溫壓武器亦稱溫壓彈。顧名思義,這種武器就是利用高溫和高壓效應(yīng)產(chǎn)生殺傷效果,引爆后可產(chǎn)生劇烈的燃燒,并向四周大量輻射熱能,同時(shí)產(chǎn)生無孔不入的高壓沖擊波。溫壓武器采用的是溫壓炸藥(富含鋁、硼、等物質(zhì)的高爆炸藥),其獨(dú)特的殺傷效應(yīng)是傳統(tǒng)以破片或金屬射流為主要?dú)侄蔚膹椝幩y以比擬的,因此特別適用于殺傷洞穴、地下工事、建筑物等封閉空間內(nèi)的有生力量。
人們習(xí)慣上把采用溫壓戰(zhàn)斗部的彈藥稱為溫壓武器,它可以是航空炸彈、單兵榴彈、火箭彈甚至是導(dǎo)彈等。溫壓彈屬于常規(guī)武器,但卻具有超常規(guī)的殺傷威力和毀傷效果,因而國(guó)際上也喻其為窮國(guó)的“核”武器。
特點(diǎn)
溫壓炸藥兼具高能炸藥和燃料空氣炸藥等特點(diǎn),其爆炸速度一般為3000~4000米/秒,比高爆炸藥的爆炸速度(典型值為8000米/秒)低許多;爆炸時(shí)可從周圍的空氣中吸取大量氧氣,從而造成缺氧環(huán)境。溫壓炸藥中添加了鋁、硼、硅、鈦、鎂、鋯等物質(zhì)的粉末,這些粉末在高溫狀態(tài)下燃燒并釋放大量能量,能夠大大增強(qiáng)溫壓炸藥的熱效應(yīng)和壓力效應(yīng)。
目前,溫壓彈的殺傷效應(yīng)主要體現(xiàn)在高壓沖擊波和熱殺傷上,其次是沖擊波與建筑物等物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的碎片以及有毒氣體與煙霧所導(dǎo)致的窒息。在這些殺傷效應(yīng)中,對(duì)人員而言最致命的莫過于沖擊波,世界軍事研究表明,溫壓彈沖擊波會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)、血液等組織發(fā)生化學(xué)異變。
殺傷效應(yīng)
溫壓彈在開放空間和封閉空間使用殺傷效應(yīng)大不一樣。炸藥在開放空間爆炸時(shí)的殺傷效應(yīng),按作用距離由近到遠(yuǎn),依次是熱殺傷、沖擊波殺傷和破片殺傷。溫壓彈與早期出現(xiàn)的云爆彈在工作原理、殺傷機(jī)制等方面有許多相似之處,二者同屬于氣爆式武器,但又各有特點(diǎn)。燃料空氣彈裝有大量燃料和少量的傳統(tǒng)高能炸藥,引爆后高能炸藥首先爆炸,使燃料散布到周圍空氣中,并與空氣混合后形成氣溶膠云,可產(chǎn)生巨大高溫火球。由于氣溶膠云很容易滲透到洞穴、地下工事和建筑物的內(nèi)部,因此燃料空氣彈可以對(duì)封閉空間內(nèi)人員和裝備造成殺傷和破壞,不過在效果上難以和溫壓彈相提并論。
殺傷因素
核彈仍是迄今人類制造的殺傷破壞威力最大的非常規(guī)武器。其主要?dú)蛩匕ü廨椛洹?a href="/hebeideji/5324329546307987764.html">沖擊波、早期核輻射、放射性沾染和核電磁脈沖等。而與核武相比,國(guó)外專家則認(rèn)為,溫壓彈是具有更加“綠色環(huán)保”和更加經(jīng)濟(jì)等超常規(guī)大威力、高殺傷的一種常規(guī)武器。以熱和沖擊波效應(yīng)為主的溫壓彈在封閉空間內(nèi)如魚得水,它直接與空氣發(fā)生作用,不會(huì)產(chǎn)生核恐慌,其火球和沖擊波能沿坑道等密閉空間迅速傳播,進(jìn)入破片無法到達(dá)的地方。即破片會(huì)被墻壁、沙袋和防護(hù)裝置阻隔,而沖擊波反而會(huì)因?yàn)閴Ρ诤推渌砻娴姆瓷涠玫郊訌?qiáng),所以其殺傷機(jī)理十分獨(dú)特。
各國(guó)研究
世界上第一種溫壓武器是蘇聯(lián)研制的“步兵火箭噴火器”,它于1984年裝備部隊(duì),在車臣沖突中曾多次用于“清剿”洞穴強(qiáng)敵和狙擊高手。此后,俄羅斯聯(lián)邦武裝力量研制了溫壓高爆彈,并為反坦克制導(dǎo)武器系統(tǒng)配備了溫壓戰(zhàn)斗部。2001年9月11日的9·11事件后,美國(guó)為滿足在阿富汗和伊拉克的作戰(zhàn)需要,創(chuàng)新研發(fā)了多種溫壓彈,包括BLU-118/B溫壓炸彈、采用溫壓戰(zhàn)斗部的“海爾法”導(dǎo)彈、溫壓榴彈和“肩射多用途攻擊武器”等溫壓武器。2001年12月,美國(guó)進(jìn)行了溫壓彈的地下測(cè)試,成功地摧毀了地下目標(biāo)。繼俄、美之后,保加利亞、英國(guó)、瑞士等國(guó)紛紛開展了溫壓武器研究。保加利亞已經(jīng)研制出采用溫壓戰(zhàn)斗部的GTB-7G榴彈,并多次在武器展覽會(huì)上展示。英國(guó)研制的“步兵反掩體武器”采用了溫壓戰(zhàn)斗部,使其在攻擊掩體、地下工事等目標(biāo)時(shí)更具殺傷力。外軍認(rèn)為,當(dāng)前由于反恐和城市戰(zhàn)漸成作戰(zhàn)常態(tài),因此溫壓彈將大有用武之地。
研究歷程
自從三硝基甲苯炸藥誕生以來,人們就一直努力尋求比TNT能量更高的炸藥,以TNT為基礎(chǔ)的改進(jìn)型炸藥爆速和威力有了很大提高,但在遠(yuǎn)場(chǎng)沖擊波和縱火性能上,一直沒有大的進(jìn)展。受紡織廠、煤礦粉塵瓦斯爆炸的啟示,燃料空氣炸藥應(yīng)運(yùn)而生,其轟爆沖擊波效應(yīng)、熱效應(yīng)和縱火效應(yīng)遠(yuǎn)高于常規(guī)高能炸藥,不僅可以直接有效地打擊地面和海面的集群軍事目標(biāo),而且還可以涌入地堡、戰(zhàn)壕及地下工事等密閉半密閉空間,殺傷和窒息敵隱蔽有生力量,摧毀無防護(hù)的武器和電子裝備。
可燃性液體或固體粉末分散到空氣當(dāng)中,形成兩相或多相混合物,受到外加能量或自發(fā)化學(xué)反應(yīng)所釋放能量的作用,即可發(fā)生劇烈燃燒、爆炸乃至爆轟。軍事上利用機(jī)械或化學(xué)能將有機(jī)燃料或含能粉末拋灑出去,與空氣混合進(jìn)而產(chǎn)生爆轟,就是人們通常所說的燃料空氣炸藥,一般簡(jiǎn)稱云爆彈(燃料 Air Explosives)。也有媒體文章誤稱為真空炸彈,這是沒文化的業(yè)余記者杜撰的名稱,事實(shí)上,F(xiàn)AE只是消耗空氣中的氧氣,跟真空沒有任何關(guān)系。
早期
早期的燃料空氣炸藥FAE其實(shí)是一種高燃值、易揮發(fā)的液體燃料。在使用時(shí)爆散于空氣中,快速揮發(fā),并以合適的比例與空氣混合而成的云霧狀可爆炸混合物。可爆混合物在一定強(qiáng)度的外界能量激發(fā)下即可發(fā)生轟爆,在較大范圍內(nèi)產(chǎn)生轟爆沖擊波和持續(xù)的高溫火球來破壞和殺傷目標(biāo),具有高于常規(guī)炸藥數(shù)倍或數(shù)十倍的熱輻射能量。
由于沖擊波作用范圍內(nèi)超壓適中,而且遠(yuǎn)場(chǎng)沖量巨大,作用時(shí)間長(zhǎng),非常適合工兵對(duì)掃雷作業(yè)的要求。因此,F(xiàn)AE一經(jīng)面世就首先被應(yīng)用于工程兵火箭裝藥,用于戰(zhàn)場(chǎng)大面積掃雷。美國(guó)人最早把燃料空氣炸藥應(yīng)用于戰(zhàn)場(chǎng),在越南戰(zhàn)爭(zhēng)中首次使用并取得理想效果。蘇聯(lián)的研究也很深入,很多武器戰(zhàn)斗部都采用了燃料空氣炸藥的原理。
隨著技術(shù)的進(jìn)步,云爆彈炸藥也有了換代產(chǎn)品。第一代FAE為二次起爆單純氣溶膠型液體燃料,簡(jiǎn)稱DE-FAE,誕生于上世紀(jì)60年代初期,使用時(shí)需專用設(shè)備噴灑,或由低速飛機(jī)投擲,第一次起爆用于爆散開裝在容器中的燃料,使其與空氣混合形成氣溶膠云霧,第二次起爆用于引爆云霧,形成轟爆。因受氣象條件影響巨大,二次引信裝訂時(shí)間不好掌握,戰(zhàn)場(chǎng)限制多,所以很快被軍方拋棄。
第二代
第二代FAE也屬于二次引爆液體燃料,但提高了投放速度和轟爆成功率,可以直接封裝在戰(zhàn)斗部里,靠炸藥進(jìn)行燃料的拋灑,可由高速作戰(zhàn)飛機(jī)投擲,從而實(shí)現(xiàn)了武器級(jí)的廣泛應(yīng)用。代表產(chǎn)品有美國(guó)CBU-72航空子母炸彈和俄羅斯ОДАБ-500ПМ航空云爆炸彈等。但二代云爆彈受氣象條件影響仍然很大,仍需要二次引爆,瞎火或引發(fā)單純?nèi)紵谋嚷嗜匀缓芨撸覠o攻堅(jiān)能力和破片殺傷能力。
第三代
各國(guó)軍火專家們都在下大力氣積極研制更好用的FAE,于是第三代燃料空氣炸藥在上世紀(jì)80年代面試,這種炸藥在國(guó)內(nèi)的規(guī)范名稱叫“云爆劑”,英文縮寫為SE-FAE(Single Event FAE),也稱為CF(Composite 燃料),美國(guó)人將其稱之為溫壓炸藥,“溫壓”即為溫度和壓力的意思(Thermo Baric),而俄羅斯人則稱之為“具有體積膨脹爆炸效應(yīng)的轟爆混合物”(объемно-детонирующая смесь)。第三代云爆炸藥的研制工作始于70年代中期,成分為固體或固液混合燃料,主要技術(shù)進(jìn)步是解決了直接起爆問題,即將二次起爆改為一次起爆,起爆方法主要有化學(xué)催化法和光化學(xué)起爆法,燃料為固體或液體,簡(jiǎn)化了云爆彈的結(jié)構(gòu)、降低了成本、提高了可靠性。其代表性產(chǎn)品是俄羅斯的РПО-А“什米爾”單兵云爆火箭彈。
中國(guó)的研制
中國(guó)從七十年代就開始針對(duì)燃料空氣炸藥展開基礎(chǔ)性研究,并取得一定成果,早期二次起爆液體氣溶膠型云爆炸藥,曾被被應(yīng)用于工兵掃雷除障作業(yè)。九五計(jì)劃以來,國(guó)內(nèi)開展了SE-FAE以及相應(yīng)戰(zhàn)斗部的研究,并取得了較大進(jìn)展,以第三代云爆彈為代表多種燃料空氣炸藥開始進(jìn)入武器級(jí)應(yīng)用。由南京理工大學(xué)研制的第三代云爆炸藥,目前處于國(guó)內(nèi)和國(guó)際領(lǐng)先水平,與俄羅斯同類產(chǎn)品相比,沖擊波峰值提高了40%,與TNT炸藥相比提高了90%(見附表)。
裝藥類型 距離(M)超壓(kPa)沖量(kPa。ms) 正壓時(shí)間(秒)
國(guó)產(chǎn)云爆劑 10 128 145 6。2
俄制云爆劑 10 90 130 6
TNT炸藥 10 67 100 5
B炸藥 10 75 110 5
國(guó)產(chǎn)云爆劑較TNT提高(%) 90 45 21
國(guó)產(chǎn)云爆劑與TNT/B炸藥的性能對(duì)比
該云爆炸藥為一次引爆型固液復(fù)合云爆劑,由高能炸藥、環(huán)氧丙烷/硝酸異丙脂、超細(xì)鎂鋁粉以及改性添加劑和穩(wěn)定劑組成,裝填密度可達(dá)1。55~1。60g/cm3,具有6000m/s的爆速和約15Gpa(1400MPa)的轟爆壓,具有比第一/二代云爆彈更大的毀傷能力,除具有爆炸熱值高,殺傷范圍廣,裝藥利用率好,沖量大,縱火能力強(qiáng)的特點(diǎn)外,同時(shí)兼有常規(guī)炸藥只需一次起爆和具備預(yù)制破片和攻堅(jiān)能力的特點(diǎn)。此云爆炸藥的優(yōu)點(diǎn)主要有:
1、與高能炸藥一樣只需一次起爆,突出特點(diǎn)是燃料的拋灑、混合和轟爆反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的,能量的釋放在轟爆火團(tuán)膨脹的過程中持續(xù)進(jìn)行。因此裝藥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便,性價(jià)比高,具有廣泛的戰(zhàn)場(chǎng)適應(yīng)性。
2、戰(zhàn)斗部的裝藥利用率高。由于云爆劑利用空氣中的氧氣參加部分或全部轟爆反應(yīng),在威力指標(biāo)相同情況下,戰(zhàn)斗部裝藥要比常規(guī)炸藥輕得多,單位重量裝藥的能量大大提高。例如,1公斤環(huán)氧丙烷鋁粉云爆劑在空氣中完全爆轟需要2。7公斤的氧氣,這樣1公斤云爆劑就相當(dāng)于3。2公斤TNT炸藥;反之,如戰(zhàn)斗部裝1公斤TNT炸藥,去掉TNT炸藥本身含有的氧和氮的量,那么則只相當(dāng)于裝填了0。35公斤的云爆劑。
3、具有多功能的綜合殺傷威力。該云爆劑既具有普通炸藥的攻堅(jiān)、形成破片和近距離產(chǎn)生高壓沖擊波的能力,其產(chǎn)生的高溫火球又具有良好的縱火能力,以及在密閉半密閉空間內(nèi)產(chǎn)生窒息效果的能力,同時(shí)也能在遠(yuǎn)距離產(chǎn)生比三硝基甲苯大得多的超壓和沖量,是一種綜合性能優(yōu)良而平衡的軍用炸藥。
4、殺傷和破壞作用大。適合殺傷集團(tuán)摩步兵,摧毀武器車輛和技術(shù)裝備,破壞裝甲目標(biāo),在雷場(chǎng)開辟通路,以及排爆破障。
5、具有良好的安全性。由于云爆劑只添加很少量的猛炸藥,耐沖擊感度和安定性均比常規(guī)炸藥良好,在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、及發(fā)射時(shí)要比常規(guī)炸藥安全,發(fā)生誘爆和炸膛等意外事故的概率很低。
目前該國(guó)產(chǎn)云爆劑炸藥的相關(guān)性能和生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)完備成熟,被廣泛應(yīng)用于新型航空炸彈、遠(yuǎn)程火箭彈、反坦克彈藥、攻堅(jiān)破障武器等領(lǐng)域。
參考資料 >
侃天下|俄烏戰(zhàn)場(chǎng)驚現(xiàn)“地獄之火”,烏無人機(jī)變身“火焰噴射器” .今日頭條.2025-05-09
俄羅斯“炸彈之父”爆炸了,這都是什么“大殺器”?.m.toutiao.com.2022-06-15
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