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战斗部

战斗部是导弹结构组成中直接用于摧毁、杀伤目标,完成战斗使命的部件。战斗部系统由壳体、装填物、引信和传爆系列四部分组成。国内通常将战斗部与引信分为两部分。

战斗部按照杀伤原理,国外导弹战斗部可分为爆破战斗部、破片杀伤战斗部聚能破甲战斗部、穿甲侵彻战斗部、子母战斗部、核战斗部、新型战斗部等。而每一类导弹战斗部又可分为若干种战斗部。国外导弹战斗部已针对不同作战需求形成多种毁伤能力。同时,为了应对不断涌现的作战需求,先进国家正在不断改进和开发导弹战斗部技术。

武器战斗部对目标的毁伤效果,可用于武器打击效果的预测与评估。分为常规战斗部毁伤效应和核战斗部毁伤效应。信息化战争具有许多新的鲜明特点,但战争的本质仍然是暴力对抗军事强国都非常重视高效能武器战斗部和新概念武器的研制。

战斗部组成

战斗部一般都由壳体、装填物、引信和传爆系列组成。

壳体

壳体主要起容器与基体的作用,对于再入大气层的战斗部,一般都要在壳体外面加装热防护层。对于破片杀伤战斗部而言,壳体要被炸成破片,成为杀伤元素。

装填物

装填物是破坏目标的能源和工质。装填物主要有常规炸药和核装药,其作用是将本身贮存的化学能核能通过反应释放出来,形成对目标破坏的各种因素。通常炸药要与其他装填物配合形成对目标更强的破坏作用,如与预制破片配合形成高速飞散的杀伤破片,与金属药形罩配合形成高速密实的金属射流。这样能达到提高对目标的杀伤和穿透装甲的能力。此外有的还装有特种装填物,如燃烧剂、烟雾剂、化学毒剂、微生物以及政治宣传品等。

引信

引信是用来适时引爆战斗部的引爆装置。所谓适时,包括好几方面的含义,如战斗部碰击目标后的瞬时或延时、在未碰击之前距目标的某一距离上以及未命中目标时的某一自毁时刻等。这些时间特性各有其作用原理,如聚能破甲战斗部要求一触即发,在战斗部未回跳之前就把目标破坏:又如深爆战斗部要求延时,待战斗部钻入目标一定深度后再爆炸,以达到良好的爆破效果:当射击飞行目标时,直接撞击是困难的,这就要求非接触引爆。

传爆系列

传爆系列是一种能量放大器。它根据战斗部获得的某种初始能量形成一种微量的爆炸波或火焰,再经将能量逐级放大,从而引爆战斗部装药。传爆系列一般由火工品(雷管或火帽)、主传爆药柱、辅助传爆药柱和扩爆药柱等组成。火工品和主传爆药柱一般都装设在引信里,成为引信的一个组件。

分类及特点

爆破战斗部

爆破战斗部利用炸药在不同介质中爆炸,产生的大量高温、高压和高密度气体产物以及压缩周围介质形成的冲击波,产生超压毁伤目标,此外有一定的破片杀伤能力。爆破战斗部可在各种介质(如空气、水、土壤、岩石和金属等)中爆炸,从而达到破坏地面水面、地下或水下目标的目的。由于爆破战斗部具有作战使用灵活、对付目标广泛的特点,在现代化战争中起着举足轻重的作用。

聚能破甲战斗部

对于带有装甲防护的目标,击毁它们的主要矛盾是要穿透装甲,对于装甲强的目标(如坦克)依靠动能来穿透装甲尚很困难,因此要利用战斗部内部炸药爆炸时的聚能效应来穿透装甲。聚能破甲作用的原理是:当做成药柱形状的炸药被雷管由一端引爆之后,药柱爆炸所生成的大量高温、高压气体要向四周扩散,其扩散的方向是沿药柱表面的法线方向。如果在靠近并对着装甲的方向引爆药柱,则药柱爆炸的能量沿法线方向仅对着装甲的一面起作用,其余方向则没起到作用。如果将圆柱形炸药的一端作成圆锥形的凹槽(称为聚能槽),则当炸药爆炸时,紧贴聚能槽部分的爆炸生成物起初沿表面的法线方向飞出,然后在聚能槽的中心轴线上撞击、汇流,形成一股速度极高的聚能流,沿轴线向前冲击。

半穿甲战斗部

半穿甲战斗部又称“内爆式爆破杀伤战斗部”,是兼有爆破杀伤综合作用的穿甲战斗部它的壳体前端大多有较厚的锥形钢质尖,因此具有穿透薄装甲的能力。有的在壳体内主要装填大威力炸药,有的在壳体的圆柱段或圆柱-圆锥组合段的表面上配有若干大锥角或半球形药型罩。半穿甲战斗部主要用于攻击薄装甲目标。战斗部凭动能穿人目标内部后爆炸,对配有药型罩的战斗部则由聚能效应形成若干个自锻破片向四周飞散毁伤目标,同时还伴有强冲击波。战斗部头部采用卵形或平头形,卵形头部应有防滑爪。一般采用触发延时引信,以保证战斗部进入目标内部一定深度时可靠地起爆主装药。

破片杀伤战斗部

径向常规破片杀伤战斗部

破片杀伤战斗部利用爆炸产生的破片、杆条、射流等攻击敌方的空中目标(飞机、气球、飞航式导弹),也可攻击地面的有生力量和作战装备(机场上的飞机、汽车、雷达站设备及各种重武器等)。杀伤战斗部可分为破片式、连续杆(条)式、多聚能射流杀伤战斗部等。

破片式杀伤战斗部

破片式杀伤战斗部的作用特点是靠它在空中爆炸后产生大量高速飞散的破片直接击伤目标,使其失去战斗力。对目标的不同部位产生击穿、引燃、引爆等三种破坏作用。破片式杀伤战斗部对目标的杀伤和破坏是靠具有一定动能的破片打击来实现的,而破片的动能是由装药爆炸来提供的。破片的分布区与形状大小,则与战斗部的外形、结构和材料有关,为获得足够数量和质量的破片,采取了很多具体办法,如预制破片式、药柱表面刻槽式和壳体刻槽式等。

连续杆式杀伤战斗部

连续杆式杀伤战斗部又称链条式战斗部。它是利用方形钢条两端部交错焊接起来。并收拢而形成战斗部的圆筒外壳的一种结构形式。当战斗部爆炸时,在爆炸生成物的作用下,壳体沿四周扩展成一个圆轮形的环。当扩展到最大直径之后,再继续扩展便被拉断而成为一根根的钢条,击中飞机时可以把机身机翼切断,此种效应称为剪切效应。战斗部的杀伤半径就是所有折叠杆张开到最大直径的一半。连续杆式战斗部由破片式战斗部和离散杆战斗部发展而来,是破片式战斗部的一种变异。连续杆式战斗部是目前空空、地空、舰空导弹上常用战斗部类型之一。

多聚能射流战斗部

多聚能射流战斗部有两种类型:一种是组合式多聚能装药战斗部,它以小聚能战斗部为基本构件,按照一定的方式组合而成;另一种叫整体式多聚能装药战斗部,它是在整体的战斗部外壳上,镶嵌若干个交错排列的聚能罩。

定向杀伤战斗部

定向战斗部是一种特殊的战斗部,根据引信提供的目标要害部位脱靶方位信息,通过转动、形变战斗部或对战斗部装药实施定向控制起爆,使战斗部中的毁伤元素朝着指定的方向集中飞散。形成毁伤元素增益区,有效提高战斗部的杀伤威力,大幅提高杀伤概率。定向战斗部有效地提高了能量利用率,杀伤效率高,可以在较低的质量和体积条件下达到甚至超过径向均强型战斗部的毁伤效果,具有增效、减重的优点。同时,定向战斗部需要较为精确的目标脱靶方位信息。引信需要控制战斗部的最佳起爆时刻,因而对探测和制导也提出了更高的要求。

偏心起爆式定向杀伤战斗部

偏心起爆式定向杀伤战斗部包括逻辑起爆控制装置和战斗部。逻辑起爆控制装置用于接收目标方位信息后,其适时转换为方位起爆信息并输出至战斗部;战斗部接收起爆信息,通过起爆系列定向起爆,定向输出毁伤元素。按照定向杀伤范围要求,在战斗部圆周方向分别设置多组相同的起爆系列,根据系统精度的要求,可分为4分位、6分位和8分位等。不同定向方位的设置,可以形成不同密度增益和速度增益的破片毁伤区。选用不同方位组合同时起爆,其产生速度增益和密度增益不同。当导弹与目标遭遇时,弹上的目标方位探测设备测知目标位于导弹径向的某一象限内,于是通过安全执行机构,同时起爆与之相对的那个象限两侧的起爆装置,如果目标位于两个象限之间,则起爆与之相对的那个起爆装置。此时,起爆点不在战斗部轴线上而有径向偏置,叫偏心起爆或不对称起爆。由于偏心起爆的作用,改变了战斗部杀伤能量在径向均匀分布的局面而使能量向目标方向相对集中。起爆装置的偏置程度对径向能量的分布有很大影响,越靠近弹壁,目标方向的能量增量越大。此类战斗部的特点是可提高指向目标方向的破片初速,但破片数目增加不明显。

破片芯式定向杀伤战斗部

破片芯式定向杀伤战斗部的杀伤元素放置于战斗部中心,在主装药推动破片飞向目标之前,首先通过辅助装药将正对目标的那部分战斗部壳体炸开,并推动临近装药向外翻转,有的甚至将正对目标的一部分弧形部炸开。战斗部主装药由6部分扇形装药组成,各扇形装药之间以隔离炸药片隔开,后者与战斗部等长,其端部有聚能槽,用以切开装药外面的金属壳体(此壳体仅作为装药的容器,而不是为了产生破片)。战斗部的中心部位为预制破片芯。当目标方位确定后,导弹给定的信号使离目标最近的隔离炸药片起爆系统引爆隔离炸药片,在战斗部全长度上切开外壳,使之向两侧翻卷,并使该部分的扇形主装药被抛撒开而爆炸,为破片飞向目标方向让开道路。随后,与目标方位相对的主装药起爆系统起爆,使其余的扇形体主装药爆炸。推动破片芯中的破片无阻碍地飞向目标。此类战斗部的特点是指向目标方向的破片密度和速度均较高。

可变形定向杀伤战斗部

可变形定向杀伤战斗部是指在起爆主装药前,通过起爆辅助装药,从而改变战斗部的几何形状,使战斗部的破片尽可能多地对准目标,达到破片在目标方向上的高密度,从而实现定向杀伤。

爆炸变形式定向战斗部

此种定向战斗部是通过采用燃烧快、爆速低,又具有炸药特性的烟火剂或推进剂作为辅助装药,实现对战斗部及其主装药(液态或塑性炸药)的二次成型。首先起爆辅助装药,实现对战斗部及其主装药的迅速成型,使得战斗部及其主装药变形后的形状,有利于在起爆主装药后,使飞散的破片聚集在一个狭窄的与目标相交的锥带面内,从而使战斗部的大部分能量作用在目标上,实现对目标的有效杀伤,但辅助装药又不致于引爆主装药。这种战斗部的结构主要由外层圆筒、内层圆筒、炸药、多个块状辅助装药和起爆管组成。外层圆筒上的预制槽用来获得破片。主装药装填于内、外层圆筒之间,炸药可以是液态或经过改制的低密度的塑性炸药:块状辅助装药是一种用作推进的低爆速推进剂均匀放置于外层圆筒外面。如果需要可以直接用战斗部壳体和块炸药取代导弹外壳。用于起爆主装药的起爆管放置在战斗部内部主装药中如果需要可以采用2个起爆管同时起爆,它们位于战斗部的相反两端。用于选择块状辅助装药起爆所需的起爆器,与用于适时起爆战斗部主装药的起爆选择器是匹配相连的。

机械变形式定向战斗部

机械变形式定向战斗部又称为展开式定向杀伤战斗部,其在弹道末段能够将轴向对称的战斗部一侧剪开并展开,使所有的破片都面向目标,在主装药的驱动下,飞向目标,从而起到定向杀伤的作用。

随动式定向杀伤战斗部

随动式定向杀伤战斗部是一种利用制导系统或目标探测器提供的目标方位信息,对战斗部轴线的俯仰角或方位角进行实时控制,使战斗部轴线方向或破片飞散方向始终对准目标方向的定向定角战斗部。主要由伺服机构和战斗部组成,具体包括信息处理与姿态控制单元、弹载随动系统、破片前向飞散战斗部和起爆控制系统等部件。导弹在交会前一段时间给出脱靶方位,伺服机构在电机或微型火箭发动机带动下动作,将战斗部装填的破片体对准与目标交会方位,起爆控制系统按照一定的预测算法确定战斗部的最佳起爆时刻,并适时起爆战斗部主装药,以达到对目标的高效毁伤。随动式定向杀伤战斗部按照定向方向可分为径向随动式和轴向随动式(前向)两类。

串联战斗部

串联战斗部是把两种以上的单一功能的战斗部串联起来组成的复合战斗部系统。串联战斗部最初主要用于对付反应装甲,近年来,在反机场跑道、反地下工事等硬目标战斗部中得到广泛应用。反击混凝土坚固目标(机场跑道、混凝土工事等)的串联战斗部通常采用破-爆型战斗部即前级为空心装药或大锥角自锻破片装药,后级为爆破战斗部。该类战斗部的工作特点是:前置的聚能装药在跑道路面打开一个大于随进战斗部直径的通道。随进战斗部在增速装药的作用下,通过该通道进入目标内部,从而实现高效毁伤。由于串联战斗部利用了不同类型战斗部的作用特点,通过合理的组合达到对一些典型目标的最佳破坏效果。因此,与单一战斗部相比,在达到相同毁伤效果时,往往战斗部质量可大大减轻。特别是在低空投放、战斗部着速较低时。对地下深埋目标及机场跑道、机库等硬目标,串联战斗部更具有独特的优势,因而受到各国普遍重视。除上面介绍的破-爆式外,还有破-破式穿-爆式破-穿式以及三级破-穿-爆式等多种类型。

子母式战斗部

子母式战斗部又称集束式战斗部,由子弹、子弹抛射系统、障碍物排除装置、母体等组成当战斗部得到引信的起爆指令后,抛射系统中的抛射药被点燃,子弹以一定的速度和方向飞出。在子弹引信的作用下子弹爆炸,以冲击波射流、破片等手段毁伤目标。子母战斗部的使用增大了战斗部的杀伤面积,提高了战斗部的效率,在反机场跑道、反装甲集群等目标方面得到了广泛的应用。子弹是子母式战斗部毁伤目标的基本单元,根据毁伤机理,子弹有爆破式、破片杀伤式和聚能式等多种类型:根据飞行性能。子弹可分为稳定型和非稳定型两种。

核战斗部

利用化学元素物质的原子核发生核反应而瞬时释放核能的战斗部称为核战斗部,又称为核弹。由于原子核发生核反应的形式不同,可分为原子弹氢弹和中子弹。

原子弹

利用重核裂变释放核能毁坏目标和杀伤有生力量的是原子弹。重核裂变是重元素的原子核分裂成较轻元素的原子核的过程。如果用一个中子去轰击、等原子核,该核便分裂成两个中等的核(常称核裂“碎片”),同时产生2~3个中子并放出能量。核分裂所产生的中子又去轰击其他核而引起新的分裂,新的核分裂又产生新的中子,新的中子又引起新的核分裂。如此继续下去,形成链式反应,于是核分裂的数量就急剧增加。

氢弹

利用轻核聚变释放核能杀伤和破坏目标的是氢弹。轻核聚变是指轻元素的原子核聚合成较重元素的原子核的过程。轻原子核在数千万度超高温条件下,能聚合成较重的氨原子核并放出能量。由于聚变反应是在超高温条件下发生,所以人们常称它为热核反应。聚变反应中单位质量放出的能量要比裂变反应放出的能量大3~4倍,因此,氢弹比原子弹的威力大,氢弹的威力可达几十万吨到几千万吨TNT当量。

中子弹

中子弹也是一种利用聚变反应的氢弹,而且是一种纯聚变反应的热核武器,即所谓“干净”的小型氢弹。由于没有裂变核材料,所以不存在放射性沾染。纯聚变的能量,约有80%以高能中子的形式释放出来,因而光辐射和冲击波就很弱了。中子弹爆炸后,它所产生的光辐射和冲击波,仅有普通核爆炸的1/10。中子弹的主要杀伤因素是爆炸后放射出来的大量高速中子,在一定范围内形成一片浓密的中子雨。中子进入人体后,会引起人体内的氢、碳、氮的原子起某种核反应,使细胞组织受到破坏。特别是中枢神经系统受到中子辐射的破坏后,会发生肌肉痉挛和间歇昏迷,严重的在几天内甚至几小时内就死亡。中子辐射能力很强,能穿透建筑物、地堡以至装甲。在中子剂量较大时,它对各种电子仪器、光学玻璃、卫生药品等也有一定的破坏作用。中子的作用时间很短,在中子弹袭击的地区,几小时后军队就可进入。因此,中子弹一般用于战术导弹,尤其用来对付大规模集结的军队和坦克群最为有效。中子弹的威力一般在3ktTNT当量以下。爆炸一颗千吨级中子弹,它的光辐射和冲击波在半径200m左右范围以外不会对目标造成什么破坏,但它的中子雨则可穿透防护并在800m范围内杀伤人员。

特种和新型战斗部

特种和新型战斗部在结构和毁伤机制上有别于传统常规战斗部和核战斗部。但是在特定的战场环境下,它们能够起到意想不到的重要作用,是传统常规和核弹的重要补充,生物武器和化学武器就是其中的代表。

生物武器

生物武器又称为生化武器,生物战剂战斗部也称为细菌战斗部,能释放细菌、病毒等它由生物战剂和施放装置两部分组成,生物战剂包括致病微生物及其产生的毒素。生物武器的杀伤力是靠散布生物战剂,使人员、牲畜和农作物致病死亡,以达到大规模杀伤对方有生力量和扰乱、破坏其后方的目的。生物武器是一种战略武器,在特定条件下某些生物战剂也可用于战术目的。生物武器造成的伤亡率不亚于核弹

化学武器

化学武器指各种毒剂弹等。军用毒剂可分为神经性、糜烂性、全身中毒性、窒息性和刺激性等毒剂。化学战斗部能释放毒剂,如芥子毒气(糜烂性毒剂)、二甲胺磷酸乙酷(神经麻痹性毒剂)、氢氰酸(全身中毒性毒剂)、苯氯乙酮(催泪剂)等。化学武器具有杀伤威力大、中毒途径多、作用时间长、价格低廉及不破坏建筑物和武器装备等特点,是一种大规模杀伤性武器。随着科学技术的发展以及二元化学武器和“超毒性”毒剂的出现,化学武器在战场上仍具有重要地位。

其他特种战斗部

其他特种战斗部有光辐射战斗部,能释放强光束,如激光束,以此杀伤有生力量或使精密武器失效。此外,还有燃烧战斗部、发烟战斗部和侦察战斗部等。近年来,各国不断发展新型和新概念武器,已经出现了携带导电复合(碳)纤维、燃料空气炸药、温压炸药等装填物的新型战斗部,并研发了电磁核脉冲、强光致盲、复合干扰与电子诱饵等新概念武器。这些新武器的有效性已经得到现代战争的检验。有些武器正在从概念研究转向实践应用研究,如激光武器、高功率微波武器等。在现代战争日新月异的形式下。战场的目标特点也在不断翻新,呈现多样化,某些重要重大民用工程目标(如大跨桥梁、大坝、大型储油基地、核电发电厂、公路与铁路交通枢纽等)在战争时期也可能成为重点打击对象,同时国防与公共安全并重正成为各国制定安全策略的其识。因此,除了积极研发传统武器。开展软杀伤武器战斗部技术的研究也成为目前战斗部发展的一个重要方向。

参考资料

参考资料

战斗部的毁伤效应

毁伤效应分析的主要作用是研究武器战斗部对目标的毁伤效果,可用于武器打击效果的预测与评估。毁伤效应分析主要包括战斗部威力分析和目标易损性分析两方面的内容。

常规战斗部毁伤效应

爆炸冲击效应

爆炸冲击效应主要是指战里部在介质(空气、土、岩石等)中爆炸产生的爆轰产物、冲击波对目标形成的破坏作用,是常规武器战翟部最基本的墨伤效应,并以空气中的冲击波效应最为典型,多用于殿伤地面有生力量、建筑物等目标。爆轰产物和冲击波是爆炸冲击效应中股伤目标的主要元素,它们的具体情况将在后续章节详细讨论,这里仅做简单介绍。爆轰产物是常规战争里部炸药爆炸产生的高温、高压气体,爆炸发生后它将向四周急速膨胀。爆轰产物的膨胀对周围空气做功,空气中将被激发出冲击波向四周传播。冲击波是一个空气压力、密度、温度等物理参数发生突跃变化的高速运动界面。

侵彻毁伤效应

侵彻毁伤效应是指侵彻体(如钻地战斗部、高速飞行的破片、射流穿甲弹等)利用动能对目标实施撞击并贯穿而产生的破坏作用。侵彻体的动能可以来自于战斗部炸药爆炸的能量。也可以来自于战斗部的发射和推进过程。侵彻伤效应也是常规战斗部的基本殿伤效应之一,可用于有生力量、轻重装甲目标和硬目标等。侵彻体是侵彻毁伤中的主要蹑元素。按照侵彻体的不同,侵彻毁伤效应可以分为破片伤效应、破甲毁伤效应和穿甲毁伤效应。这里仅对破片毁伤效应进行介绍。如前所述,炸药一般被装入由战斗部壳体构成的容器中。炸药爆炸时,爆炸能量能够使得战斗部壳体破裂并形成若干碎片。在燥轰产物的驱动下,壳体破裂后形成的破片向四周高速飞散,形成高速飞散的破片(高速飞片)。按破片的大小是否可控,可以分为自然破片和预制破片(或半预制破片)。前者由壳体自然破裂而产生,破片大小随机分布,后者人为预制了破片的大小,破片尺寸较为均匀。

核战斗部毁伤效应

由于核爆炸具有极大的能量密度,而且还伴随着剧烈的核反应过程(核裂变与核聚变)。同时放射出高能粒子流和高能射线脉冲,因此核战斗部爆炸不但跟常规战斗部爆炸一样产生冲击波(冲击波更强,伤区域更大),而且还产生其他多种毁伤元素,这些元素造成的毁伤效应有些是瞬时的,有些则可持续达数天、数十天、数月,甚至数十年。从这一点来讲,核战斗部的毁伤效应比常规战斗部的毁伤效应更为复杂,影响也更为深远。从核爆炸的发展过程可知,核战斗部爆炸产生的毁伤元素主要有热辐射(光辐射)、冲击波、核电磁脉冲、早期核辐射和放射性沾染(剩余核辐射)。这几种元素将各自导致不同的毁伤效应。其中,热辐射(光辐射)、冲击波、核电磁脉冲、早期核辐射在核爆炸后几秒或几分钟内发生,称为瞬时毁伤元素,一般产生瞬时毁伤效应,而放射性沾染则形成较长期的毁伤效应。

威力提升

从现役常规硬毁伤战斗部威力构成技术特点的分析可以看出,提高战斗部威力可以从三个方面着手:一是提高炸药能量,二是改进战斗部结构设计,三是增强金属毁伤元对目标的毁伤能力。

提高炸药能量

提高威力的本质主要体现在两个方面,一是增强爆炸冲击波的强度,二是提高金属毁伤元的动能或速度。但大幅提高炸药能量十分困难,从二代高能炸药RDX(1899年研发)、HMX(1941年研发),到前最高能的三代炸药CL-20(1987年研发),迄今已历经121年的发展,体积能量的提高不足15%多氮、全氮、金属氢等新一代含能材料的研发目前都尚处于技术探索验证或实验室合成阶段,距离实现工业化和工程化应用还有相当长的路要走。事实上,即便具备了工业化生产和工程化应用条件,当新一代含能材料爆轰压力提高到60GPa甚至更高之后,现役战斗部赖以打击和毁伤目标的金属毁伤材料如钢、铜、钦、铝、钨合金等,能否承受或适应如此高的爆轰压力冲击作用而不发生碎裂甚至熔化、气化,尚不得而知,有待进一步深入研究。或者说,当炸药能量提高到某种程度后,炸药能量与战斗部威力之间或许已并非是一种简单的递增关系,而更应该是一种匹配协调的关系。

改进结构设计

改进战斗部结构的本质是通过改进炸药能量利用分配方式或提高炸药能量利用率,来实现战斗部威力提高。以破片杀伤/杀爆类战斗部为例,通过改变或优化战斗部母线形状、装填比、起爆方式,可实现对破片飞散角、飞散初速、空间分布密度等杀伤场特性的有效控制,满足打击不同目标的需要。但从威力角度看,破片杀伤场从大飞散角,到小飞散角,再到定向、聚焦等改变,只是通过缩小破片空间分布和毁伤区域,来增强局域方向的毁伤能力。再看聚能类战斗部,其通过改变或优化金属药型罩的锥角、壁厚、母线形状和起爆方式等设计,可以有效控制金属射流、杆流或EFP等不同形状、速度和质量的聚能毁伤元形成。但从威力的角度看,射流速度高,破甲能力也更强,能有效穿透主战坦克的主装甲,但对坦克内部人员和技术装备的后效毁伤能力往往不足。而EFP虽显著增强了后效毁伤能力,但由于速度低,穿甲能力和侵深不足,一般只能用于打击坦克顶甲、侧甲、底甲等轻中型装甲。换句话说,通过改变炸药能量分配方式实现威力提高,往往要以牺牲其他方面的能力为代价,而通过优化战斗部结构的方式提高炸药能量利用率,无论在方法原理、技术途径还是威力增益上,可以说空间或潜力都已相当有限。

增强毁伤能力

这一方法的本质是通过对金属毁伤元材料的优选和结构优化,增强对目标的毁伤能力。先以破片杀伤/杀爆战斗部为例,从钢质自然破片(形状、尺寸和质量基本都不一致)和半预制破片(形状、尺寸和质量大部分一致),发展为目前应用最广泛的预制钨合金破片(形状、尺寸、质量完全一致),主要是利用预制破片形状、尺寸和质量的一致性,特别是高密度钨合金破片优良的弹道保持及存速能力,显著增强对目标的毁伤能力。再看聚能类战斗部,传统上,聚能战斗部主要是通过高能炸药爆炸驱动紫铜药型罩,来形成密度高、延展性好的铜射流、杆流或EFP,实现对装甲目标的有效破甲和毁伤。但随着装甲防护类型的改变和防护性能的提高,为提高破甲能力和后效毁伤,近年来,钨铂合金药型罩钜药型罩、纳米晶铜药型罩等得到了发展及应用。此外,随着聚能战斗部向反机场跑道、坚固工事等混凝土类硬目标大孔径破孔的应用拓展,铁合金罩、铝罩等得到了发展和应用。无疑,这些技术途径对提高聚能战斗部威力发挥了重要作用,但遗憾的是,由于受可供选用的金属毁伤元材料的限制,特别是受金属毁伤元单一动能侵彻机理和机械贯穿毁伤模式的限制,进一步提高毁伤目标能力的潜力已相当有限,而且其从根本上制约了战斗部威力的大幅提升。

发展趋势

信息化战争具有许多新的鲜明特点,但战争的本质仍然是暴力对抗,无论信息化程度多高,战争都不可能演变成第九艺术,打击武器仍然是战争的“重器”,军事强国都非常重视高效能武器战斗部和新概念武器的研制。

高效能毁伤弹药

打得准、打得狠,是打击一方追求的目标,弹药命中目标后能否毁伤目标决定于弹头的毁伤效能。为提高弹头的毁伤效能近年来,军事强国围绕弹体材料、弹体结构、爆炸引信、装药性能等方面,对常规武器的毁伤效能进行了深入研究。

钻地能力越来越强

随着关键技术的突破,美国研制了打击坚固地下目标的深钻地武器,将弹头对岩土和混凝土的侵彻深度大幅度提高。2011年9月,8枚重达13.6吨的巨型钻地炸弹装备空军,装药量2.4吨:可打击60米深的钢筋混凝土目标,能摧毁绝大多数地下工事、指挥所、武器装备库和核生化设施,号称巨型钻地弹

装药威力越来越大

为提高命中目标弹药的毁伤效能,高性能炸药研究如火如茶“第四代炸药”已研制成功,“第五代炸药”也有很大进展,其爆炸威力有了质的提升。全氮材料是第四代炸药的典型代表,能量可达三硝基甲苯的2~10倍,多个国家都在开展全氮材料的合成技术研究。金属氢材料为第五代超高效能炸药,能量高达30~50倍TNT当量,军事发达国家正积极开展理论与实验研究。为打击洞穴中的敌人,国外分别研究了“炸弹之母”和“炸弹之父”等大当量温压弹。因为温压弹爆炸前炸药云雾可以通过孔洞进入工程内部再行爆炸,对地下工程和地面建筑物内部的目标具有其他武器无法比拟的毁伤效能。

电磁脉冲炸弹

国外一份权威杂志对未来的信息化战争做过一次预测:战争打响后,看不到蘑菇云,只是一声巨响和一道闪电,所有的计算机系统、信息化武器装备都将瞬间被“烧焦”,所有电气化引擎都无法发动,电网全部瘫痪,整个世界会瞬间倒退200年。这种可怕的武器就是电磁脉冲炸弹。电磁脉冲炸弹被认为是21世纪杀伤规模最大的破坏性武器可以对电子信息系统、指挥控制系统和网络信息系统产生巨大威胁,号称信息时代的“第二原子弹”。世界各军事强国的电磁脉冲打击武器正在走向实用化。电磁脉冲炸弹的巨大杀伤性源自对电器破坏,1千克的电磁脉冲炸弹,就足以摧毁几十吨烈性炸药才能损毁的电器设备。电磁脉冲炸弹可用火炮、战术导弹运载或空投等方式将其投掷到目标附近爆炸。电磁脉冲炸弹根据产生的电磁脉冲频段可分为两类:一类是微波炸弹,辐射的电磁波在微波频段;另一类是电磁脉冲弹,频谱较宽,主频在1兆赫以下。电磁脉冲炸弹利用炸药爆炸所产生的化学能作为能源,再由特殊的装置将化学能转化为电磁能量并通过天线辐射出去D。电磁脉冲炸弹的攻击目标主要有三类:一是军用和民用的电子通信和指挥中心,如指挥部、通信大楼等;二是雷达和防空预警系统;三是各类导弹和导弹防御系统。

参考资料

一枚导弹的各个分系统是如何运作的(三)“既要刚劲,也要巧劲”——引战系统.今日头条-光明网.2024-01-26