.9毫米，以及厚度 T分别为0.5或者0.8毫米。具有这种尺寸的线型聚能装药装置是这样的 实施方式的另一个实例，该实施方式具有用于释放最佳切割射流的几何形 状，该最佳切割射流用于在许多普通实际应用中进行可靠目标切割。在相 隔距离SD为3.0或者4.7毫米的情况下，在这些实施方式中表现良好的爆 炸元件的爆炸荷载的实例包括分别基本上为0.04或者0.1kgm^-1的爆炸荷 载。术语“基本上”在这里指爆炸元件的平均爆炸荷载，如上文说明的。

优选地，相隔距离垂直于端面的平面，距离S垂直于端面的该平面。

在本发明的进一步的实施方式中，外壳围绕爆炸元件的至少部分。在 其他实施方式中，外壳被布置成确定相隔距离SD，外壳具有用于贴敷到 目标物体的至少一部分。在仍然进一步的实施方式中，所述空间的至少部 分用填充材料填充。根据权利要求17的线型聚能装药装置，其中填充材 料布置成基本上填充所述空间的全部；术语基本上在本文中意思是所述空 间的超过50%被填充材料填充。在替换的实施方式中，外壳和填充材料整 体地形成。

本发明的进一步的特征和优点从下文中参考附图对本发明的优选实 施方式的说明中将变得明显，这些实施方式仅仅以示例方式给出。

附图说明

图1示意性地示出了本发明的实施方式的截面；以及

图2示意性地示出了本发明的实施方式的立体图。

具体实施方式

图1示意性地显示了根据本发明实施方式的线型聚能装药装置1的截 面。图2示意性地显示了这个实施方式的线型聚能装药装置1的立体图。

参考图1，线型聚能装药装置包括爆炸元件2、衬里4、以及用于贴敷 到目标物体8的端面6。爆炸元件和衬里具有V形截面，所述V形截面在 垂直于装药装置1的纵向轴线LA的平面中截取，如在图1中图示的。术 语V形包括V的两个侧边（顶点的两个侧边）在长度上是相等的或者不 相等的形式；优选地，所述侧边是相等的。衬里位于爆炸元件的V形截面 的凹槽中。爆炸元件和衬里由通过接触粘合到彼此而不需要单独的粘合剂 的材料形成。端面6是平面的，限定了目标平面12。在衬里4与端面6 之间存在空间14。衬里布置成当爆炸元件被引爆时穿过该空间朝向端面投 射。

在这个实施方式中，外壳16围绕爆炸元件2的至少部分。外壳16在 装药装置弯曲的期间对装药装置1提供结构支撑，包括对爆炸元件和衬里 提供结构支撑。外壳16也保护爆炸元件和衬里不受比如雨、水蒸气的环境 因素影响，以及保护爆炸元件和衬里在掉落或者被敲击的情况下不受损害。

外壳具有V形表面，该V形表面在与爆炸元件的粘合到衬里4的侧 面相对的侧面上接纳爆炸元件2。外壳16布置成确定衬里与端面之间的距 离，例如在这个实施方式中，外壳16延伸超过衬里的最靠近端面的点以 限定两个纵向表面18，这两个纵向表面平行于纵向轴线LA，并位于端面 6的平面12中。因此，外壳具有用于贴敷到目标物体的至少一部分。

在这个实施方式中，外壳16的超过衬里的延伸范围限定了相隔距离 SD。相隔距离SD是衬里的最靠近端面6的点与端面6的平面12之间的 距离。相隔距离SD可以垂直于端面的平面。相隔距离SD在0.99S至1.21S 的范围内。S是衬里的最靠近端面的点与衬里的最靠近端面的顶点之间的 距离。当外壳的延伸超过衬里的部分在长度上相等的情况下，距离S平行 于相隔距离SD并且可以垂直于端面6的平面。相隔距离SD可以在端面 与连接衬里最靠近端面的两个点的线X之间的任何位置处获取，并且最正 确地是在端面与线X的中点之间获取，在图1中该中点被图示为箭头26 和线X之间的交点。在其他实施方式中可以设想，外壳的延伸超过衬里的 部分在长度上可以是不相等的，因此改变端面相对于衬里定向的角度。对 于这种实施方式，前面描述的相隔距离SD的最正确的定义应该作为根据 本发明的相隔距离SD的定义。

衬里具有长度为L的距离端面6最远的侧面。此外，衬里具有厚度T， 该厚度垂直于长度L取得。衬里优选地在顶点的任一侧上具有均匀的厚度 T。并且，爆炸元件具有厚度E，该厚度垂直于V形爆炸元件的侧面的长 度取得。爆炸元件优选地在顶点的任一侧上具有均匀的厚度E。衬里的最 靠近端面的顶点的角度α在101.5至106.5度的范围内。如图所示的，衬 里4具有纵向侧面19，所述纵向侧面连接邻近外壳的衬里侧面和邻近衬里 的衬里侧面。这些侧面19优选地垂直于它们所连接的邻近外壳的侧面和 邻近衬里的侧面。因此，侧面19可以与填充材料接触，这取决于空间14 中的填充材料的体积。在至少一些实施方式中，侧面19的这个设置可以 有助于切割射流的性能。

在本发明的实施方式中，顶点角度α可以是102至106度、102.5至 105.5度或者103至105度。在其他实施方式中，相隔距离SD可以是1.045S 至1.155S、1.075S至1.125S、或者1.1S。在另外一些实施方式中，S可以 是0.9至1.1毫米、0.95至1.05毫米、0.972至1.02毫米或者1毫米。因 此，距离SD可以是0.99至1.21毫米、1.045至1.155毫米、1.075至1.125 毫米、或者1.1毫米。

在本发明的另一些实施方式中，S可以是2.4至33.9、2.4至3.0、2.7、 3.8至4.7、4.3、7.3至9.0、8.2、9.6至11.8、10.7、13.3至16.3、14.8、 21.5至26.3、23.9、24.8至30.3、27.6、27.8至33.9、或者30.8毫米。在 其他一些实施方式中，距离SD可以是2.7至37.3、2.7至3.3、3.0、4.2 至5.2、4.7、8.1至9.9、9.0、10.6至12.9、11.8、14.6至17.9、16.3、23.7 至28.9、26.3、27.3至33.4、30.3、30.5至37.3或者33.9毫米。

在又一些其他实施方式中，长度L可以是8.1T至9.9T毫米、8.55T 至9.45T毫米、或者9T毫米。此外，厚度E可以是4.5T至5.5T毫米、 4.75T至5.25T毫米、或者5T毫米。而且，厚度T可以是0.9至1.1毫米、 0.95至1.05毫米或者1毫米。在另一个实施方式中，厚度T可以是0.4至 6.1、0.4至0.5、0.5、0.7至0.9、0.8、1.3至1.6、1.5、1.7至2.1、1.9、2.4 至2.9、2.6、3.8至4.7、4.3、4.4至5.4、4.9、5.0至6.1或者5.5毫米。

表1指出了用于本发明的优选实施方式（被标记为A至R）的顶点角 度α、长度L、厚度E、厚度T、距离S和相隔距离SD参数。对于这些参 数的数据以精确到一个小数位的程度给出；因此实际的值可以落在表中给 出的值的+/-0.05毫米的范围内。爆炸荷载数据也被给出，这些基本上是如 之前定义的爆炸荷载。对于被列在表中的实例，相隔距离是1.1S并且厚 度E、长度L和厚度T以比率5:9:1相关联。

表1

考虑制造公差，根据表1的规格制造的线型聚能装药装置可以具有与 表1中的那些规格不同的值，差别可以达到+/-10%，但除了顶点角度和爆 炸荷载，顶点角度可以与表1中给出的值具有+/-1%的偏差，并且在本发 明的101.5至106.5度的范围内，爆炸荷载可以与表1中给出的值具有 +/-20%的偏差。下面的表2因此列出了相同的实施方式A至E和J、N和 R，但是根据制造公差对于每个参数具有最小的和最大的公差值。例如， 实施方式A的最小值和最大值被分别标记为Amin和Amax。对于除了顶 点角度和爆炸荷载之外的所有值，最小值比表1中的对应值低10%以及最 大值比表1中的对应值高10%，顶点角度与最小值和最大值具有+/-1%的 偏差，而爆炸荷载与最小值和最大值具有+/-20%的偏差。相隔距离可以因 此在0.99S至1.21S的范围内。

实施方式J、N和R作为实施方式F至R的实例在表2中给出。可以 设想上面描述的对应偏差也应用在没有被明确地列在表2中的实施方式F 至R。

表2

可以理解，考虑制造公差，具有可能的+/-10%的偏差的每个参数可以 不必然地自表1中具体说明的值变化+/-10%。例如，每个值可以变化 +/-7.5%、5%、2.5%、1.5%、1%、或者0.5%。此外，对于顶点角度，表1 的值可以偏差例如+/-0.75%、0.5%或者0.25%，并且对于爆炸荷载，表1 的值可以偏差例如+/-17.5%、15%、12.5%、10%、7.5%、5%或者2.5%。

在本发明的其他一些实施方式中，顶点角度α是103度并且相隔距离 SD是1.1毫米。在又一些实施方式中，长度L可以是9毫米，厚度E可 以是5毫米，以及厚度T可以是1毫米。在这类实施方式中，爆炸元件的 爆炸荷载可以是基本上0.35、0.6或者1.15kgm^-1。在替换的实施方式中， 顶点角度α是105度并且相隔距离SD是1.1毫米。此外，长度L可以是 9毫米，厚度E可以是5毫米，以及厚度T可以是1毫米。在这类实施方 式中，爆炸元件的爆炸荷载可以是基本上0.04或者0.1kgm^-1。

空间14的形状和体积由爆炸元件2、衬里4和外壳16的几何形状确 定。填充材料20可以填充基本上全部空间14。在本文中术语“基本上” 意思是空间的超过50%被填充材料填充。在本实施方式中，空间的全部被 填充材料填充，除了空隙22，所述空隙形成为当成形时避免填充材料的边 缘的羽化。在另外的实施方式中，所述空间的超过75%、或者超过90%可 以被填充材料填充。在另一个实施方式中，所述空间的100%被填充材料 填充。在替换的实施方式中，空间的至少部分可以被填充材料填充，例如 空间的小于50%被填充材料填充。填充材料具有的密度在15kgm^-3与60 千克kgm^-3之间、25至60kgm^-3、35至60kgm^-3、45至60kgm^-3、50至 60kgm^-3或者55至60kgm^-3；大于60kgm^-3可能妨碍射流，因此降低切割 进目标物体的穿透性。在另外的实施方式中，所述空间可以是空的；即， 没有被填充。

在本实施方式中，填充材料20被用粘合剂固定到外壳16的邻近填充 材料20的部分；在替换的实施方式中，填充材料和外壳可以被整体地形 成。在这类实施方式中，外壳和填充材料用足够的压力将爆炸元件按压抵 靠到外壳上并且将衬里按压抵靠到填充材料上，以将爆炸元件和衬里在装 药装置1中固定在位。在替换的实施方式中，在具有或者没有填充材料的 情况下，爆炸元件可以被用粘合剂固定到外壳。

填充材料优选地不延伸超过端面6的平面12。在有益的实施方式中， 填充材料可以具有位于装药装置的端面6的平面12中的端面，以用于贴 敷到目标物体8。端面6可以包括用于把装药装置1粘合到目标物体8的 粘合剂层（没有被显示出）。

在使用中，装药装置的端面6贴敷到目标物体8，如被箭头24指示。 装药装置可以被粘合或者在其他情况中夹持在目标物体上的适当位置中。 通过选择装药装置的构成部件的适当的材料，装药装置1优选地沿着纵向 轴线LA是柔性的。柔性意味着装药装置不是刚性的并且可以从第一构造 变化到第二构造，因此装药装置可以以弯曲构造贴敷在目标物体上，例如， 使装药装置的端面6在目标物体的平面表面上，或者使端面6沿循目标物 体的非平面表面的轮廓。

一旦装药装置1被贴敷到目标物体，爆炸元件2就使用例如电起爆器 引爆。一旦引爆，衬里4就作为源自衬里4的顶点的射流26朝向目标物 体8投射。射流26沿着装药装置的长度穿透目标物体，因此切割目标物 体8。

图1中所示的目标物体8是一个示例。根据本发明的线型聚能装药装 置可以被用以切割很多不同的物体，这些不同的物体拥有具有变化的复杂 度的各种形状，以及由许多不同的材料形成，可以为有机的或者无机的材 料，例如金属、混凝土、矿石、或者塑料。

现在将描述前面描述的根据本发明的线型聚能装药装置的构件的材 料实例。

爆炸元件2包括例如88wt%的RDX（环三次甲基三硝胺， cyclotrimethylenetrinitramine）、8.4wt%的PIB（聚异丁烯，polyisobutylene）、 2.4wt%的DEHS（2（Diethylhexyl）sebacate，癸二酸二乙基己酯）、和1.2 wt%的PTFE（polytetrafluoroethylene，聚四氟乙烯）的混合物，wt%是爆 炸元件的重量的百分比。替换地，爆炸元件可以包括来自于英国蒙茅斯郡 NP15 1XL,USK格拉斯柯德（Glascoed,USK,Monmouthshire NP15 1XL, UK）的BAE系统公司（BAE Systems）的SX2/Demex塑性炸药，或者来 自于美国康涅狄格州06070希姆斯伯利（Simsbury,Connecticut 06070  USA）的Ensign-Bickford航空航天和防务公司（Ensign-Bickford Aerospace  &Defense Company）的Primasheet 2000塑性炸药。

衬里可以包括85wt%的300目铜颗粒、5.6wt%的聚异丁烯、2.4wt% 的癸二酸二辛酯（DEHS）和7.0wt%的聚四氟乙烯（PTFE）的混合物， 如本领域内已知的一样。术语“wt%”意思是混合物的总重量的重量百分 比。

替换地，衬里可以包括包含散布在聚合物基质中的铜颗粒的材料。替 换地，颗粒可以包括被从由以下材料组成的组中选出的至少一种金属：铜 （Cu）、钨（W）、钼（Mb）、铝（Al）、铀（U）、钽（Ta）、铅（Pb）、锡 （Sn）、镉（Cd）、钴（Co）、镁（Mg）、钛（Ti）、锌（Zn）、锆（Zr）、铍 （Be）、镍（Ni）、银（Ag）、金（Au）、铂（Pt）、和/或它们的合金。颗粒 可以是基本上球形的。术语基本上球形的意思是颗粒的一般形状是球形 的。颗粒被封装在聚合物基质中，且密度为铜的密度的至少0.625、0.650、 0.675、或者0.700。该封装物与关于封装物的开普勒猜想相符。颗粒可以 基本上均匀地散布在聚合物基质中，且相邻的颗粒彼此被聚合物分离。基 本上均匀地的意思是在材料的第一体积中的相邻颗粒之间的平均分离距 离与在材料的不同的第二体积中的相邻颗粒之间的平均分离距离是相等 的。材料具有超过5,000、5,100、5,200、5,300、5,400、5,500、5,600、5,700、 或者基本上5,800kgm^-3的密度。基本上5,800kgm^-3意思是材料的遍及其 体积的平均密度是5,800kgm^-3。所述颗粒可以包括具有不同直径的颗粒， 例如，具体地：0.5至1wt%的颗粒具有70微米的直径；4至5wt%的颗 粒具有60微米的直径；20至30wt%的颗粒具有50微米的直径；25至35 wt%的颗粒具有40微米的直径；20至30%重量的颗粒具有10微米的直径； 以及小于3wt%的颗粒具有小于10微米的直径。用于颗粒尺寸的范围的 术语wt%是指在材料中颗粒的总质量的重量百分比。在其中颗粒是铜并 且具有前面描述的不同的直径范围的一个实例中，铜颗粒是材料的总重量 的88wt%。铜颗粒可以从德国雷根斯堡12D-90762菲尔特（Frankenstraβe  12 D-90762Fürth,Germany）的ECKA颗粒有限两合公司（ECKA Granulate  GmbH&Co.KG）获得。

材料的聚合物基质包括为材料的总重量的4.5wt%的聚异丁烯（PIB） 或者聚丁烯（polybutene（PB））。聚异丁烯是例如由德国OH67063路德维 希港（Ludwigshafen,OH 67063,Germany）的巴斯夫（BASF）提供的欧巴 诺尔B10、B12、B15或者B30。聚合物基质还包括氮化硼 （boron nitride）、或者聚四氟乙烯干式润滑剂，上述氮化硼或者聚四氟乙 烯干式润滑剂为材料的总重量的4.5wt%。这种干式润滑剂可以作为六方 氮化硼（h-BN）从剑桥郡PE296WR亨廷顿（Huntingdon,Cambridgeshire  PE29 6WR）的Goodfellow有限公司（Goodfellow Limited）获得，或者作 为氟隆FL1690或者FL1710从英国兰开夏郡FY5 4QD桑顿科 勒维勒斯（Thornton Cleveleys,Lancashire FY5 4QD,UK）的AGC化学欧 洲有限公司（AGC Chemicals Europe）获得。

此外，聚合物基质包括氰尿酸（cyanuric acid，三聚氰酸）或者三聚 氰胺（melamine）、或者聚四氟乙烯填充料（包括环境友好的“E”级）， 上述氰尿酸或三聚氰胺、或聚四氟乙烯填充料为材料的总重量的1.5wt%。 氰尿酸和三聚氰胺可以从英国剑桥郡CB1 0LD（Cambridge CB1 0LD,UK） 的孟山都英国有限公司（Monsanto UK Limited）和英国泰恩威尔郡NE10 0JY盖茨黑德（Gateshead,Tyne&Wear NE10 0JY，UK）的lCI Akzo诺贝尔 粉末涂料有限公司（lCI Akzo Nobel Powder Coatings Ltd.）获得。聚四氟 乙烯填充料可作为CD123、CD127或者CD141从英国兰开夏郡FY5 4QD 桑顿科勒维勒斯（Thornton Cleveleys,Lancashire FY5 4QD,UK）的旭玻璃 AGC化学欧洲有限公司（Asahi Glass AGC Chemicals Europe）获得。

二(2-乙基己基)癸二酸酯（Di-2-ethylhexyl sebacate，癸二酸二乙基己 酯）（dioctyl sebacate–DOS，癸二酸二辛酯）或者邻苯二甲酸二辛酯 （di-n-octyl phthalate（DOP））塑化剂/湿式润滑剂也被添加，为材料的总 重量的1.5wt%。两者均可以从英国兰开夏郡WN73PT（Lancashire WN7  3P T,UK）的Brad-Chem有限公司（Brad-Chem Ltd）、莫氏工业.伊斯特. 李（Moss Ind.Estate.Leigh）获得。二酯类型的植物和其他合成油润滑剂 可以被替代作为塑化剂。

这个实施方式的材料可以根据下列两种方法中的一种制成：

在第一种方法中（产出大约10千克材料），使用由水成液相和第二液 相组成的两相系统，该第二液相包括在携带聚异丁烯粘合剂的水中不溶解 的有机溶剂。聚异丁烯粘合剂溶解在甲苯溶剂中以制备溶液，然后将该溶 液注射进散布在水中的金属粉末和填充料以及干式润滑剂混合物中。粒状 的产品由获得的混合物形成；该粒状产品然后被蒸馏以离析本体聚合物。 这个聚合物可以被压延并切条以产生用于线型聚能装药装置的衬里所需 的截面尺寸。

现在解释说明具体的处理步骤：

i）具有上面描述的不同直径的8.80千克铜颗粒和0.60千克填充料以 及干式润滑剂混合物（0.45千克h-BN、FL1690或者FL1710干式润滑剂 和0.15千克氰尿酸、三聚氰胺、CD123、CD127或者CD141分散填充料） 被放进具有搅拌器和大约20升容积的玻璃珠研磨机中。

ii）在室温下搅拌20分钟之后，混合物被解附聚体并且被水彻底浸湿。 悬浮液然后被冲洗出研磨机、与玻璃珠分离并且被放进搅拌器容器中。

iii）随着和缓的搅拌，在5升甲苯的溶剂混合物中的0.45千克的聚异 丁烯（巴斯夫欧巴诺尔（BASF Oppanol）B10、B12、B15或者B30）的 溶液然后在室温下在20分钟的过程中注入到在上面步骤ii）中浸湿的混 合物中。

iv）搅拌速率被控制成使得在搅拌已经在室温下持续20分钟之后，获 得由金属、填充料、干式润滑剂和溶剂组成的球状颗粒。

v）颗粒通过抽吸过滤从水中分离出而在过滤器产品上没有机械作用。 由于溶剂仍然存在于颗粒中，因此过滤非常容易地进行。颗粒接着通过蒸 馏被从溶剂中分离，并在真空柜内以60℃进行干燥。

vi）随后使用不锈钢两滚轮压延机进行压延和切条。6次经过本体聚 合物，每次经过均减少滚距（nip，辊隙）5%以减小截面厚度和增加密度， 直到生产出具有需要的界面尺寸的用于衬里的材料。

在压延预混合阶段的期间，可能需要添加0.15千克的塑化剂/湿式润 滑剂：二(2-乙基己基)癸二酸酯（癸二酸二辛酯）或者邻苯二甲酸二辛酯 （DOP）、或者植物油。

在第二种方法中（产出大约10千克材料），具有用于这个实施方式的 上述不同直径的量的铜颗粒在高剪切混合器装置中与干式润滑剂以及具 有粘合剂和塑化剂的散布填充料混合，然后由此产生合成的本体聚合物被 研磨和压延并切条成衬里所需要的截面尺寸。

现在描述具体的处理步骤：

i）在混合器中装入0.45千克的聚异丁烯（BASF（Oppanol B10、B12、 B15或B30）和0.60千克填充料与干式润滑剂的混合物（0.45千克h-BN、 FL1690或者FL1710干式润滑剂和0.15千克氰尿酸、三聚氰胺、CD123、 CD127或者CD141分散填充料）并且磨碾直到混合物已经视觉上混合。 这应该花费2分钟，并且在混合器中具有90摄氏度的最大摩擦热。

ii）添加8.80千克具有上述不同直径的铜颗粒和0.15千克的塑化剂/ 湿式润滑剂：二(2-乙基己基)癸二酸酯（癸二酸二辛酯）或者邻苯二甲酸 二辛酯（DOP）、或者植物油，并且再进一步混合20分钟。

iii）通过使本体聚合物批料经过两个滚轮研磨机至四次，由四至五个 批料制成材料的嵌条。将被混合到一起成为嵌条的批料的颜色应当是相似 的以使得没有条纹产生。

iv）随后使用不锈钢两滚轮压延机进行压延和切条。6次经过本体聚 合物，每次经过均减少滚距5%以减小截面厚度和增加密度，直到生产出 具有衬里所需的截面尺寸的材料。

外壳和填充材料包括，例如，低密度聚乙烯，可以作为Plastazote^(R)从英国萨里CR93AL克罗伊登米彻姆路675号（675Mitcham Road, Croydon,Surrey CR9 3AL,Great Britain）的Zotefoams plc获得。优选地， 外壳和/或填充材料具有在15至60kgm^-3、25至60kgm^-3、35至60kgm^-3的范围内的密度，以及更优选地在45至60kgm^-3之间、50至60kgm^-3之 间或者55至60kgm^-3之间，以为装药装置提供更具结构性的支撑。

外壳和填充材料可以粘合至彼此，使用例如可以从英国曼彻斯特M15 4PA杰克森大街（Jackson Street,Manchester M15 4PA UK）的3M UK PLC 获得的3M^(R)冲击式乙烯基粘合剂1099来粘合。线型聚能装药装置可以用 相同的粘合剂附着到目标物体，即来自于英国曼彻斯特M15 4PA杰克森 大街的3M UK PLC的3M^(R)冲击式乙烯基粘合剂1099。

线型聚能装药装置可以通过从适合的材料挤出成形爆炸元件和衬里 而制造。外壳和填充材料可以通过适当的切割和研磨过程来制造。爆炸元 件、衬里、外壳和填充材料然后可以被组装以形成装药装置，包括将外壳 粘合至填充材料。

上述实施方式将被理解为本发明的说明性的示例。可以设想本发明的 其他实施方式。例如，爆炸元件、衬里、外壳和填充材料可以由与前面描 述的那些不同的材料形成。此外，装药装置、衬里、爆炸元件、外壳和填 充材料的构造可以与前面描述的以及在附图中图示的那些不同，同时保持 在被在本发明中定义的线型聚能装药装置的参数的范围内。

数值范围在上面给出。虽然这种范围的最小和最大值被给出，但是在 最小和最大值之间的每个数值（包括有理数）都应当被理解为在这里被明 确地披露。例如，101.5至106.5度的范围也披露了例如101.8、103.57和 104.636的数值。

设想本发明的其他实施方式具有与相隔距离SD、距离S、顶点角度α、 长度L、厚度E和厚度T的上述那些值不同的值，并且在根据本发明定义 的这种值的范围内。此外，爆炸元件的爆炸荷载可以与上面给出的实例不 同。爆炸元件也可以包括具有更大的爆炸密度的材料；即，与上述的爆炸 元件的材料相比，对于给定质量具有更大的爆炸功率/爆炸压力的材料。可 以理解，根据本发明描述的尺寸将仍然应用在这种实施方式中。实际上， 设想根据本发明的实施方式使用厚度T或者距离S的任何值，并且在优选 的这种实施方式中，使用5:9:1的厚度E、长度L和厚度T的关系，以及 对于爆炸元件使用适当的爆炸密度。

将理解，所描述的与任何一个实施方式相关的任何特征均可以单独使 用，或者与所描述的其他特征结合，并且也可以与任何其他实施方式或者 任何其他实施方式的任何组合中的一个或多个特征组合使用。而且，在不 背离在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，也可以使用上面没 有描述的等同特征和修改。