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这种毒瘤的措施。用法律手段来防范和治理合同欺诈是一种最为有效的途径。
一、救治:合同欺诈的法律防治措施之一
所谓救治,是指合同欺诈的民事责任,即合同欺诈行为人因实施了违反民法的欺诈行为,根据有关民法规范所应承担的民事责任。由于这种责任,重在对受欺诈人进行救济,又兼有制裁欺诈人之意,因而可称之为救治。在民法上,对合同欺诈主要有以下救治方法:
第一,强迫欺诈方承担缔约过失责任。在合同欺诈的诸多形式中,假装签约故意使对方丧失商业机会的以及采取欺诈手段签订合同而被撤销的,应承担损害赔偿责任。这种民事责任即为缔约过失责任。《合同法》第42条对缔约过失责任进行了具体规定:当事人在订立合同过程中有下列情形之一的,给对方造成损失的,应当承担损害赔偿责任:(一)假借订立合同,进行磋商;(二)故意隐瞒与订立合同有关的重要事实或者提供虚假情况;(三)有其他违背诚实信原则的行为。在缔约过失责任发生后,责任人应向受害人赔偿信赖利益损失。
第二,强迫欺诈方承担债权责任。债务人一方与第三人订立欺诈合同,不当侵害债权人债权,致使债权人的债权无法实现,即须承担侵害债权责任。侵害债权,是指债的关系以外的第三人故意实施或与债务人恶意通谋实施旨在侵害债权人债权的行为并造成债权人损害。在债务人与第三人订立欺诈合同的情况下,债务人与第三人要共负连带责任。
第三,受欺诈方可选择欺诈人继续履行合同。对于因欺诈而订立的合同,如果受欺诈方愿意继续保护合同的效力,则可以要求欺诈人继续履行合同。在许多情况下,继续履行合同对受欺诈人是有利的,特别是受欺诈人非常希望得到合同中所规定的标的物或所得到的利益的情况下,更是如此。
第四,受欺诈方可选择定金责任。定金,是根据法律规定或者合同约定,为保护合同履行,一方当事人在合同履行前,先行支付给对方的一定数额的货币。《合同法》第15条规定:当事人可以依照《担保法》约定一方向对方给付定金作为债权的但保。债务人履行债务后,定金应当抵作价款或者收回。给付定金的一方不履行约定的债务的,无权要求返还定金;收受定金的一方不履行约定的债务的,应当双倍返还定金。根据合同法对定金的规定,如果受欺诈方是给付定金者,则有权利双倍收取定金,如果是接受定金者,则没有返还定金的义务。
第五,受欺诈方可选择违约金责任。违约金,是指因当事人不履行或不按约定履行合同时,应给付对方当事人由法律规定或合同约定的一定数额的货币。《合同法》规定了承担违约责任的四种情况:其一,当事人可以约定一方违约时应当根据违约情况向对方支付一定数额的违约金,也可以约定因违约产生的损失赔偿额的计算方法;其二,约定的违约金低于或过分高于造成的损失的,当事人可以请求人民法院或者仲裁机构予以增加或适当减少;其三,当事人就迟延履行约定违约金的,违约方支付违约金后,还应当履行债务;其四,当事人约定违约金,又约定定金的,一方违约时,对方可以选择适用违约金或者定金条款。根据有关法律和合同法的规定,受欺诈人和欺诈人如果在合同中约定违约金条款或者有关法律对该种合同规定了强制性法定违约金的,受欺诈人就要运用违约金责任形式让欺诈方支付违约金,即使对方的欺诈结果并未导致任何损害,只要有欺诈事实存在,也应使其支付违约金。
第六,受欺诈方可选择赔偿损失责任。赔偿损失,是指欺诈方因违约行为而给对方造成了损失,依照法律或者根据合同的约定应给予对方相应的补偿。根据《合同法》第113条的规定,损失赔偿额应当相当于因违约所造成的损失,包括合同履行后可以获得的利益。
第七,受欺诈方可选择撤销合同。如果受欺诈方选择了撤销合同,则可依据缔约过失理论请求信赖利益的赔偿。信赖利益的赔偿运用的基本目的是使当事人处于合同订立之前的状态。当事人在合同订立之前的状态状况与现有状况之间的差距,就是欺诈人所应赔偿的范围。当合同履行不利于受欺诈人,受欺诈人最好选择撤销合同。
第八,受欺诈方如果是消费者,则可选择消费者权益保护法对已进行特殊保护。针对交易中各种严重的欺诈行为,特别是出售假冒伪劣商品的欺诈行为的严重存在,《消费者权益保护法》第49条明确规定:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的数额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用的一倍。按照特别法优先于一般法适用的原则,如果受欺诈方是消费者,则应优先依照消费者权益保护法,向经营者索取一份额外的赔偿。因此,受欺诈方作为消费者,一定要首先拿起《消费者权益保护法》这个法律武器,来维护自己的合法权益,向欺诈方进攻。
二、整治:合同欺诈的法律防治措施之二
所谓整治,是指合同欺诈的行政责任,即合同欺诈行为人因实施了违反行政法律、法规的欺诈行为,根据有关行政法规范所应承担的行政责任。由于这种责任既要打击不法欺诈人,也要惩罚某此因渎职而上当受骗者,其重心在于整顿和维护社会秩序,因而可称之为整治。在行政法上对合同欺诈主要有以下整治方法:
第一,对欺诈方申诫处罚。即以对合同欺诈者的名誉、声誉权利造成损害为处罚方式的惩罚。主要适用于合同欺诈者违反行政管理秩序情况较轻微,不足以处以其他行政处罚的行为。如警告、通报批评等。
第二,对欺诈方财产处罚。即行政机关依法剥夺合同欺诈者财产权利的处罚。主要包括罚款及没收。罚款是行政机关对合同欺诈者违反行政法律规范不履行法定义务所做的一种经济上的处罚。没收是行政机关将合同欺诈者的非法所得、违禁物或违法行为工具进行没收的处罚。财产处罚在对合同欺诈行为的处罚中适用较多。
第三,对欺诈方人身处罚。即限制或剥夺合同欺诈者人身自由的行政制裁,是行政处罚中最为严厉的一种,主要为拘留。人身处罚在对合同欺诈行为处罚中适用较少。
第四,对欺诈方行为处罚。即行政机关对违反行政法义务的合同欺诈的个人或单位采取责令其实施某种行为的处罚。如吊销营业执照、责令停业整顿、责令暂停营业等。
第五,对受欺诈方有关负责人或责任人的行政处罚。在实践中,合同欺诈的得逞往往与受欺诈方疏于防范有紧密联系,因此,受欺诈方上级主管部门就要根据有关规定对主要负责人做出一定的行政处分,受欺诈单位也要根据本单位的内部规定对责任人给予一定的行政处罚。
三、惩治:合同欺诈的法律防治措施之三
所谓惩治,是指合同欺诈的刑事责任,亦称合同诈骗的刑事责任,即合同诈骗行为人因实施了违反刑法的诈骗行为,根据有关刑法规范所应承担的刑事责任。由于合同诈骗人的行为违反了刑律,构成了这种责任重在对诈骗分子给予惩罚,又对被骗者单位主管人员或国家机关工作人员的过失进行惩戒,所以称之为惩治。在刑法上,对合同诈骗主要有以下惩治方法:
第一,对合同诈骗分子的惩罚。《刑法》第224条明确规定:有下列情形之一,以非法占有为目的,在签订、履行合同过程中,骗取对方当事人财物,数额较大的,处三年以下有期徒刑或者拘役,并处或者单处罚金;数额特别巨大或者有其他特别严重情节的,处十年以上有期徒刑或者无期徒刑,并处罚金或者没收财产:(一)以虚构的单位或者冒用他人名义签订合同的;(二)以伪造、变造、作废的票据或者其他虚报的产权证明作担保的;(三)没有实际履行能力,先以履行小额合同或者部分履行合同的方法,诱骗对方当事人继续签定和履行合同的;(四)收受对方当事人给付的货物、货款、预付款或者担保财产后逃匿的;(五)以其他方法骗取对方当事人财物的。
第二,对有关主管单位人员签订、履行合同失职被诈骗行为的惩罚。《刑法》第167规定:国有公司、企业、事业单位直接负责的主管人员,在签订、履行合同过程中,因严重不负责任被诈骗,致使国家利益遭受重大损失的,处三年以下有期徒刑或者拘役;致使国家利益遭受特别重大损失的,处三年以上七年以下有期徒刑。
1、用伪劣产品代替高质量产品。
2、不履行或不完全履行合同。
3、伪造产品的质量鉴定证明或标志。
4、盗用其他单位名称签订合同。
【法律依据】
《合同法》第54条,下列合同,当事人一方有权请求人民法院或者仲裁机构变更或者撤销:
(一)因重大误解订立的;
前台监控失灵
前台部门(GEDS/DAI/TRD,即法兴企业和投资银行部股票衍生品部,负责交易、销售和金融工程的部门)对凯维埃尔的监督被证实是薄弱的,尤其是2007年之后。尽管数次警报显示应该警惕或进行调查。
2004年9月至2007年1月间,凯维埃尔的上级容许了凯维埃尔经常建立股指期货和某些股票的日间方向性头寸,但这些行为与凯维埃尔的权证业务无关。
凯维埃尔的欺诈交易,在2005年至2006年相对较少(1亿欧元以下,主要涉及股票)。然而,2005年7月,凯维埃尔的前任经理发现了约1000万欧元的安联(ALLIANZ)股票的未平仓隔夜头寸,并对凯维埃尔进行了非正式的训斥,但这名已离职的经理未能发现凯维埃尔为了隐藏头寸而使用的虚假交易。
2007年1月12日至4月1日,凯维埃尔已开始建立巨大的欺诈和隐藏的股指期货头寸,但他仍未受到第一层级的监控。
2007年1月,凯维埃尔的前经理辞职离开;GEDS/DAI/TRD未能立即找到替代人选;在此期间,三角洲一部的经理(比凯维埃尔高两级)并未采取任何过渡性措施来实施交易前台业务活动的第一级监控。
在这两个半月的时间,运营中心大多数的月度收益由交易前台最高级别的交易员正式核准,并没有对部门的有效控制措施,而凯维埃尔自己核准了他3月份运营中心的收益。因此,在此期间三角洲一部的上市产品部门(Delta One Listed Products,下称DLP)并未使用头寸监管工具(BACARDI)或现金流量表。
在这种情况下,凯维埃尔能够建立巨大的欺诈头寸,且在较小的程度上继续他的日间活动。截至2007年3月下旬,凯维埃尔已经建立了55亿欧元的期货头寸,大部分是关于德国DAX股指的。
从2007年4月开始,凯维埃尔的新任直接上司对他的日常监控是薄弱的,并且整个业务线管理层并未对某些警报信号作出合适的反应。
在实践中,交易主管涉及控制措施的两项主要任务,是检查交易台的净头寸有没有超过分配的风险限额,以及定期使用损益解释工具(BACARDI)和记录了所有当天发生交易的数据库(ELIOT),来监控他的交易员们的活动。
凯维埃尔的主管履行了第一项职责,但没能控制交易员的活动,更不用说去发现凯维埃尔在2007年和2008年建立的大量隐藏头寸,甚至是他的日间方向性活动量的巨大增幅。
而且,在2007年下半年,三角洲一部的经理和凯维埃尔的直接上司都忙于处理其他优先级更高的事务,包括在部门业务出现巨大增长和及前台部门团队大量人员流失的背景下,致力于确保组织结构耐久性的项目,以及对受到次贷危机影响的担保股票借款/贷款活动进行密切监管。
根据他们的判断,凯维埃尔从事的权证活动似乎只代表最低等级的运营风险。
预警未被重视
另一方面,凯维埃尔的上级们在出现若干预警信号时也缺乏合理应对。
其一,尽管2007年凯维埃尔宣称收益较高、增长强劲(4300万欧元,其中2500万欧元来自自营业务,即59%为2007年DLP交易的收益,27%为三角洲一部的收益),他的上级没有对他的活动进行详细审查,也没有要求他提供具体信息。
分析显示,他从7月开始的自营交易活动,包括竞争者发行的权证的套利交易,仅产生了约300万欧元的收益,比他宣称的2500万欧元要少得多。
其二,欧洲期货交易所(EUREX)2007年11月向法兴发出的交易询问函,并未引起DLP经理足够的重视,而他是凯维埃尔所在的业务线中惟一知晓这些询问函的人。
其三,尽管凯维埃尔的欺诈行为对初始保证金要求、追加保证金要求和前台部门预计的现金流都有影响,并可能引起预警,但由于对现金流缺乏详细分析,使异乎寻常的过高的现金流――2007年12月28日至2008年1月1日之间,凯维埃尔的盈利中心产生超过13亿欧元的现金流――并未被发现。
同样,2007年7月,三角洲一部的经理被告知两笔5亿欧元的现金借款(也是来自凯维埃尔的盈利中心),数额高得异常,但他没有对该警报作出反应。
其四,在2007年4月和5月,三角洲一部的经理和他的上级被部门告知,在财务“衔接”审核中发现了与凯维埃尔相关的异常行为,而凯维埃尔提供的解释并不一致,但他们没有作出任何反应。
其五,凯维埃尔的盈利中心产生620万欧元的佣金,即相关年度收益的28%,主要支付给FIMAT,但DLP经理以及他的两个上级,没有在年底的时候对欺诈交易产生的高额经纪人佣金进行深入分析。
其六,DLP经理没有调查超过交易前台给定的市场风险限额(1.25亿欧元)1000万欧元的原因,而这是由于凯维埃尔建立的有关三只股票的隔夜方向性头寸引起的。
凯维埃尔自己回复了市场风险部(RISQ/RDM)于2007年10月24日向DLP发送的电子邮件(抄送给凯维埃尔的高一级和高两级上司),确认了超限额行为。
最后,休假问题也是一个信号。
三角洲一部的经理一年间四次正式提及凯维埃尔不愿意休假,凯维埃尔重复提到他父亲的去世,而三角洲一部的经理也接受了这个解释。这一点并未产生具体影响,亦未使他的上级产生警惕。
前台监控失灵的背景,是交易部门的强劲快速增长,使得营运环境变得困难。比如12个月内交易数量翻了一倍、前台人员数量两年内从4个增加至23个、交易产品数量翻了数倍、2007年多人离职后部门长时间人手不足。
控制程序缺陷
根据调查,支持和控制部门的具体的控制程序的确被实施,但凯维埃尔使用的隐藏技巧,包括谎言、伪造单据、异常交易删除或修改、立刻向操作人员提供解决办法等,被证明卓有成效。而且,他的记录虚假交易类型多,使得他减少了与同一个对话者打交道的次数,因此利用了控制措施在某种程度上缺乏横向融合这一点。
操作人员也没有在实施的程序之外,系统性地进一步审查细节,如果这项工作没有作为相关程序的一部分而详细载明,操作人员并没有意识向他们的上级或前台部门的上级报告异常行为的出现,即使是很高的数额。
此外,某些控制措施也是缺失的,如在保证金的计提程序上,不存在有关取消或修改的交易、推迟起息日的交易、与技术易对手的交易、高名义价值的仓位或在任何一个特定月份的非交易现金流的控制措施,对这些的分析本可能导致欺诈行为暴露。
外部警报频响
2007年11月,欧洲期货交易所发出了两封有关凯维埃尔活动的询问函。
其中一个问题是关于两个小时内对6000份DAX期货合同的购买交易策略,即几乎相当于12亿欧元。
但是,凯维埃尔的直接上级没有能够对信中涉及的令人震惊的事实作出应对,而合规部仅仅通过证实的方式,将交易员的解释与他的直接上级进行沟通,这明显与欧洲期交所关于仓位方向性的指控相矛盾,没有准确回答所有的问题,尽管这些指控是不准确的。
另外,考虑到凯维埃尔使用的FIMAT净银行业收入强劲增长,FIMAT在2007年11月进行了内部调查,审核这些交易是否合法。
该调查建议将其他因素也纳入分析中,并建议为了“一起审查法国兴业银行企业与投资银行委托的执行数量的增长”应该联系法兴。
但由于调查在进行中,尚未结束,该建议被子公司的管理层认为是不成熟的。在法兴发现欺诈行为时,该调查尚未结束。■
节选整理自《“绿色使命”总结报告》
资料一:欺诈活动时间表
2005年7月,凯维埃尔首次用安联股票建立了巨大数量的方向性头寸,价值约1000万欧元。这个初期为多头的头寸在7月21日成为空头头寸。这个日期前后首次出现了虚假交易,目的在于掩盖头寸和收益的出现。
2006年,凯维埃尔的欺诈性方向性股票头寸的规模有所增加,2006年8月份的总金额达到约1.4亿欧元。凯维埃尔开始隐藏其在德国DAX股指期货合约上建立的违规头寸。
2007年1月底,凯维埃尔建立了一个规模巨大的德国DAX股指期货空头头寸。1月24日,其头寸名义价值大约在8.5亿欧元左右,到2月底达到了26亿欧元,3月底为56亿欧元。
2007年7月19日,空头头寸出现第一次超过300亿欧元的峰值记录,标的物是德国DAX股指期货,然后被斩仓,9月份开始重新建仓。与此同时,凯维埃尔继续在股票交易上的欺诈活动,在全球市场中持有空头头寸。从9月中旬到11月上旬,其总头寸超过1亿欧元并达到了最高峰的3.5亿多欧元。
2007年11月7日至12月31日,凯维埃尔将其在德国DAX和欧洲股票交易所的股指期货平仓。到12月31日,其股指期货的欺诈头寸为零。同时,关于股票的方向性仓位达到3.7亿欧元,每月都有变化;共实现了15亿欧元的利润。
2008年1月2日至1月18日,凯维埃尔做了490亿欧元的股指期货的多头,于1月20日被发现,随后在1月21日至1月23日平仓,导致64亿欧元的损失(考虑到2007年12月31日的15亿欧元的利润,全球损失为49亿欧元)。
整理自《“绿色使命”总结报告》
资料二:凯维埃尔使用的欺诈手段
一、记录虚假交易,取消头寸以及由欺诈头寸所产生的收入。
凯维埃尔向系统输入一个或者几个假的交易,使之在风险和价值计算中被纳入进去。再将这些交易的参数进行定义,使之掩盖了实际上在其他地方建立的欺诈头寸(见表1)。
二、记录成对的虚假交易,一正一反相互对称。凯维埃尔将同等数量、同种标的资产、以不同的“场外”价格输入了成对的、相反的虚假交易(买/卖),以掩盖其实现的收入,同时又不产生方向性头寸(合计为零)。例如:在2007年3月1日,以63欧元的价格买入26600股SOLARWORLD公司的股票且以53欧元的价格出售26600股同一公司的股票,在没有建立头寸的情况下导致了2270万欧元的虚假负收益(见表2)。
三、记录预提流动(flux pro)。
凯维埃尔利用了实际上专为交易助理设置(但是没有任何防止交易员访问的技术保护)的选项功能修改模型偏差,输入正的或者负的预提来修改前台部门系统的计算值。凯维埃尔通过输入这种流动,来掩盖由其欺诈头寸所产生的收入数额。
整理自《“绿色使命”总结报告》
资料三:凯维埃尔利用的技术漏洞
凯维埃尔利用了交易程序中的时间差,在虚假交易到达确认、清算或者控制的环节前就将其取消。其手法包括:
一、与所谓的“技术易对手”的交易。
“技术易对手”是一种名称,包括“待定”“echu po”“对冲前”等。在ELIOT系统(前台部门计算机程序)中专门指下列两种情况:(一)交易对手等待分类(仍然没有输入顾客参考数据库中),或者(二)所有的交易参数尚没有确定。这些交易对手名称在正常的情况下是完全合法的。
凯维埃尔利用这些名称来记录其虚假交易。这些交易实际上已经出现在前台部门产生风险数据的系统中(在计算头寸总额时已经加以考虑),但是没有传递到后台部门的应用程序中,或者没有传递到会计系统中。由于部门负责解决前台部门和后台部门系统之间的差异,凯维埃尔最迟在部门向他提出质疑时就将这些记录取消了。
二、内部交易,即在法国兴业银行集团内两个不同实体之间的交易(本案中凯维埃尔惟一使用的是CLICKOPTIONS,法国兴业银行的全资子公司),该种交易不需确认;法国兴业银行和CLICKOPTIONS的头寸每月只在互惠交易会计对账的情况下对账一次;凯维埃尔捏造了与CLICKOPTIONS的交易,但是在对账控制时或者在之前就把交易取消了。
三、交易开始日期延迟(如起息日大大晚于交易日期),按照市场普遍接受的惯常做法,该日期只需在起息日前几天进行确认,又为凯维埃尔留下更多的时间取消交易。
燃料空气弹的发展
燃料空气炸药简称FAE,在起爆前需要与空气充分混合,在较大范围产生高温高压以杀伤目标和破坏装备,也有云爆弹、云雾弹、窒息弹、气浪弹、油气弹等名称。
燃料空气炸药的爆炸和杀伤原理,与面粉厂或工业打磨生产场地等场所粉尘爆炸,以及液化气、汽油泄露后出现的爆燃相似。这类爆炸最初以工业事故的方式被认识,很早就被作为战争的手段进行研究,但在很长时间内都没有实现技术突破。膨胀的气体和粉尘爆炸的原理看来简单,实现起来却很难,武器装药依靠燃料或爆炸的单作用方式,直到美国在越南战场使用燃料空气炸弹后才被打破。自从美国1966年在越南使用的 GBU55B后,FAE战斗部到现在已经发展了三代产品,理论综合毁伤威力达到了TNT的10倍,面杀伤效果相当突出。 FAE攻击目标的过程示意
燃料空气炸药的原理和作用方式
FAE通常采用的液体燃料有环氧乙烷、环氧丙烷、乙醚、甲烷、丁烷、乙烯、乙炔、丙炔丙二烯混合物、过氧化乙酰、二硼烷、无水偏二甲肼、硝基甲烷和硝酸丙酯等。这些液体燃料易燃、易爆而且沸点很低,在较低温度时呈液态,温度稍高就极易挥发成气态,与空气混合形成一种气溶胶混合物。FAE装药中通常还按比例混合金属粉末作为固体燃料,常用的有镁、铝或混合的镁-铝粉末。
环氧乙烷等液体燃料在未与空气充分混合时没有爆炸条件,装填弹药后的储存安全性较好。常规炸药自带氧化成分,可以在密闭的空间爆炸。FAE装药本身并没有氧化成分,而是要使装药与周围空气混合。液体燃料与空气接触后会迅速气化并与空气混合膨胀成气团,爆炸后从空气中大量吸收氧气,形成范围较大的无/贫氧和高一/二氧化碳区。FAE的另一个特点就是装药爆炸时的密度低,爆速没有常规炸药那么快,但形成的超压强度比较高,超压随距离衰减的速度也慢。
FAE装药爆炸前形成的气溶胶气团重于空气,可以渗入战壕、山洞和其它缝隙中,起爆后的高温与超压能杀伤开口的山洞和战壕内人员。按照公开发表的资料,同质量TNT与FAE在无约束的空气条件下爆炸,FAE爆炸产生的火球持续时间是TNT的近2倍,火球直径是TNT的1倍多。FAE靠近爆心位置的压力高于TNT,在杀伤区域边缘的压力则远高于TNT。
美国在越南战场上投放FAE最初是为直升机开辟起降场。正是因为这种使用思想,早期FAE对命中精度要求并不高,体积也很大,用低速运输机投放。美军在FAE使用过程中,发现这种炸药对暴露的人体杀伤效果很强,随后开始逐步缩小弹体,并通过降落伞减速和改善起爆方式等措施,将这种武器逐步转型为战术面杀伤武器。 越南战争中美军在南越地区使用的FAE,中图摄于1970年,右图为1972年美军在加州海岸进行第二代FAE攻击舰艇试验的场景
在作为战术武器使用FAE后,早期FAE的构成和使用方法却限制了实战效果。FAE的威力体现在气溶胶爆轰后的高温和冲击波,而气溶胶的形成饱和度是关键。要保证FAE装药充分与空气混合就必须控制下落速度,还要安装定高装置以保证在触地前进行一次起爆,一次起爆后到二次起爆前这个阶段,装药膨胀混合的效果决定了最终威力。
按照正常的使用过程,FAE在近地高度弹体分解(爆破或抛弃),化学燃料扩散后形成气溶胶团,经过0.1~0.15秒延时以使气溶胶团充分发育后起爆。FAE正常爆炸的声、光效果非常明显,破坏范围大,精神压力和物理杀伤效果都很明显。FAE二次爆炸后的火球产生高温和高压,并在扩散的同时引燃周围未燃烧的燃料,的燃料可以作为火球扩散阶段的补充,可以在较大半径内维持温度和压力,甚至在部分条件下还具有增强的条件。烟火团在达到最大范围后,在作用范围内将形成近无氧的区域。爆炸烟火团在达到极限后上升并耗能,周围空气在压力作用下填补低压区之前,人员目标将承受极其剧烈的正/负压转换、缺氧和一氧化碳中毒的威胁。
燃料空气武器的局限和发展
FAE在理想条件下可以发挥效果,但在复杂地形和大风、阴雨等不利条件下,气溶胶的形成效果就会受到很大影响。实战中FAE投放后的地形和气候特征难以保证,很多FAE实战中只能利用10%左右的装药,有很多二次起爆不成功。苏联航空兵在阿富汗战争中大量投放FAE杀伤山地和坑道内的游击队。FAE在多山的阿富汗战场使用的效果很不稳定,苏联航空兵为了保证FAE的爆炸效果,往往采用双机组合,前机投放FAE后,跟随的飞机向气溶胶团处发射火箭弹,以便在FAE二次起爆不成功或装药起爆率不足的时候,利用火箭弹的爆炸效果引爆气溶胶团。改进起爆方式以增加二次起爆可靠性成了FAE发展的重点。 苏联ODAB 500PM,属第一代FAE,右图为其攻击目标的场面
FAE第一代产品有美国的GBU55、BLU72以及苏联的ODAB 500PM,主要是作为低速飞机使用的航空炸弹,技术水平较低。首代FAE只能用运输机和直升机投放,战术灵活性较差。第二代产品从70年代初期开始研制,重点是增加炸弹的投放速度,可以用喷气式战术飞机和轰炸机投放,投弹时的飞行速度可达800千米/小时,主要以美国BLU73、BLU76、BLU96和MADFAE集束弹及GBU72子母弹为代表。GBU72内装备3枚可独立起爆的子弹,威力比上代同规格炸弹高4~5倍。
前两代FAE主要装填环氧乙烷/环氧丙烷、环氧乙烷/环氧丙烷硝酸异丙酯,或采用环氧丁烷与碳粉等凝胶剂制成的胶体作为燃料。第一、二代FAE均需实施两次引爆,第二次引爆时的油气团浓度、点火时的高度、点火起爆延迟时间的控制精度,油气团扩散时的地面风速、空气湿度及气溶胶团与空气混合的均匀度等,均会使爆炸能量受到影响。此外,前两代FAE不宜在高速状态下使用,必须用减速伞降低弹体下落速度,以便获得燃料与空气充分混合的时间。
美、苏针对前两代FAE的技术局限和使用难度,在80年代后期开始研制第三代FAE。三代FAE采用了一次引爆技术,简化了弹药构造,降低了制造成本和工艺难度,改善了维护条件。第三代FAE的油气团扩散方式并没什么变化,主要是用化学催化法或光化学等起爆方法替代了传统的引信起爆。第三代FAE主要解决了二次起爆难题,但一次起爆方式对燃料膨胀分散与起爆协调性的要求更严格,即使对弹体材料、结构壁厚、装填状态等参数进行细致协调设计,弹药投放时的外部环境仍会影响燃料混合效果,爆炸时的气溶胶体积和形状也会明显影响到爆轰效果。
FAE气溶胶的爆轰产生三个相互独立的爆炸过程。首先是以微秒计,包含各种氧化还原反应的装药爆炸反应。其次是爆炸后的装药无氧燃烧反应,是最初爆炸波中没有完全燃烧的较大燃料颗粒继续燃烧反应的过程,这个过程将持续几百微秒。最后是装药爆炸后从周围空气中吸收氧气的燃烧反应,也是冲击波与周围空气混合时燃料富集物的燃烧过程,反应时间以毫秒计。为了改善前两代FAE二次点火环境适应性不好的缺点,第三代FAE普遍采用一次点火化学引爆技术,在燃料通过压力抛撒后,引信经过一定延迟时间自动起爆。FAE充分起爆对外部环境要求较高,燃料混合过程也需要时间,不适合作为高速武器的装药,目前主要用于航空炸弹或火箭扫雷等面毁伤武器的战斗部。
FAE的杀伤效果与二次起爆时的高度有直接关系。FAE在地面爆炸时的威力削减很明显,在1~1.5米高度引爆气溶胶团的爆轰效果和毁伤半径较理想,但形成的弹坑不大,FAE弹药不具备有效的穿透性破坏能力。 波黑战争中的FAE
需求促成的HAP发展
FAE的起爆受混合装药作用原理的限制,操作过程中会遇到很多麻烦,结构比较复杂,战斗部体积也不容易做的很轻便。为了能在保持FAE的杀伤效果的基础上,增强起爆可靠性和装药的利用率,并使FAE效应弹型适应性更广泛,国外在80年代开始发展固体装药的新弹型,就是目前广泛应用的HAP。
HAP的毁伤原理与其名称相同,就是利用高温和高压造成杀伤,也被称为热压(HAP)弹。FAE的装药是液体燃料混合物,仅有少量传统炸药作为抛射药,HAP则采用单一的固体装药,炸药经过专门配比设计,爆速只接近常规高猛度炸药的一半(3 000~4 000米/秒)。装药内还添加有镁、钡、铝、硅、锆这类金属材料粉末,利用金属粉末起爆后可长时间释放大量热量的作用,增强HAP的高温杀伤效果。 美国BLU96,属第二代FAE
理论上,FAE与HAP是同类弹药,差异在于FAE是通过形成雾状油气云后爆炸,HAP则是直接通过爆炸时产生的高温和超压实现。HAP可以看成是自带氧化剂的粉末状炸药,命中目标时装药成粉尘形式一次整体爆炸。HAP炸药爆速较低,但基本不受外部环境影响,大风和低温等特殊环境对爆炸效果的影响不大,实战可靠性远比FAE要高。HAP还能根据需要灵活设计弹药规格,能适应从十余吨重超级炸弹到几百克重手榴弹的装药要求。
HAP的原理和装备发展 美国CBU-72集束炸弹,包含3个FAE,均为BLU-73
HAP是利用新的装药形式,通过直接起爆形成类似FAE的毁伤机理。FAE需要相对敞开的空间以使燃料与空气较好的混合,不适合攻击密闭空间和掩体。常规军用炸药的爆速高达8 000米/秒,可在近距离产生较大压力,使破裂的壳体形成很高动能的杀伤破片。HAP装药的爆速低,形成破片的效果差,步兵携带的HAP弹种(火箭、反坦克和单兵榴弹)大都采用轻质的铝制壳体,主要靠高温和高压效应进行杀伤。HAP采用一次起爆方式和固体装药,能采用比较坚固的壳体,可作为主装药或随进装药在掩体或山洞内部爆炸,适合攻坚。
HAP的爆炸过程分三个阶段。第一阶段的无氧爆炸过程中只有部分炸药被起爆,这部分炸药形成高压并决定了武器的穿透/破坏效能。第二阶段的无氧燃烧时基本装药被起爆,形成体现主要破坏效果的高温和高压。第三阶段是有氧燃烧过程,是装药在爆炸过程中使混合的金属粉末开始燃烧,补强爆炸形成的压力与热杀伤效能。 美国BLU109钻地弹,装有240千克温压炸药,右图为其穿透加固目标效果
苏联最先装备HAP,并在很多弹药平台上采用,大量装备HAP的反坦克导弹和火箭弹在近年的局部战争和反游击战中效果明显。美国在阿富汗使用的 BLU118B是907千克重型炸弹,采用的BLU109钻地战斗部装有240千克PBX? IH135温压炸药。PBXIH135炸药由奥克托今军用炸药和聚氨酯燃料混合构成,炸药中还按照精确比例加入了铝粉,封闭空间爆炸能量为TNT的7倍。
HAP的杀伤机理可以与常规炸药互补,却不具备替代常规炸药的条件,只能作为特殊战场条件下的特殊弹种。HAP结构设计简单,可作为手榴弹或枪榴弹的弹头,携带方便性和战术灵活性较好,能与常规炸药武器成系列装备。
FAE与HAP的功能与效果比较
FAE和HAP爆炸时的冲击波压力高,维持时间长,衰减速度慢,爆炸压力作用范围内基本没有死角。能应付常规炸药的敞开掩体和卧倒躲避,都无法防备高压和高温的杀伤影响。人体在承受高温和高压时,肌肉和皮肤受到挤压后会产生压缩、扭曲、撕裂,骨骼在压力下容易断裂,含氧和液体的内脏则会在高压下撕裂、破损,内脏的高压损伤甚至要比外部伤害更为致命。现代步兵采用的防弹衣可以应付枪弹和破片,但半封闭的防弹衣在承受高压冲击波时,防弹衣与人体之间的小空隙会凝聚压力,冲击波的集中伤害效应甚至更严重。
FAE和HAP爆炸时的火焰维持时间长,温度高,剧烈消耗爆炸点附近的氧气,并释放大量有毒气体,有生目标即使没被冲击波杀伤也会缺氧和中毒。FAE和HAP爆炸产生的有毒气体包括一氧化碳、硫化氢和一氧化二氮这些作用于细胞和体液的窒息性气体,还有作用于呼吸道的二氧化碳和二氧化氮,形成足够达到致命浓度的持续毒气区域,常规炸药则难以实现这种杀伤作用。
FAE和HAP依靠高温高压杀伤目标,在封闭空间效果更明显。但是,常规炸药高爆速可提供很大的动能,壳体预制破片的初速超过1 000米/秒,依靠动能杀伤距离上百米的目标,可采用更加灵活的起爆方式和组合。FAE和HAP在开敞空间的破片杀伤效果差,装药压力向四面分散的利用率低,只能通过增加装药量来增加毁伤半径,使大威力FAE和HAP的尺寸均很大。美国的MOAB弹重9 526千克,装药量8 165千克,只能采用慢速飞机运载投放,增强型 MOP的重量更是达到13.61吨。这类重型炸弹的威力虽然很大,爆炸时的温度接近2 000℃,杀伤半径可达到600米,堪与小型核武器相比,但巨大的尺寸始终限制了使用灵活性。 越战中美国A-1E“天袭者”攻击机携带1 130千克重的FAE――BLU72B,图片摄于1968年
关键词:Smith预估器;PID控制;厚度控制系统
1 概述
冷连轧机的薄板、带钢产品具有表面技术指标好、尺寸精度高和良好的机械、工艺性等优点,被广泛应用于宇航技术、制造业、食品包装、家用电器、化工、轻工、仪表以及民用小金属等国民经济各个部门。伴随各个行业的迅猛发展,对板材产品的尺寸精度提出了更高的要求,尺寸精度要求到毫米、微米级,而厚度偏差仅为几个微米[1],因此,提高冷连轧机的薄板、带钢产品的尺寸精度指标是一个重要的方向课题。
生产实际中,轧机系统测厚仪的测试位置与运行的轧机有一定的位置距离,由此给厚度控制系统带来纯滞后环节,而对于纯滞后环节,传统的PID反馈控制系统无法通过反馈回路及时反馈,所以不能取得很好的控制调节效果。在目前常用的纯延迟补偿方法中,Smith预测器补偿效果较好,将其应用于轧机薄板自动控制系统中,可改善延迟系统的控制指标[2]。
2 Smith预估器和PID控制器
2.1 内模控制设计的Smith预估器
对开环控制来说,只要提高控制器C(s)和对象G(s)的精度,则输出的精度就可以保证。但是它的缺欠是对于调节对象发生变化或有扰动加入时无能为力。而具有反馈的闭环系统,它虽然能把控制对象的变化和干扰的影响送回到系统的输入端进行调节,从而提高控制精度,但是也存在问题,由于反馈信号取自系统的输出量,反馈信号=不可测干扰+其他因素,不可测干扰与其他因素混在一起,无法分辨,甚至还有可能被其他量淹没掉而得不到及时补偿,从而影响调节效果。那么,如果我们将其变换成等效的内模控制设计,见图1,在具有内模控制的系统中,反馈量已由原来的输出量反馈变为扰动量反馈,这样就能及时补偿扰动的影响。
当模型Gm与对象G失配时,在反馈信息中,包含有扰动量+模型失配信息,这样有利于提高系统的抗干扰效果,增强系统的鲁棒性能。同时控制器的设计也降低了难度。当模型匹配(Gm=G)时,图1的闭环系统等效于开环系统,可以按照开环的方法设计,简单、实现容易。可见,内模设计方法同时兼具开环和闭环的优点,设计简单可行,最终获得较为理想的动态指标。同时鲁棒性作为设计目标,兼顾系统调节控制功能,不失为一种有效的设计方法[3]。
厚度闭环系统采用基于内模控制结构上建立起的Smith预估器,如图2所示。图2中把预估器中不包含纯滞后部分同控制器C结合起来。
其中,C(s)-控制器,G(s)-实际控制对象,Gm(s)-模型,Gm0(s)-模型中不含纯滞后的部分,Gf(s)-反馈回路的动态环节。
在厚度系统中反馈环节的测厚仪是一阶小惯性环节,所以,本设计采用的Smith预估器的结构比普通的Smith预估器结构加入一个Gf(s)动态环节,Gf(s)=1/(Ths+1),Th是测厚仪及数据处理的滞后时间,取Th=0.05s。
2.2 等效条件下的Smith预估器与PID控制器
以传统的观点看,Smith预估器与PID控制器是两种不同的控制器,Smith预估器优越于PID控制器的是它能应用于大纯滞后对象的调节。但是,二者在给定的条件下是等效的,如图3所示的反馈控制回路。
其中,K(s)-控制器,G(s)-控制对象,将轧机辊缝环节等效成二价最佳系统,代入相关数据得:
K(s)的结构是不完全微分PID控制器,控制器中τmp是对应于Smith预估模型中的滞后时间,λ是可调系数。
3 Smith预估器和PID控制器仿真分析
轧制过程中,滞后时间τp是变化的。用Simulink仿真实现[4]:
3.1 理想状态下的仿真分析
厚度闭环系统中的滞后时间τp是一个大范围变化的变量,厚度闭环系统限定:当轧制速度较低时不投入闭环控制,低速限定速度:V0=0.4m/s,最高轧制速度:Vm=10m/s,根据τp=L/V可得:τp=0.16~4s。
从图4、5看出,理想状态下Smith预估器比较PID控制器的阶跃响应,有较小的超调量,较短的调节时间,反映了较好的动态指标。
3.2 模型失配状态的仿真分析
采用Smith预估器这种结构,主要缺点就是很难构造出精确的数学模型,虽然,我们可以实测轧制速度而求出滞后时间,再动态跟踪修正模型中的滞后时间参数,但由于从测速到修正模型中的参数的过程需要一定的时间,所以,相对于测厚仪位置带来的纯滞后,模型中滞后时间同实际的滞后时间之间还存在一个滞后误差。
当模型失配时,τp=0.16+0.1=0.26s,λ=0.3时,采用Smith预估器和系统的PID控制器时,系统的阶跃响应见图6所示。采用PID控制器时,调节时间为2秒,超调量为16%;而采用Smith预估器时,调节时间为1.5秒,超调量为14%。当τp=4s,λ=1时,Smith预估器和PID控制器的系统阶跃响应如图7所示。
从图6、7比较看出,模型失配状态下,Smith预估器比较PID控制器的阶跃响应,有较小的超调量,较短的调节时间,同样反映了较好的动态指标。
4 结束语
针对厚度闭环反馈控制系统中的时间滞后问题,设计Smith预估器来补偿实测滞后影响带来的系统误差。设计系统的Smith预估器,并将位置内环的闭环传递函数等效为典型的二阶环节系统。从仿真数据波形可以看出,Smith预估器控制器比传统PID控制器动态指标好。
参考文献
[1]王雨佳,王洪瑞.AGC技术评述[J].一重技术,2002(3):32-34.
[2]彭天乾.微米级冷轧带钢厚度控制系统[J].冶金自动化,1996(6):1-5.