مفجر صفعة

رسم تخطيطي لصاعق تفجير

صاعق الصفعة ، ويُسمى أيضًا بادئ الرقاقة المتفجرة ( EFI )، هو صاعق طُوِّر في مختبر لورانس ليفرمور الوطني ، بموجب براءة اختراع أمريكية رقم 4,788,913 (مُقدَّمة عام 1971، مُنحت عام 1988). وهو يُعدُّ تحسينًا على صاعق السلك الجسري المتفجر السابق . فبدلًا من ربط الموجة الصدمية من السلك المتفجر مباشرةً (كما يفعل السلك الجسري)، تدفع البلازما المتمددة الناتجة عن انفجار رقاقة معدنية رقاقة بلاستيكية أو معدنية رقيقة أخرى تُسمى "الطائرة" أو "الصاعق" عبر فجوة، ثم يُولِّد اصطدامها عالي السرعة بمادة متفجرة (مثل PETN أو هيكسانيتروستيلبين ) الطاقة والصدمة اللازمتين لبدء الانفجار . عادةً ما تُستمد الطاقة الحركية الكاملة للمُصفِّف من تسخين (وبالتالي تمدد) البلازما (الرقاقة المعدنية سابقًا) بفعل التيار الكهربائي المارّ فيها، مع وجود تصميمات أخرى مزودة بـ"حزام خلفي" لدفع البلازما للأمام بواسطة المجال المغناطيسي . يتميز هذا التصميم بكفاءة عالية، إذ يُمكن تحويل ما يصل إلى 30% من الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية للمُصفِّف. اسم الجهاز مُشتق من الكلمة الإنجليزية "slap" (صفعة).

يحدث الانفجار الأولي عادةً نتيجة تبخر سلك أو شريط معدني رفيع، بفعل مرور تيار كهربائي شدته عدة آلاف من الأمبيرات، غالباً من مكثف مشحون بجهد عدة آلاف من الفولتات. وقد يتم التبديل بواسطة فجوة شرارة أو جهاز كريترون .

يتكون الجهاز عادةً من حبة متفجرة معززة ، مثبتة عليها قرص مثقوب في المنتصف. وعلى الجانب الآخر من القرص، توجد طبقة من غشاء عازل، مثل غشاء الكابتون أو البولي إيثيلين تيريفثالات (PET )، مع شريط رقيق من رقائق معدنية (عادةً من الألومنيوم أو الذهب ) مُرسب على سطحه الخارجي. عند مرور نبضة كهربائية، يتبخر جزء ضيق من المعدن بشكل انفجاري، مما يؤدي إلى قص رقاقة المايلر ودفعها عبر الثقب، مُسرّعةً إياها إلى سرعة عالية جدًا. ثم يؤدي الاصطدام إلى تفجير الحبة المتفجرة.

تُستخدم الصواعق بشكل متكرر في تصميمات الأسلحة الحديثة وتكنولوجيا الفضاء.

المزايا

رسم تخطيطي لصواعق التفجير من نوعي "الصاعق" و"الصاعق الكهرومغناطيسي" لإحداث الانفجار. (أ) تصطدم كريات أو قذائف صاعق "الصاعق" بمساحة سطح أوسع من شحنة المتفجرات الخارجة، وعلى الرغم من فقدان الطاقة على جانبي المنطقة المتأثرة، إلا أنه يتم ضغط مخروط من المتفجرات بكفاءة. (ب) أما صواعق "الصاعق الكهرومغناطيسي" فتُشعل نقطة واحدة فقط، وتُفقد الطاقة في جميع الاتجاهات، مما يجعل نقل الطاقة أقل كفاءة.

تشمل مزاياها مقارنةً بصواعق الأسلاك المتفجرة ما يلي:

  • لا تتلامس الرقاقة المعدنية مع المتفجرات، مما يقلل من خطر تآكل الرقاقة المعدنية أو التفاعلات الكيميائية بين الرقاقة المعدنية والمتفجرات التي تنتج مركبات غير مستقرة، ويقلل بشكل ثانوي من خطر الاشتعال الكهربائي العرضي للمتفجرات.
  • الطاقة اللازمة لإطلاق الصاعق منخفضة للغاية
  • إن اصطدام الكرية المتفجرة بمنطقة من المتفجرات بدلاً من نقطة واحدة كما هو الحال في المتفجرات الإلكترونية أكثر موثوقية وكفاءة في بدء الانفجار.
  • يمكن ضغط المتفجرات لزيادة كثافتها
  • يمكن تفجير المتفجرات غير الحساسة للغاية بشكل مباشر.

في نوع يُسمى مفجر الليزر، يمكن إحداث التبخير بواسطة نبضة ليزر عالية الطاقة تُنقل عبر الهواء أو تُوصل بواسطة ألياف بصرية ؛ ويُقال إن هذا النوع يُستخدم كمفجر أمان في بعض عمليات التعدين والمحاجر . وعادةً ما يُستخدم ليزر الحالة الصلبة بقدرة 1 واط .

انظر أيضاً

مراجع

  • كوبر، بول دبليو. (1996). هندسة المتفجرات . نيويورك: وايلي-في سي إتش. رقم ISBN 0-471-18636-8.
  • براءة الاختراع الأمريكية رقم 4788913 ، جون ر. ستراود ودونالد ل. أورنيلاس، "صاعق ذو صفيحة طائرة يستخدم مادة متفجرة عالية الكثافة"، صدرت بتاريخ 6 ديسمبر 1988، ومخصصة للولايات المتحدة الأمريكية.