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戰斗部
來源:互聯網

戰斗部是導彈結構組成中直接用于摧毀、殺傷目標,完成戰斗使命的部件。戰斗部系統由殼體、裝填物、引信和傳爆系列四部分組成。國內通常將戰斗部與引信分為兩部分。

戰斗部按照殺傷原理,國外導彈戰斗部可分為爆破戰斗部、破片殺傷戰斗部、聚能破甲戰斗部、穿甲侵徹戰斗部、子母戰斗部、云爆戰斗部、新型戰斗部等。而每一類導彈戰斗部又可分為若干種戰斗部。國外導彈戰斗部已針對不同作戰需求形成多種毀傷能力。同時,為了應對不斷涌現的作戰需求,先進國家正在不斷改進和開發導彈戰斗部技術。

武器戰斗部對目標的毀傷效果,可用于武器打擊效果的預測與評估。分為常規戰斗部毀傷效應和核戰斗部毀傷效應。信息化戰爭具有許多新的鮮明特點,但戰爭的本質仍然是暴力對抗軍事強國都非常重視高效能武器戰斗部和新概念武器的研制。

戰斗部組成

戰斗部一般都由殼體、裝填物、引信和傳爆系列組成。

殼體

殼體主要起容器與基體的作用,對于再入大氣層的戰斗部,一般都要在殼體外面加裝熱防護層。對于破片殺傷戰斗部而言,殼體要被炸成破片,成為殺傷元素。

裝填物

裝填物是破壞目標的能源和工質。裝填物主要有常規炸藥和核裝藥,其作用是將本身貯存的化學能核能通過反應釋放出來,形成對目標破壞的各種因素。通常炸藥要與其他裝填物配合形成對目標更強的破壞作用,如與預制破片配合形成高速飛散的殺傷破片,與金屬藥形罩配合形成高速密實的金屬射流。這樣能達到提高對目標的殺傷和穿透裝甲的能力。此外有的還裝有特種裝填物,如燃燒劑、煙霧劑、化學毒劑、微生物以及政治宣傳品等。

引信

引信是用來適時引爆戰斗部的引爆裝置。所謂適時,包括好幾方面的含義,如戰斗部碰擊目標后的瞬時或延時、在未碰擊之前距目標的某一距離上以及未命中目標時的某一自毀時刻等。這些時間特性各有其作用原理,如聚能破甲戰斗部要求一觸即發,在戰斗部未回跳之前就把目標破壞:又如深爆戰斗部要求延時,待戰斗部鉆入目標一定深度后再爆炸,以達到良好的爆破效果:當射擊飛行目標時,直接撞擊是困難的,這就要求非接觸引爆。

傳爆系列

傳爆系列是一種能量放大器。它根據戰斗部獲得的某種初始能量形成一種微量的爆炸波或火焰,再經將能量逐級放大,從而引爆戰斗部裝藥。傳爆系列一般由火工品(雷管或火帽)、主傳爆藥柱、輔助傳爆藥柱和擴爆藥柱等組成。火工品和主傳爆藥柱一般都裝設在引信里,成為引信的一個組件。

分類及特點

爆破戰斗部

爆破戰斗部利用炸藥在不同介質中爆炸,產生的大量高溫、高壓和高密度氣體產物以及壓縮周圍介質形成的沖擊波,產生超壓毀傷目標,此外有一定的破片殺傷能力。爆破戰斗部可在各種介質(如空氣、水、土壤、巖石和金屬等)中爆炸,從而達到破壞地面水面、地下或水下目標的目的。由于爆破戰斗部具有作戰使用靈活、對付目標廣泛的特點,在現代化戰爭中起著舉足輕重的作用。

聚能破甲戰斗部

對于帶有裝甲防護的目標,擊毀它們的主要矛盾是要穿透裝甲,對于裝甲強的目標(如坦克)依靠動能來穿透裝甲尚很困難,因此要利用戰斗部內部炸藥爆炸時的聚能效應來穿透裝甲。聚能破甲作用的原理是:當做成藥柱形狀的炸藥被雷管由一端引爆之后,藥柱爆炸所生成的大量高溫、高壓氣體要向四周擴散,其擴散的方向是沿藥柱表面的法線方向。如果在靠近并對著裝甲的方向引爆藥柱,則藥柱爆炸的能量沿法線方向僅對著裝甲的一面起作用,其余方向則沒起到作用。如果將圓柱形炸藥的一端作成圓錐形的凹槽(稱為聚能槽),則當炸藥爆炸時,緊貼聚能槽部分的爆炸生成物起初沿表面的法線方向飛出,然后在聚能槽的中心軸線上撞擊、匯流,形成一股速度極高的聚能流,沿軸線向前沖擊。

半穿甲戰斗部

半穿甲戰斗部又稱“內爆式爆破殺傷戰斗部”,是兼有爆破殺傷綜合作用的穿甲戰斗部它的殼體前端大多有較厚的錐形鋼質尖,因此具有穿透薄裝甲的能力。有的在殼體內主要裝填大威力炸藥,有的在殼體的圓柱段或圓柱-圓錐組合段的表面上配有若干大錐角或半球形藥型罩。半穿甲戰斗部主要用于攻擊薄裝甲目標。戰斗部憑動能穿人目標內部后爆炸,對配有藥型罩的戰斗部則由聚能效應形成若干個自鍛破片向四周飛散毀傷目標,同時還伴有強沖擊波。戰斗部頭部采用卵形或平頭形,卵形頭部應有防滑爪。一般采用觸發延時引信,以保證戰斗部進入目標內部一定深度時可靠地起爆主裝藥。

破片殺傷戰斗部

徑向常規破片殺傷戰斗部

破片殺傷戰斗部利用爆炸產生的破片、桿條、射流等攻擊敵方的空中目標(飛機、氣球、飛航式導彈),也可攻擊地面的有生力量和作戰裝備(機場上的飛機、汽車、雷達站設備及各種重武器等)。殺傷戰斗部可分為破片式、連續桿(條)式、多聚能射流殺傷戰斗部等。

破片式殺傷戰斗部

破片式殺傷戰斗部的作用特點是靠它在空中爆炸后產生大量高速飛散的破片直接擊傷目標,使其失去戰斗力。對目標的不同部位產生擊穿、引燃、引爆等三種破壞作用。破片式殺傷戰斗部對目標的殺傷和破壞是靠具有一定動能的破片打擊來實現的,而破片的動能是由裝藥爆炸來提供的。破片的分布區與形狀大小,則與戰斗部的外形、結構和材料有關,為獲得足夠數量和質量的破片,采取了很多具體辦法,如預制破片式、藥柱表面刻槽式和殼體刻槽式等。

連續桿式殺傷戰斗部

連續桿式殺傷戰斗部又稱鏈條式戰斗部。它是利用方形鋼條兩端部交錯焊接起來。并收攏而形成戰斗部的圓筒外殼的一種結構形式。當戰斗部爆炸時,在爆炸生成物的作用下,殼體沿四周擴展成一個圓輪形的環。當擴展到最大直徑之后,再繼續擴展便被拉斷而成為一根根的鋼條,擊中飛機時可以把機身機翼切斷,此種效應稱為剪切效應。戰斗部的殺傷半徑就是所有折疊桿張開到最大直徑的一半。連續桿式戰斗部由破片式戰斗部和離散桿戰斗部發展而來,是破片式戰斗部的一種變異。連續桿式戰斗部是目前空空、地空、艦空導彈上常用戰斗部類型之一。

多聚能射流戰斗部

多聚能射流戰斗部有兩種類型:一種是組合式多聚能裝藥戰斗部,它以小聚能戰斗部為基本構件,按照一定的方式組合而成;另一種叫整體式多聚能裝藥戰斗部,它是在整體的戰斗部外殼上,鑲嵌若干個交錯排列的聚能罩。

定向殺傷戰斗部

定向戰斗部是一種特殊的戰斗部,根據引信提供的目標要害部位脫靶方位信息,通過轉動、形變戰斗部或對戰斗部裝藥實施定向控制起爆,使戰斗部中的毀傷元素朝著指定的方向集中飛散。形成毀傷元素增益區,有效提高戰斗部的殺傷威力,大幅提高殺傷概率。定向戰斗部有效地提高了能量利用率,殺傷效率高,可以在較低的質量和體積條件下達到甚至超過徑向均強型戰斗部的毀傷效果,具有增效、減重的優點。同時,定向戰斗部需要較為精確的目標脫靶方位信息。引信需要控制戰斗部的最佳起爆時刻,因而對探測和制導也提出了更高的要求。

偏心起爆式定向殺傷戰斗部

偏心起爆式定向殺傷戰斗部包括邏輯起爆控制裝置和戰斗部。邏輯起爆控制裝置用于接收目標方位信息后,其適時轉換為方位起爆信息并輸出至戰斗部;戰斗部接收起爆信息,通過起爆系列定向起爆,定向輸出毀傷元素。按照定向殺傷范圍要求,在戰斗部圓周方向分別設置多組相同的起爆系列,根據系統精度的要求,可分為4分位、6分位和8分位等。不同定向方位的設置,可以形成不同密度增益和速度增益的破片毀傷區。選用不同方位組合同時起爆,其產生速度增益和密度增益不同。當導彈與目標遭遇時,彈上的目標方位探測設備測知目標位于導彈徑向的某一象限內,于是通過安全執行機構,同時起爆與之相對的那個象限兩側的起爆裝置,如果目標位于兩個象限之間,則起爆與之相對的那個起爆裝置。此時,起爆點不在戰斗部軸線上而有徑向偏置,叫偏心起爆或不對稱起爆。由于偏心起爆的作用,改變了戰斗部殺傷能量在徑向均勻分布的局面而使能量向目標方向相對集中。起爆裝置的偏置程度對徑向能量的分布有很大影響,越靠近彈壁,目標方向的能量增量越大。此類戰斗部的特點是可提高指向目標方向的破片初速,但破片數目增加不明顯。

破片芯式定向殺傷戰斗部

破片芯式定向殺傷戰斗部的殺傷元素放置于戰斗部中心,在主裝藥推動破片飛向目標之前,首先通過輔助裝藥將正對目標的那部分戰斗部殼體炸開,并推動臨近裝藥向外翻轉,有的甚至將正對目標的一部分弧形部炸開。戰斗部主裝藥由6部分扇形裝藥組成,各扇形裝藥之間以隔離炸藥片隔開,后者與戰斗部等長,其端部有聚能槽,用以切開裝藥外面的金屬殼體(此殼體僅作為裝藥的容器,而不是為了產生破片)。戰斗部的中心部位為預制破片芯。當目標方位確定后,導彈給定的信號使離目標最近的隔離炸藥片起爆系統引爆隔離炸藥片,在戰斗部全長度上切開外殼,使之向兩側翻卷,并使該部分的扇形主裝藥被拋撒開而爆炸,為破片飛向目標方向讓開道路。隨后,與目標方位相對的主裝藥起爆系統起爆,使其余的扇形體主裝藥爆炸。推動破片芯中的破片無阻礙地飛向目標。此類戰斗部的特點是指向目標方向的破片密度和速度均較高。

可變形定向殺傷戰斗部

可變形定向殺傷戰斗部是指在起爆主裝藥前,通過起爆輔助裝藥,從而改變戰斗部的幾何形狀,使戰斗部的破片盡可能多地對準目標,達到破片在目標方向上的高密度,從而實現定向殺傷。

爆炸變形式定向戰斗部

此種定向戰斗部是通過采用燃燒快、爆速低,又具有炸藥特性的煙火劑或推進劑作為輔助裝藥,實現對戰斗部及其主裝藥(液態或塑性炸藥)的二次成型。首先起爆輔助裝藥,實現對戰斗部及其主裝藥的迅速成型,使得戰斗部及其主裝藥變形后的形狀,有利于在起爆主裝藥后,使飛散的破片聚集在一個狹窄的與目標相交的錐帶面內,從而使戰斗部的大部分能量作用在目標上,實現對目標的有效殺傷,但輔助裝藥又不致于引爆主裝藥。這種戰斗部的結構主要由外層圓筒、內層圓筒、炸藥、多個塊狀輔助裝藥和起爆管組成。外層圓筒上的預制槽用來獲得破片。主裝藥裝填于內、外層圓筒之間,炸藥可以是液態或經過改制的低密度的塑性炸藥:塊狀輔助裝藥是一種用作推進的低爆速推進劑均勻放置于外層圓筒外面。如果需要可以直接用戰斗部殼體和塊炸藥取代導彈外殼。用于起爆主裝藥的起爆管放置在戰斗部內部主裝藥中如果需要可以采用2個起爆管同時起爆,它們位于戰斗部的相反兩端。用于選擇塊狀輔助裝藥起爆所需的起爆器,與用于適時起爆戰斗部主裝藥的起爆選擇器是匹配相連的。

機械變形式定向戰斗部

機械變形式定向戰斗部又稱為展開式定向殺傷戰斗部,其在彈道末段能夠將軸向對稱的戰斗部一側剪開并展開,使所有的破片都面向目標,在主裝藥的驅動下,飛向目標,從而起到定向殺傷的作用。

隨動式定向殺傷戰斗部

隨動式定向殺傷戰斗部是一種利用制導系統或目標探測器提供的目標方位信息,對戰斗部軸線的俯仰角或方位角進行實時控制,使戰斗部軸線方向或破片飛散方向始終對準目標方向的定向定角戰斗部。主要由伺服機構和戰斗部組成,具體包括信息處理與姿態控制單元、彈載隨動系統、破片前向飛散戰斗部和起爆控制系統等部件。導彈在交會前一段時間給出脫靶方位,伺服機構在電機或微型火箭發動機帶動下動作,將戰斗部裝填的破片體對準與目標交會方位,起爆控制系統按照一定的預測算法確定戰斗部的最佳起爆時刻,并適時起爆戰斗部主裝藥,以達到對目標的高效毀傷。隨動式定向殺傷戰斗部按照定向方向可分為徑向隨動式和軸向隨動式(前向)兩類。

串聯戰斗部

串聯戰斗部是把兩種以上的單一功能的戰斗部串聯起來組成的復合戰斗部系統。串聯戰斗部最初主要用于對付反應裝甲,近年來,在反機場跑道、反地下工事等硬目標戰斗部中得到廣泛應用。反擊混凝土堅固目標(機場跑道、混凝土工事等)的串聯戰斗部通常采用破-爆型戰斗部即前級為空心裝藥或大錐角自鍛破片裝藥,后級為爆破戰斗部。該類戰斗部的工作特點是:前置的聚能裝藥在跑道路面打開一個大于隨進戰斗部直徑的通道。隨進戰斗部在增速裝藥的作用下,通過該通道進入目標內部,從而實現高效毀傷。由于串聯戰斗部利用了不同類型戰斗部的作用特點,通過合理的組合達到對一些典型目標的最佳破壞效果。因此,與單一戰斗部相比,在達到相同毀傷效果時,往往戰斗部質量可大大減輕。特別是在低空投放、戰斗部著速較低時。對地下深埋目標及機場跑道、機庫等硬目標,串聯戰斗部更具有獨特的優勢,因而受到各國普遍重視。除上面介紹的破-爆式外,還有破-破式穿-爆式破-穿式以及三級破-穿-爆式等多種類型。

子母式戰斗部

子母式戰斗部又稱集束式戰斗部,由子彈、子彈拋射系統、障礙物排除裝置、母體等組成當戰斗部得到引信的起爆指令后,拋射系統中的拋射藥被點燃,子彈以一定的速度和方向飛出。在子彈引信的作用下子彈爆炸,以沖擊波射流、破片等手段毀傷目標。子母戰斗部的使用增大了戰斗部的殺傷面積,提高了戰斗部的效率,在反機場跑道、反裝甲集群等目標方面得到了廣泛的應用。子彈是子母式戰斗部毀傷目標的基本單元,根據毀傷機理,子彈有爆破式、破片殺傷式和聚能式等多種類型:根據飛行性能。子彈可分為穩定型和非穩定型兩種。

核戰斗部

利用化學元素物質的原子核發生核反應而瞬時釋放核能的戰斗部稱為核戰斗部,又稱為核彈。由于原子核發生核反應的形式不同,可分為原子彈氫彈和中子彈。

原子彈

利用重核裂變釋放核能毀壞目標和殺傷有生力量的是原子彈。重核裂變是重元素的原子核分裂成較輕元素的原子核的過程。如果用一個中子去轟擊、等原子核,該核便分裂成兩個中等的核(常稱核裂“碎片”),同時產生2~3個中子并放出能量。核分裂所產生的中子又去轟擊其他核而引起新的分裂,新的核分裂又產生新的中子,新的中子又引起新的核分裂。如此繼續下去,形成鏈式反應,于是核分裂的數量就急劇增加。

氫彈

利用輕核聚變釋放核能殺傷和破壞目標的是氫彈。輕核聚變是指輕元素的原子核聚合成較重元素的原子核的過程。輕原子核在數千萬度超高溫條件下,能聚合成較重的氨原子核并放出能量。由于聚變反應是在超高溫條件下發生,所以人們常稱它為熱核反應。聚變反應中單位質量放出的能量要比裂變反應放出的能量大3~4倍,因此,氫彈比原子彈的威力大,氫彈的威力可達幾十萬噸到幾千萬噸TNT當量。

中子彈

中子彈也是一種利用聚變反應的氫彈,而且是一種純聚變反應的熱核武器,即所謂“干凈”的小型氫彈。由于沒有裂變核材料,所以不存在放射性沾染。純聚變的能量,約有80%以高能中子的形式釋放出來,因而光輻射和沖擊波就很弱了。中子彈爆炸后,它所產生的光輻射和沖擊波,僅有普通核爆炸的1/10。中子彈的主要殺傷因素是爆炸后放射出來的大量高速中子,在一定范圍內形成一片濃密的中子雨。中子進入人體后,會引起人體內的氫、碳、氮的原子起某種核反應,使細胞組織受到破壞。特別是中樞神經系統受到中子輻射的破壞后,會發生肌肉痙攣和間歇昏迷,嚴重的在幾天內甚至幾小時內就死亡。中子輻射能力很強,能穿透建筑物、地堡以至裝甲。在中子劑量較大時,它對各種電子儀器、光學玻璃、衛生藥品等也有一定的破壞作用。中子的作用時間很短,在中子彈襲擊的地區,幾小時后軍隊就可進入。因此,中子彈一般用于戰術導彈,尤其用來對付大規模集結的軍隊和坦克群最為有效。中子彈的威力一般在3ktTNT當量以下。爆炸一顆千噸級中子彈,它的光輻射和沖擊波在半徑200m左右范圍以外不會對目標造成什么破壞,但它的中子雨則可穿透防護并在800m范圍內殺傷人員。

特種和新型戰斗部

特種和新型戰斗部在結構和毀傷機制上有別于傳統常規戰斗部和核戰斗部。但是在特定的戰場環境下,它們能夠起到意想不到的重要作用,是傳統常規和核彈的重要補充,生物武器和化學武器就是其中的代表。

生物武器

生物武器又稱為生化武器,生物戰劑戰斗部也稱為細菌戰斗部,能釋放細菌、病毒等它由生物戰劑和施放裝置兩部分組成,生物戰劑包括致病微生物及其產生的毒素。生物武器的殺傷力是靠散布生物戰劑,使人員、牲畜和農作物致病死亡,以達到大規模殺傷對方有生力量和擾亂、破壞其后方的目的。生物武器是一種戰略武器,在特定條件下某些生物戰劑也可用于戰術目的。生物武器造成的傷亡率不亞于核彈

化學武器

化學武器指各種毒劑彈等。軍用毒劑可分為神經性、糜爛性、全身中毒性、窒息性和刺激性等毒劑。化學戰斗部能釋放毒劑,如芥子毒氣(糜爛性毒劑)、二甲胺磷酸乙酷(神經麻痹性毒劑)、氫氰酸(全身中毒性毒劑)、苯氯乙酮(催淚劑)等。化學武器具有殺傷威力大、中毒途徑多、作用時間長、價格低廉及不破壞建筑物和武器裝備等特點,是一種大規模殺傷性武器。隨著科學技術的發展以及二元化學武器和“超毒性”毒劑的出現,化學武器在戰場上仍具有重要地位。

其他特種戰斗部

其他特種戰斗部有光輻射戰斗部,能釋放強光束,如激光束,以此殺傷有生力量或使精密武器失效。此外,還有燃燒戰斗部、發煙戰斗部和偵察戰斗部等。近年來,各國不斷發展新型和新概念武器,已經出現了攜帶導電復合(碳)纖維、燃料空氣炸藥、溫壓炸藥等裝填物的新型戰斗部,并研發了電磁核脈沖、強光致盲、復合干擾與電子誘餌等新概念武器。這些新武器的有效性已經得到現代戰爭的檢驗。有些武器正在從概念研究轉向實踐應用研究,如激光武器、高功率微波武器等。在現代戰爭日新月異的形式下。戰場的目標特點也在不斷翻新,呈現多樣化,某些重要重大民用工程目標(如大跨橋梁、大壩、大型儲油基地、核電發電廠、公路與鐵路交通樞紐等)在戰爭時期也可能成為重點打擊對象,同時國防與公共安全并重正成為各國制定安全策略的其識。因此,除了積極研發傳統武器。開展軟殺傷武器戰斗部技術的研究也成為目前戰斗部發展的一個重要方向。

參考資料

參考資料

戰斗部的毀傷效應

毀傷效應分析的主要作用是研究武器戰斗部對目標的毀傷效果,可用于武器打擊效果的預測與評估。毀傷效應分析主要包括戰斗部威力分析和目標易損性分析兩方面的內容。

常規戰斗部毀傷效應

爆炸沖擊效應

爆炸沖擊效應主要是指戰里部在介質(空氣、土、巖石等)中爆炸產生的爆轟產物、沖擊波對目標形成的破壞作用,是常規武器戰翟部最基本的墨傷效應,并以空氣中的沖擊波效應最為典型,多用于殿傷地面有生力量、建筑物等目標。爆轟產物和沖擊波是爆炸沖擊效應中股傷目標的主要元素,它們的具體情況將在后續章節詳細討論,這里僅做簡單介紹。爆轟產物是常規戰爭里部炸藥爆炸產生的高溫、高壓氣體,爆炸發生后它將向四周急速膨脹。爆轟產物的膨脹對周圍空氣做功,空氣中將被激發出沖擊波向四周傳播。沖擊波是一個空氣壓力、密度、溫度等物理參數發生突躍變化的高速運動界面。

侵徹毀傷效應

侵徹毀傷效應是指侵徹體(如鉆地戰斗部、高速飛行的破片、射流穿甲彈等)利用動能對目標實施撞擊并貫穿而產生的破壞作用。侵徹體的動能可以來自于戰斗部炸藥爆炸的能量。也可以來自于戰斗部的發射和推進過程。侵徹傷效應也是常規戰斗部的基本殿傷效應之一,可用于有生力量、輕重裝甲目標和硬目標等。侵徹體是侵徹毀傷中的主要躡元素。按照侵徹體的不同,侵徹毀傷效應可以分為破片傷效應、破甲毀傷效應和穿甲毀傷效應。這里僅對破片毀傷效應進行介紹。如前所述,炸藥一般被裝入由戰斗部殼體構成的容器中。炸藥爆炸時,爆炸能量能夠使得戰斗部殼體破裂并形成若干碎片。在燥轟產物的驅動下,殼體破裂后形成的破片向四周高速飛散,形成高速飛散的破片(高速飛片)。按破片的大小是否可控,可以分為自然破片和預制破片(或半預制破片)。前者由殼體自然破裂而產生,破片大小隨機分布,后者人為預制了破片的大小,破片尺寸較為均勻。

核戰斗部毀傷效應

由于核爆炸具有極大的能量密度,而且還伴隨著劇烈的核反應過程(核裂變與核聚變)。同時放射出高能粒子流和高能射線脈沖,因此核戰斗部爆炸不但跟常規戰斗部爆炸一樣產生沖擊波(沖擊波更強,傷區域更大),而且還產生其他多種毀傷元素,這些元素造成的毀傷效應有些是瞬時的,有些則可持續達數天、數十天、數月,甚至數十年。從這一點來講,核戰斗部的毀傷效應比常規戰斗部的毀傷效應更為復雜,影響也更為深遠。從核爆炸的發展過程可知,核戰斗部爆炸產生的毀傷元素主要有熱輻射(光輻射)、沖擊波、核電磁脈沖、早期核輻射和放射性沾染(剩余核輻射)。這幾種元素將各自導致不同的毀傷效應。其中,熱輻射(光輻射)、沖擊波、核電磁脈沖、早期核輻射在核爆炸后幾秒或幾分鐘內發生,稱為瞬時毀傷元素,一般產生瞬時毀傷效應,而放射性沾染則形成較長期的毀傷效應。

威力提升

從現役常規硬毀傷戰斗部威力構成技術特點的分析可以看出,提高戰斗部威力可以從三個方面著手:一是提高炸藥能量,二是改進戰斗部結構設計,三是增強金屬毀傷元對目標的毀傷能力。

提高炸藥能量

提高威力的本質主要體現在兩個方面,一是增強爆炸沖擊波的強度,二是提高金屬毀傷元的動能或速度。但大幅提高炸藥能量十分困難,從二代高能炸藥RDX(1899年研發)、HMX(1941年研發),到前最高能的三代炸藥CL-20(1987年研發),迄今已歷經121年的發展,體積能量的提高不足15%多氮、全氮、金屬氫等新一代含能材料的研發目前都尚處于技術探索驗證或實驗室合成階段,距離實現工業化和工程化應用還有相當長的路要走。事實上,即便具備了工業化生產和工程化應用條件,當新一代含能材料爆轟壓力提高到60GPa甚至更高之后,現役戰斗部賴以打擊和毀傷目標的金屬毀傷材料如鋼、銅、欽、鋁、鎢合金等,能否承受或適應如此高的爆轟壓力沖擊作用而不發生碎裂甚至熔化、氣化,尚不得而知,有待進一步深入研究。或者說,當炸藥能量提高到某種程度后,炸藥能量與戰斗部威力之間或許已并非是一種簡單的遞增關系,而更應該是一種匹配協調的關系。

改進結構設計

改進戰斗部結構的本質是通過改進炸藥能量利用分配方式或提高炸藥能量利用率,來實現戰斗部威力提高。以破片殺傷/殺爆類戰斗部為例,通過改變或優化戰斗部母線形狀、裝填比、起爆方式,可實現對破片飛散角、飛散初速、空間分布密度等殺傷場特性的有效控制,滿足打擊不同目標的需要。但從威力角度看,破片殺傷場從大飛散角,到小飛散角,再到定向、聚焦等改變,只是通過縮小破片空間分布和毀傷區域,來增強局域方向的毀傷能力。再看聚能類戰斗部,其通過改變或優化金屬藥型罩的錐角、壁厚、母線形狀和起爆方式等設計,可以有效控制金屬射流、桿流或EFP等不同形狀、速度和質量的聚能毀傷元形成。但從威力的角度看,射流速度高,破甲能力也更強,能有效穿透主戰坦克的主裝甲,但對坦克內部人員和技術裝備的后效毀傷能力往往不足。而EFP雖顯著增強了后效毀傷能力,但由于速度低,穿甲能力和侵深不足,一般只能用于打擊坦克頂甲、側甲、底甲等輕中型裝甲。換句話說,通過改變炸藥能量分配方式實現威力提高,往往要以犧牲其他方面的能力為代價,而通過優化戰斗部結構的方式提高炸藥能量利用率,無論在方法原理、技術途徑還是威力增益上,可以說空間或潛力都已相當有限。

增強毀傷能力

這一方法的本質是通過對金屬毀傷元材料的優選和結構優化,增強對目標的毀傷能力。先以破片殺傷/殺爆戰斗部為例,從鋼質自然破片(形狀、尺寸和質量基本都不一致)和半預制破片(形狀、尺寸和質量大部分一致),發展為目前應用最廣泛的預制鎢合金破片(形狀、尺寸、質量完全一致),主要是利用預制破片形狀、尺寸和質量的一致性,特別是高密度鎢合金破片優良的彈道保持及存速能力,顯著增強對目標的毀傷能力。再看聚能類戰斗部,傳統上,聚能戰斗部主要是通過高能炸藥爆炸驅動紫銅藥型罩,來形成密度高、延展性好的銅射流、桿流或EFP,實現對裝甲目標的有效破甲和毀傷。但隨著裝甲防護類型的改變和防護性能的提高,為提高破甲能力和后效毀傷,近年來,鎢鉑合金藥型罩鉅藥型罩、納米晶銅藥型罩等得到了發展及應用。此外,隨著聚能戰斗部向反機場跑道、堅固工事等混凝土類硬目標大孔徑破孔的應用拓展,鐵合金罩、鋁罩等得到了發展和應用。無疑,這些技術途徑對提高聚能戰斗部威力發揮了重要作用,但遺憾的是,由于受可供選用的金屬毀傷元材料的限制,特別是受金屬毀傷元單一動能侵徹機理和機械貫穿毀傷模式的限制,進一步提高毀傷目標能力的潛力已相當有限,而且其從根本上制約了戰斗部威力的大幅提升。

發展趨勢

信息化戰爭具有許多新的鮮明特點,但戰爭的本質仍然是暴力對抗,無論信息化程度多高,戰爭都不可能演變成第九藝術,打擊武器仍然是戰爭的“重器”,軍事強國都非常重視高效能武器戰斗部和新概念武器的研制。

高效能毀傷彈藥

打得準、打得狠,是打擊一方追求的目標,彈藥命中目標后能否毀傷目標決定于彈頭的毀傷效能。為提高彈頭的毀傷效能近年來,軍事強國圍繞彈體材料、彈體結構、爆炸引信、裝藥性能等方面,對常規武器的毀傷效能進行了深入研究。

鉆地能力越來越強

隨著關鍵技術的突破,美國研制了打擊堅固地下目標的深鉆地武器,將彈頭對巖土和混凝土的侵徹深度大幅度提高。2011年9月,8枚重達13.6噸的巨型鉆地炸彈裝備空軍,裝藥量2.4噸:可打擊60米深的鋼筋混凝土目標,能摧毀絕大多數地下工事、指揮所、武器裝備庫和核生化設施,號稱巨型鉆地彈

裝藥威力越來越大

為提高命中目標彈藥的毀傷效能,高性能炸藥研究如火如茶“第四代炸藥”已研制成功,“第五代炸藥”也有很大進展,其爆炸威力有了質的提升。全氮材料是第四代炸藥的典型代表,能量可達三硝基甲苯的2~10倍,多個國家都在開展全氮材料的合成技術研究。金屬氫材料為第五代超高效能炸藥,能量高達30~50倍TNT當量,軍事發達國家正積極開展理論與實驗研究。為打擊洞穴中的敵人,國外分別研究了“炸彈之母”和“炸彈之父”等大當量溫壓彈。因為溫壓彈爆炸前炸藥云霧可以通過孔洞進入工程內部再行爆炸,對地下工程和地面建筑物內部的目標具有其他武器無法比擬的毀傷效能。

電磁脈沖炸彈

國外一份權威雜志對未來的信息化戰爭做過一次預測:戰爭打響后,看不到蘑菇云,只是一聲巨響和一道閃電,所有的計算機系統、信息化武器裝備都將瞬間被“燒焦”,所有電氣化引擎都無法發動,電網全部癱瘓,整個世界會瞬間倒退200年。這種可怕的武器就是電磁脈沖炸彈。電磁脈沖炸彈被認為是21世紀殺傷規模最大的破壞性武器可以對電子信息系統、指揮控制系統和網絡信息系統產生巨大威脅,號稱信息時代的“第二原子彈”。世界各軍事強國的電磁脈沖打擊武器正在走向實用化。電磁脈沖炸彈的巨大殺傷性源自對電器破壞,1千克的電磁脈沖炸彈,就足以摧毀幾十噸烈性炸藥才能損毀的電器設備。電磁脈沖炸彈可用火炮、戰術導彈運載或空投等方式將其投擲到目標附近爆炸。電磁脈沖炸彈根據產生的電磁脈沖頻段可分為兩類:一類是微波炸彈,輻射的電磁波在微波頻段;另一類是電磁脈沖彈,頻譜較寬,主頻在1兆赫以下。電磁脈沖炸彈利用炸藥爆炸所產生的化學能作為能源,再由特殊的裝置將化學能轉化為電磁能量并通過天線輻射出去D。電磁脈沖炸彈的攻擊目標主要有三類:一是軍用和民用的電子通信和指揮中心,如指揮部、通信大樓等;二是雷達和防空預警系統;三是各類導彈和導彈防御系統。

參考資料 >

一枚導彈的各個分系統是如何運作的(三)“既要剛勁,也要巧勁”——引戰系統.今日頭條-光明網.2024-01-26

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