溫壓武器

溫壓武器

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產生殺傷效果,引爆後可產生劇烈的燃燒,並向四周大量輻射熱能,同時產生無孔不入的高壓衝擊波。這種獨特的殺傷效應是傳統以破片或金屬射流為主要殺傷手段的彈藥所難以比擬的,因此特別適用於殺傷洞穴、地下工事、建築物等封閉空間內的有生力量。

人們習慣上把採用溫壓戰鬥部的彈藥稱為溫壓武器,它可以是航空炸彈、單兵榴彈、火箭彈甚至是飛彈等。溫壓彈屬於常規武器,但卻具有超常規的殺傷威力和毀傷效果,因而國際上也喻其為窮國的“核”武器。

基本介紹

  • 中文名:溫壓武器
  • 亦稱溫壓彈
  • 優點:核武更綠色更經濟
  • 含有:鋁、硼、矽、鈦、鎂
特點,殺傷效應,殺傷因素,各國研究,

特點

溫壓炸藥兼具高能炸藥和燃料空氣炸藥等特點,爆炸時可從周圍的空氣中吸取大量氧氣,從而造成缺氧環境。溫壓炸藥中添加了等物質的粉末,這些粉末在高溫狀態下燃燒並釋放大量能量,能夠大大增強溫壓炸藥的熱效應和壓力效應。
目前,溫壓彈的殺傷效應主要體現在高壓衝擊波和熱殺傷上,其次是衝擊波與建築物等物質相互作用時產生的碎片以及有毒氣體與煙霧所導致的窒息。在這些殺傷效應中,對人員而言最致命的莫過於衝擊波,外軍最新研究表明,這種衝擊波會導致神經、血液等組織發生化學異變。

殺傷效應

溫壓彈在開放空間和封閉空間使用殺傷效應大不一樣。炸藥在開放空間爆炸時的殺傷效應,按作用距離由近到遠,依次是熱殺傷、衝擊波殺傷和破片殺傷。溫壓彈與早期出現的燃料空氣彈在工作原理、殺傷機制等方面有許多相似之處,二者同屬於氣爆式武器,但又各有特點。燃料空氣彈裝有大量燃料和少量的傳統高能炸藥,引爆後高能炸藥首先爆炸,使燃料散布到周圍空氣中,並與空氣混合後形成氣溶膠雲,可產生巨大高溫火球。由於氣溶膠雲很容易滲透到洞穴、地下工事和建築物的內部,因此燃料空氣彈可以對封閉空間內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並論。

殺傷因素

核武器仍是迄今人類製造的殺傷破壞威力最大的非常規武器。其主要殺傷因素包括光輻射、衝擊波、早期核輻射、放射性沾染和核電磁脈衝等。而與核武相比,國外專家則認為,溫壓彈是具有更加“綠色環保”和更加經濟等超常規大威力、高殺傷的一種常規武器。以熱和衝擊波效應為主的溫壓彈在封閉空間內如魚得水,它直接與空氣發生作用,不會產生核恐慌,其火球和衝擊波能沿坑道等密閉空間迅速傳播,進入破片無法到達的地方。即破片會被牆壁、沙袋和防護裝置阻隔,而衝擊波反而會因為牆壁和其他表面的反射而得到加強,所以其殺傷機理十分獨特。

各國研究

世界上第一種溫壓武器是前蘇聯研製的“步兵火箭噴火器”,它於1984年裝備部隊,在車臣衝突中曾多次用於“清剿”洞穴強敵和狙擊高手。此後,俄軍研製了溫壓榴彈,並為反坦克制導武器系統配備了溫壓戰鬥部。美國為滿足在阿富汗和伊拉克的作戰需要,創新研發了多種溫壓彈,包括BLU-118/B溫壓炸彈、採用溫壓戰鬥部的“海爾法”飛彈、溫壓榴彈和“肩射多用途攻擊武器”等溫壓武器。繼俄、美之後,保加利亞、英國、瑞士等國紛紛開展了溫壓武器研究。保加利亞已多次在武器展覽會上展示出採用溫壓戰鬥部的GTB-7G榴彈;英國研製的“步兵反掩體武器”採用了溫壓戰鬥部,使其在攻擊掩體、地下工事等目標時更具殺傷力。外軍認為,當前由於反恐和城市戰漸成作戰常態,因此溫壓彈將大有用武之地。
研究歷程
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面和海面的集群軍事目標,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,一般簡稱FAE(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只是消耗空氣中的氧氣,跟真空沒有任何關係。
早期
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一經面世就首先被套用於工程兵火箭裝藥,用於戰場大面積掃雷。美國人最早把燃料空氣炸藥套用於戰場,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,很多武器戰鬥部都採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,戰場限制多,所以很快被軍方拋棄。
第二代
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里,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套用。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。
第三代
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年代面試,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)。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。

  
溫壓武器
中國的研製
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,曾被被套用於工程兵掃雷除障作業。九五計畫以來,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套用。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 10 128 145 6。2
俄制雲爆劑 10 90 130 6
TNT炸藥 10 67 100 5
B炸藥 10 75 110 5
國產雲爆劑較TNT提高(%) 90 45 21
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,同時兼有常規炸藥只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、與高能炸藥一樣只需一次起爆,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,那么則只相當於裝填了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。
4、殺傷和破壞作用大。適合殺傷集團摩步兵,摧毀武器車輛和技術裝備,破壞裝甲目標,在雷場開闢通路,以及排爆破障。
5、具有良好的安全性。由於雲爆劑只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機率很低。
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,被廣泛套用於新型航空炸彈、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公斤系列航空雲爆子母彈。2000年初研製成功,型號未知。採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,採用國內自行研製的第三代雲爆劑燃料,子彈毀傷面積可達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個足球場面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面殺傷武器,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,尤其適合消滅登入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系統工程一同引進,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。該彈採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,並採用降落傘減速裝置,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,毀傷面積為2500平方米;對有掩體的有生力量,毀傷面積為1800平方米;對停機坪上的飛機,毀傷面積為3000平方米。該彈屬於第二代FAE炸彈,需二次起爆,戰場限制仍然比較多,隨著國內自行研製的新型第三代一次起爆型系列航空雲爆炸彈的列裝,這種仿製炸彈正慢慢退出歷史舞台。
口徑:500kg
全彈重:520kg
全彈長:2280mm(不含延伸探桿)
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年露面,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,用於遠距離掃除大面積雷場和障礙物。

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