炸弹

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 09:25:58


2007年9月11日,俄罗斯军方通过电视新闻自豪地宣告,当天成功地试爆了世界上威力最大的常规炸弹,并一再强调比美国的“炸弹之母”威力要大数倍,甚至有针对性地将其称为“炸弹之父”。那么,这是一种什么样的炸弹?俄罗斯研制这种罕见的炸弹究竟有什么深意呢?

谁是炸弹之王?——俄罗斯“炸弹之父”的诞生

评述炸弹之王有多种标准,包括威力、体积和重量等多个标准。在炸弹发展史上为达成不同的战术目的出现过多种巨型炸弹,炸弹之王的宝座也不断更迭。

“炸弹之母”与“大布卢” 说到巨型炸弹的发展就不能不提到美国的巨型炸弹系列。二战中美国就制造过近20吨的T-12“造云者”巨型炸弹。越南战争中,美国又制造并使用了近7吨的BLU-82“雏菊剪”。在伊拉克战争中,美国为达到震慑的目的,并打击恐怖主义分子特种目标,又研制了9吨多重的“大型燃料空气炸弹”GBU-43/B,这种炸弹的英文为“Massive Ordnance Air Blast Bombs”,字母缩写为MOAB,恰巧与“Mother Of All Bombs”(炸弹之母)的英文缩写相同,而它也的确是当时世界上最大的常规炸弹。此后美国又研制了13吨多重的“巨蓝”(Big BLUE)巨型炸弹,也就是“大布卢”钻地弹。虽然这种炸弹比“炸弹之母”重很多,但它专门为打击地下目标设计,增加的重量大部分用于强化头锥和外壳,因此体积比MOAB小很多,这使它可以装在B-2A或B-52H战略轰炸机的武器舱内,而“雏菊剪”和“炸弹之母”只能用C-130投放。此后,美国为适应伊拉克战场的城市战和阿富汗的山地战,炸弹体积开始向小型化发展,成系列地研制了破坏原理类似的各种炮射、枪射和小型空地导弹用的各种温压弹。

“炸弹之父”



“温压弹”成新宠 从“雏菊剪”到“炸弹之母”,美国炸弹之所以越来越大,主要原因是为追求较大面积的破坏,而采用了威力、爆炸猛度和燃烧热相对低、但易于汽化的环氧乙烷、肼等液态燃料。例如,“雏菊剪”战斗部装有5715千克的GSX浆状炸药,主要成分为硝酸铵、铝粉和聚苯乙烯。炸弹在距地面30米处首次爆炸,形成一片雾状云团落向地面;在接近地表的几米处再次引爆,发生爆炸,产生强大冲击波,可杀伤半径600米内的人员。因它在爆炸前要生成很大体积的燃料云,使燃料与空气中的氧气充分混合,所以这种炸弹也被称为“云爆弹”。

为追求更大的爆炸效果并缩小炸弹体积,各国开始寻找爆炸猛度和燃烧热更高的燃料。从物理特性来看,固体燃料(炸药)的能量值一般都高于液体,因此固体燃料成为新的发展方向。固体燃料爆炸的事例实际上在工业生产中比比皆是。例如,煤场中煤粉和面粉厂中的面粉在空气中达到一定浓度和温度后,都会发生爆炸。如果这种粉尘本身就是炸药粉末,可想而知爆炸效果会更大。由于炸药本身就含有氧化剂,因此它不需要与空气混合就可以爆炸,其爆轰效果非常剧烈,可以瞬间形成高热、超压,而且其中的添加剂等可以消耗掉爆炸区内的氧气,使人员窒息死亡。由于采用了固体燃料,其体积可以做的相对小,可以制成钻地炸弹、空地导弹和榴弹等形式。这种采用固体燃料的燃料空气炸弹被人们称为“温压弹”。目前,世界上许多国家都在发展“温压弹”,“温压弹”已成为了世界弹药新宠。

鲜为人知的俄罗斯炸弹“巨无霸” 俄罗斯是世界上装备燃料空气炸弹或“温压弹”数量仅次于美国的国家。早在1985年5月苏军入侵阿富汗时期,苏军就曾在阿东部地区对游击队使用过燃料空气炸弹,结果炸出一个直径9.1米,深5.5米的大坑,致使半径约400米范围内的人和动物全部被炸死。

冷战后,车臣战争再次燃起了俄罗斯对这种威力强大的弹药的兴趣。它首先研制了ODAB-500PM型航空燃料空气炸弹,这是一种高速低空攻击武器,与美国的CBU-55、BLU-72类似,主要用于打击野战阵地上的部队和装备、清扫雷场和摧毁软目标。在第二次车臣战争中,俄军使用了这种炸弹。一枚这种燃料空气炸弹可形成直径15米、厚2.5米的浓雾,起爆后在炸点15米半径内的冲击波超压值高达100千克/厘米2,可直接摧毁目标。第二次车臣战争中,俄还为由T-72主战坦克底盘改进的一种多管火箭炮研制了TOS-1重型燃料空气火箭弹,战斗部中装有38.5千克燃料空气弹药。此外,近年来,俄为打击恐怖分子藏身的洞穴和城市堡垒,还开发了大量温压型步兵武器,例如“什米尔”单兵云爆弹等。

俄军借鉴美国在伊拉克战场的经验,对大型温压武器也提出了作战需求。应该说俄罗斯在弹药研制方面别具一格,目前世界军火工业中常用的5种猛炸药中综合指标最高的“太安”就是以俄语命名的。很早就有俄罗斯发展大型温压武器的报道,但直到2007年9月11日,俄罗斯才公布了这一消息,并播放了该武器爆炸的骇人景像。俄罗斯宣称这种武器的威力巨大,可同小型核武器媲美,而且技术比美国的“炸弹之母”先进。

“炸弹之父”的秘密——俄罗斯温压炸弹的特点

俄罗斯这次公布的“炸弹之父”的信息非常少,但从公布的有限信息我们可以对其工作原理和性能作一些简要的推测。

威力较大,但无法与核武器相比 从俄罗斯的报道来看,“炸弹之父”装有7.8吨新型高爆炸药,尽管总装药量比美军“炸弹之母”略少,但因采用先进配方,其威力反而超过对手4倍,相当于44吨TNT炸药爆炸后的威力,爆炸半径达到330米.与美军炸弹相比几乎扩大了两倍。俄罗斯公布的画面显示.在爆炸蘑菇云生成的瞬间,一座四层楼建筑轻而易举地被夷平了。

俄罗斯没有公布这种炸弹的总重,但BLU-82总重6804千克,装药5715千克;MOAB总重9525千克,装药8164千克,装药一般占到总重的85%。俄“炸弹之父”装有7.8吨炸药,那么,其总重量可能为9吨,因此其重量应该小于MOAB。这可能也是俄在报道中没有突出“炸弹之父”重量的原因。

俄军方发言人将其同小型核武器相提并论,但其破坏威力与核武器还相差很远。目前服役的最小核武器是美国的B61-11,爆炸威力可根据战场情况调整,但最低下限也有1000吨TNT当量。“炸弹之父”连其1/20也不到,而且从爆炸效率来看,9吨的“炸弹之父”的爆炸威力为44吨,而大约350千克的B61-11的威力却达到1000吨,效率是“炸弹之父”的565倍。“炸弹之父”在威力和爆炸效率上都进了一大步,但与核武器还是无法相提并论。

美国的“炸弹之母”



效应多样,可破坏核、生、化武器 美国和俄罗斯之所以不遗余力地发展这种大型炸弹的主要原因还是看到了这种武器多样的综合杀伤效应。例如,1千克燃料空气炸弹中常使用的环氧乙烷所放出的能量要比同质量的TNT爆轰时所放出的能量大4~5倍,冲击波阵面压力作用面积比TNT大40%,特别在摧毁生、化、核武器设施方面特别有效。美俄等国近年一直在为如何摧毁恐怖分子或所谓“无赖国家”的生、化、核武器设施而发愁,因为对这些设施的打击,可能使生物武器样本、化学战剂或放射性物质泄漏,造成类似俄罗斯切尔诺贝利核事故的灾难性后果,如果在战场上发生此类事件更会给自己和盟国军队带来灾难。据路透社报道,“炸弹之父”采用了与美国“炸弹之母”类似的两次爆炸模式,也就是在使用时,将装有温压炸药剂的炸弹在预定的高度引爆、释放燃料或炸药粉末,再经第二次引爆,可产生2500℃左右的高温火球,并产生巨大的冲击波和高压,爆炸产生的高温持续时间比常规炸药高5~8倍。俄罗斯宣称“炸弹之父”生成的高温是美国“炸弹之母”的两倍,那么其生成的高温就可能达到近5000℃。如此的高热和超压不但可以杀死生物武器菌株,而且可以使化学战剂分解变质。它在狭小空间中使用不会对洞穴等建筑造成大的破坏,而只是杀伤有生人员,因此也不会破坏核设施内的核材料保护措施。因此俄美等国都对这种武器在反大规模杀伤性武器扩散方面寄予了厚望。

体积适中,投放方便 俄罗斯电视报道中突出了由图-160超音速战略轰炸机投放“炸弹之父”的内容。美国在投放“炸弹之母”等同类武器时,由于炸弹体积太大不得不使用C-130运输机在6000米的高空投放。例如BLU-82“雏菊剪”全长5.37米,直径1.56米,“炸弹之母”的体积比它还要大。如果“炸弹之父”外形体积过大,图-160无论是采用内置还是外挂方式都无法挂载。从俄方透露的情况看,“炸弹之父”装药虽然比“雏菊剪”多,但比“炸弹之母”要少,其体积也很可能要小于“炸弹之母”。在保持一定体积的前提下,俄为了提高爆炸效率,显然采用了新的炸弹配方。从俄军方所谓的不会对环境造成污染的情况来看,“炸弹之父”中的炸药很可能采用了传统的碳氢化合物,并添加了铝、硅硼镁等助爆金属粉末。为达到5000℃高温,这些助爆剂的添加量很可能突破一般炸弹配方少见的20%,还可能采用了爆速、爆热和猛度等指标都首屈一指的“太安”炸药的衍生物,这使它在保证较大威力的同时,控制了炸弹体积,给投放带来方便。

杀伤面大,可打击隐藏目标 从俄报道来看,“炸弹之父”在开阔地的杀伤半径达到330米,也就是说直径660米范围内的生物将不复存在。这种武器如果在隧道、山洞或峡谷中爆炸,爆炸瞬间产生的大量云雾状的炸药粉末,会在爆炸冲击波推动下顺着隧道和山洞弥漫开来,这时延时爆炸装置再将其引爆,爆炸引起的震波会在山洞、隧道或建筑物封闭的空间里不断反射直至消失,因而不会引起坍塌。温压弹爆炸产生的冲击波和超压,既能大面积杀伤有生力量,又能摧毁无防护或只有软防护的武器和电子设备。爆炸在洞穴和地道中产生的气流对关键的设备和系统有显著的破坏能力,使其产生“功能损伤”,即发挥的效能有限、甚至失效。

此外,虽然一般炸药中含有氧化剂,但其中的大量助爆剂会迅速将周围空间的氧气“吃掉”,使爆炸现场的氧气含量仅为正常含量的1/3不到,而一氧化碳浓度却大大超过允许值,造成局部严重缺氧、空气剧毒。据报道,温压弹在有限空间中爆炸时的杀伤效应比开放区域中高50%~100%。《简氏防务周刊》华盛顿分部主管安德鲁·克可说,“如果你在大楼进口扔一枚手榴弹,只有进口周围的敌人会受到打击,大楼其它部位的人则安然无恙。而有了温压弹之后,在大楼进口投放的炸弹就可以杀死整栋楼中的敌人”。可见,“炸弹之父”是俄军打击隐藏在山区和城市中的恐怖分子的有效武器。

俄罗斯发展“炸弹之父”为了啥?

过去,巨型炸弹似乎是美国人的专利,除了二战中军事工业高度发达的英国和德国曾问津过这一领域外,罕有国家开发过此类武器。而似乎刚刚从国家解体缓过劲的俄罗斯为什么对这种制造困难、投放不便的武器产生了兴趣呢?

杭衡美国,争取技术优势 与美国抗衡是苏联人冷战中惯用的作法。当时美国只要有什么新式武器,苏联很快就会推出“对偶”的俄式版本,即使在核武器领域也是这样。例如,为了争夺世界上最大核弹的宝座,美国1954年爆炸了一颗当量2500万吨的氢弹,这对当时苏共第一书记赫鲁晓夫来说犹如当头一棒,无论如何不能让美国人占据最大核弹的交椅。在他直接领导和亲自过问下,1961年夏天,苏联终于制造了至今仍是世界上最大的1亿吨当量的超级氢弹,被称为“赫鲁晓夫炸弹”:由于威力太大,国土广阔的苏联竟然找不到试验的场地,最后不得不将装药减半进行试验即使这样,5000万吨当量仍是人类历史上制造的最大爆炸。

苏联解体后,俄罗斯国力急剧下降,不得不放弃了与美国的抗衡,对美态度一向温和,鲜有的几次抗争也是雷声大雨点小。西方并没有因此而投桃报李,反而大力推进北约东扩,将包围圈一步步推向俄罗斯的传统势力范围正如俄《真理报》在2007年2月评论普京慕尼黑会议上关于美俄冷战的讲话时所说的,美国无视俄罗斯的公开让步,不断将自己的军事势力向俄周边挤压推进,并一再破坏独联体国家的团结,暗中唆使“颜色革命”。在经济大衰退时期,这个昔日的超级大国对此只能扼腕兴叹。但让西方不曾料想的是,美国策动的伊拉克战争使国际原油价格持续走高,石油大国俄罗斯借机实现了经济突围,国内经济连续7年高增长,俄综合国力得到明显提升,这为俄罗斯增强军事实力提供了保障。2003年以来俄每年的军费增长都在20%以上,2007年年初,时任俄国防部长的伊万诺夫提文的国防预算计划更是高达316亿美元,再创历史新高。这些新增加的资金除改善军人待遇外,大多用在了发展新型武器上。

美国近年来通过“炸弹之母”和“巨蓝”的研制,在巨型炸弹上取得了巨大进步,一直稳坐“炸弹之王”的宝座。俄罗斯也希望通过夺取这一宝座来证明自己的军事和技术实力。正如美专家所说,俄罗斯推出“炸弹之父”意在强调本国的军队正在恢复“元气”,并重新拥有了赶超美国的能力和诸多最新型装备。我们从“炸弹之父”这一充满挑衅性的名称就可以看出俄罗斯抗衡美国的决心。

打击分裂主义和恐怖主义目标 苏联解体后,俄罗斯进行了两次车臣战争,使俄罗斯感到冷战中发展起来应对世界大战的摩托化步兵武器在弹丸之地的车臣毫无用武之地,因此借鉴美国反恐战争的经验开始大量发展温压武器,以期利用这种武器打击擅长丛林和城市游击战的分裂和恐怖主义分子。大家知道,在第一次车臣战争中,正是由于俄军没有打击城市街道目标的适当武器,不得不使用贯穿力和射击角度都较高的防空武器打击高楼内的目标。在第二次战争中俄不得不调用装备数量较少的燃料空气弹药打击内部结构不明目标和集群目标.此外,俄罗斯对盘踞在格鲁吉亚潘吉西峡谷内的恐怖分子营地早已觊觎已久,但由干俄格关系复杂,不可能就近剿灭。使用一般炸弹又难以一网打尽,而“炸弹之父”这样的“大规模杀伤性武器”无疑是最好的选择特别是这种炸弹对山洞和建筑内目标的特殊杀伤效应是俄特种部队应对车臣山区内恐怖分子的理想选择。此外,从俄罗斯高调公开这种骇人武器的作法上看,也是对境内外分裂分子和恐怖分子的震慑。

弥补核、常武器之间的战术空白 从世界弹药发展的趋势来看,核武器有着威力越来越小的趋势,而常规武器有着威力越来越大的趋势,这主要是为了满足战场上复杂的战术需要。目前最小威力的战术核武器当量也有1000吨,而1000千克级炸弹只有约1吨TNT当量,即使是“炸弹之父”也只有44吨当量,也就是说此间有900余吨当量的空白区域。按照美俄战争升级理论,战争的升级是双方依次交替扩大战争规模而在武器使用方面,正是由于上述空白造成了“核战争门槛”的存在,也就产生了所谓的“自我威慑”,即由于担心核武器的巨大破坏力,而不敢使用核武器。如果常规战争使用的武器可以从数十吨一直延续到核武器的1000吨,那么,双方交替使用的武器就可以平滑过渡到核武器,而不至于突然使用核武器,使战争决策者可以更灵活地控制战争:可见,通过巨型炸弹弥补核、常武器之间的战术空白,使核战争有了更长时间的缓冲期,但也使其发生的可能性变得更大、更自然。

值得注意的是,在俄罗斯公布“炸弹之父”后不久,美国又透露其正在研制一种装药高达14吨的新型巨型炸弹。如果它的原理类似“炸弹之父”,那么其TNT当量将接近80吨。新的“炸弹之王”正在产生,美俄之间的争夺也才刚刚开始,谁将成为最后的王者?还需拭目以待。

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2007年9月11日,俄罗斯军方通过电视新闻自豪地宣告,当天成功地试爆了世界上威力最大的常规炸弹,并一再强调比美国的“炸弹之母”威力要大数倍,甚至有针对性地将其称为“炸弹之父”。那么,这是一种什么样的炸弹?俄罗斯研制这种罕见的炸弹究竟有什么深意呢?

谁是炸弹之王?——俄罗斯“炸弹之父”的诞生

评述炸弹之王有多种标准,包括威力、体积和重量等多个标准。在炸弹发展史上为达成不同的战术目的出现过多种巨型炸弹,炸弹之王的宝座也不断更迭。

“炸弹之母”与“大布卢” 说到巨型炸弹的发展就不能不提到美国的巨型炸弹系列。二战中美国就制造过近20吨的T-12“造云者”巨型炸弹。越南战争中,美国又制造并使用了近7吨的BLU-82“雏菊剪”。在伊拉克战争中,美国为达到震慑的目的,并打击恐怖主义分子特种目标,又研制了9吨多重的“大型燃料空气炸弹”GBU-43/B,这种炸弹的英文为“Massive Ordnance Air Blast Bombs”,字母缩写为MOAB,恰巧与“Mother Of All Bombs”(炸弹之母)的英文缩写相同,而它也的确是当时世界上最大的常规炸弹。此后美国又研制了13吨多重的“巨蓝”(Big BLUE)巨型炸弹,也就是“大布卢”钻地弹。虽然这种炸弹比“炸弹之母”重很多,但它专门为打击地下目标设计,增加的重量大部分用于强化头锥和外壳,因此体积比MOAB小很多,这使它可以装在B-2A或B-52H战略轰炸机的武器舱内,而“雏菊剪”和“炸弹之母”只能用C-130投放。此后,美国为适应伊拉克战场的城市战和阿富汗的山地战,炸弹体积开始向小型化发展,成系列地研制了破坏原理类似的各种炮射、枪射和小型空地导弹用的各种温压弹。

“炸弹之父”



“温压弹”成新宠 从“雏菊剪”到“炸弹之母”,美国炸弹之所以越来越大,主要原因是为追求较大面积的破坏,而采用了威力、爆炸猛度和燃烧热相对低、但易于汽化的环氧乙烷、肼等液态燃料。例如,“雏菊剪”战斗部装有5715千克的GSX浆状炸药,主要成分为硝酸铵、铝粉和聚苯乙烯。炸弹在距地面30米处首次爆炸,形成一片雾状云团落向地面;在接近地表的几米处再次引爆,发生爆炸,产生强大冲击波,可杀伤半径600米内的人员。因它在爆炸前要生成很大体积的燃料云,使燃料与空气中的氧气充分混合,所以这种炸弹也被称为“云爆弹”。

为追求更大的爆炸效果并缩小炸弹体积,各国开始寻找爆炸猛度和燃烧热更高的燃料。从物理特性来看,固体燃料(炸药)的能量值一般都高于液体,因此固体燃料成为新的发展方向。固体燃料爆炸的事例实际上在工业生产中比比皆是。例如,煤场中煤粉和面粉厂中的面粉在空气中达到一定浓度和温度后,都会发生爆炸。如果这种粉尘本身就是炸药粉末,可想而知爆炸效果会更大。由于炸药本身就含有氧化剂,因此它不需要与空气混合就可以爆炸,其爆轰效果非常剧烈,可以瞬间形成高热、超压,而且其中的添加剂等可以消耗掉爆炸区内的氧气,使人员窒息死亡。由于采用了固体燃料,其体积可以做的相对小,可以制成钻地炸弹、空地导弹和榴弹等形式。这种采用固体燃料的燃料空气炸弹被人们称为“温压弹”。目前,世界上许多国家都在发展“温压弹”,“温压弹”已成为了世界弹药新宠。

鲜为人知的俄罗斯炸弹“巨无霸” 俄罗斯是世界上装备燃料空气炸弹或“温压弹”数量仅次于美国的国家。早在1985年5月苏军入侵阿富汗时期,苏军就曾在阿东部地区对游击队使用过燃料空气炸弹,结果炸出一个直径9.1米,深5.5米的大坑,致使半径约400米范围内的人和动物全部被炸死。

冷战后,车臣战争再次燃起了俄罗斯对这种威力强大的弹药的兴趣。它首先研制了ODAB-500PM型航空燃料空气炸弹,这是一种高速低空攻击武器,与美国的CBU-55、BLU-72类似,主要用于打击野战阵地上的部队和装备、清扫雷场和摧毁软目标。在第二次车臣战争中,俄军使用了这种炸弹。一枚这种燃料空气炸弹可形成直径15米、厚2.5米的浓雾,起爆后在炸点15米半径内的冲击波超压值高达100千克/厘米2,可直接摧毁目标。第二次车臣战争中,俄还为由T-72主战坦克底盘改进的一种多管火箭炮研制了TOS-1重型燃料空气火箭弹,战斗部中装有38.5千克燃料空气弹药。此外,近年来,俄为打击恐怖分子藏身的洞穴和城市堡垒,还开发了大量温压型步兵武器,例如“什米尔”单兵云爆弹等。

俄军借鉴美国在伊拉克战场的经验,对大型温压武器也提出了作战需求。应该说俄罗斯在弹药研制方面别具一格,目前世界军火工业中常用的5种猛炸药中综合指标最高的“太安”就是以俄语命名的。很早就有俄罗斯发展大型温压武器的报道,但直到2007年9月11日,俄罗斯才公布了这一消息,并播放了该武器爆炸的骇人景像。俄罗斯宣称这种武器的威力巨大,可同小型核武器媲美,而且技术比美国的“炸弹之母”先进。

“炸弹之父”的秘密——俄罗斯温压炸弹的特点

俄罗斯这次公布的“炸弹之父”的信息非常少,但从公布的有限信息我们可以对其工作原理和性能作一些简要的推测。

威力较大,但无法与核武器相比 从俄罗斯的报道来看,“炸弹之父”装有7.8吨新型高爆炸药,尽管总装药量比美军“炸弹之母”略少,但因采用先进配方,其威力反而超过对手4倍,相当于44吨TNT炸药爆炸后的威力,爆炸半径达到330米.与美军炸弹相比几乎扩大了两倍。俄罗斯公布的画面显示.在爆炸蘑菇云生成的瞬间,一座四层楼建筑轻而易举地被夷平了。

俄罗斯没有公布这种炸弹的总重,但BLU-82总重6804千克,装药5715千克;MOAB总重9525千克,装药8164千克,装药一般占到总重的85%。俄“炸弹之父”装有7.8吨炸药,那么,其总重量可能为9吨,因此其重量应该小于MOAB。这可能也是俄在报道中没有突出“炸弹之父”重量的原因。

俄军方发言人将其同小型核武器相提并论,但其破坏威力与核武器还相差很远。目前服役的最小核武器是美国的B61-11,爆炸威力可根据战场情况调整,但最低下限也有1000吨TNT当量。“炸弹之父”连其1/20也不到,而且从爆炸效率来看,9吨的“炸弹之父”的爆炸威力为44吨,而大约350千克的B61-11的威力却达到1000吨,效率是“炸弹之父”的565倍。“炸弹之父”在威力和爆炸效率上都进了一大步,但与核武器还是无法相提并论。

美国的“炸弹之母”



效应多样,可破坏核、生、化武器 美国和俄罗斯之所以不遗余力地发展这种大型炸弹的主要原因还是看到了这种武器多样的综合杀伤效应。例如,1千克燃料空气炸弹中常使用的环氧乙烷所放出的能量要比同质量的TNT爆轰时所放出的能量大4~5倍,冲击波阵面压力作用面积比TNT大40%,特别在摧毁生、化、核武器设施方面特别有效。美俄等国近年一直在为如何摧毁恐怖分子或所谓“无赖国家”的生、化、核武器设施而发愁,因为对这些设施的打击,可能使生物武器样本、化学战剂或放射性物质泄漏,造成类似俄罗斯切尔诺贝利核事故的灾难性后果,如果在战场上发生此类事件更会给自己和盟国军队带来灾难。据路透社报道,“炸弹之父”采用了与美国“炸弹之母”类似的两次爆炸模式,也就是在使用时,将装有温压炸药剂的炸弹在预定的高度引爆、释放燃料或炸药粉末,再经第二次引爆,可产生2500℃左右的高温火球,并产生巨大的冲击波和高压,爆炸产生的高温持续时间比常规炸药高5~8倍。俄罗斯宣称“炸弹之父”生成的高温是美国“炸弹之母”的两倍,那么其生成的高温就可能达到近5000℃。如此的高热和超压不但可以杀死生物武器菌株,而且可以使化学战剂分解变质。它在狭小空间中使用不会对洞穴等建筑造成大的破坏,而只是杀伤有生人员,因此也不会破坏核设施内的核材料保护措施。因此俄美等国都对这种武器在反大规模杀伤性武器扩散方面寄予了厚望。

体积适中,投放方便 俄罗斯电视报道中突出了由图-160超音速战略轰炸机投放“炸弹之父”的内容。美国在投放“炸弹之母”等同类武器时,由于炸弹体积太大不得不使用C-130运输机在6000米的高空投放。例如BLU-82“雏菊剪”全长5.37米,直径1.56米,“炸弹之母”的体积比它还要大。如果“炸弹之父”外形体积过大,图-160无论是采用内置还是外挂方式都无法挂载。从俄方透露的情况看,“炸弹之父”装药虽然比“雏菊剪”多,但比“炸弹之母”要少,其体积也很可能要小于“炸弹之母”。在保持一定体积的前提下,俄为了提高爆炸效率,显然采用了新的炸弹配方。从俄军方所谓的不会对环境造成污染的情况来看,“炸弹之父”中的炸药很可能采用了传统的碳氢化合物,并添加了铝、硅硼镁等助爆金属粉末。为达到5000℃高温,这些助爆剂的添加量很可能突破一般炸弹配方少见的20%,还可能采用了爆速、爆热和猛度等指标都首屈一指的“太安”炸药的衍生物,这使它在保证较大威力的同时,控制了炸弹体积,给投放带来方便。

杀伤面大,可打击隐藏目标 从俄报道来看,“炸弹之父”在开阔地的杀伤半径达到330米,也就是说直径660米范围内的生物将不复存在。这种武器如果在隧道、山洞或峡谷中爆炸,爆炸瞬间产生的大量云雾状的炸药粉末,会在爆炸冲击波推动下顺着隧道和山洞弥漫开来,这时延时爆炸装置再将其引爆,爆炸引起的震波会在山洞、隧道或建筑物封闭的空间里不断反射直至消失,因而不会引起坍塌。温压弹爆炸产生的冲击波和超压,既能大面积杀伤有生力量,又能摧毁无防护或只有软防护的武器和电子设备。爆炸在洞穴和地道中产生的气流对关键的设备和系统有显著的破坏能力,使其产生“功能损伤”,即发挥的效能有限、甚至失效。

此外,虽然一般炸药中含有氧化剂,但其中的大量助爆剂会迅速将周围空间的氧气“吃掉”,使爆炸现场的氧气含量仅为正常含量的1/3不到,而一氧化碳浓度却大大超过允许值,造成局部严重缺氧、空气剧毒。据报道,温压弹在有限空间中爆炸时的杀伤效应比开放区域中高50%~100%。《简氏防务周刊》华盛顿分部主管安德鲁·克可说,“如果你在大楼进口扔一枚手榴弹,只有进口周围的敌人会受到打击,大楼其它部位的人则安然无恙。而有了温压弹之后,在大楼进口投放的炸弹就可以杀死整栋楼中的敌人”。可见,“炸弹之父”是俄军打击隐藏在山区和城市中的恐怖分子的有效武器。

俄罗斯发展“炸弹之父”为了啥?

过去,巨型炸弹似乎是美国人的专利,除了二战中军事工业高度发达的英国和德国曾问津过这一领域外,罕有国家开发过此类武器。而似乎刚刚从国家解体缓过劲的俄罗斯为什么对这种制造困难、投放不便的武器产生了兴趣呢?

杭衡美国,争取技术优势 与美国抗衡是苏联人冷战中惯用的作法。当时美国只要有什么新式武器,苏联很快就会推出“对偶”的俄式版本,即使在核武器领域也是这样。例如,为了争夺世界上最大核弹的宝座,美国1954年爆炸了一颗当量2500万吨的氢弹,这对当时苏共第一书记赫鲁晓夫来说犹如当头一棒,无论如何不能让美国人占据最大核弹的交椅。在他直接领导和亲自过问下,1961年夏天,苏联终于制造了至今仍是世界上最大的1亿吨当量的超级氢弹,被称为“赫鲁晓夫炸弹”:由于威力太大,国土广阔的苏联竟然找不到试验的场地,最后不得不将装药减半进行试验即使这样,5000万吨当量仍是人类历史上制造的最大爆炸。

苏联解体后,俄罗斯国力急剧下降,不得不放弃了与美国的抗衡,对美态度一向温和,鲜有的几次抗争也是雷声大雨点小。西方并没有因此而投桃报李,反而大力推进北约东扩,将包围圈一步步推向俄罗斯的传统势力范围正如俄《真理报》在2007年2月评论普京慕尼黑会议上关于美俄冷战的讲话时所说的,美国无视俄罗斯的公开让步,不断将自己的军事势力向俄周边挤压推进,并一再破坏独联体国家的团结,暗中唆使“颜色革命”。在经济大衰退时期,这个昔日的超级大国对此只能扼腕兴叹。但让西方不曾料想的是,美国策动的伊拉克战争使国际原油价格持续走高,石油大国俄罗斯借机实现了经济突围,国内经济连续7年高增长,俄综合国力得到明显提升,这为俄罗斯增强军事实力提供了保障。2003年以来俄每年的军费增长都在20%以上,2007年年初,时任俄国防部长的伊万诺夫提文的国防预算计划更是高达316亿美元,再创历史新高。这些新增加的资金除改善军人待遇外,大多用在了发展新型武器上。

美国近年来通过“炸弹之母”和“巨蓝”的研制,在巨型炸弹上取得了巨大进步,一直稳坐“炸弹之王”的宝座。俄罗斯也希望通过夺取这一宝座来证明自己的军事和技术实力。正如美专家所说,俄罗斯推出“炸弹之父”意在强调本国的军队正在恢复“元气”,并重新拥有了赶超美国的能力和诸多最新型装备。我们从“炸弹之父”这一充满挑衅性的名称就可以看出俄罗斯抗衡美国的决心。

打击分裂主义和恐怖主义目标 苏联解体后,俄罗斯进行了两次车臣战争,使俄罗斯感到冷战中发展起来应对世界大战的摩托化步兵武器在弹丸之地的车臣毫无用武之地,因此借鉴美国反恐战争的经验开始大量发展温压武器,以期利用这种武器打击擅长丛林和城市游击战的分裂和恐怖主义分子。大家知道,在第一次车臣战争中,正是由于俄军没有打击城市街道目标的适当武器,不得不使用贯穿力和射击角度都较高的防空武器打击高楼内的目标。在第二次战争中俄不得不调用装备数量较少的燃料空气弹药打击内部结构不明目标和集群目标.此外,俄罗斯对盘踞在格鲁吉亚潘吉西峡谷内的恐怖分子营地早已觊觎已久,但由干俄格关系复杂,不可能就近剿灭。使用一般炸弹又难以一网打尽,而“炸弹之父”这样的“大规模杀伤性武器”无疑是最好的选择特别是这种炸弹对山洞和建筑内目标的特殊杀伤效应是俄特种部队应对车臣山区内恐怖分子的理想选择。此外,从俄罗斯高调公开这种骇人武器的作法上看,也是对境内外分裂分子和恐怖分子的震慑。

弥补核、常武器之间的战术空白 从世界弹药发展的趋势来看,核武器有着威力越来越小的趋势,而常规武器有着威力越来越大的趋势,这主要是为了满足战场上复杂的战术需要。目前最小威力的战术核武器当量也有1000吨,而1000千克级炸弹只有约1吨TNT当量,即使是“炸弹之父”也只有44吨当量,也就是说此间有900余吨当量的空白区域。按照美俄战争升级理论,战争的升级是双方依次交替扩大战争规模而在武器使用方面,正是由于上述空白造成了“核战争门槛”的存在,也就产生了所谓的“自我威慑”,即由于担心核武器的巨大破坏力,而不敢使用核武器。如果常规战争使用的武器可以从数十吨一直延续到核武器的1000吨,那么,双方交替使用的武器就可以平滑过渡到核武器,而不至于突然使用核武器,使战争决策者可以更灵活地控制战争:可见,通过巨型炸弹弥补核、常武器之间的战术空白,使核战争有了更长时间的缓冲期,但也使其发生的可能性变得更大、更自然。

值得注意的是,在俄罗斯公布“炸弹之父”后不久,美国又透露其正在研制一种装药高达14吨的新型巨型炸弹。如果它的原理类似“炸弹之父”,那么其TNT当量将接近80吨。新的“炸弹之王”正在产生,美俄之间的争夺也才刚刚开始,谁将成为最后的王者?还需拭目以待。

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毛熊继续吹牛ING.........
炸弹No·1——美国“重型钻地炸弹”

2007年12月,美国空军宣布其“重型钻地炸弹”(MOP,Massive Ordnanc Penetrator)正在试验装备在B-2上。

这说明MOP不久就能进入实用状态,从而将成为世界现役中最大的常规炸弹,而且还将创下炸弹对地打击深度的新记录。

渐进的需求牵出MOP

“重型钻地炸弹”(MOP)是一项由美国国防威胁削减局投资的技术演示项目,主要是发展一种专用于打击坚固地下深层目标的13.6吨(30000磅)的常规钻地炸弹。

该炸弹可以说是美国钻地武器技术的巅峰之作,虽然问世时间不长,但其技术发展却由来已久。
花开两枝打地下 在两伊战争中,伊拉克为抗击伊朗的轰炸,将其许多关键军事基础设施都转移到了地下。海湾战争初期,美军对巴格达北部奥塔基空军基地地下工事反复轰炸,但工事主体毫发未伤,这迫使美军紧急用火炮炮管改装成了以后闻名遐尔的GBU-28“堡垒摧毁者”钻地弹。战争中,美空军用GBU-28摧毁了伊拉克境内发现的大部分地下目标,但其毕竟是一个早产儿,存在着先天不足。例如,GBU-28在空中的可控性很差,瞄准要非常准确,而且钻地深度和爆炸威力还是无法达到战争实际需要。为此美军不得不考虑发展钻地技术。

以后美军对地下目标打击武器的研制基本沿两条思路发展。一是利用燃料空气炸弹原理发展了GBU-43/B“炸弹之母” (MOAB)大型炸弹。这类炸弹对地下目标的打击主要是对地下设施的洞口进行爆轰,引发有氧爆炸和有氧燃烧,从而产生高压冲击波、高热能和无氧区,以摧毁武器装备、建筑物,并导致地下设施内人员的窒息死亡。这种杀伤是非直接的。另一个思路就是发展钻地型重磅炸弹,其对目标的杀伤是直接的,因此被称为“直接攻击坚固目标武器’、1997年美空军正式提出了这一技术概念,当时设想的是一种重9072千克(20000磅级)的适应恶劣天气的精确制导直接攻击炸弹,适用于B-52和B-2。它利用JDAM计划开发的制导组件满足恶劣天气条件下的攻击需要,并专门为钻地炸弹开发了加固目标智能引信(HTSF)。它由电子引信发展而来,可以按照钻地层数、距离和时间控制爆炸点。引信根据炸弹打击目标过程中重力加速度的变化感应爆炸参数,能区别土壤、混凝土、岩石和空气。这些技术成为了今天“重型钻地炸弹”(MOP)发展的基础。

越来越大的“大布卢” 2001年的阿富汗战争中,改进后的GBU-28得到了更广泛的应用,但是战争实践也让美国人感到了现有钻地炸弹威力的不足。当时有情报显示以拉登为首的塔利班领导层躲藏在托拉博拉山区的几个大型山洞中,但GBU-28的钻地深度和威力对此无能为力。为此美空军提出了开发重达13.6吨、钻地深度30.48米(100英尺)以上的大型常规炸弹,并将其称为“大布卢”或“深蓝”(BLU-82也有该外号)。2002年3月,美国空军与诺·格和洛·马公司签订了紧急采购3枚此类炸弹的合同,以满足战争急需。起初计划在战场上边实战边开发,但随着塔利班的迅速垮台,这种武器失去了需要。

2003年2月,伊朗前总统哈塔米宣布伊朗发现铀矿并将建设铀转换和铀浓缩设施。从2004年国际原子能机构总干事巴拉迪提交的伊朗核问题执行报告看,伊朗当时已拥有1140台离心机,均部署在新建的地下设施内。对此,美国国防部科学专家组再次提出发展轰炸机投放的大型钻地炸弹的建议,包括发展20000~30000磅钻地和空气燃料两种类型的大型炸弹。而此时恰逢美国国内高调提出“强力钻地核弹”(RNEP)计划,这使钻地武器技术发展迎来了前所未有的大好时机,也使大型钻地炸弹计划变得越来越现实。

浮出水面的“重型钻地炸弹”

2004年11月1日,美国国防部宣布驻英格林空军基地的空军研究实验室与波音公司签署了“重型钻地炸弹”(MOP)的开发合同。该合同分为三个阶段,第一、二阶段主要是进行炸弹的钻地和爆炸威力技术的试验和开发。2005年5月,波音公司成功完成了第一阶段的MOP技术论证工作。第二阶段从2005年6月开始,将进行MOP的地面静态测试、载荷的防破损效应测试及打击实际隧道目标的爆炸威力演示。2007年3月14日,在白沙导弹靶场的武器隧道设施MOP成功完成了静态隧道威力测试。美国防部在伊朗和朝鲜核危机最关键的时刻公布了此次试验的概况,这使MOP计划正式走到了前台,成为人们关注的对象。这一阶段工作在2007年11月结束。至此,MOP炸弹本身的研制工作基本结束,技术轮廓基本确定。

目前正在进行的是MOP的第三阶段,从2007年12月开始,持续到2008年7月。这一阶段将在B-2和B-52上进行MOP的挂载试验,并进行飞行和投放测试。整个阶段将进行5次以上的实际投放试验,以测试炸弹打击堡垒和隧道目标的钻地深度和威力。按照美军公布的消息,B-2的内置式弹舱内可携带两枚MOP。2007年12月,美国空军密苏里州怀特曼空军基地第509轰炸机联队透露.该基地已在一架模拟的B-2上成功试装了一枚MOP。按照美国国防部公布的计划,MOP到2008年晚些时候将完成试验,具备初始作战能力,2009年春季具备完全作战能力,开始正式装备部队。

特色鲜明的MOP

从美国目前公布的MOP来看,该弹长6.2米,直径0.8米,重达13.6吨,采用GPS/INS制导,在炸弹中部“十”字形安装有4个短横翼,尾部有4个可折叠栅格尾翼。

钻地能力强,可攻击地下更深层设施 炸弹的钻地深度受到多种复杂因素制约。土壤或岩石对钻入的炸弹所产生的阻尼力会破坏经过加固的钢制炸弹外壳,使内装的爆炸装置破损。目前估计钻地深度最科学的“长钎钻地”理论认为,最大可能钻地深度与钻地弹长度和密度成正比,与打击目标密度成反比。计算结果表明,即使用目前强度最高的材料制造弹壳,其对地冲击速度也不能大于3000米/秒,而在所有条件都理想的情况下,其对应的钻地深度一般不超过炸弹长度的10倍,而炸弹长度又受到携载飞机的限制。如果在实际应用中,冲击速度和钻地深度超过上述值,炸弹和其内部引爆装置就可能受到严重损坏,使炸弹无法正常起爆。MOP正是依据这一理论开发的,其战斗部壳体采用镍钴钢合金制成,预计对一般加固混凝土的钻深为60米,对坚硬岩石为40米,对超强加固混凝土为8米,远远超过了BLU-113保持的6米混凝土层或30米厚土层的现有钻地深度记录。

爆炸威力大,可打击加固目标 过去的试验表明,既要保证威力,又要保证炸弹外壳钻地时不破损,像1000千克重的炸弹只能装载约227千克的高爆炸药,但这一数量级的炸药无法有效破坏较大面积的地下隧道网和其中的装备。而MOP因其超大的“体重”,内装炸药重量达到2700千克。虽然只占总重量的20%,但由于采用了高性能炸药,其威力比以往的钻地炸弹提高数十倍。美国空军曾进行了广泛的对比试验,以判断在同一个地点是投下多枚炸弹还是投下一枚大型炸弹的杀伤效果哪个更好?最终还是选择了MOP。

2007年3月,美国在新墨西哥州白沙导弹试验场的一个堆满直升机和吉普车的坑道内进行了MOP的首次威力测试,军方对爆炸现场的温度和压强等数据的测量表明,其威力是美国空军现役最大威力弹药的3.5倍。

命中精度高,可选择多种攻击方案 MOP的制导方式与JDAM类似,也采用GPS制导,这使其可以在恶劣气象条件下实施精确攻击。除了GPS外,MOP还保留了惯性制导(INS)方案,这使它在GPS信号受干扰时仍能较为准确的打击目标。该炸弹在尾部安装了4个栅格型尾翼,不但可以在炸弹滑翔飞行中调整飞行方向,实施精确打击,而且可以在最后的飞行段,将炸弹调整到多种角度的攻击位置,使其以最有效的攻击角度进行攻击。例如,为保证最大钻地深度,炸弹一般以垂直于目标面的角度攻击,这样还可以避免跳弹,错过杀伤位置。

此外,该炸弹还应用了为BLU-109和BLU-113钻地弹开发的新型敏感引信,能够精确测量出弹头穿过地下的层数和穿透距离,根据预编好的最佳引爆点来引爆穿透弹头,以达到最大的毁伤效果。

高空投放,适于隐身突防 MOP与美国以往大型炸弹最大的一个不同点就是由B-2和B-52这样的真正轰炸机携载。BLU-82和“炸弹之母”都由C-130运输机投放,俄罗斯的“炸弹之父”虽然使用图-160轰炸机投放,但从公布情况来看,图-160只能携带一枚“炸弹之父”,而MOP的B-2挂载方案为同时装载两枚炸弹B-2最大载弹量接近23吨,按照常理无法携带两枚13.6吨的MOP但该机的机内载油高达80~90吨,估计美军会采用减少燃料的方法解决炸弹载荷问题,虽然会缩短B-2的航程,但可在前沿机场部署,或增加空中加油的次数。

由于采用了GPS制导,B-2可以在10千米以上高空投放MOP。与其它钻地炸弹相比,MOP中部4个短横翼的面积较大,可使MOP在整体重量较大的情况下还有较大的滑翔距离,而且较高的投放高度也使其可以滑翔更远。从战时的投放需要来看,其滑翔距离估计不会低于20千米。由于MOP挂载在B-2的弹舱内不影响其隐身性能,这保证在攻击行动中B-2可以隐身突防,在首轮打击中重点打击重要目标,同时确保飞机尽早脱离战区,保证机组人员和飞机的安全。

MOP的后效

美国不遗余力地发展MOP,并不简单的是为了夺取世界第一炸弹的席位,还有更深更多的考虑。

验证大型钻地弹药的可行性 近年来,美军航空弹药向着小型和超大型两个极端发展。在为降低附带损伤发展小弹径炸弹(SDB)的同时,美国积极发展大威力的超大型炸弹,以弥补禁止使用核武器后常规弹药威力的不足。但是在钻地炸弹发展中,炸弹钻地深度与威力之间的矛盾始终无法解决。为保证炸弹有足够的钻地强度,炸弹结构重量的比重就非常大,相应减少了装药量,使爆炸威力不足。提高炸药比重后,炸弹强度难以保证钻地深度。从MOP的发展过程来看,其前期主要论证解决的就是这一问题。2006年3月,美国防威胁削减局主任詹姆斯·泰戈尼利称,MOP实际是一个测试项目,主要用于了解大型钻地武器的设计原理,采集打击硬目标武器所需的相应参数。

为钻地核武器奠定了技术基础 美国早在2003年就开始了强力钻地核弹(RNEP)的论证开发但该计划的预算申请在2005~2007财年连续三年被国会否决,美国核安全管理局被迫在2006年2月宣布停止RNEP项目。RNEP计划实际可以分为低当量核武器开发、先进概念技术、钻地弹和试验准备四个方面。在经费难以保证的情况下,美国采取了先易后难的方式,首先争取常规钻地技术资金的通过。在2005年9月美国参议院国防拨款小组委员会的核钻地弹计划拨款中虽然没有对核钻地弹拨款,但对传统钻地弹的研究拨款400万美元。这实际使相同技术的钻地弹场地试验仍然可能进行,从而为以后的钻地核弹开发提供相关技术。众议院武装部队委员会2005年报告称,这种试验的结果对各种钻地弹都适用。也就是说,虽然此次钻地核弹的直接经费没有通过,但是其所需要的钻地概念技术研究仍可进行,这为日后钻地核弹的发展铺平了道路。

使空中对地下深层目标的打击更灵活 在MOP服役前,美军对地下目标的打击要么使用“鱼贯攻击”战术,要么采用“炸弹之母”等燃料空气炸弹打击洞口。“鱼贯攻击”就是对坚固目标采用多枚激光制导炸弹瞄准同一点“鱼贯攻击”的战术,也就是说后一枚炸弹利用前一枚炸弹的破坏效果逐步向内“掘进”,但这种方式弹药消耗大,且要求只能使用激光制导这种精度高的制导方式。后一种打击方式要求炸弹要准确打击敌隧道洞口,并破坏防爆门才能对洞内目标构成威胁。而MOP无需寻找洞口,可以直接钻入地下隧道内,或者在目标附近的地下土壤或岩石中爆炸,土壤或岩石会最大限度地将爆炸威力转为地震波而增强杀伤效果,这大大缓解了对目标精确位置情报的需求。而爆炸力向地下四周的扩散,挤压和扭曲附近的地下隧道和设备,所产生的巨大地下冲击波即使在很远的地方也能够破坏设备并杀伤人员。这在实际作战使用中有重要意义。例如,上世纪90年代中期,美国断言利比亚已建成一座地下神经性毒剂生产厂。该设施建在第黎波里东南60千米处至少18米的地下,制订打击方案的最大困难是其所处精确位置无法确定。但该位置在60米到140米间隔上明显有两个隧道入口,以目测估算,两条隧道环绕入口附近的一块大型岩石是为了抗巡航导弹攻击,但不清楚的是隧道是向同一方向延伸,还是在岩石附近作了急转弯。如果隧道绕岩石作600转弯,主厂房大概在一个240米长、80米宽的矩形区内,最佳方案是将攻击点设在这个矩形区的中心,但当时美国没有能达到这一深度并具备破坏这么大区域的常规钻地武器。而MOP就可以完成这一过去要考虑核弹才能打击的不太明确的地下目标。
源文来自空军世界
中国空军早期航空子母弹

现代兵器 第4期 江雨

中国空军从建立开始就一直是以国土防空作为主要作战任务,而且历次战斗都以争夺制空权为主,所以早期战机执行对地攻击作战的能力并没有得到过实战检验。中国空军所装备的歼5、歼6战斗机虽然都具备一定的对地攻击能力,但是这些战斗机一直以来广为人知的对地攻击武器,基本上都局限在航空火箭和常规炸弹的范围之内。执行对地攻击任务的中国战斗机在早期军事作战体系中,战术上始终被作为对地面部队进行火力支援的“超级大炮”来使用。可以说中国的战斗机和强击机在抵抗外敌入侵作战中是一个重要的战术支援力量,也比较重视战术战斗机在近距支援作战中的使用。

中国战斗机的早期型号基本仿制于苏联空军前线战斗机,而强5强击机同样是在歼6战斗机的基础上改进设计的机型。虽然中国空军部队所装备的战斗机在保持了对空作战能力的前提下,都具备携带和使用多种对地攻击武器执行作战任务的能力,而且在机载对地攻击武器中也有几种颇为有效。但是,飞机本身的性能局限性决定了其缺乏足够的载弹量和对地攻击设备。

航空炸弹是中国战斗机执行对地攻击任务时所使用的主要武器。因为小直径常规航空炸弹对地面目标的杀伤和破坏能力比较有限,所以各军事技术强国普遍装备具有较大杀伤范围和多用途能力的子母弹。常规航空炸弹的杀伤范围是以炸弹本身的爆点为中心,而能够在空中散开的子母弹的杀伤范围却是以每个子弹的炸点为中心,由几个甚至几百个子弹所构成的一个较大的杀伤区域。在炸弹直径相同的情况下对暴露的地面目标进行攻击,子母弹的杀伤范围和装药利用率都要明显超过常规炸弹。中国空军战斗机部队在组建初期就装备了多种从苏联引进并仿制的航空子母弹。这些航空子母弹的技术水平虽然在总体上并不出色,但是其明显改善了中国空军战斗机挂架少和载弹量小的缺陷,加强了歼5、歼6、歼7、强5这类轻型战机在进行对地攻击作战时的作战能力。

100-1航杀弹束

严格说来,该弹并不符合子母弹的标准,而是一种结构相对简单的集束炸弹。但是100—1航杀弹束在使用中所能够获得的效果却类似于子母弹,所以本文也将其列入中国早期航空子母弹的介绍之中。100-1航杀弹束的重量和尺寸规格与普通的100—1航杀弹基本相同,但是弹体却是

由3枚重量各为33公斤的小直径杀伤炸弹组合而成。100-1航杀弹束仿制的是由苏联引进的RBS一100航杀弹束,该弹从飞机上投掷后在空中分解成三个小弹以提高杀伤效果。

100一1航杀弹束所使用的33公斤小直径杀伤炸弹仿制的是苏联AO一25—33杀伤炸弹,依靠炸弹爆炸后的破片和爆轰波对目标进行杀伤和破坏。AO一25—33全弹重量为33公斤,长度为982毫米,直径122毫米,翼展122毫米,装药量5.5公斤,装药系数17%。33公斤炸弹的弹体采用了铸钢材料制造,为了保证炸弹在爆炸时可以产生大量的破片以提高杀伤威力,铸钢弹体外壳的内侧呈锯齿形状以构成半预制破片结构。单枚AO一25—33炸弹的杀伤半径为54米,杀伤面积可以达到3630平方米,在杀伤人员的同时对于近距离的轻装甲目标也可以形成比较大的破坏效果。100—1航杀弹束的集束器由大型的尾翼和中心集束杆组成,3枚33公斤小弹围绕集束杆被头、尾两端的固定器联接构成一个整体弹束。100—1航杀弹束从飞机上投放后经过6秒左右短延时后,弹束头部集束器中的启动药包被延时引信启动,药包装药燃烧后所产生的大量火药燃气依靠压力顶出集束器上的连接销,使固定子弹头部的集束器与中心固定杆分离,3枚33公斤杀伤弹从集束杆上分离后分别下落以杀伤目标。



250—1航空子母弹

中国空军早期使用的子母弹主要是250—1航空子母弹。该弹的中央弹体为一个空心简体,各种规格的小炸弹按照不同数量安装其内。250—1航空子母弹的弹体由弹头和壳体两部分组成,其中半圆形的弹头内部填充有配重用的11公斤干沙,弹头通过3颗铆钉将与弹体连接在一起。弹体为钢板压制的带中心传火管的空心圆柱形,安装有延时引信的后段锥形弹体与稳定尾翼连接在一起。250—1航空子母弹从飞机上投掷后经过预先设定的延时时间,弹上延时引信启动点燃装药以产生大量燃气,火药燃气通过弹体中心的传火管将压力传导到弹头后方,弹头连接的铆钉在火药压力下被切断而使母弹头、体脱离。脱离后的弹头依靠火药推力和本身重力的作用与弹体分离,失去弹头的弹体受空气阻力的作用而减速,弹体内部安装的子弹依靠重力和惯性的作用从弹体前端下落并逐渐分散以形成大面积散布杀伤范围。

250—1航空子母弹的弹体只是一个容纳子弹药的标准容器,发挥炸弹威力的是弹体内部各种用途的子弹药。作为子弹的小型炸弹按照重量可以分为2公斤、5公斤和10公斤三个规格,按照用途可以分为杀伤、破甲和燃烧。不同重量的三个规格的子弹外形都是与常规炸弹类似的弹体加稳定翼结构,在将子弹装入250—1航空子母弹时可以根据弹体尺寸规格的大小,分别在母弹弹体内部安放一排或者两排子弹,并且用隔板的垫座将小炸弹固定住。

杀伤弹 250—1航空子母弹中所安装的杀伤爆破弹有10公斤和2.5公斤两种,其中10公斤杀伤爆破弹是250—1航空子母弹装载的规格最大的子弹,该弹原型为苏联同类型的AO一10SCH杀伤炸弹。A0—10SCH杀伤爆破弹的弹体采用铸铁制造,弹体头部有26毫米标准的引信接口以安装带旋翼延时器的瞬发引信。10公斤杀伤爆破弹长度476毫米,直径90毫米,稳定翼展长¨0毫米,弹体内装填炸药0.85公斤,装药系数8.7%。炸弹依靠爆炸后所形成的爆轰波和弹体破片来杀伤地面有生力量,AO一10SCH炸弹对暴露人员的密集杀伤半径为19米,对轻装甲防护车辆的破坏半径为0.5米。

我军引进的俄罗斯反跑道炸弹



2.5公斤杀伤爆破弹的弹体结构、材料和引信与10公斤爆破弹基本相同,原型弹为苏联AO一2.5SCH杀伤炸弹。2.5公斤爆破弹长度为373毫米、直径50毫米、稳定翼展为60毫米,弹体内部装有炸药0.09公斤,装药系数3.3%。尺寸规格和体积明显的要小于10公斤杀伤爆破弹的2.5公斤杀伤爆破弹的装载量较大,250—1航空子母弹在装载10公斤子弹时只能安装一排,而长度和规格较小的2.5公斤杀伤爆破弹则可以在弹体内前后安装两排。

破甲弹 机械化部队自从在第二次世界大战中大放异彩之后,很快就成为了地面作战部队的战斗力核心。现代战争中地面战场上装甲和火力支援目标的数量越来越多,而空军对地攻击时也越来越重视对这些目标的攻击效果。250—1航空子母弹的子弹中拥有2.5公斤和5公斤两种反坦克弹。这两种反坦克弹都采用了空心装药战斗部,在命中目标时不但可以依靠成型装药所形成的金属射流贯穿坦克、装甲车薄弱的顶装甲,而且对于其他车辆和火炮也具有很强的破坏效果。

2.5公斤反坦克弹仿制的是苏联PTAB一2.5反坦克破甲弹,弹体长度355毫米、直径62.8毫米、稳定翼展90毫米。弹体内装填炸药0.79公斤,装药系数为1 8.7%。2.5公斤反坦克弹在薄钢弹体外侧还有附加的杀伤套筒,在攻击装甲目标的同时还可以对一定范围内的暴露人员与无防护的技术兵器造成杀伤和破坏。中国空军在配合陆、海军攻击一江山岛的战斗中,曾经在对守岛国民党军炮兵阵地的攻击中采用过2.5公斤反坦克弹,在实战中取得了比较理想的效果。

燃烧弹 燃烧武器无论是对于有防护目标还是暴露的有生力量都有很强的杀伤力,美国B一29轰炸机对日燃烧弹攻势的巨大战果,就是用事实证明燃烧武器对地面目标杀伤作用的典型例子。燃烧弹是各国空军战斗机对地攻击所使用的一个非常重要的弹种,2.5公斤燃烧弹也是250—1航空子母弹的另外一种重要的子弹类型。装载在250—1航空子母弹内的2.5公斤燃烧弹仿制的是苏联ZAB一2.5航空燃烧弹,ZAB一2.5的弹体长度为355毫米、直径60毫米,翼展83毫米,弹体内部可以装填高效燃烧剂,也可以装填高爆炸药或者爆破纵火装药。装填高热燃烧剂的2.5公斤燃烧弹的使用特点与普通以纵火为目的的燃烧弹不同,2.5公斤燃烧弹在燃烧时的火焰不扩散,起爆后首先从弹体头部的三个气孔处喷出约20厘米长的高温火焰以引燃附近的易燃物,然后整个弹体在装药爆燃后融化形成温度高达2500~C的集中火源,高温火焰不但可以引燃易燃物和杀伤暴露的人员与物资,而且还可以燃烧不容易被引燃的装备与物资,爆炸的燃烧弹还能够对装甲目标和火炮等大型技术装备造成破坏。

中国空军装备的250—1航空子母弹是一种威力较大、使用较为灵活的对地攻击武器,通过在母弹弹体内安装不同类型的子弹药,可以满足对地面有生力量、炮兵阵地、装甲车辆、仓库等目标的攻击要求,在攻击装甲目标、技术兵器和脱离坚固掩体有生力量的作战效果上,要明显超过同直径的常规炸弹。250—1航空子母弹的战术性能和威力在引进时处于同类装备较好水平,而且我军在实际作战使用中也取得了比较理想的效果。但是,按照现在的眼光看待仿制的250一1航空子母弹,却能够在该弹的设计和使用中感受到一些技术上的缺陷。

250—1航空子母弹的母弹箱弹体不能分解,所以子弹需要经过打开的母弹头部与母弹脱离。250—1航空子母弹的子弹脱离方式决定了子弹的散布范围要比壳体分裂的子母弹要小,而且对于母弹投掷子弹时的姿态和角度也有比较严格的要求。按照250—1航空子母弹的结构特点和作战使用条件来看,250—1航空子母弹不适合在超低空高速飞行时投掷,战斗机在攻击地面目标时需要长时间暴露在地面防空火力之下,实战应用上要受到一定的限制。

100—1航杀弹束和250—1航空子母弹作为基于二战后期技术发展起来的装备,无论是在使用条件上还是在技术水平上都存在很多的不足,但是引进的这些炸弹对于早期的中国空军来说仍然是一种威力较大的对地攻击武器。随着新一代国产航空子母炸弹在威力、效果和使用灵活性上的提高,这些引进和仿制苏联产品所装备的子母弹已经被多种性能更加先进的新型子母弹所取代。


详解航空炸弹

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航空炸弹常被戏称为“铁疙瘩”,一方面指航弹外壳通常由铸铁铸钢制成,另一方面恐怕是指普通自由落体炸弹与如今铺天盖地的精确打击武器相比,颇让人有一种呆板迟滞的感觉。世界各国轰炸机、战斗机等作战飞机都装备了航空炸弹,军事爱好者们对这种武器可以说是见惯不怪了。但也许静心一想,到底航弹内里是怎么一回事呢?本文将为读者们详细剖析这一令人熟悉而又陌生的武器:航空炸弹。
一枚航弹,小则几十千克乃至几千克,大则重达若干吨,还可采用核装药。因此航空炸弹即可用于战术用途,也能胜任战略任务。通常我们称重量在50千克以下的航弹为小型航弹,100~500千克为中型航弹,以上为大型航弹。在结构上,航弹一般包括弹体、弹翼、引信、装药等。航弹还可以加装制导装置、升力翼面、减速装置等实现特定功能的附加部件。一般来说,航弹弹体通为两头尖锐的流线型圆柱体,尾部一般有各式各样的尾翼。作战时,作战飞机将航弹投掷向目标,命中时以冲击波、破片、火焰等各种杀伤效应实现对目标的毁伤。

起源身世

航空炸弹由哪国谁人发明,已无从考证。据称19世纪中叶,奥地利人就已开始从气球上向意大利威尼斯城投掷爆炸性武器,这可能是航空炸弹最早的实战应用。1911年11月1日意大利飞机携带手榴弹改造的炸弹,轰炸了利比亚地区的土耳其军队,这被认为是世界上首次轰炸行动。另一种说法是,1914年第一次世界大战开始后,俄罗斯设计师B·B·奥拉诺夫斯基于1909到1914年专门设计了系列化的航空炸弹,包括杀伤、爆破等型号,重量从几千克到几百千克。1916年A·雅科夫列夫又研制了最早的航空燃烧弹。德国人则声称1912年德国人研制了世界第一种航空炸弹,代号M·APR。可以肯定的是,真实意义上的航空炸弹是在第一次世界大战期间随着作战飞机的出现而面世的,估计一战期间各国共投放了5万多吨炸弹。

第一次世界大战中的轰炸机在进行投弹



基本构造

从本质来看,2003年的航弹和1909年的航弹没有大的区别,但其中的技术含量已有了翻天覆地的变化。现在我们来探讨一下航空炸弹的基本构造。

规格

我们常把航空炸弹的重量作最基本的分类标准,例如美国航弹通常分为100磅、250磅、500磅、1000磅等不同级别。1磅等于0.454千克,我们常在新闻报道中看到908千克炸弹等带零头的数字,就是英制重量单位换算为公制单位所造成的。采用公制的国家,其航弹多数分为50千克、125千克、250千克、500千克等规格。但航弹实际重量总是与其规格并不相等,而且在储存状态时因不装引信、弹箍等部件,重量又有少许变化。例如,我国250-3型航弹实重216千克,500-2型航弹实重473千克。一般来说,250千克级别航弹长1到2.5米之间,直径250到350mm不等,同样随引信、弹箍等部件的拆装而发生变化。特殊航弹则一般不归入特定规格级别,例如美国有6800千克的BLU-82“滚球”超大型炸弹,以及近期研制的10吨级“炸弹之母”。我国也有重达2.84吨的3000-2型航弹,刚好能装在轰-6的弹舱里,并曾随轰-6出口国外。

弹体

弹体最主要的作用是容纳装药。单单看容器这一职能,弹体理论上应尽量薄、轻而容积大,而圆柱体容器正具有上述优点,因此弹体一般都近似圆柱体。如我国500-2型航空爆破炸弹使用10mm厚的铸钢圆柱形弹体,250-1则为8mm。

弹体虽功能简单,但它要承受各种外来力量,设计上必需消灭空中解体、触地过早崩裂、侵彻深度不足等问题,因此精心的设计不可或缺。美国在多次局部战争中大量使用的Mk-84航弹,其铸钢弹体按空气动力学设计,薄而轻,装药量多达全弹重的45%(这一比值的学名叫“装填系数”),从而增大了杀伤力。普通航弹大部分重量都耗在弹体上,例如我国老式的250千克航弹,装填系数仅38%。当然,这不是说要一味追求高的装填系数,弹体太轻可能令航弹强度不足,而且要考虑产生最优杀伤效能的弹体破片的实际需要。

航弹外形上可大致分为低阻力和高阻力两种。低阻航弹具有流线的纺锤外形,或呈球端圆柱体,弹翼小而后掠,适合高速的战斗机、攻击机携带。高阻航弹(如俄制ФАБ-М54系列、我国250-1型等)外形粗钝,空气阻力大,不适合高速飞机外挂。低阻航弹在同等速度下的阻力,一般为同重量级高阻航弹的几分之一,乃至1/10。但高阻航弹能充分利用机体内部炸弹舱的容积,仍有较大实用价值。应当指出的是,高阻航弹一般比同一重量级的低阻航弹要更重(指实重),装药更多,威力更大。有意思的是,从资料图片上看,俄军的高速飞机(像苏-24)也常携带高阻航弹。美军的普通航弹已实现全面的低阻化。我国还将部分航弹划分为中阻航弹,顾名思义是阻力在高低两者之间。

苏军使用的高阻航弹



有的航弹表面前端有防跳弹装置,假如没有这一装置,在低空高速投弹时,炸弹有时会出现跳弹现象,在目标上打水漂,偏离目标。解决跳弹问题除了使用防跳装置,还可以使用瞬时触发引信。此外像我国3000-1、俄ФАБ-М62等高阻航弹的头部还装有保证下落弹道稳定的弹道环。

航弹的头、尾部分,表面上看与弹体似乎是一个整体,实际上多数航弹的头尾部分都是与弹体相互分离的独立部件。为了装填炸药,弹体头尾一般有开孔,装好后用一个螺接的金属盖封好。钻地弹的弹体前盖(或头锥)要使用高强度材料,如美军曾使用203mm榴弹炮炮管作为钻地弹弹体。

在材料方面,钢铁具有坚固、成本低、加工简易的优点,因此航弹弹体常用铸铁或铸钢制造,尤其是球墨铸铁。因此弹体往往呈现明显的铸造特征,带有粗糙的波纹状花纹。总体来说弹体制造技术,还是相对简单的。但是,这里面仍有着很多学问,特别是大型航弹的弹体,没有一定的冶炼、机械加工、气动力等技术积累是造不出来的。例如我国3000-2型航弹的弹体中段、尾锥制造问题,就曾困扰厂家多时。有的弹体还采用刻槽等预制破片的设计,以改善爆炸产生的破片的各种特性。近年高强度铝合金也开始应用到弹体上,产生的破片更多、更轻、更快,且弹体总重较小。南非就采用过内嵌钢珠的玻璃纤维材料制作弹体。特殊航弹(如反坦克炸弹、子母弹的子弹)的弹体作用不尽相同,可以使用轻金属、塑料等材料,外形也不一定是流线型。弹体上以字符和彩色条纹标注重量、用途、编号等信息,美军网站上常常有硕大的新闻图片表现出这些细节。美军训练弹一般涂为蓝色。

弹体上有称为“弹耳”的环状部件。往炸弹挂架上挂炸弹时,把两个弹耳卡进挂架上的挂钩里,炸弹就牢靠的挂好了。弹耳之间的距离、弹耳孔的直径应尽量标准化(北约标准的双弹耳间距为356mm、762mm等,俄罗斯标准则为250mm),或为炸弹配可更换的弹耳适配组件。弹耳标准化问题,对于依赖或曾经依赖进口航弹的国家来说,往往是一个老大难问题。因为航弹储存期长,装备后很长时间都未淘汰或耗尽,库存的各种新老航弹的标准又多不相同。随着时间推移,标准本身也会发展改进,我国的图-4轰炸机要求的挂耳距离就与轰-5轰炸机不一样。为此部分型号的航弹必须同时满足新老飞机的特定情况,于是250-1型等航弹既有适用于图-4的老标准挂耳,也有适用于轰-5等的新型三耳式挂耳。当然,“新型”是指当时而言。
一些航弹的构造较为特殊,如俄ЗБ-500燃烧炸弹呈橄榄形,有一个很薄的金属外壳,仅在弹耳处有加强结构,侧面开有加注口盖,引信在弹体正中央,没有尾翼。ЗБ-500弹体设计的“特立独行”,正符合其燃烧弹的特性。



弹翼

弹翼常指安装在弹尾的尾翼,用于稳定航空炸弹下落时的飞行状态,确保航弹以正确姿态命中目标,通常不提供升力、控制力(滑翔弹翼组件只适用于制导炸弹,本文不涉及)。弹翼还可以阻止炸弹自身旋转,从而提高精度。有的航弹没有弹翼。尾翼的结构、片数、形状和面积按气动力学设计,二战时不少航弹的尾翼是较复杂的圆筒状结构,甚至是双圆筒结构,翼片多达十几片,有的还分主副翼。种种复杂设计都是为了保证弹道稳定,提高命中精度。随着低阻航弹的崛起,弹翼也逐渐改为小面积后掠薄翼片,固定在弹尾模块的表面,能迅速拆装。通常弹翼采用与弹体类似的金属材料制造,但也有使用塑料等轻质材料制造的(适用于重量轻的航弹或子母弹的子弹),不过使用塑料就必须考虑低温发脆等问题。

在航弹低空投掷及制导化的技术浪潮中,先后诞生减速弹翼、起旋弹翼、滑翔弹翼等特殊的弹翼。减速弹翼能减慢炸弹下落速度,从而保证投弹飞机在以50米甚至20米高度进行超低空突防时,能有足够的时间完成投弹、脱离等动作,而不为自己投下的炸弹所伤,同时保证炸弹尽可能以垂直姿态命中目标。美国MK15弹翼组件是典型的减速弹翼,平时折叠在Mk82炸弹弹体后半部分,投下后四片弹翼像雨伞一样撑开,借助空气阻力减缓炸弹下落速度。

目前航弹尾翼一般设计为模块化组件,可以根据使用环境更换合适的尾翼组件。某些炸弹甚至可以让飞行员通过外挂管理系统设置减速尾翼组件工作模式,令减速炸弹在高空投掷时不张开尾翼,以免大幅增加投弹误差。通过联动保险装置,还可以保证如果弹翼没打开,炸弹就不起爆,避免炸伤投弹飞机。我国又把携带减速弹翼的低阻航弹称为“低空弹”,当年研制250-3低阻航弹时就是先设计了“低阻弹”,再设计出了低空尾部部件,使得250-3进一步成为了“低空弹”。

除了减速尾翼外,现代航弹还使用了减速伞和减速气囊。在伊拉克电视新闻中,伊军曾高举美军航弹的减速伞欢呼雀跃。减速伞是加装在弹尾上、用于减速的小降落伞。在一些航弹上,要靠一个较小的引导伞拉出较大的主减速伞。伞又有十字形、旋转形等多种样式。

减速气囊像一个开口很小的袋子,炸弹下落时释放出气囊,气流从气囊四个角上的开口处冲进气囊内部,气囊增大进而增阻减速。有的气囊使用火药燃气完成吹鼓的工作。减速气囊和减速伞也可以设计成飞行员可控制,高空投弹时无需开启。典型的减速气囊包括美军BSU-85气囊弹尾组件等。减速气囊和减速伞的制造工艺,比减速尾翼要简单。更重要的是它们受横风的干扰小,因此对精度影响较小。同时,气囊和伞展开时占据的空间较小,因此对投弹高度、连续投弹间隔等方面的限制更少一些。

起旋弹翼常见于子母炸弹的子弹,其用途是驱使弹体高速旋转借以解脱引信保险。有的子弹利用弹体刻槽、凸肋乃至不对称的弹体起到同样作用。

引信

现代航弹的引信和保险紧密融合在一起。引信的主要用途,是在符合起爆条件时令炸弹起爆,反之则令炸弹处于安定状态。根据其工作原理,可分为定时、定高、碰炸、压力等等。例如中高空投掷的核航弹可以使用大气压力引信,通过测量气压,判断是否到达了起爆的高度;又如采用上抛甩投的低空投掷核航弹,其特殊引信可测量垂直方向上的速度分量,一旦到达弹道最高点即解除保险。目前航弹引信最普遍的工作方式是 “碰炸+延时”,引信在弹体撞击目标时被触发,经预先设置的时间延迟,引爆雷管、传爆管,进而使装药爆炸。引信一般以螺接等方式和弹体连接,可以方便的更换。由此又引申出航弹引信的标准化问题,其螺口尺寸、引信尺寸等必须统一,美军将这一尺寸定为50mm。为了让航弹在距离目标一定高度时发挥其最大威力,有时要把引信装在适当长度的探杆顶端,如俄ФАБ-250航弹。

引信保险要确保炸弹的安全,通常有三种方法:一、令引信与引爆主装药的雷管分开,比如储藏时不装引信,或用可拔除的钢销分隔开引信、雷管;二、引信必须受到足够的外力作用才会触发,如封装在金属外壳里面,只有强烈的撞击才能触动壳内的引信;三、采取延时、远距保险措施,只有当炸弹的飞行状态满足了特定条件后,引信才能起作用。第三种方法,一个较为简单的实现方法使用风车涡轮:弹体下落时,风车涡轮开始工作,在相对气流作用下旋转,达到一定转数后才允许炸弹起爆。低空投掷的航弹往往装有负过载引信,当尾伞打开航弹减速时解脱保险。

部分航弹装有一根连接着挂架和引信的保险钢绳,炸弹投下时拽紧的钢绳把引信扯到解除保险的状态,这样炸弹只有离开挂架后才能起爆。为确保安全,一枚航弹要至少采用两种保险方式。在引信上通常设有小窗口,里面标示了引信当前的状态,搬运或安装时应特别注意。

引信还可以分为机械式和电子式两种。机械式引信在撞击时,内部的活动撞针会在惯性作用下猛烈冲撞雷管,雷管起爆,进而引发主装药。电子式引信原理和机械式引信近似,但通过电气元件之间的电流脉冲来实现动作。引信需要长期储存,用普通电池供电的话容易失效,因此很多电引信配有锂电池等长寿命电池,或者干脆装上微型空气涡轮、火药燃气涡轮或惯性式发电机,在弹体下落时发电提供引信所需电能。总的来看,电引信比机械引信复杂些,但设置工作方式、延时等方便灵活,不仅可由地勤手动设置参数,还可以在飞行中由飞行员通过外挂管理系统进行设置。电引信还包括近炸引信,通过发射/接受无线电波,在弹体接近目标时起爆。

如果引信加上定时机构,可以延时几毫秒到几十小时后,才引爆炸弹。延时装置可以采用机械或电子钟表原理,也可以燃烧延时药盘实现。对于钻地弹来说,少许延时有利于炸弹借助动能钻进坚固目标的内部起爆。如果需要杀伤地表上的软目标,可以把延时时间设得很短(约50μs),炸弹则完全在地表上方爆炸。延时另一个作用是阻碍敌方行动,美军曾在朝鲜大量使用延时炸弹阻碍志愿军排弹。延时引信也可令航弹定时自毁,以免被敌人缴获。

为确保可靠起爆,航弹经常用两个以上的引信。这里以美军M117/118通用爆破炸弹来进一步说明。该弹弹尾装有FMU-54机械引信,保险涡轮装在尾锥的侧面。也可以在弹头采用M904电引信,弹尾用机械引信。还可以换成FMU-113空炸引信,或FMU-139A/B触发/触发延时引信,后者用FZU-48/B涡轮供电。如果使用Mk-75引信组件,还可以作为空投触发地雷使用。对于飞行时可重新设置的引信,弹体上还会留有一些专门的信号接口。

引信工作正常与否,关系到作战任务能否完成,以及载机及机组成员的性命安全。每当作战飞机投弹方式发生变革时,它也必须随时变革以适应新的需求。一个很好的例子就是,当我军开始试用低空投掷的低阻航弹时,原本以为能够沿用老式引信,结果出现了过早触发的问题,炸弹在空中早炸,最终的解决方法就是研制了全新的低空航弹引信。

装药

装药是航空炸弹弹体内装填的炸药或特殊物质,是航弹发挥作用的核心部分。普通航弹装普通炸药或烟火药。主装药应尽量选用对撞击、摩擦不敏感的炸药,以保证安全。这些炸药用锤子敲也不一定会爆炸,正因为如此,引信必须借助“敏感”而威力小的雷管,加上传爆管,去引爆“迟钝”而威力大的主装药。

最为广泛采用的航弹装药是成熟、便宜的TNT,也可使用混合多种化学成分而成的混合装药,例如Tritonal(特里托纳尔,TNT/铝混合炸药)、H6、RDX、NTO等更先进的炸药品种。采用高能量、低敏感度的新型炸药是航弹发展的趋势,但发展中国家出于成本考虑仍大量采用TNT装药。较早期的混合装药,像Tritonal的威力比等重的TNT高50%左右,先进得混合装药威力就更加大了。特殊航弹,例如美军BLU-82大型航弹,使用的装药一样“特殊”,该弹主装药为硝酸铵和硝酸铝混合物。

在工厂里,常用浇铸的方法把熔化的炸药装入弹体内部。如果炸药熔点高(比如RDX),那就将它和低熔点物质(蜂蜡、TNT等)混合起来熔化浇铸。不过混入低熔点物质,如蜡,将会降低炸药的威力。另一种方法是用机械压缩方式进行装填。下图为美国厂家在为Mk82型航弹浇铸装药。(mk82.jpg)

细分下去,常规航弹又可以分为爆破、杀伤、燃烧、反坦克、反跑道、子母弹和特殊航弹等等。爆破、杀伤航弹依靠装药爆炸的冲击波和弹体碎片杀伤目标。其他种类的航弹稍微复杂些,举例来说,燃烧弹一般采用凝固汽油、白磷、铝粉(或镁)、烟胶片、四氧化三铁等可燃物质,一般呈粉末或胶状,在扩爆装药的作用下能四处飞溅引火。反坦克航弹可利用聚能射流战斗部攻破坦克顶部,也可依靠弹体高速破片贯穿较薄的坦克侧装甲(如法国BAT120)。特殊航弹包括照明弹、烟雾弹、训练弹等,使用更特别的装药。训练弹装药较少,仅生成闪光或烟雾以标示命中点,或者干脆就没有装药。

如何评测航弹的爆炸威力呢,一般可用距离爆心若干米处(如10米、100米,按炸弹大小适当取值)的冲击波超压值来衡量,这一数值越高显然威力越大。此外,抛土量也是重要的指标,这是因为使用触发引信的航弹能产生巨大的弹坑,弹坑的容积能够较好的描述航弹的威力。3000-2型航弹抛土量高达300立方米,250-3型航弹则为56立方米。对于燃烧弹、破甲弹或者主要依靠高速破片进行杀伤的航弹,则有各种具体数值,例如平方米内的有效火种数等等。非常规航弹主要指装填核生化物质、具有大规模杀伤力的航弹。

航空炸弹的总重一般较大,其中30至40%是装药,因此航弹的威力是相当惊人的。一般的装甲输送车,只能抵御10米外爆炸的155mm榴弹破片,这些榴弹一般重30到45千克。假如250千克普通杀伤航弹在距装甲车目标10米处爆炸,输送车内部的人员将被杀死或重创。采用专门设计的航弹能够更为有效的杀伤其预期目标,例如我国老式的100-2航杀爆弹的破片能在10米处贯穿30mm的均质装甲钢板,而大多数坦克的侧面、顶部装甲的防护水平都低于这一数值。因此在当前来说,影响航弹效能的最主要因素是投弹精度,而不是航弹本身的威力大小。

定型装备

航弹与其它各种军用武器一样,从客户方提出需求,到最后定型装备部队,要经过严格的设计、测试验证过程。假如是测绘仿制的话,那么设计工作会简单一些。一般最初的试验是由样品弹完成的,有的样品用于在地面靶场进行静止状态下的静爆威力试验,以检验航弹威力是否与设计值相符。另一些样品没有装药(可用砂土等填充物代替),用于装机和空投试验。装机试验可以发现飞机挂载使用这种航弹时会否出现问题,例如弹本身与弹舱、挂架、运输挂载车辆的适用性;空投试验检验气动设计是否能保证航弹飞行稳定、误差在可接受范围内、弹体强度是否足够等等。此时要考虑上选择适当地貌地质的场地作为试验靶场,过于松软的土质无法给予弹体真正的考验,选择过硬的土质则变得“吹毛求疵”。上述试验完成后,经过修改优化,可进行实弹空投试验,检验实弹弹道稳定性、炸药安定性、爆炸完全性、冲击波等威力数值、下落时间等重要指标是否符合要求。如均符合要求,则可转入定型生产。

也有许多航弹,并未经历上述周密的研制试验过程就已经投入实用。例如美国的5000磅GBU-28激光制导炸弹,就是在海湾战争期间由美军紧急提出试制要求,本土厂家赶工制造了两发样弹,立即空运沙特,由F-111携带攻击了伊军目标。据称炸弹到达沙特时,浇铸不久的装药还在透过厚厚的弹体散发热量。当然,因为这种炸弹弹体就是203mm炮管,制导/控制等部件是成熟的产品,这才能如此“仓猝上阵”。

航弹不算是高技术装备,生产简易价格低廉,战时消耗量较大,对于拥有一定数量作战飞机的中等国家来说,其航弹总储备量往往达到以十万为单位。就中小重量级航弹来说,单一个型号往往储备几万枚之多,发一个生产订单至少得生产几千枚。引进外国作战飞机及相关航弹武器时,常常也是一个型号的航弹就引进几千枚。像美国这种“世界警察”,航弹的装备数量就更为惊人了。

浅析投弹

在当前各国装备的较为先进的综合火控系统中,航弹的准确投放,是由平视显示器、大气数据计算器、火控计算机、测距雷达等组成的复杂火控系统,加上飞行员及时准确的决策处置所完成的。火控系统中常用的航弹攻击模式,包括“炸弹连续计算命中点”(Continuously Computed Impact Point,CCIP) 和“连续计算投放点”(Continuously Computed Release Point,CCRP) 两种模式。这里做一些粗浅的介绍。

在CCIP模式下,综合火控系统将不停歇的计算连续时间段内炸弹最终的命中点。系统能够根据本机传感器测出的高度、速度、航向等数据,以及预先输入的该型航弹弹道参数,连续的计算出假设当时投弹,炸弹将落在目标所在水平面何处。这一个点的位置,以命中点的特定标示输出到平视显示器上。这样,飞行员需要做的,就是透过平显盯住叠加了命中点的目标景象,不断*纵飞机,令命中点与目标重合,并投放炸弹。

CCRP 的瞄准原理,就是火控系统在接近目标过程中连续计算每一瞬间,假如投弹时在地面上的命中点位置,并同时计算飞机同一瞬间相对目标的位置,将两者在计算机里自动对比,将命中点与目标的位置之差作为距离和方位*纵信号显示在平显上。此时飞行员根据这一信号指示驾驶飞机到达预定的投放点。当命中点与目标重合时,表明飞机到达了投放点,此时火控系统自动投弹。

无论理论上还是实践中都已证明的一个事实是,即便同样使用无制导的自由落体航空炸弹,装备综合火控系统的作战飞机,其投弹准确度远远优于没有相关系统的老式作战飞机。两者轰炸特定目标所需的架次、投弹总数几乎有着数量级的区别。因此对于一些较为落后的作战飞机来说,进一步改进其火控系统,仍能显著提高其作战效能。

扩展改进

我们可以发现,尽管航空炸弹有一定技术含量,但稍有一点工业基础的国家都能够大批量生产。因此航弹是一种多快好省的航空武器,有作战飞机的国家必定会装备航弹。

单个航空炸弹威力始终有限,一战开始不久就出现了集束炸弹。集束炸弹是把多个航弹捆绑、连接在一起,投掷以后散开,能覆盖面积较大的目标区域。集束炸弹和达姆弹(击中人体膨胀变形的枪弹)都被视为“不人道”的武器,国际公约规定禁止使用,但美国在空袭南斯拉夫、伊拉克等战争中仍大量使用了这一类型的航弹。

子母弹可以看作是有密闭外包装的集束炸弹,天女散花般的子弹特别适合对付面积目标,换装或混装不同的子弹则能对付不同类型的目标。子母弹一般要装遥控装定引信,以根据实际情况确定恰当的抛撒子弹高度。子母弹有着精巧的抛撒措施。许多子母弹投掷后先炸开弹体尾部,然后头部的抛撒装置产生火药燃气把子弹推出去。也可以在弹体上布置炸药索,起爆时把弹体炸开,子弹在相对气流或弹体中轴抛射装置的作用下抛出。英国BL755型250千克反坦克子母弹,就利用燃气发生器吹胀各个子弹旁的气囊,把子弹推出去。该型航弹的子弹虽小,但数量多,覆盖面积广,一枚子弹的破片多达1050片,破片穿甲深度超过180mm,足以击毁或重创各种装甲目标。由于性能先进,该弹为我国仿制并装备。

为控制航弹的速度,减速/增速火箭应运而生。法国“混凝土破坏者”反跑道炸弹同时装有减速/增速火箭和减速伞,减速火箭令炸弹改为垂直下落,减速伞延缓下落时间,保证投弹飞机安全脱离;然后增速火箭烧掉减速伞,并令炸弹加速到160m/s,高速侵入跑道水泥层内部,随后起爆。更出名的法制“迪兰达尔”反跑道炸弹则采用“双降落伞+增速火箭”的布局,装备了法国、美国以及我国。不过近年由于精确制导炸弹的发展,美军已能够准确的“点射”敌军躲藏在机库、掩体内的作战飞机,“迪兰达尔”反跑道炸弹有了点“鸡肋”的味道。

航空炸弹最具革命性的改进,是以“白星眼”电视制导炸弹、“宝石路”激光制导炸弹等为代表的“灵巧炸弹”浪潮。各国在普通航弹基础上,加装电视、红外、激光或GPS导引头,以及气动舵面等装置,使得自由落体航弹变成了精确制导武器,在此不做详细描述。应强调的是,当航弹加上导引头、助推增程火箭后,它与空地导弹已没有本质区别了。而以现役航弹作为制导武器的战斗部,要比研制全新的导弹战斗部便宜而可靠。

辅助设备

航空炸弹的使用,还需要一些辅助的设备。例如飞机上要有挂架、挂钩以吊挂航弹,目前一般都使用能适应多种武器、具有标准性的复合挂架。挂架不仅起着吊挂的作用,更重要的是它是机载火控系统和炸弹间的中介。以某型歼击机为例:该机机翼下的复合挂架呈流线型,底部有挂弹钩、前后限位器、电源插头和前后脉冲输出机构。挂弹钩由挂钩、解脱/闭锁装置、投放爆炸机构组成。当挂弹时,弹耳卡进打开的挂弹钩内,这时投放爆炸机构的触片被弹体顶起,处于安全状态。飞行员决定投弹时,打开火控系统的相关开关,接通“射击”开关,选择“投弹”*作,按下投弹按钮。挂弹钩接到投弹信号,通过电磁铁驱动解脱装置打开挂钩,炸弹在重力或惯性作用下坠落或甩脱。如果使用可遥控的电引信,挂架必须有相关的接口。有的挂架借助气压、爆炸、电磁等弹射装置强制投掷炸弹。

进入强调飞机隐身性能的时代之后,航弹及悬挂设备设计有了新的要求。美国人走的道路是尽可能在机体弹舱内携带航弹,以保证隐身性能,在低威胁(或已压制敌方防空力量)的情况下也可外挂部分航弹。外挂物,特别是能挂载多枚航弹的挂架系统,其多个方向的RCS比一架具备先进隐身能力的战斗机要高得多。因此使用内部弹舱携带航弹也成为了必然的潮流。这进而导致航弹必须在保证足够威力的条件更多的减小重量、缩小体积,以适应容积有限的新型战斗机弹舱。美军的“小直径炸弹”SDB就是这一形势下的新产物,它仅重250磅,通过先进的制导技术提高精度、保证毁伤效果,一架F/A-22能内带8枚SDB。而该机的部分机体部件已经到了当前技术的极限,例如机身钛合金隔框是世界上最大的类似产品,机体容积短期来说不可能再有增大空间。可以说不缩小航弹体积,势必导致新一代隐身战斗机对地攻击能力急剧下降。

炸弹在地面存放时有专门的仓库、支架、拖车或挂弹车,这些设施设备都是专门设计的。拖车、挂弹车一般都很低矮,避免与机身、机翼碰撞;经过特殊处理的悬挂系统能保证运送航弹时不产生过大的振动;有的带有液压/电动的起重臂等吊挂、卸装设备。

部队还需要装备与航弹相关的各种检测设备,以检查航弹的各个部分是否处于正常可用状态,特别是引信这一容易失效的部分。

展望未来

从提高航弹威力的角度看,继续研制先进的炸药技术,例如分子间炸药,能有效提高航弹的杀伤力。电磁炸弹等新体制的航弹也是重要的发展方向。常规电磁炸弹已在伊拉克参与了实战。这种炸弹多数采用爆炸磁压缩发生器 (MFCG)原理:炸药爆炸的能量作用于金属爆炸管,迅速压缩磁通量,从而将爆炸化学能转化为电磁能,获得高功率电流脉冲,杀伤敌方的电子设备。另一个方向是光杀伤航弹,利用爆炸化学能产生巨大的光脉冲,干扰、杀伤战场上大量的光学设备。从结构上看,“模块化”将成为新一代航弹的重要特点,装药、弹翼、引信等可以快速拆装组合,适应各种用途。

对于现役航弹来说,配上制导模块,能够快速的组合成不同用途、不同制导体制的空地武器。而许多作战场合也需要这一“低技术武器”,例如较大的面目标(电厂、车站、码头等)还得用大量航弹方能有效毁伤。可以肯定,尽管制导武器已经成为空地武器的主流,但航空炸弹仍有着强大的生命力,仍值得我们予以充分重视。
原文来自空军世界

详解航空炸弹

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航空炸弹常被戏称为“铁疙瘩”,一方面指航弹外壳通常由铸铁铸钢制成,另一方面恐怕是指普通自由落体炸弹与如今铺天盖地的精确打击武器相比,颇让人有一种呆板迟滞的感觉。世界各国轰炸机、战斗机等作战飞机都装备了航空炸弹,军事爱好者们对这种武器可以说是见惯不怪了。但也许静心一想,到底航弹内里是怎么一回事呢?本文将为读者们详细剖析这一令人熟悉而又陌生的武器:航空炸弹。
一枚航弹,小则几十千克乃至几千克,大则重达若干吨,还可采用核装药。因此航空炸弹即可用于战术用途,也能胜任战略任务。通常我们称重量在50千克以下的航弹为小型航弹,100~500千克为中型航弹,以上为大型航弹。在结构上,航弹一般包括弹体、弹翼、引信、装药等。航弹还可以加装制导装置、升力翼面、减速装置等实现特定功能的附加部件。一般来说,航弹弹体通为两头尖锐的流线型圆柱体,尾部一般有各式各样的尾翼。作战时,作战飞机将航弹投掷向目标,命中时以冲击波、破片、火焰等各种杀伤效应实现对目标的毁伤。

起源身世

航空炸弹由哪国谁人发明,已无从考证。据称19世纪中叶,奥地利人就已开始从气球上向意大利威尼斯城投掷爆炸性武器,这可能是航空炸弹最早的实战应用。1911年11月1日意大利飞机携带手榴弹改造的炸弹,轰炸了利比亚地区的土耳其军队,这被认为是世界上首次轰炸行动。另一种说法是,1914年第一次世界大战开始后,俄罗斯设计师B·B·奥拉诺夫斯基于1909到1914年专门设计了系列化的航空炸弹,包括杀伤、爆破等型号,重量从几千克到几百千克。1916年A·雅科夫列夫又研制了最早的航空燃烧弹。德国人则声称1912年德国人研制了世界第一种航空炸弹,代号M·APR。可以肯定的是,真实意义上的航空炸弹是在第一次世界大战期间随着作战飞机的出现而面世的,估计一战期间各国共投放了5万多吨炸弹。

第一次世界大战中的轰炸机在进行投弹



基本构造

从本质来看,2003年的航弹和1909年的航弹没有大的区别,但其中的技术含量已有了翻天覆地的变化。现在我们来探讨一下航空炸弹的基本构造。

规格

我们常把航空炸弹的重量作最基本的分类标准,例如美国航弹通常分为100磅、250磅、500磅、1000磅等不同级别。1磅等于0.454千克,我们常在新闻报道中看到908千克炸弹等带零头的数字,就是英制重量单位换算为公制单位所造成的。采用公制的国家,其航弹多数分为50千克、125千克、250千克、500千克等规格。但航弹实际重量总是与其规格并不相等,而且在储存状态时因不装引信、弹箍等部件,重量又有少许变化。例如,我国250-3型航弹实重216千克,500-2型航弹实重473千克。一般来说,250千克级别航弹长1到2.5米之间,直径250到350mm不等,同样随引信、弹箍等部件的拆装而发生变化。特殊航弹则一般不归入特定规格级别,例如美国有6800千克的BLU-82“滚球”超大型炸弹,以及近期研制的10吨级“炸弹之母”。我国也有重达2.84吨的3000-2型航弹,刚好能装在轰-6的弹舱里,并曾随轰-6出口国外。

弹体

弹体最主要的作用是容纳装药。单单看容器这一职能,弹体理论上应尽量薄、轻而容积大,而圆柱体容器正具有上述优点,因此弹体一般都近似圆柱体。如我国500-2型航空爆破炸弹使用10mm厚的铸钢圆柱形弹体,250-1则为8mm。

弹体虽功能简单,但它要承受各种外来力量,设计上必需消灭空中解体、触地过早崩裂、侵彻深度不足等问题,因此精心的设计不可或缺。美国在多次局部战争中大量使用的Mk-84航弹,其铸钢弹体按空气动力学设计,薄而轻,装药量多达全弹重的45%(这一比值的学名叫“装填系数”),从而增大了杀伤力。普通航弹大部分重量都耗在弹体上,例如我国老式的250千克航弹,装填系数仅38%。当然,这不是说要一味追求高的装填系数,弹体太轻可能令航弹强度不足,而且要考虑产生最优杀伤效能的弹体破片的实际需要。

航弹外形上可大致分为低阻力和高阻力两种。低阻航弹具有流线的纺锤外形,或呈球端圆柱体,弹翼小而后掠,适合高速的战斗机、攻击机携带。高阻航弹(如俄制ФАБ-М54系列、我国250-1型等)外形粗钝,空气阻力大,不适合高速飞机外挂。低阻航弹在同等速度下的阻力,一般为同重量级高阻航弹的几分之一,乃至1/10。但高阻航弹能充分利用机体内部炸弹舱的容积,仍有较大实用价值。应当指出的是,高阻航弹一般比同一重量级的低阻航弹要更重(指实重),装药更多,威力更大。有意思的是,从资料图片上看,俄军的高速飞机(像苏-24)也常携带高阻航弹。美军的普通航弹已实现全面的低阻化。我国还将部分航弹划分为中阻航弹,顾名思义是阻力在高低两者之间。

苏军使用的高阻航弹



有的航弹表面前端有防跳弹装置,假如没有这一装置,在低空高速投弹时,炸弹有时会出现跳弹现象,在目标上打水漂,偏离目标。解决跳弹问题除了使用防跳装置,还可以使用瞬时触发引信。此外像我国3000-1、俄ФАБ-М62等高阻航弹的头部还装有保证下落弹道稳定的弹道环。

航弹的头、尾部分,表面上看与弹体似乎是一个整体,实际上多数航弹的头尾部分都是与弹体相互分离的独立部件。为了装填炸药,弹体头尾一般有开孔,装好后用一个螺接的金属盖封好。钻地弹的弹体前盖(或头锥)要使用高强度材料,如美军曾使用203mm榴弹炮炮管作为钻地弹弹体。

在材料方面,钢铁具有坚固、成本低、加工简易的优点,因此航弹弹体常用铸铁或铸钢制造,尤其是球墨铸铁。因此弹体往往呈现明显的铸造特征,带有粗糙的波纹状花纹。总体来说弹体制造技术,还是相对简单的。但是,这里面仍有着很多学问,特别是大型航弹的弹体,没有一定的冶炼、机械加工、气动力等技术积累是造不出来的。例如我国3000-2型航弹的弹体中段、尾锥制造问题,就曾困扰厂家多时。有的弹体还采用刻槽等预制破片的设计,以改善爆炸产生的破片的各种特性。近年高强度铝合金也开始应用到弹体上,产生的破片更多、更轻、更快,且弹体总重较小。南非就采用过内嵌钢珠的玻璃纤维材料制作弹体。特殊航弹(如反坦克炸弹、子母弹的子弹)的弹体作用不尽相同,可以使用轻金属、塑料等材料,外形也不一定是流线型。弹体上以字符和彩色条纹标注重量、用途、编号等信息,美军网站上常常有硕大的新闻图片表现出这些细节。美军训练弹一般涂为蓝色。

弹体上有称为“弹耳”的环状部件。往炸弹挂架上挂炸弹时,把两个弹耳卡进挂架上的挂钩里,炸弹就牢靠的挂好了。弹耳之间的距离、弹耳孔的直径应尽量标准化(北约标准的双弹耳间距为356mm、762mm等,俄罗斯标准则为250mm),或为炸弹配可更换的弹耳适配组件。弹耳标准化问题,对于依赖或曾经依赖进口航弹的国家来说,往往是一个老大难问题。因为航弹储存期长,装备后很长时间都未淘汰或耗尽,库存的各种新老航弹的标准又多不相同。随着时间推移,标准本身也会发展改进,我国的图-4轰炸机要求的挂耳距离就与轰-5轰炸机不一样。为此部分型号的航弹必须同时满足新老飞机的特定情况,于是250-1型等航弹既有适用于图-4的老标准挂耳,也有适用于轰-5等的新型三耳式挂耳。当然,“新型”是指当时而言。
一些航弹的构造较为特殊,如俄ЗБ-500燃烧炸弹呈橄榄形,有一个很薄的金属外壳,仅在弹耳处有加强结构,侧面开有加注口盖,引信在弹体正中央,没有尾翼。ЗБ-500弹体设计的“特立独行”,正符合其燃烧弹的特性。



弹翼

弹翼常指安装在弹尾的尾翼,用于稳定航空炸弹下落时的飞行状态,确保航弹以正确姿态命中目标,通常不提供升力、控制力(滑翔弹翼组件只适用于制导炸弹,本文不涉及)。弹翼还可以阻止炸弹自身旋转,从而提高精度。有的航弹没有弹翼。尾翼的结构、片数、形状和面积按气动力学设计,二战时不少航弹的尾翼是较复杂的圆筒状结构,甚至是双圆筒结构,翼片多达十几片,有的还分主副翼。种种复杂设计都是为了保证弹道稳定,提高命中精度。随着低阻航弹的崛起,弹翼也逐渐改为小面积后掠薄翼片,固定在弹尾模块的表面,能迅速拆装。通常弹翼采用与弹体类似的金属材料制造,但也有使用塑料等轻质材料制造的(适用于重量轻的航弹或子母弹的子弹),不过使用塑料就必须考虑低温发脆等问题。

在航弹低空投掷及制导化的技术浪潮中,先后诞生减速弹翼、起旋弹翼、滑翔弹翼等特殊的弹翼。减速弹翼能减慢炸弹下落速度,从而保证投弹飞机在以50米甚至20米高度进行超低空突防时,能有足够的时间完成投弹、脱离等动作,而不为自己投下的炸弹所伤,同时保证炸弹尽可能以垂直姿态命中目标。美国MK15弹翼组件是典型的减速弹翼,平时折叠在Mk82炸弹弹体后半部分,投下后四片弹翼像雨伞一样撑开,借助空气阻力减缓炸弹下落速度。

目前航弹尾翼一般设计为模块化组件,可以根据使用环境更换合适的尾翼组件。某些炸弹甚至可以让飞行员通过外挂管理系统设置减速尾翼组件工作模式,令减速炸弹在高空投掷时不张开尾翼,以免大幅增加投弹误差。通过联动保险装置,还可以保证如果弹翼没打开,炸弹就不起爆,避免炸伤投弹飞机。我国又把携带减速弹翼的低阻航弹称为“低空弹”,当年研制250-3低阻航弹时就是先设计了“低阻弹”,再设计出了低空尾部部件,使得250-3进一步成为了“低空弹”。

除了减速尾翼外,现代航弹还使用了减速伞和减速气囊。在伊拉克电视新闻中,伊军曾高举美军航弹的减速伞欢呼雀跃。减速伞是加装在弹尾上、用于减速的小降落伞。在一些航弹上,要靠一个较小的引导伞拉出较大的主减速伞。伞又有十字形、旋转形等多种样式。

减速气囊像一个开口很小的袋子,炸弹下落时释放出气囊,气流从气囊四个角上的开口处冲进气囊内部,气囊增大进而增阻减速。有的气囊使用火药燃气完成吹鼓的工作。减速气囊和减速伞也可以设计成飞行员可控制,高空投弹时无需开启。典型的减速气囊包括美军BSU-85气囊弹尾组件等。减速气囊和减速伞的制造工艺,比减速尾翼要简单。更重要的是它们受横风的干扰小,因此对精度影响较小。同时,气囊和伞展开时占据的空间较小,因此对投弹高度、连续投弹间隔等方面的限制更少一些。

起旋弹翼常见于子母炸弹的子弹,其用途是驱使弹体高速旋转借以解脱引信保险。有的子弹利用弹体刻槽、凸肋乃至不对称的弹体起到同样作用。

引信

现代航弹的引信和保险紧密融合在一起。引信的主要用途,是在符合起爆条件时令炸弹起爆,反之则令炸弹处于安定状态。根据其工作原理,可分为定时、定高、碰炸、压力等等。例如中高空投掷的核航弹可以使用大气压力引信,通过测量气压,判断是否到达了起爆的高度;又如采用上抛甩投的低空投掷核航弹,其特殊引信可测量垂直方向上的速度分量,一旦到达弹道最高点即解除保险。目前航弹引信最普遍的工作方式是 “碰炸+延时”,引信在弹体撞击目标时被触发,经预先设置的时间延迟,引爆雷管、传爆管,进而使装药爆炸。引信一般以螺接等方式和弹体连接,可以方便的更换。由此又引申出航弹引信的标准化问题,其螺口尺寸、引信尺寸等必须统一,美军将这一尺寸定为50mm。为了让航弹在距离目标一定高度时发挥其最大威力,有时要把引信装在适当长度的探杆顶端,如俄ФАБ-250航弹。

引信保险要确保炸弹的安全,通常有三种方法:一、令引信与引爆主装药的雷管分开,比如储藏时不装引信,或用可拔除的钢销分隔开引信、雷管;二、引信必须受到足够的外力作用才会触发,如封装在金属外壳里面,只有强烈的撞击才能触动壳内的引信;三、采取延时、远距保险措施,只有当炸弹的飞行状态满足了特定条件后,引信才能起作用。第三种方法,一个较为简单的实现方法使用风车涡轮:弹体下落时,风车涡轮开始工作,在相对气流作用下旋转,达到一定转数后才允许炸弹起爆。低空投掷的航弹往往装有负过载引信,当尾伞打开航弹减速时解脱保险。

部分航弹装有一根连接着挂架和引信的保险钢绳,炸弹投下时拽紧的钢绳把引信扯到解除保险的状态,这样炸弹只有离开挂架后才能起爆。为确保安全,一枚航弹要至少采用两种保险方式。在引信上通常设有小窗口,里面标示了引信当前的状态,搬运或安装时应特别注意。

引信还可以分为机械式和电子式两种。机械式引信在撞击时,内部的活动撞针会在惯性作用下猛烈冲撞雷管,雷管起爆,进而引发主装药。电子式引信原理和机械式引信近似,但通过电气元件之间的电流脉冲来实现动作。引信需要长期储存,用普通电池供电的话容易失效,因此很多电引信配有锂电池等长寿命电池,或者干脆装上微型空气涡轮、火药燃气涡轮或惯性式发电机,在弹体下落时发电提供引信所需电能。总的来看,电引信比机械引信复杂些,但设置工作方式、延时等方便灵活,不仅可由地勤手动设置参数,还可以在飞行中由飞行员通过外挂管理系统进行设置。电引信还包括近炸引信,通过发射/接受无线电波,在弹体接近目标时起爆。

如果引信加上定时机构,可以延时几毫秒到几十小时后,才引爆炸弹。延时装置可以采用机械或电子钟表原理,也可以燃烧延时药盘实现。对于钻地弹来说,少许延时有利于炸弹借助动能钻进坚固目标的内部起爆。如果需要杀伤地表上的软目标,可以把延时时间设得很短(约50μs),炸弹则完全在地表上方爆炸。延时另一个作用是阻碍敌方行动,美军曾在朝鲜大量使用延时炸弹阻碍志愿军排弹。延时引信也可令航弹定时自毁,以免被敌人缴获。

为确保可靠起爆,航弹经常用两个以上的引信。这里以美军M117/118通用爆破炸弹来进一步说明。该弹弹尾装有FMU-54机械引信,保险涡轮装在尾锥的侧面。也可以在弹头采用M904电引信,弹尾用机械引信。还可以换成FMU-113空炸引信,或FMU-139A/B触发/触发延时引信,后者用FZU-48/B涡轮供电。如果使用Mk-75引信组件,还可以作为空投触发地雷使用。对于飞行时可重新设置的引信,弹体上还会留有一些专门的信号接口。

引信工作正常与否,关系到作战任务能否完成,以及载机及机组成员的性命安全。每当作战飞机投弹方式发生变革时,它也必须随时变革以适应新的需求。一个很好的例子就是,当我军开始试用低空投掷的低阻航弹时,原本以为能够沿用老式引信,结果出现了过早触发的问题,炸弹在空中早炸,最终的解决方法就是研制了全新的低空航弹引信。

装药

装药是航空炸弹弹体内装填的炸药或特殊物质,是航弹发挥作用的核心部分。普通航弹装普通炸药或烟火药。主装药应尽量选用对撞击、摩擦不敏感的炸药,以保证安全。这些炸药用锤子敲也不一定会爆炸,正因为如此,引信必须借助“敏感”而威力小的雷管,加上传爆管,去引爆“迟钝”而威力大的主装药。

最为广泛采用的航弹装药是成熟、便宜的TNT,也可使用混合多种化学成分而成的混合装药,例如Tritonal(特里托纳尔,TNT/铝混合炸药)、H6、RDX、NTO等更先进的炸药品种。采用高能量、低敏感度的新型炸药是航弹发展的趋势,但发展中国家出于成本考虑仍大量采用TNT装药。较早期的混合装药,像Tritonal的威力比等重的TNT高50%左右,先进得混合装药威力就更加大了。特殊航弹,例如美军BLU-82大型航弹,使用的装药一样“特殊”,该弹主装药为硝酸铵和硝酸铝混合物。

在工厂里,常用浇铸的方法把熔化的炸药装入弹体内部。如果炸药熔点高(比如RDX),那就将它和低熔点物质(蜂蜡、TNT等)混合起来熔化浇铸。不过混入低熔点物质,如蜡,将会降低炸药的威力。另一种方法是用机械压缩方式进行装填。下图为美国厂家在为Mk82型航弹浇铸装药。(mk82.jpg)

细分下去,常规航弹又可以分为爆破、杀伤、燃烧、反坦克、反跑道、子母弹和特殊航弹等等。爆破、杀伤航弹依靠装药爆炸的冲击波和弹体碎片杀伤目标。其他种类的航弹稍微复杂些,举例来说,燃烧弹一般采用凝固汽油、白磷、铝粉(或镁)、烟胶片、四氧化三铁等可燃物质,一般呈粉末或胶状,在扩爆装药的作用下能四处飞溅引火。反坦克航弹可利用聚能射流战斗部攻破坦克顶部,也可依靠弹体高速破片贯穿较薄的坦克侧装甲(如法国BAT120)。特殊航弹包括照明弹、烟雾弹、训练弹等,使用更特别的装药。训练弹装药较少,仅生成闪光或烟雾以标示命中点,或者干脆就没有装药。

如何评测航弹的爆炸威力呢,一般可用距离爆心若干米处(如10米、100米,按炸弹大小适当取值)的冲击波超压值来衡量,这一数值越高显然威力越大。此外,抛土量也是重要的指标,这是因为使用触发引信的航弹能产生巨大的弹坑,弹坑的容积能够较好的描述航弹的威力。3000-2型航弹抛土量高达300立方米,250-3型航弹则为56立方米。对于燃烧弹、破甲弹或者主要依靠高速破片进行杀伤的航弹,则有各种具体数值,例如平方米内的有效火种数等等。非常规航弹主要指装填核生化物质、具有大规模杀伤力的航弹。

航空炸弹的总重一般较大,其中30至40%是装药,因此航弹的威力是相当惊人的。一般的装甲输送车,只能抵御10米外爆炸的155mm榴弹破片,这些榴弹一般重30到45千克。假如250千克普通杀伤航弹在距装甲车目标10米处爆炸,输送车内部的人员将被杀死或重创。采用专门设计的航弹能够更为有效的杀伤其预期目标,例如我国老式的100-2航杀爆弹的破片能在10米处贯穿30mm的均质装甲钢板,而大多数坦克的侧面、顶部装甲的防护水平都低于这一数值。因此在当前来说,影响航弹效能的最主要因素是投弹精度,而不是航弹本身的威力大小。

定型装备

航弹与其它各种军用武器一样,从客户方提出需求,到最后定型装备部队,要经过严格的设计、测试验证过程。假如是测绘仿制的话,那么设计工作会简单一些。一般最初的试验是由样品弹完成的,有的样品用于在地面靶场进行静止状态下的静爆威力试验,以检验航弹威力是否与设计值相符。另一些样品没有装药(可用砂土等填充物代替),用于装机和空投试验。装机试验可以发现飞机挂载使用这种航弹时会否出现问题,例如弹本身与弹舱、挂架、运输挂载车辆的适用性;空投试验检验气动设计是否能保证航弹飞行稳定、误差在可接受范围内、弹体强度是否足够等等。此时要考虑上选择适当地貌地质的场地作为试验靶场,过于松软的土质无法给予弹体真正的考验,选择过硬的土质则变得“吹毛求疵”。上述试验完成后,经过修改优化,可进行实弹空投试验,检验实弹弹道稳定性、炸药安定性、爆炸完全性、冲击波等威力数值、下落时间等重要指标是否符合要求。如均符合要求,则可转入定型生产。

也有许多航弹,并未经历上述周密的研制试验过程就已经投入实用。例如美国的5000磅GBU-28激光制导炸弹,就是在海湾战争期间由美军紧急提出试制要求,本土厂家赶工制造了两发样弹,立即空运沙特,由F-111携带攻击了伊军目标。据称炸弹到达沙特时,浇铸不久的装药还在透过厚厚的弹体散发热量。当然,因为这种炸弹弹体就是203mm炮管,制导/控制等部件是成熟的产品,这才能如此“仓猝上阵”。

航弹不算是高技术装备,生产简易价格低廉,战时消耗量较大,对于拥有一定数量作战飞机的中等国家来说,其航弹总储备量往往达到以十万为单位。就中小重量级航弹来说,单一个型号往往储备几万枚之多,发一个生产订单至少得生产几千枚。引进外国作战飞机及相关航弹武器时,常常也是一个型号的航弹就引进几千枚。像美国这种“世界警察”,航弹的装备数量就更为惊人了。

浅析投弹

在当前各国装备的较为先进的综合火控系统中,航弹的准确投放,是由平视显示器、大气数据计算器、火控计算机、测距雷达等组成的复杂火控系统,加上飞行员及时准确的决策处置所完成的。火控系统中常用的航弹攻击模式,包括“炸弹连续计算命中点”(Continuously Computed Impact Point,CCIP) 和“连续计算投放点”(Continuously Computed Release Point,CCRP) 两种模式。这里做一些粗浅的介绍。

在CCIP模式下,综合火控系统将不停歇的计算连续时间段内炸弹最终的命中点。系统能够根据本机传感器测出的高度、速度、航向等数据,以及预先输入的该型航弹弹道参数,连续的计算出假设当时投弹,炸弹将落在目标所在水平面何处。这一个点的位置,以命中点的特定标示输出到平视显示器上。这样,飞行员需要做的,就是透过平显盯住叠加了命中点的目标景象,不断*纵飞机,令命中点与目标重合,并投放炸弹。

CCRP 的瞄准原理,就是火控系统在接近目标过程中连续计算每一瞬间,假如投弹时在地面上的命中点位置,并同时计算飞机同一瞬间相对目标的位置,将两者在计算机里自动对比,将命中点与目标的位置之差作为距离和方位*纵信号显示在平显上。此时飞行员根据这一信号指示驾驶飞机到达预定的投放点。当命中点与目标重合时,表明飞机到达了投放点,此时火控系统自动投弹。

无论理论上还是实践中都已证明的一个事实是,即便同样使用无制导的自由落体航空炸弹,装备综合火控系统的作战飞机,其投弹准确度远远优于没有相关系统的老式作战飞机。两者轰炸特定目标所需的架次、投弹总数几乎有着数量级的区别。因此对于一些较为落后的作战飞机来说,进一步改进其火控系统,仍能显著提高其作战效能。

扩展改进

我们可以发现,尽管航空炸弹有一定技术含量,但稍有一点工业基础的国家都能够大批量生产。因此航弹是一种多快好省的航空武器,有作战飞机的国家必定会装备航弹。

单个航空炸弹威力始终有限,一战开始不久就出现了集束炸弹。集束炸弹是把多个航弹捆绑、连接在一起,投掷以后散开,能覆盖面积较大的目标区域。集束炸弹和达姆弹(击中人体膨胀变形的枪弹)都被视为“不人道”的武器,国际公约规定禁止使用,但美国在空袭南斯拉夫、伊拉克等战争中仍大量使用了这一类型的航弹。

子母弹可以看作是有密闭外包装的集束炸弹,天女散花般的子弹特别适合对付面积目标,换装或混装不同的子弹则能对付不同类型的目标。子母弹一般要装遥控装定引信,以根据实际情况确定恰当的抛撒子弹高度。子母弹有着精巧的抛撒措施。许多子母弹投掷后先炸开弹体尾部,然后头部的抛撒装置产生火药燃气把子弹推出去。也可以在弹体上布置炸药索,起爆时把弹体炸开,子弹在相对气流或弹体中轴抛射装置的作用下抛出。英国BL755型250千克反坦克子母弹,就利用燃气发生器吹胀各个子弹旁的气囊,把子弹推出去。该型航弹的子弹虽小,但数量多,覆盖面积广,一枚子弹的破片多达1050片,破片穿甲深度超过180mm,足以击毁或重创各种装甲目标。由于性能先进,该弹为我国仿制并装备。

为控制航弹的速度,减速/增速火箭应运而生。法国“混凝土破坏者”反跑道炸弹同时装有减速/增速火箭和减速伞,减速火箭令炸弹改为垂直下落,减速伞延缓下落时间,保证投弹飞机安全脱离;然后增速火箭烧掉减速伞,并令炸弹加速到160m/s,高速侵入跑道水泥层内部,随后起爆。更出名的法制“迪兰达尔”反跑道炸弹则采用“双降落伞+增速火箭”的布局,装备了法国、美国以及我国。不过近年由于精确制导炸弹的发展,美军已能够准确的“点射”敌军躲藏在机库、掩体内的作战飞机,“迪兰达尔”反跑道炸弹有了点“鸡肋”的味道。

航空炸弹最具革命性的改进,是以“白星眼”电视制导炸弹、“宝石路”激光制导炸弹等为代表的“灵巧炸弹”浪潮。各国在普通航弹基础上,加装电视、红外、激光或GPS导引头,以及气动舵面等装置,使得自由落体航弹变成了精确制导武器,在此不做详细描述。应强调的是,当航弹加上导引头、助推增程火箭后,它与空地导弹已没有本质区别了。而以现役航弹作为制导武器的战斗部,要比研制全新的导弹战斗部便宜而可靠。

辅助设备

航空炸弹的使用,还需要一些辅助的设备。例如飞机上要有挂架、挂钩以吊挂航弹,目前一般都使用能适应多种武器、具有标准性的复合挂架。挂架不仅起着吊挂的作用,更重要的是它是机载火控系统和炸弹间的中介。以某型歼击机为例:该机机翼下的复合挂架呈流线型,底部有挂弹钩、前后限位器、电源插头和前后脉冲输出机构。挂弹钩由挂钩、解脱/闭锁装置、投放爆炸机构组成。当挂弹时,弹耳卡进打开的挂弹钩内,这时投放爆炸机构的触片被弹体顶起,处于安全状态。飞行员决定投弹时,打开火控系统的相关开关,接通“射击”开关,选择“投弹”*作,按下投弹按钮。挂弹钩接到投弹信号,通过电磁铁驱动解脱装置打开挂钩,炸弹在重力或惯性作用下坠落或甩脱。如果使用可遥控的电引信,挂架必须有相关的接口。有的挂架借助气压、爆炸、电磁等弹射装置强制投掷炸弹。

进入强调飞机隐身性能的时代之后,航弹及悬挂设备设计有了新的要求。美国人走的道路是尽可能在机体弹舱内携带航弹,以保证隐身性能,在低威胁(或已压制敌方防空力量)的情况下也可外挂部分航弹。外挂物,特别是能挂载多枚航弹的挂架系统,其多个方向的RCS比一架具备先进隐身能力的战斗机要高得多。因此使用内部弹舱携带航弹也成为了必然的潮流。这进而导致航弹必须在保证足够威力的条件更多的减小重量、缩小体积,以适应容积有限的新型战斗机弹舱。美军的“小直径炸弹”SDB就是这一形势下的新产物,它仅重250磅,通过先进的制导技术提高精度、保证毁伤效果,一架F/A-22能内带8枚SDB。而该机的部分机体部件已经到了当前技术的极限,例如机身钛合金隔框是世界上最大的类似产品,机体容积短期来说不可能再有增大空间。可以说不缩小航弹体积,势必导致新一代隐身战斗机对地攻击能力急剧下降。

炸弹在地面存放时有专门的仓库、支架、拖车或挂弹车,这些设施设备都是专门设计的。拖车、挂弹车一般都很低矮,避免与机身、机翼碰撞;经过特殊处理的悬挂系统能保证运送航弹时不产生过大的振动;有的带有液压/电动的起重臂等吊挂、卸装设备。

部队还需要装备与航弹相关的各种检测设备,以检查航弹的各个部分是否处于正常可用状态,特别是引信这一容易失效的部分。

展望未来

从提高航弹威力的角度看,继续研制先进的炸药技术,例如分子间炸药,能有效提高航弹的杀伤力。电磁炸弹等新体制的航弹也是重要的发展方向。常规电磁炸弹已在伊拉克参与了实战。这种炸弹多数采用爆炸磁压缩发生器 (MFCG)原理:炸药爆炸的能量作用于金属爆炸管,迅速压缩磁通量,从而将爆炸化学能转化为电磁能,获得高功率电流脉冲,杀伤敌方的电子设备。另一个方向是光杀伤航弹,利用爆炸化学能产生巨大的光脉冲,干扰、杀伤战场上大量的光学设备。从结构上看,“模块化”将成为新一代航弹的重要特点,装药、弹翼、引信等可以快速拆装组合,适应各种用途。

对于现役航弹来说,配上制导模块,能够快速的组合成不同用途、不同制导体制的空地武器。而许多作战场合也需要这一“低技术武器”,例如较大的面目标(电厂、车站、码头等)还得用大量航弹方能有效毁伤。可以肯定,尽管制导武器已经成为空地武器的主流,但航空炸弹仍有着强大的生命力,仍值得我们予以充分重视。
原文来自空军世界