步兵武器战斗部

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  火箭筒的战斗部,实际上是从手榴弹这种小型爆炸弹药发展而来。它的历史最早可以追溯到唐代末年:把火药制成球状物,在外表面涂以保护层,使用时用火烙锥扎透壳体将火药点燃,再用抛石机或手将火球掷入敌阵地杀伤敌军人马或实施纵火、施放烟雾和毒气等。因此火箭筒战斗部在结构、性能上,与手榴弹、枪榴弹等,包括反坦克导弹,都有很多共通之处。有时人们将它们统称为步兵武器战斗部。历经十多个世纪的漫长发展后,目前步兵武器战斗部家族已经是人丁兴旺,包括杀伤战斗部、破甲战斗部、穿甲战斗部、温压战斗部、特种战斗部、软杀伤战斗部、多用途战斗部等等。
  
  杀伤战斗部
  
  顾名思义,杀伤战斗部的主要功能是杀伤敌有生力量,并摧毁敌火力点、土木工事和其它军事设施。与枪弹相比,步兵榴弹武器的杀伤战斗部属面杀伤类型。利用高能炸药作用下产生的破片和冲击波实现杀伤效应。
  最早的杀伤战斗部应用于古老的手榴弹。枪榴弹的使用进一步拓宽了步兵榴弹杀伤战斗部的发展空间。枪榴弹起源于用步枪发射手榴弹的设想,研制枪榴弹的最早起因是想将手榴弹“投掷”到人力所不及的地方。杀伤枪榴弹在填补手榴弹和迫击炮之间的火力空白中起到了极其重要的作用。1943年春,“中国的保尔”吴运铎仅用两个月时间就研制出了杀伤枪榴弹,射程远达540米,在抗日战争中大量应用。在桂子山战斗中,这种枪榴弹第一次使用就立下了赫赫战功。如今世界上已有近百种枪榴弹,装备枪榴弹的国家或地区近40个。
  除了手榴弹和枪榴弹之外,榴弹发射器、弹射器、单兵火箭、单兵导弹等步兵武器弹药上都应用杀伤战斗部,使其具有广阔的发展前景。美军在伊拉克战争的数据表明,由步兵发射小口径榴弹所造成的杀伤效果甚至超过了火炮,因此该类弹药已成为美陆军杀伤威力最好的弹药之一。
  利用破片能量进行杀伤是常规杀伤战斗部最常用的方式。控制破片产生的方法是在弹丸壳体内部预先设置破片,以减小或者消除自然破片产生的随意性,这样操作起来比较灵活,破片的大小、数量和形状可根据作战使用要求设定。目前,世界各军事强国在控制破片的产生和强化破片的杀伤效应方面做了大量的研究工作,取得了突破性的进展。主要表现在以下几个方面。
  破片重量趋于小型化 破片致伤效果分析表明,在同一个能量级的前提下,高速小破片的致伤效果要比低速大破片好得多,比如目前手榴弹战斗部的破片重量已从原来的0,3~1.0克下降到0.15~0.2克左右。
  破片数量趋于多量化 有效破片数量的多少,决定单位面积内的破片密度,直接影响着命中概率,在弹重一定的前提下尽可能地增加有效破片数是杀伤战斗部设计中的一条基本原则。
  破片形状趋于多棱角形 不同形状的破片,其侵彻能力、传给目标能量的多少都不相同,致伤效果也有明显的差异,多棱角形(方形、三角形、六角形、菱形等)与球形破片相比,在组织内速度衰减快、能量传递率高,对生物组织的损伤程度比球形破片严重得多。当前步兵榴弹杀伤战斗部大都采用多棱角形破片。
  破片速度趋于高速化 破片速度的大小决定了作用于目标时压力波的强弱和瞬时空腔的大小,最终表现为对生物组织损伤的轻重程度。实验结果表明,当破片重0.1~0.2克,速度为1500~1800米/秒时,可达到理想的创伤效果。
  空炸引信的使用增强了杀伤效果
  目前比较先进的预置破片战斗部通过采用先进的电子引信,控制战斗部在规定的时间和距离内起作用,以提高战斗部的杀伤效能。例如XM307榴弹发射器使用的25毫米弹药就装有定时或者近炸引信,其杀伤威力已得到实战验证。
  爆炸冲击波效应不可低估 战斗部作用时除产生大量破片外还会有强大的冲击波,尤其是在战斗部装药中加入少量的铝粉,更增强了其冲击波的超压效应。在城市作战中,步兵榴弹战斗部在筑物内作用时,冲击波受到墙壁、门窗物体的反射会产生强烈的叠加。造成的破坏效果非常大。
  
  破甲战斗部
  
  破甲战斗部的主要功能是对付坦克和装甲车辆,其基本作用原理是采用成型装药结构,高能炸药起爆后将金属药型罩压垮,形成金属射流完成破甲。因此,人们通常认为破甲弹属于化学能弹,这与反坦克弹种中的动能穿甲弹有着非常明显的差别。
  
  在步兵榴弹战斗部中,破甲战斗部最早也应用于手榴弹。第二次世界大战期间,由于坦克的大量使用,推动了反克手榴弹的发展。比如苏联在二战时期研制并装备的RPG-6式反坦克手榴弹,破甲深度达到150毫米,在15~20米的距离上,步兵利用这种反坦克手榴弹,对当时比较先进的坦克予以致命的打击。
  但反坦克手榴弹在对付坦克时的最大问题是投掷距离有限,步兵只能抵近攻击,往往遭到坦克机枪的射击,加之投掷手榴弹的不准确性,造成反坦克效率相当低下。为解决这一问题,反坦克枪榴弹战斗部应运而生,它以威力大、命中率高、操作使用方便等独有的特点在战场上屡建战功,成为反坦克武器中的佼佼者。比如中国的67式反坦克枪榴弹、美国的M31式66毫米反坦克枪榴弹等,都是当时比较优秀的反坦克弹药。反坦克枪榴弹在二战后的十余年间,一度成为“尖端”武器。然而,随着坦克和装甲车辆综合性能的提高,反坦克枪榴弹遭到“冷遇”。到20世纪70年代初,随着战场目标的变化,枪榴弹的战术使命转向了以杀伤为主、反轻型装甲为辅。
  怎样对付那些综合性能比较高的坦克和装甲车呢?人们发明了用便携式火箭发射器发射的反坦克火箭弹。1942年,世界上第一具反坦克火箭发射器“巴祖卡”研制成功并装备部队使用。与此同时,德国的“铁拳”反坦克武器也初露端倪。“巴祖卡”和“铁拳”的出现,使蛰伏干狭长堑壕内的步兵顷刻之间就达到了近乎与坦克势均力敌的地位。这两种火箭弹使用的战斗部就是聚能装药的破甲结构,其威力之大超出了人们当时的想像。从此,便携式火箭武器系统在世界各国军队中占据着至关重要的地位。在20世纪50年代至70年代期间,火箭弹战斗部的发展极为活跃,尤以苏联的RPG系列火箭筒为代表。
  在反坦克弹药中,同样采用成型装药结构的便携式导弹的威力更不容小觑,比如中国的“红箭”8反坦克导弹、美国的“龙”式反坦克导弹等。这些单兵导弹是当今对付坦克装甲车辆最为有效的弹药。
  
  穿甲战斗部
  
  典型的穿甲战斗部主要有自锻弹丸穿甲战斗部(EFP)和模块式爆炸穿甲弹战斗部两类。
  典型的自锻弹丸战斗部主要由金属药型罩、壳体、炸药部件以及传爆系列组成,通常还有一个用于将药型罩和炸药组件固定的压环。战斗部工作时,依靠形成的高速弹丸来穿甲。其终点效应作用 机理与常规射流破甲弹不同。在高能炸药起爆后,爆轰波能量传递给药型罩,药型罩受力发生变形而翻转,获得2000米/秒以上的速度,并因前端与尾端之间存在速度差而被迅速拉长,最终形成一个类似弹丸的侵彻体。
  美国最早开展了小口径自锻弹丸战斗部的研制计划,目前其自锻弹丸穿甲战斗部可在离目标100倍口径处起爆,穿甲深度达到了1.1倍药型罩直径。
  伊拉克战争期间,美军第101空降师使用了战斗部采用自锻弹丸技术的单兵轻型进攻弹药(SLAM)。这是一种单兵使用、手工布设、利用多种模式起爆的小型便携式攻击弹药,全重仅900克左右,装药280克,可形成初速高达2 500米/秒的自锻弹丸,能够穿透40毫米厚轧制均质装甲钢板,有效毁伤轻型装甲车辆和武装直升机等。SLAM在伊拉克战争中试用的效果相当理想,参战的士兵对这种弹药给予了较高评价。
  模块式爆炸穿甲战斗部最初应用于南非丹尼尔公司研制的FF5轻型反坦克武器系统。其作用原理是,战斗部壳体的头部被压碎,内部的弹头靠动能贯穿目标,在延时数毫秒后,延时引信起爆穿甲弹头内部的爆炸装药,使弹头形成破片并产生巨大的冲击波,能穿透15~20毫米的装甲板,300毫米的钢筋混凝土或1,5米的土木工事。目前最新研制的模块式爆炸穿甲弹采用了智能引信,能在墙内爆炸,产生一个人进出的大洞。
  
  温压弹战斗部
  
  
  温压战斗部是近几年才发展起来的新型战斗部,战斗部内装温压药剂,主要依靠温压剂起爆过程中形成的温度和超压效应实现对目标的攻击。
  温压剂起爆过程中实际上同时产生三个相互独立的过程:一是初始阶段的无氧爆炸反应,反应时间以微秒计算,包含各种分子的氧化还原反应;二是爆炸后的无氧燃烧反应,反应时间持续几百微秒,主要是在最初爆炸波中没有完全燃烧的较大燃料颗粒的进一步燃烧;三是爆炸后需要氧气(从周围空气中吸收)的燃烧反应,反应时间以毫秒计算,主要是冲击波与周围空气混合时燃料富集物的燃烧。通过以上三个过程,实现了战斗部的高温和高压效果,这也是该战斗部被称之为“温压”战斗部的原因。
  由于温压弹不是靠侵彻力,而是靠温度和冲击波实现毁伤效应的,所以在使用温压战斗邵对付特殊目标时,可以克服常规战斗部的缺陷。如常规成型装药战斗部对付装甲车辆效果虽然很好,但在对付建筑物或工事障碍等目标时就显得力不从心了。这是因为成型装药战斗部产生的高速金属射流的破坏半径很小,并且其运动是直线型的,而温压战斗部产生的冲击波却充满整个空间的各个角落。传统的防护方法,如设置障碍物(沙袋)和穿上防弹衣也不能有效地抵御温压战斗部的攻击。如俄罗斯的“什米尔”温压弹在历次车臣冲突中成效显著。此外,美军在阿富汗战场也使用了装有温压战斗部的66毫米火箭弹、“海尔法”反坦克温压导弹和BLU-11 8/B温压弹,在对付堑壕、坑道和洞穴里的目标时取得了很好的效果。美军还为M203榴弹发射器研制了一种40毫米温压弹以对付塔利班恐怖分子。
  
  随进战斗部
  
  随进战斗部的作用原理是利用第一级成型装药或自锻弹丸战斗部在目标上打一个孔,延时爆炸的第二级杀伤、温压或燃烧战斗部通过这个孔进入目标内部,摧毁目标或使目标失能。 这种战斗部非常适合日益升温的城市战,既能摧毁掩体、侵彻建筑物,又能有效对付轻型装甲及其它车辆。应德国陆军对这种肩射多用途武器的要求,迪尔公司和狄那米特诺贝尔公司联合研制出了用于巷战的“铁拳”3随进杀伤弹。它的第一级战斗部药型罩直径为106毫米,装药约700克,可以穿透17毫米厚的轧制匀质装甲钢板、360毫米厚的钢筋混凝土、500毫米厚的砖墙和1 300毫米厚的沙袋墙。第二级为随进杀伤战斗部,在第一级穿透目标后,经电子延时,可随进一个口径47毫米、装药100克的小型榴弹。该榴弹起爆后,形成的破片数多达900枚,杀伤半径达15米,对建筑物或车辆内部的人员、仪器设备产生毁灭性的效果。如果手榴弹内装温压剂,则对密闭或半密闭空间内有生力量的毁伤效果将更大。
  
  特种战斗部
  
  步兵榴弹的特种战斗部种类比较繁多,包括燃烧、发烟、(红外)照明、干扰以及侦察战斗部等。目前,口径在40毫米以上的弹药就可以应用特种战斗部。其中燃烧、发烟、照明和干扰战斗部都是比较传统的特种战斗部,曾在手榴弹、枪榴弹、小型榴弹和火箭弹等弹药上发展过。
  
  侦察弹药是最近几年才发展起来的新型弹种,目前已成为现代战场中获取作战地域信息的重要途径,也是士兵感知器官的拓展和延伸。截止目前,发展最为成功的当属以色列“萤火虫”(Firefly)38毫米侦察弹。这种弹药从外形上看还算是一种弹药,不过发射后伸出的两只小翅膀和尾翼使其看起来更像是一架小型无人机。其功能主要是侦察战场或城市的一个小面积区域,为步兵、特种部队和执法部队提供超视界区域的实时活动照片。这种弹药采用40毫米枪挂榴弹发射器发射,射程600米,最大飞行高度150米,飞行时间8秒,战斗部内装两台CCD彩色照相机,每幅图片的覆盖面积达1 200米2
  
  多用途战斗部
  
  顾名思义,多用途战斗部就是一种可以对付多种目标类型的战斗部。未来高技术战争中,步兵需要对付更多、更复杂的目标,诸如用陶瓷、金属和纤维制作的复合装甲,用电磁板场或大电流脉冲的电动瓦解作用使成型装药射流消散的带电装甲,各种建筑物、掩体、工事等,促使多用途战斗部成为未来步兵榴弹武器战斗部的一个重要发展趋势。
  EADS公司的德国子公司TDW公司设计了一种多用途战斗部,口径约150毫米,将成型破甲装药、穿甲装药和冲击波/破片装药结合在了一起,既能用于破坏重装甲,又能利用冲击波效应杀伤各种障碍物后或建筑物内的有生目标,还可以打击雷达、卡车和直升机等。
  
  软杀伤战斗部
  
  未来城市作战中,既要及时有效地打击敌人,又要尽量避免财产损失和伤及无辜。非致命,即软杀伤战斗部从而成为步兵榴弹武器战斗部发展的一个重要方向。其主要功能包括控制集群目标,使单个目标丧失反抗能力,阻止人群进入受限地域以及从各种设施、建筑和区域中驱散人群。比如,闪光爆震战斗部、刺激性战斗部和致晕战斗部等都是比较典型的软杀伤战斗部。
  
  结束语
  
  高新技术的广泛应用,如串联破甲技术、自锻弹丸技术、高精度定时和智能目标识别电子引信技术以及信息采集和传输技术的大量应用,赋予了传统战斗部新的生命力,已在很大程度上提升了步兵榴弹战斗部的作战效能,新材料、新工艺、新原理的广泛应用,正带动着步兵榴弹战斗部一系列的变革,而未来战争的需要又为步兵榴弹战斗部的发展开辟了更为广阔的空间。
  
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