[善守者藏于九地之下]杨秀敏院士访谈录

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/03/29 18:31:01


来源:兵器知识

兵者,国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。战争,始终是攻者利其器、守者坚其盾。和平年代,居安思危,国防犹为重要。为此,我刊特别专访了防护领域专家、中国工程院院士杨秀敏将军,他对防护工程的诠释,犹如《孙子兵法》的现代演绎,精彩生动,受益良多。
  
  将者,智、信、仁、勇、严也
  
  记者(以下简称“记”):杨院士,您好,“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”,请您先谈谈成为防护工程领域专家的经历吧。
  杨院士(以下简称“杨”):1960年至1965年,我在中国科技大学读书,学的是爆炸力学专业。爆炸力学主要研究高强瞬时动载作用下的材料变形状态,这是起源于战场环境又服务于战备需求的一门专业。我毕业后穿上了军装,先后在工程兵所属的研究所和设计所工作,从事武器爆炸效应及其防护对策研究,现在已经是军龄46年的老兵了。
  冷战时期,面对美苏双方核讹诈的严重威胁,我国不得不花费巨大的人力、物力开展防御核袭击的准备工作,首先必须搞清楚核袭击条件下的各种毁伤破坏规律,进而找出有效的防护措施。当时我的一项工作,就是编出了求解二维轴对称流体弹塑性波动问题的有限差分程序,用来描绘核武器触地爆炸后弹坑及岩体破坏分区的形成过程,并得出了二维弹塑性应力波随距离而衰减的传播规律。
  苏联解体后,世界形势发生巨大变化,核战争的威胁逐渐降低,美国发动了多次使用精确制导常规武器远距离打击弱国的高技术局部战争。为此,我们的研究重点逐步转移到研究常规弹头击中目标后的各种破坏效应。
  1995年我当选为中国工程院院士,1997年开始为本单位培养常规爆炸领域的博士生,分别完成了常规武器击中目标后的结构动力响应及其破坏机理研究,进行了相关破坏现象的数值模拟和现场试验,基本摸清了精确制导常规武器的各种主要破坏效应规律,并找出了降低工程毁伤等级的有效防护措施,现正在改编新的防护工程抗常规设计规范,为增强我军战场生存能力提供技术支持。
  记:您在《院士自述》中提到,曾经瞒着领导测量核爆弹坑?
  杨:七十年代,我国曾在戈壁滩进行了一次地面核爆试验,由于这种爆炸方式的近区放射性沾染剂量很大,场区指挥部规定,任何人不得进入爆心近区。当时我正在搞弹坑计算,很想亲眼目睹弹坑的形状和大小,以便改进计算模型。若等待剂量消减到允许人员进入至少还需一年时间。于是我私下联络了两名同事,利用爆后三天回收仪器的机会,偷着跑到弹坑边沿,用草绳粗略测量了弹坑。回来后我心里很高兴,因为估测的弹坑尺寸与我的模拟计算数据基本吻合。
  记:您当时没考虑到对健康有威胁,
  杨:当时才三十多岁,没考虑那么多。从场区回来后,三人还拉勾发誓不向别人透露这件事。当时所穿戴的防护服和防毒面具,是为了防止放射性灰尘吸入体内,对降低辐射剂量基本不起作用。我们进场时所佩戴的笔式剂量测试计回来后都因超过最大量程而无法复原,到底受到多少剂量照射也就搞不清楚了,所幸的是,我们三人至今未发现有异常病变。   记:据我了解,您不但自己的事业很成功,而且培养出了很多优秀的年轻人。
  杨:我培养博士生重视质量,至今只毕业10名。这些学生大多有一定的工程实际经验,也有天份,每个学生的研究方向不同,其中五人获军队科技进步一等奖,五人获二等奖:六人被评为总参优秀中青年专家;三人获得国家政府津贴。现在,他们已成为各自专业领域的学科带头人。我和他们一起搞项目,但成果报奖时不参加排名,只保留对他们发脾气的权利。我希望他们把我的专业和研究延续下去。
  
  夫地形者,兵之助也
  
  记:您是我国防护工程领域的知名专家,请您简述一下它的发展史。
  杨:防护工程是军队为保存和提高己方战斗力、改善作战地形条件而构筑的各种防御性工程,过去称作筑城。
  在冷兵器时代,作战兵器是刀矛剑戟和弓矢,筑城的典型形式是城池,在高大的夯筑城墙上建有雉堞、敌台、城楼等防御设施,城外挖有宽深的护城河。守城者居高临下,占有明显优势,进攻方处于被动地位,“攻城则力屈”。由于城池易守难攻的特点被兵家所熟知,所以在北方边境上,就出现了用城墙把关隘及险要地形连在一起的线性长城,用来抵御游牧民族骑兵的侵袭。野战时,两军相遇于旷野,就用挖壕的土堆成围墙成为野战营垒,实际上仍是一种简易城池。
  热兵器出现后,并没有改变城池攻防作战的优劣态势,尤其当守城者将火炮用作城防武器后,攻城者必然要付出更大的伤亡代价。但火枪、火炮用于野战战场后,明显改变了冷兵器时代的作战形态:一定距离的射击代替了贴身厮杀;进攻方以散兵线取代了密集方阵;防守方则转入地下或半地下,修筑由堑壕、交通壕、掩蔽工事构成的堑壕阵地,用来降低敌火下的兵员伤亡。
  记:中国军队的作战方式是否与世界潮流一致?
  杨:中国人最早将火器用于军事。成吉思汗的军队依靠骑兵突进和火炮攻城而横扫欧亚大陆,但后来中国人逐渐落伍了。清末的中国将领不了解火器作战特点,缺乏新式战术知识,不懂得利用野战堑壕,在两次鸦片战争中吃了亏。京东张家湾战役中,僧格林沁亲王仍然命令骑兵和步兵以密集队形向英法联军发起冲锋,遭到据壕而守的敌军火力杀伤,伤亡惨重,以3万本土作战兵力而败于4000外来之敌,最后导致“火烧圆明园”。民国初年,军阀混战中逐渐出现以散兵线为主的堑壕阵地攻防战。
  一战期间,飞机、坦克在战场上初次亮相,标志着机械化作战时代来临。二战初期,德军集中大量飞机、坦克实施闪击战,曾令很多国家措手不及。此后,不少国家沿国境线构筑大纵深的设防阵地,按前沿、一线、二线梯次配置,前后可达上百千米。阵地前沿设置有防坦克壕和防坦克障碍物,用来阻滞敌人机械化部队的进攻速度。
  记:设防阵地是如何保障减少人员伤亡的?
  杨:设防阵地的特点就是充分利用地形,构筑各种观察和火力工事,特别是在山体中开凿的坑道工事,成为保存己方兵员和储存弹药的阵地核心据点。以抗美援朝时的上甘岭战役为例,志愿军构筑了坚固的坑道防御阵地,经受了敌军近200万发炮弹的狂轰滥炸,山头土石被炸松了2米,但坑道内人员安全保存下来,最后取得震惊中外的战绩。
  记:修建阵地有章可循吗?
  杨:过去的战争都是面轰炸,无论飞机还是火炮,属于压制性火力。在面轰炸时,野战工事也有安全范围,是以大炮发射的炮弹数得出统计规律,就是单位平方千米有多少发炮弹,计算出一发炮弹的破坏半径,工事依此修建,是概率统计的结果。
  记:作战时有无防护工事作依托,对战斗力有何影响?
  杨:可以说,借助筑城(防护工程)为依托,防守方都占有一定的战役战术优势。在双方力量均等的情况下,最终是防护一方占优势。20世纪90年代,我们曾按照中外摩步师的兵力和装备实况,进行过红蓝双方对抗,把有阵地依托和无阵地依托的作战能力比定义为战斗力倍增系数,由营域到军域的坚固设防阵地的战斗力倍增系数为2.14~2.56:由营域到军域的野战防御阵地之战斗力倍增系数约在1.4~1.8之间。国外军事学者的分析结论与我们基本一致,说明大家都公认筑城重要。
  
  九地之变,不可不察
  
  记:在信息化战争下,武器打击越来越精确,防护工程发生了哪些变化?
  杨:冷战时期,美苏拥有的核武器足以毁灭地球多次,双方维持“恐怖平衡”数十年。鉴于核武器暂时无法用于实战,美军很早就在改革常规武器方面投入力量,并发动了多次局部常规战争,用来检验其新型常规弹药,通过实战达到练兵和检验战法的目的。
  从防护工作者的角度来看,美军战法改变的关键在于,将原先以低药量的爆破弹近距离实施面目标轰炸,改为以高药量的钻地弹远距离实施点目标袭击,投弹量减少了,袭击精度却大为提高,一旦被炮弹击中后,破坏概率大多了,防护工程就要考虑弹药的破坏威力。防护工程现在朝地下发展,一是可以减少地上的密度,二是战时防护要安全得多,临战状态可以转入地下。像北美防空司令部(夏延山基地)这样的防护工程,各大国都有。莫斯科地铁都是按战备标准修建,深50-100米,不容易被钻地弹等摧毁。
  而野战阵地要在敌人必经点构筑坑道工事,采用机械化快速挖壕、快速部署、快速设防,原来人工构筑一个阵地需要几十天,几个月,现在一级作业时间按小时计算,几十个小时或十几个小时,跟过去差别很大,修建工作专由部队负责。
  记:信息化战争对防护工程带来哪些新的威胁?
  杨:主要有四个方面威胁一是在信息化战争中,敌人全方位的侦察监视提高了战场透明度和对防护工程的发现概率:二是敌军兵力和武器的远距离投送方式降低了已建设防阵地纵深配置的价值:三是敌人的精确制导打击能力提高了对地面或浅埋目标的毁伤概率;四是战争突发性和敌军的快速机动能力缩短了我军构筑野战阵地的时间。总之,敌方对我军防护工程看得更清,打得更准,打得更狠,从而增加了防护工程战场建设的难度。
  记:打击精度、威力提高了,防护工程的设计是不是难度更大?
  杨:对于我们从事国防工程设计的人员而言,所谓“看得更清”和“打得更准”并没有增加太多困难,因为过去我们一贯遵循的国防工程防常规武器设计原则,就是认为“工程被发现概率为1”,并且“结构要害部位被一发命中”。真正的挑战在于“打得更狠”:装药量由750磅增大到5000磅以上;弹头撞地速度由300米/秒提高到1000米,秒以上,弹头钻地深度由0-0.5米增加到2~8米以上。要判断已建国防工程在信息化战争条件下是否安全,主要看其防护层厚度是否能够承受上面所说的大当量、深钻地、高撞击速度的新型精确制导常规弹头的侵彻爆炸作用。
  记:这种情况下,防护工程能承受得住吗?
  杨:岩体本身具有很强的承载能力,岩体越密实坚硬,它的承载能力越强,构筑在岩体中的坑道工事就越安全。精确制导常规武器可以轻易地破坏堑壕阵地和浅埋工事,但无法摧毁深埋在岩体中的坑道工程。防护层厚度达到数百米的坑道工程主体可以承受核弹头触地爆炸的破坏作用,当然也完全能够对付各种大当量常规钻地弹头的威胁。例如美国的北美防空司令部,防护层厚度470米,声称不怕任何形式的打击,包括核袭击和常规武器的钻地打击,而且它的里面建造得很完善,有防护门、通风、供电、洗消、气密、出入、指挥设施一应俱全,底部还有弹簧减震。可以说,做好了防护工程,本身就是一种威慑力,所以夏延山基地允许部分媒体参观报道。伊拉克之所以失败,因为没有有利的地形可依托,把坦克埋在沙漠里作为野战工事用,被美军侦察得很清楚,还没发挥作用就被毁掉了。
  记:坑道工程如果被弹药命中关键部位怎么办?
  杨:坑道工程的薄弱环节在于头部。如果把坑道主体内缩而采用穿廊式出入口,类似于居室中的玄关,就可以避免发生常规弹头危及坑道主体内部的现象。当常规武器在穿廊一端发生爆炸时,另一端将会产生泄压效应,使作用到防护门上的超压大为降低,至少可以降低2/3的超压值,因此冲击波就进入不了主体坑道内。穿廊只被用作通道,暴露的穿廊端口容许被炸掉,而不会影响坑道主体功能。关键是要确保穿廊与主体接口部位的安全,该处防护层厚度应足够厚,并应采取高抗力被覆以维持其结构稳定性。
  记:美军在伊拉克战争中曾试验了GBU-28和GBU-57A/B钻地弹,现在的坑道工程能防得住吗?
  杨:GBU-28是美军用于伊拉克实战的最大装药钻地弹,弹重4700磅,高爆炸药340千克(折合TNT小于500千克),钻地深度6米多。经估算,其最大破坏深度不会超过15米,即使钻地深度能达20米,破坏范围也在30米之内。
  GBU-57A/B是美军另一种巨型掩体穿透弹,重达30000磅,装药量2400千克,能穿透加固混凝土8米,据称能穿透61米高的建筑物(相当于20层楼)。按钻地深度8米、装药2.4吨的封闭爆炸估算,其最大破坏范围不会超过50米。可见,美军目前最厉害的钻地弹头破坏深度约为30-50米岩层,想用单枚钻地弹一次破坏类似夏延山基地那样的百米山体内的坑道工程,近期是不可能的。
  此外,美、俄还装备了号称“炸弹之母”和“炸弹之父”的燃料空气弹药,装药量多达数吨,杀伤半径数百米,但它们只适用于破坏地面目标或浅层洞穴,对于深埋的地下目标而言威胁有限。
  
  知彼知己,胜乃不殆
  
  记:您正在编写的新工程抗常规设计规范有哪些改进?
  杨:要想编出合理的防护工程设计规范,先要搞清新型常规武器的各种毁伤机理,所谓知己知彼,胜乃不殆。
  精确制导常规武器打得准、钻地深、药量大,往往对工程结构产生近距离的破坏效应,甚至还会进入工事内部爆炸,这些现象在老规范中是被忽略的,新规范必须弥补这些空白。经过几年的努力,我们已基本搞清弹丸侵彻、弹丸冲击、弹片飞散、爆炸震塌、隔土爆炸、钻地爆炸、室内爆炸等破坏效应的基本规律,归纳出相关破坏参数的实用计算方法,编入新的国防工程设计规范中。其它如电气、供排水、内部环境等专业内容也都要作相应的改进和完善。
  记:研究常规武器破坏效应都采取哪些手段?
  杨:一般研究工作,都是通过理论分析、试验研究、数值模拟三种手段来进行。当研究重点集中到弹着点近区的破坏机理时,介质的大畸变特征显得十分突出。此时,理论分析很难入手;试验研究是基本的手段,但花费较大;将试验研究与数值模拟相结合,互相验证,相辅相成,不失为最佳的研究途径。
  记:现在武器界都在做仿真研究,您在武器破坏效应方面做了哪些研究?
  杨:我们编制出专用计算软件,为爆炸冲击效应研究提供有自主知识产权的数值仿真平台,进行了大量的工程应用实例计算,模拟出武器各种破坏效应的规律:如空中爆炸马赫波的形成过程:空气冲击波对地面建筑的破坏效应:弹药在框架结构楼前爆炸、侵入框架结构的破坏效应:弹头对无梁板结构隔土爆炸,对飞机机库的爆炸破坏效应等;装药水下爆炸对海港堤防的冲击效应:聚能装药击中坦克后的射流和破甲效应:舰船被鱼雷破坏的效果等等,所得到的计算图像与相应的现场实验结果基本吻合。例如,空中爆炸马赫波反射初始角,理论值为42度,数值模拟为44度,两者十分接近,与试验结果基本吻合。
  又如,研究弹丸侵彻效应,如果依靠试验总结规律,至少需要发射几百发炮弹,我们利用数值模拟方法,实际上相当于在计算机上作试验,然后再进行十几发炮弹进行实际检验就可以了。
  炸弹破坏效应包括冲击和爆炸两个方面,我们可以将这两种破坏效应进行耦合,准确地模拟其复合破坏效应。所有这些都是综合采用了动力有限元法、有限体积法、无网格法以及这些方法的耦合计算技术,得出了比较合理的计算结果,找出了最好的防护办法。
  记:您作为防护工程界的老专家,对防护工程的发展作何展望?
  杨:回顾历史,防护工程随着武器性能的不断增强,形式逐渐由点到线、由线到面、由地上到地下,防御措施由“高筑墙”转向“深挖洞”,防护工程的抗力日益提高。信息化战争并没有彻底改变战争历程的攻防规律。我们的任务是继续构筑坚固的地下长城,为保卫国家安全和领土完整做出新的贡献。
  记:有了您的奉献,我们的国防将会更加稳固。衷心地感谢您接受本刊的专访!

来源:兵器知识

兵者,国之大事,死生之地,存亡之道,不可不察也。战争,始终是攻者利其器、守者坚其盾。和平年代,居安思危,国防犹为重要。为此,我刊特别专访了防护领域专家、中国工程院院士杨秀敏将军,他对防护工程的诠释,犹如《孙子兵法》的现代演绎,精彩生动,受益良多。
  
  将者,智、信、仁、勇、严也
  
  记者(以下简称“记”):杨院士,您好,“宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来”,请您先谈谈成为防护工程领域专家的经历吧。
  杨院士(以下简称“杨”):1960年至1965年,我在中国科技大学读书,学的是爆炸力学专业。爆炸力学主要研究高强瞬时动载作用下的材料变形状态,这是起源于战场环境又服务于战备需求的一门专业。我毕业后穿上了军装,先后在工程兵所属的研究所和设计所工作,从事武器爆炸效应及其防护对策研究,现在已经是军龄46年的老兵了。
  冷战时期,面对美苏双方核讹诈的严重威胁,我国不得不花费巨大的人力、物力开展防御核袭击的准备工作,首先必须搞清楚核袭击条件下的各种毁伤破坏规律,进而找出有效的防护措施。当时我的一项工作,就是编出了求解二维轴对称流体弹塑性波动问题的有限差分程序,用来描绘核武器触地爆炸后弹坑及岩体破坏分区的形成过程,并得出了二维弹塑性应力波随距离而衰减的传播规律。
  苏联解体后,世界形势发生巨大变化,核战争的威胁逐渐降低,美国发动了多次使用精确制导常规武器远距离打击弱国的高技术局部战争。为此,我们的研究重点逐步转移到研究常规弹头击中目标后的各种破坏效应。
  1995年我当选为中国工程院院士,1997年开始为本单位培养常规爆炸领域的博士生,分别完成了常规武器击中目标后的结构动力响应及其破坏机理研究,进行了相关破坏现象的数值模拟和现场试验,基本摸清了精确制导常规武器的各种主要破坏效应规律,并找出了降低工程毁伤等级的有效防护措施,现正在改编新的防护工程抗常规设计规范,为增强我军战场生存能力提供技术支持。
  记:您在《院士自述》中提到,曾经瞒着领导测量核爆弹坑?
  杨:七十年代,我国曾在戈壁滩进行了一次地面核爆试验,由于这种爆炸方式的近区放射性沾染剂量很大,场区指挥部规定,任何人不得进入爆心近区。当时我正在搞弹坑计算,很想亲眼目睹弹坑的形状和大小,以便改进计算模型。若等待剂量消减到允许人员进入至少还需一年时间。于是我私下联络了两名同事,利用爆后三天回收仪器的机会,偷着跑到弹坑边沿,用草绳粗略测量了弹坑。回来后我心里很高兴,因为估测的弹坑尺寸与我的模拟计算数据基本吻合。
  记:您当时没考虑到对健康有威胁,
  杨:当时才三十多岁,没考虑那么多。从场区回来后,三人还拉勾发誓不向别人透露这件事。当时所穿戴的防护服和防毒面具,是为了防止放射性灰尘吸入体内,对降低辐射剂量基本不起作用。我们进场时所佩戴的笔式剂量测试计回来后都因超过最大量程而无法复原,到底受到多少剂量照射也就搞不清楚了,所幸的是,我们三人至今未发现有异常病变。   记:据我了解,您不但自己的事业很成功,而且培养出了很多优秀的年轻人。
  杨:我培养博士生重视质量,至今只毕业10名。这些学生大多有一定的工程实际经验,也有天份,每个学生的研究方向不同,其中五人获军队科技进步一等奖,五人获二等奖:六人被评为总参优秀中青年专家;三人获得国家政府津贴。现在,他们已成为各自专业领域的学科带头人。我和他们一起搞项目,但成果报奖时不参加排名,只保留对他们发脾气的权利。我希望他们把我的专业和研究延续下去。
  
  夫地形者,兵之助也
  
  记:您是我国防护工程领域的知名专家,请您简述一下它的发展史。
  杨:防护工程是军队为保存和提高己方战斗力、改善作战地形条件而构筑的各种防御性工程,过去称作筑城。
  在冷兵器时代,作战兵器是刀矛剑戟和弓矢,筑城的典型形式是城池,在高大的夯筑城墙上建有雉堞、敌台、城楼等防御设施,城外挖有宽深的护城河。守城者居高临下,占有明显优势,进攻方处于被动地位,“攻城则力屈”。由于城池易守难攻的特点被兵家所熟知,所以在北方边境上,就出现了用城墙把关隘及险要地形连在一起的线性长城,用来抵御游牧民族骑兵的侵袭。野战时,两军相遇于旷野,就用挖壕的土堆成围墙成为野战营垒,实际上仍是一种简易城池。
  热兵器出现后,并没有改变城池攻防作战的优劣态势,尤其当守城者将火炮用作城防武器后,攻城者必然要付出更大的伤亡代价。但火枪、火炮用于野战战场后,明显改变了冷兵器时代的作战形态:一定距离的射击代替了贴身厮杀;进攻方以散兵线取代了密集方阵;防守方则转入地下或半地下,修筑由堑壕、交通壕、掩蔽工事构成的堑壕阵地,用来降低敌火下的兵员伤亡。
  记:中国军队的作战方式是否与世界潮流一致?
  杨:中国人最早将火器用于军事。成吉思汗的军队依靠骑兵突进和火炮攻城而横扫欧亚大陆,但后来中国人逐渐落伍了。清末的中国将领不了解火器作战特点,缺乏新式战术知识,不懂得利用野战堑壕,在两次鸦片战争中吃了亏。京东张家湾战役中,僧格林沁亲王仍然命令骑兵和步兵以密集队形向英法联军发起冲锋,遭到据壕而守的敌军火力杀伤,伤亡惨重,以3万本土作战兵力而败于4000外来之敌,最后导致“火烧圆明园”。民国初年,军阀混战中逐渐出现以散兵线为主的堑壕阵地攻防战。
  一战期间,飞机、坦克在战场上初次亮相,标志着机械化作战时代来临。二战初期,德军集中大量飞机、坦克实施闪击战,曾令很多国家措手不及。此后,不少国家沿国境线构筑大纵深的设防阵地,按前沿、一线、二线梯次配置,前后可达上百千米。阵地前沿设置有防坦克壕和防坦克障碍物,用来阻滞敌人机械化部队的进攻速度。
  记:设防阵地是如何保障减少人员伤亡的?
  杨:设防阵地的特点就是充分利用地形,构筑各种观察和火力工事,特别是在山体中开凿的坑道工事,成为保存己方兵员和储存弹药的阵地核心据点。以抗美援朝时的上甘岭战役为例,志愿军构筑了坚固的坑道防御阵地,经受了敌军近200万发炮弹的狂轰滥炸,山头土石被炸松了2米,但坑道内人员安全保存下来,最后取得震惊中外的战绩。
  记:修建阵地有章可循吗?
  杨:过去的战争都是面轰炸,无论飞机还是火炮,属于压制性火力。在面轰炸时,野战工事也有安全范围,是以大炮发射的炮弹数得出统计规律,就是单位平方千米有多少发炮弹,计算出一发炮弹的破坏半径,工事依此修建,是概率统计的结果。
  记:作战时有无防护工事作依托,对战斗力有何影响?
  杨:可以说,借助筑城(防护工程)为依托,防守方都占有一定的战役战术优势。在双方力量均等的情况下,最终是防护一方占优势。20世纪90年代,我们曾按照中外摩步师的兵力和装备实况,进行过红蓝双方对抗,把有阵地依托和无阵地依托的作战能力比定义为战斗力倍增系数,由营域到军域的坚固设防阵地的战斗力倍增系数为2.14~2.56:由营域到军域的野战防御阵地之战斗力倍增系数约在1.4~1.8之间。国外军事学者的分析结论与我们基本一致,说明大家都公认筑城重要。
  
  九地之变,不可不察
  
  记:在信息化战争下,武器打击越来越精确,防护工程发生了哪些变化?
  杨:冷战时期,美苏拥有的核武器足以毁灭地球多次,双方维持“恐怖平衡”数十年。鉴于核武器暂时无法用于实战,美军很早就在改革常规武器方面投入力量,并发动了多次局部常规战争,用来检验其新型常规弹药,通过实战达到练兵和检验战法的目的。
  从防护工作者的角度来看,美军战法改变的关键在于,将原先以低药量的爆破弹近距离实施面目标轰炸,改为以高药量的钻地弹远距离实施点目标袭击,投弹量减少了,袭击精度却大为提高,一旦被炮弹击中后,破坏概率大多了,防护工程就要考虑弹药的破坏威力。防护工程现在朝地下发展,一是可以减少地上的密度,二是战时防护要安全得多,临战状态可以转入地下。像北美防空司令部(夏延山基地)这样的防护工程,各大国都有。莫斯科地铁都是按战备标准修建,深50-100米,不容易被钻地弹等摧毁。
  而野战阵地要在敌人必经点构筑坑道工事,采用机械化快速挖壕、快速部署、快速设防,原来人工构筑一个阵地需要几十天,几个月,现在一级作业时间按小时计算,几十个小时或十几个小时,跟过去差别很大,修建工作专由部队负责。
  记:信息化战争对防护工程带来哪些新的威胁?
  杨:主要有四个方面威胁一是在信息化战争中,敌人全方位的侦察监视提高了战场透明度和对防护工程的发现概率:二是敌军兵力和武器的远距离投送方式降低了已建设防阵地纵深配置的价值:三是敌人的精确制导打击能力提高了对地面或浅埋目标的毁伤概率;四是战争突发性和敌军的快速机动能力缩短了我军构筑野战阵地的时间。总之,敌方对我军防护工程看得更清,打得更准,打得更狠,从而增加了防护工程战场建设的难度。
  记:打击精度、威力提高了,防护工程的设计是不是难度更大?
  杨:对于我们从事国防工程设计的人员而言,所谓“看得更清”和“打得更准”并没有增加太多困难,因为过去我们一贯遵循的国防工程防常规武器设计原则,就是认为“工程被发现概率为1”,并且“结构要害部位被一发命中”。真正的挑战在于“打得更狠”:装药量由750磅增大到5000磅以上;弹头撞地速度由300米/秒提高到1000米,秒以上,弹头钻地深度由0-0.5米增加到2~8米以上。要判断已建国防工程在信息化战争条件下是否安全,主要看其防护层厚度是否能够承受上面所说的大当量、深钻地、高撞击速度的新型精确制导常规弹头的侵彻爆炸作用。
  记:这种情况下,防护工程能承受得住吗?
  杨:岩体本身具有很强的承载能力,岩体越密实坚硬,它的承载能力越强,构筑在岩体中的坑道工事就越安全。精确制导常规武器可以轻易地破坏堑壕阵地和浅埋工事,但无法摧毁深埋在岩体中的坑道工程。防护层厚度达到数百米的坑道工程主体可以承受核弹头触地爆炸的破坏作用,当然也完全能够对付各种大当量常规钻地弹头的威胁。例如美国的北美防空司令部,防护层厚度470米,声称不怕任何形式的打击,包括核袭击和常规武器的钻地打击,而且它的里面建造得很完善,有防护门、通风、供电、洗消、气密、出入、指挥设施一应俱全,底部还有弹簧减震。可以说,做好了防护工程,本身就是一种威慑力,所以夏延山基地允许部分媒体参观报道。伊拉克之所以失败,因为没有有利的地形可依托,把坦克埋在沙漠里作为野战工事用,被美军侦察得很清楚,还没发挥作用就被毁掉了。
  记:坑道工程如果被弹药命中关键部位怎么办?
  杨:坑道工程的薄弱环节在于头部。如果把坑道主体内缩而采用穿廊式出入口,类似于居室中的玄关,就可以避免发生常规弹头危及坑道主体内部的现象。当常规武器在穿廊一端发生爆炸时,另一端将会产生泄压效应,使作用到防护门上的超压大为降低,至少可以降低2/3的超压值,因此冲击波就进入不了主体坑道内。穿廊只被用作通道,暴露的穿廊端口容许被炸掉,而不会影响坑道主体功能。关键是要确保穿廊与主体接口部位的安全,该处防护层厚度应足够厚,并应采取高抗力被覆以维持其结构稳定性。
  记:美军在伊拉克战争中曾试验了GBU-28和GBU-57A/B钻地弹,现在的坑道工程能防得住吗?
  杨:GBU-28是美军用于伊拉克实战的最大装药钻地弹,弹重4700磅,高爆炸药340千克(折合TNT小于500千克),钻地深度6米多。经估算,其最大破坏深度不会超过15米,即使钻地深度能达20米,破坏范围也在30米之内。
  GBU-57A/B是美军另一种巨型掩体穿透弹,重达30000磅,装药量2400千克,能穿透加固混凝土8米,据称能穿透61米高的建筑物(相当于20层楼)。按钻地深度8米、装药2.4吨的封闭爆炸估算,其最大破坏范围不会超过50米。可见,美军目前最厉害的钻地弹头破坏深度约为30-50米岩层,想用单枚钻地弹一次破坏类似夏延山基地那样的百米山体内的坑道工程,近期是不可能的。
  此外,美、俄还装备了号称“炸弹之母”和“炸弹之父”的燃料空气弹药,装药量多达数吨,杀伤半径数百米,但它们只适用于破坏地面目标或浅层洞穴,对于深埋的地下目标而言威胁有限。
  
  知彼知己,胜乃不殆
  
  记:您正在编写的新工程抗常规设计规范有哪些改进?
  杨:要想编出合理的防护工程设计规范,先要搞清新型常规武器的各种毁伤机理,所谓知己知彼,胜乃不殆。
  精确制导常规武器打得准、钻地深、药量大,往往对工程结构产生近距离的破坏效应,甚至还会进入工事内部爆炸,这些现象在老规范中是被忽略的,新规范必须弥补这些空白。经过几年的努力,我们已基本搞清弹丸侵彻、弹丸冲击、弹片飞散、爆炸震塌、隔土爆炸、钻地爆炸、室内爆炸等破坏效应的基本规律,归纳出相关破坏参数的实用计算方法,编入新的国防工程设计规范中。其它如电气、供排水、内部环境等专业内容也都要作相应的改进和完善。
  记:研究常规武器破坏效应都采取哪些手段?
  杨:一般研究工作,都是通过理论分析、试验研究、数值模拟三种手段来进行。当研究重点集中到弹着点近区的破坏机理时,介质的大畸变特征显得十分突出。此时,理论分析很难入手;试验研究是基本的手段,但花费较大;将试验研究与数值模拟相结合,互相验证,相辅相成,不失为最佳的研究途径。
  记:现在武器界都在做仿真研究,您在武器破坏效应方面做了哪些研究?
  杨:我们编制出专用计算软件,为爆炸冲击效应研究提供有自主知识产权的数值仿真平台,进行了大量的工程应用实例计算,模拟出武器各种破坏效应的规律:如空中爆炸马赫波的形成过程:空气冲击波对地面建筑的破坏效应:弹药在框架结构楼前爆炸、侵入框架结构的破坏效应:弹头对无梁板结构隔土爆炸,对飞机机库的爆炸破坏效应等;装药水下爆炸对海港堤防的冲击效应:聚能装药击中坦克后的射流和破甲效应:舰船被鱼雷破坏的效果等等,所得到的计算图像与相应的现场实验结果基本吻合。例如,空中爆炸马赫波反射初始角,理论值为42度,数值模拟为44度,两者十分接近,与试验结果基本吻合。
  又如,研究弹丸侵彻效应,如果依靠试验总结规律,至少需要发射几百发炮弹,我们利用数值模拟方法,实际上相当于在计算机上作试验,然后再进行十几发炮弹进行实际检验就可以了。
  炸弹破坏效应包括冲击和爆炸两个方面,我们可以将这两种破坏效应进行耦合,准确地模拟其复合破坏效应。所有这些都是综合采用了动力有限元法、有限体积法、无网格法以及这些方法的耦合计算技术,得出了比较合理的计算结果,找出了最好的防护办法。
  记:您作为防护工程界的老专家,对防护工程的发展作何展望?
  杨:回顾历史,防护工程随着武器性能的不断增强,形式逐渐由点到线、由线到面、由地上到地下,防御措施由“高筑墙”转向“深挖洞”,防护工程的抗力日益提高。信息化战争并没有彻底改变战争历程的攻防规律。我们的任务是继续构筑坚固的地下长城,为保卫国家安全和领土完整做出新的贡献。
  记:有了您的奉献,我们的国防将会更加稳固。衷心地感谢您接受本刊的专访!
无网格法是SPH吗?
这个采访给力啊
为了国家,这些人真了不起
无名英雄
除了敬意,无言
九地??说起来不顺口啊,该说善守者藏于九泉之下,这样好听一点啊!!

九地??说起来不顺口啊,该说善守者藏于九泉之下,这样好听一点啊!!
manjiayi 发表于 2011-3-6 17:20



    孙子兵法“善守者藏于九地之下,善攻者动于九天之上,故能自保而全胜也。”

现代战争守主要靠坑道战
攻主要靠空军统治战场,未来谁掌握天军,谁控制世界。
九地??说起来不顺口啊,该说善守者藏于九泉之下,这样好听一点啊!!
manjiayi 发表于 2011-3-6 17:20



    孙子兵法“善守者藏于九地之下,善攻者动于九天之上,故能自保而全胜也。”

现代战争守主要靠坑道战
攻主要靠空军统治战场,未来谁掌握天军,谁控制世界。
这才是有价值的文章