爆炸螺栓竟然真的会爆炸！它是怎么工作的？
爆炸螺栓竟然真的会爆炸！它是怎么工作的？
爆炸螺栓是一种特殊的安全装置，广泛应用于航天、军事、核能等高技术领域。它能够在紧急情况下通过爆炸能量实现快速拆卸或释放。本文将深入探讨爆炸螺栓的工作原理、结构组成及其在各领域的具体应用。
爆炸螺栓是一种特殊的紧固设备，常用于一些要求高安全性、密封性或拆卸性场合的结构中。它的设计与普通螺栓不同，具备通过爆炸能量进行自动释放或断开的功能，广泛应用于航天、军事、核能、石油化工等高技术领域。
NASA 猎户座飞船用的爆炸螺栓
爆炸螺栓的结构
爆炸螺栓的基本结构与普通螺栓类似，通常由螺栓本体、内爆装置、电点火装置、密封与隔离结构和释放机构等部分组成。
螺栓本体：螺栓本体由坚硬的金属材料制成，通常采用不锈钢或钛合金等高强度材料。这部分的作用是固定并连接不同部件，确保结构的牢固性和密封性；
内爆装置：内爆装置是爆炸螺栓最特殊的部分，包含一个微型爆炸装置。内爆装置通常是一个小型的爆炸物或电炸药，安装在螺栓的核心部分。该装置能在外部信号或某些条件下引发爆炸，从而使螺栓断裂或释放。
电点火装置：电点火装置，顾名思义是用来引爆内爆装置的机构。它通过电流激活爆炸装置，控制爆炸发生的时机和强度。电点火装置一般包括触发器、引线和电源部分。
密封与隔离结构：密封与隔离结构则是为了防止爆炸装置意外激活，确保爆炸物与外界环境隔离，只有在需要时才会被触发。
释放机构：释放机构是爆炸螺栓的重要组成部分，通常与螺栓本体通过特殊的连接方式结合在一起。它能够在爆炸发生后，迅速将连接的两部分分开或断裂，完成应急释放。
爆炸螺栓的工作原理
爆炸螺栓的工作原理主要基于爆炸装置的能量释放。它通过精密的设计和控制系统，使得外界信号能够触发爆炸过程，从而使螺栓断裂或释放。在工作过程中，爆炸螺栓的作用是将爆炸能量转化为机械力，驱动结构解锁或分离。
具体来说，爆炸螺栓的工作原理可以分为以下几个步骤：
首先是信号输入，当系统检测到某种预定的触发条件（如压力过高、温度异常、故障或应急情况）时，会通过传感器或控制器向爆炸螺栓发送触发信号。
随后，触发信号使得电点火装置工作，将电流传递给爆炸装置。电流激活爆炸物内部的引爆装置，开始引发爆炸。
紧接着，当爆炸发生时，爆炸物会释放出大量热能和气体，迅速产生强大的压力。这个压力会直接作用于螺栓本体的释放机构。
爆炸螺栓的工作过程（视频来源：[7]）
由于爆炸产生的巨大能量，螺栓会在极短时间内断裂或分离。这时，爆炸螺栓的连接功能完成，连接的结构部件会根据设计要求快速解锁或分开。
在爆炸过程中，所有爆炸装置的外壳和结构会被严格密封，防止任何爆炸物泄漏到外部环境中。这保证了爆炸螺栓在使用过程中的安全性。
爆炸螺栓的应用领域
爆炸螺栓因其独特的工作原理和安全性能，广泛应用于多个高技术领域。
在航天器和航空器中，爆炸螺栓用于紧急分离或拆卸。例如我国的长征 2F 与神舟飞船采用的包带式分离机构就有爆炸螺栓的身影，包带通常由两个半环钢带相扣而成，每条钢带上装有 V 形卡块，钢带两端装有柱轴，柱轴之间是爆炸螺栓，包带就是通过这些构件将两条钢带连接成一个完整环形的。
当控制系统发出分离指令后，锁紧装置的两个爆炸螺栓会同时引爆，接着包带两端解锁、星箭分离面解锁。最后系留弹簧立刻将包带向下拉到火箭对接框一侧，再由限位弹簧限制包带横向运动，防止包带碰撞卫星。
传统柔性包带解锁装置（图片来源：[5]）
在核电站等设施中，爆炸螺栓常用于紧急关闭或释放压力，保障系统在发生事故时能够迅速反应。
此外，爆炸螺栓还用于军事与防御，军事装备中的爆炸螺栓用于快速分离或解除武器系统的连接。在炸弹、导弹等设备中，爆炸螺栓常用于解锁弹药或控制爆炸时机。
在石油化工设备中，爆炸螺栓则用于高压或危险环境下的安全释放。例如，防止管道爆裂或化学泄漏时，爆炸螺栓能够起到快速分离管道或容器的作用。
本文原文来自澎湃新闻