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[图文]详解航空炸弹

[日期:2006-09-13] 来源:  作者:哈特莱恩 [字体: ]

◎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。

  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”(CCIP)和“连续计算投放点”(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,不断操纵飞机,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操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。


图10 国产250-3反装甲集束炸弹

  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。



图11 国产200KG反跑道炸弹,外形与“迪兰达尔”类似

  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”操作,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。

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  good   (lzw1964 ,10/26/2006 17:48:00 )
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