中國溫壓武器
(2010-02-09 13:15:37)
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自從TNT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為基礎的改進型炸藥爆速和威力有了很大提高,但在遠場衝擊波和縱火性能上,一直沒有大的進展。受紡織廠、煤礦粉塵瓦斯爆炸的啟示,燃料空氣炸藥應運而生,其轟爆衝擊波效應、熱效應和縱火效應遠高於常規高能炸藥,不僅可以直接有效地打擊地麵和海麵的集群軍事目標,而且還可以湧入地堡、戰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,摧毀無防護的武器和電子裝備。
可燃性液體或固體粉末分散到空氣當中,形成兩相或多相混合物,受到外加能量或自發化學反應所釋放能量的作用,即可發生劇烈燃燒、爆炸乃至爆轟。軍事上利用機械或化學能將有機燃料或含能粉末拋灑出去,與空氣混合進而產生爆轟,就是人們通常所說的燃料空氣炸藥,一般簡艶AE(Fuel Air Explosives)。也有媒體文章誤稱為真空炸彈,這是沒文化的業餘記者杜撰的名稱,事實上,FAE隻是消耗空氣中的氧氣,跟真空沒有任何關係。
第三代雲爆炸藥的研製工作始於70年代中期,成分為固體或固液混合燃料,主要技術進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催化法和光化學起爆法,燃料為固體或液體,簡化了燃料空氣彈的結構、降低了成本、提高了可靠性。其代表性產品是俄羅斯的РПО-А“什米爾”單兵雲爆火箭彈。
中國從七十年代就開始針對燃料空氣炸藥展開基礎性研究,並取得一定成果,早期二次起爆液體氣溶膠型雲爆炸藥,曾被被應用於工程兵掃雷除障作業。九五計劃以來,國內開展了SE-FAE以及相應戰鬥部的研究,並取得了較大進展,以第三代雲爆彈為代表多種燃料空氣炸藥開始進入武器級應用。由南京理工大學研製的第三代雲爆炸藥,目前處於國內和國際領先水平,與俄羅斯同類產品相比,衝擊波峰值提高了 40%,與TNT炸藥相比提高了90%(見附表)。
裝藥類型距離(M)超壓(kPa)衝量(kPa。ms)正壓時間(秒)
國產雲爆劑101281456。2
俄製雲爆劑10901306
TNT炸藥10671005
B炸藥10751105
國產雲爆劑較TNT提高(%)904521
國產雲爆劑與TNT/B炸藥的性能對比
該雲爆炸藥為一次引爆型固液複合雲爆劑,由高能炸藥、環氧丙烷/硝酸異丙脂、超細鎂鋁粉以及改性添加劑和穩定劑組成,裝填密度可達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FAE更大的毀傷能力,除具有爆炸熱值高,殺傷範圍廣,裝藥利用率好,衝量大,縱火能力強的特點外,同時兼有常規炸藥隻需一次起爆和具備預製破片和攻堅能力的特點。此雲爆炸藥的優點主要有:
1、與高能炸藥一樣隻需一次起爆,突出特點是燃料的拋灑、混合和轟爆反應是同時進行的,能量的釋放在轟爆火團膨脹的過程中持續進行。因此裝藥結構簡便,性價比高,具有廣泛的戰場適應性。
2、戰鬥部的裝藥利用率高。由於雲爆劑利用空氣中的氧氣參加部分或全部轟爆反應,在威力指標相同情況下,戰鬥部裝藥要比常規炸藥輕得多,單位重量裝藥的能量大大提高。例如,1公斤環氧丙烷鋁粉雲爆劑在空氣中完全爆轟需要2。7公斤的氧氣,這樣1公斤雲爆劑就相當於3。 2公斤TNT炸藥;反之,如戰鬥部裝1公斤TNT炸藥,去掉TNT炸藥本身含有的氧和氮的量,那麽則隻相當於裝填了0。35公斤的雲爆劑。
3、具有多功能的綜合殺傷威力。該雲爆劑既具有普通炸藥的攻堅、形成破片和近距離產生高壓衝擊波的能力,其產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產生窒息效果的能力,同時也能在遠距離產生比TNT大得多的超壓和衝量,是一種綜合性能優良而平衡的軍用炸藥。
早期的燃料空氣炸藥FAE其實是一種高燃值、易揮發的液體燃料。在使用時爆散於空氣中,快速揮發,並以合適的比例與空氣混合而成的雲霧狀可爆炸混合物。可爆混合物在一定強度的外界能量激發下即可發生轟爆,在較大範圍內產生轟爆衝擊波和持續的高溫火球來破壞和殺傷目標,具有高於常規炸藥數倍或數十倍的熱輻射能量。由於衝擊波作用範圍內超壓適中,而且遠場衝量巨大,作用時間長,非常適合工程兵對掃雷作業的要求。因此,FAE一經麵世就首先被應用於工程兵火箭裝藥,用於戰場大麵積掃雷。美國人最早把燃料空氣炸藥應用於戰場,在越南戰爭中首次使用並取得理想效果。前蘇聯的研究也很深入,很多武器戰鬥部都采用了燃料空氣炸藥的原理。
隨著技術的進步,FAE炸藥也有了換代產品。第一代FAE為二次起爆單純氣溶膠型液體燃料,簡稱DE-FAE,誕生於上世紀60年代初期,使用時需專用設備噴灑,或由低速飛機投擲,第一次起爆用於爆散開裝在容器中的燃料,使其與空氣混合形成氣溶膠雲霧,第二次起爆用於引爆雲霧,形成轟爆。因受氣象條件影響巨大,二次引信裝訂時間不好掌握,戰場限製多,所以很快被軍方拋棄。第二代FAE也屬於二次引爆液體燃料,但提高了投放速度和轟爆成功率,可以直接封裝在戰鬥部裏,靠炸藥進行燃料的拋灑,可由高速作戰飛機投擲,從而實現了武器級的廣泛應用。代表產品有美國CBU-72航空子母炸彈和俄羅斯ОДАБ-500ПМ航空雲爆炸彈等。但二代 FAE受氣象條件影響仍然很大,仍需要二次引爆,瞎火或引發單純燃燒的比率仍然很高,且無攻堅能力和破片殺傷能力。
各國軍火專家們都在下大力氣積極研製更好用的FAE,於是第三代燃料空氣炸藥在上世紀80年代麵試,這種炸藥在國內的規範名稱叫“雲爆劑”,英文縮寫為SE-FAE(Single Event FAE),也稱為CF(Composite Fuel),美國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的轟爆混合物”(объемно-детонирующая смесь)。
5、具有良好的安全性。由於雲爆劑隻添加很少量的猛炸藥,耐衝擊感度和安定性均比常規炸藥良好,在運輸、儲存、及發射時要比常規炸藥安全,發生誘爆和炸膛等意外事故的概率很低。目前該國產雲爆劑炸藥的相關性能和生產技術已經完備成熟,被廣泛應用於新型航空炸彈、遠程火箭彈、反坦克彈藥、攻堅破障武器等領域。經過筆者查閱資料,梳理分析,目前為止,我軍已投入現役裝備的雲爆武器大概有以下七種,未必準確,僅供大家參考:
一、250/500/1500/3000公斤係列航空雲爆子母彈。2000年初研製成功,型號未知。采用時間引信低空拋擲子母彈,彈內分別裝填5 枚/10枚/36枚和75枚子彈,子彈重40kg,固液混合裝藥31。8kg,采用國內自行研製的第三代雲爆劑燃料,子彈毀傷麵積可達500~1000平方米。250/500kg炸彈可裝備於國產殲10/11或強-5/JH-7A等高速戰機上,1500/3000kg炸彈則使用轟6轟炸機或運輸機投擲。一枚3000kg炸彈大約可消滅4個足球場麵積上的一切人類肉體、技術裝備或薄裝甲目標。這玩意是新世紀僅次於戰術核武器的麵殺傷武器,衝擊波威力巨大無比,縱火效果良好,在密集投擲時衝擊波具有疊加效果,尤其適合消滅登陸作戰中灘頭之敵的集團目標。
二、500公斤航空雲爆炸彈,該彈是俄羅斯ОДАБ-500ПМ航空雲爆炸彈的仿製品,90年代早期隨蘇兩七武器係統工程一同引進,我軍於1995年開始仿製並獲得成功,現已大量裝備於空軍航空兵部隊,載機為殲10/11戰鬥機或JH-7A攻擊機,用於清掃地雷區、殺傷有生力量、摧毀輕型武器裝備。該彈采用單一彈體裝填液態燃料和拋散/引爆炸藥,結構較簡單,使用維護方便。具有較低阻力的氣動外形,並采用降落傘減速裝置,宜於作戰飛機高速外掛和投放。載機投彈速度為500~1100km/h,最小安全投彈高度為200米。對無掩體的有生力量,毀傷麵積為2500平方米;對有掩體的有生力量,毀傷麵積為1800平方米;對停機坪上的飛機,毀傷麵積為3000平方米。該彈屬於第二代FAE炸彈,需二次起爆,戰場限製仍然比較多,隨著國內自行研製的新型第三代一次起爆型係列航空雲爆炸彈的列裝,這種仿製炸彈正慢慢退出曆史舞台。
口徑:500kg
全彈重:520kg
全彈長:2280mm(不含延伸探杆)
彈體為鋼製,直徑500mm,裝填193kg戊二烯液體燃料,環形尾翼裝置,翼展500mm,主引信1個,二次引信 4個,二次起爆藥柱4個。
三、252毫米多管工程兵火箭。最早於2005年露麵,由總參工程兵研究所研製,該車為多管發射器,定向管為4x7 排列,一次可裝填28枚大口徑掃雷火箭,由81式火箭掃雷彈改進而來,用於遠距離掃除大麵積雷場和障礙物