自从TNTxx诞生以来,人们就一直努力寻求比TNT能量更高的xx,以TNT为基础的改进型xx爆速和威力有了很大提高,但在远场冲击波和纵火性能上,一直没有大的进展。受纺织厂、煤矿粉尘瓦斯爆炸的启示,燃料空气xx应运而生,其轰爆冲击波效应、热效应和纵火效应远高于常规高能xx,不仅可以直接有效地打击地面和海面的集群军事目标,而且还可以涌入地堡、战壕及地下工事等密闭半密闭空间,杀伤和窒息敌隐蔽有生力量,摧毁无防护的武器和电子装备。 可燃性液体或固体粉末分散到空气当中,形成两相或多相混合物,受到外加能量或自发化学反应所释放能量的作用,即可发生剧烈燃烧、爆炸乃至爆轰。军事上利用机械或化学能将有机燃料或含能粉末抛洒出去,与空气混合进而产生爆轰,就是人们通常所说的燃料空气xx,一般简称FAE(Fuel Air Explosives)。也有媒体文章误称为真空xx,这是没文化的业余记者杜撰的名称,事实上,FAE只是消耗空气中的氧气,跟真空没有任何关系。 早期的燃料空气xxFAE其实是一种高燃值、易挥发的液体燃料。在使用时爆散于空气中,快速挥发,并以合适的比例与空气混合而成的云雾状可爆炸混合物。可爆混合物在一定强度的外界能量激发下即可发生轰爆,在较大范围内产生轰爆冲击波和持续的高温火球来破坏和杀伤目标,具有高于常规xx数倍或数十倍的热辐射能量。 由于冲击波作用范围内超压适中,而且远场冲量巨大,作用时间长,非常适合工程兵对扫雷作业的要求。因此,FAE一经面世就首先被应用于工程兵火箭装药,用于战场大面积扫雷。美国人最早把燃料空气xx应用于战场,在越南战争中首次使用并取得理想效果。前苏联的研究也很深入,很多武器战斗部都采用了燃料空气xx的原理。
随着技术的进步,FAExx也有了换代产品。{dy}代FAE为二次起爆单纯气溶胶型液体燃料,简称DE-FAE,诞生于上世纪60年代初期,使用时需专用设备喷洒,或由低速飞机投掷,{dy}次起爆用于爆散开装在容器中的燃料,使其与空气混合形成气溶胶云雾,第二次起爆用于引爆云雾,形成轰爆。因受气象条件影响巨大,二次引信装订时间不好掌握,战场限制多,所以很快被军方抛弃。 第二代FAE也属于二次引爆液体燃料,但提高了投放速度和轰爆成功率,可以直接封装在战斗部里,靠xx进行燃料的抛洒,可由高速作战飞机投掷,从而实现了武器级的广泛应用。代表产品有美国CBU-72航空子母xx和俄罗斯ОДАБ-500ПМ航空云爆xx等。但二代FAE受气象条件影响仍然很大,仍需要二次引爆,瞎火或引发单纯燃烧的比率仍然很高,且无攻坚能力和破片杀伤能力。
各国军火专家们都在下大力气积极研制更好用的FAE,于是第三代燃料空气xx在上世纪80年代面试,这种xx在国内的规范名称叫“云爆剂”,英文缩写为SE-FAE(Single Event FAE),也称为CF(Composite Fuel),美国人将其称之为温压xx,“温压”即为温度和压力的意思(Thermo Baric),而俄罗斯人则称之为“具有体积膨胀爆炸效应的轰爆混合物”(объемно-детонирующая смесь)。第三代云爆xx的研制工作始于70年代中期,成分为固体或固液混合燃料,主要技术进步是解决了直接起爆问题,即将二次起爆改为一次起爆,起爆方法主要有化学催化法和光化学起爆法,燃料为固体或液体,简化了燃料空气弹的结构、降低了成本、提高了可靠性。其代表性产品是俄罗斯的РПО-А“什米尔”单兵云爆火箭弹。
俄罗斯“什米尔-A(M)”单兵云爆火箭
中国从七十年代就开始针对燃料空气xx展开基础性研究,并取得一定成果,早期二次起爆液体气溶胶型云爆xx,曾被被应用于工程兵扫雷除障作业。九五计划以来,国内开展了SE-FAE以及相应战斗部的研究,并取得了较大进展,以第三代云爆弹为代表多种燃料空气xx开始进入武器级应用。由南京理工大学研制的第三代云爆xx,目前处于国内和国际{lx1}水平,与俄罗斯同类产品相比,冲击波峰值提高了40%,与TNTxx相比提高了90%(见附表)。
国产云爆剂与TNT/Bxx的性能对比
该云爆xx为一次引爆型固液复合云爆剂,由高能xx、环氧丙烷/硝酸异丙脂、超细镁铝粉以及改性添加剂和稳定剂组成,装填密度可达1.55~1.60g/cm3,具有6000m/s的爆速和约15Gpa(1400MPa)的轰爆压,具有比{dy}/二代FAE更大的毁伤能力,除具有爆炸热值高,杀伤范围广,装药利用率好,冲量大,纵火能力强的特点外,同时兼有常规xx只需一次起爆和具备预制破片和攻坚能力的特点。此云爆xx的优点主要有: 1、与高能xx一样只需一次起爆,突出特点是燃料的抛洒、混合和轰爆反应是同时进行的,能量的释放在轰爆火团膨胀的过程中持续进行。因此装药结构简便,xxx高,具有广泛的战场适应性。 2、战斗部的装药利用率高。由于云爆剂利用空气中的氧气参加部分或全部轰爆反应,在威力指标相同情况下,战斗部装药要比常规xx轻得多,单位重量装药的能量大大提高。例如,1公斤环氧丙烷铝粉云爆剂在空气中xx爆轰需要2.7公斤的氧气,这样1公斤云爆剂就相当于3.2公斤TNTxx;反之,如战斗部装1公斤TNTxx,去掉TNTxx本身含有的氧和氮的量,那么则只相当于装填了0.35公斤的云爆剂。 3、具有多功能的综合杀伤威力。该云爆剂既具有普通xx的攻坚、形成破片和近距离产生高压冲击波的能力,其产生的高温火球又具有良好的纵火能力,以及在密闭半密闭空间内产生窒息效果的能力,同时也能在远距离产生比TNT大得多的超压和冲量,是一种综合性能优良而平衡的xxxx。 4、杀伤和破坏作用大。适合杀伤集团摩步兵,摧毁武器车辆和技术装备,破坏装甲目标,在雷场开辟通路,以及排爆破障。 5、具有良好的安全性。由于云爆剂只添加很少量的猛xx,耐冲击感度和安定性均比常规xx良好,在运输、储存、及发射时要比常规xx安全,发生诱爆和炸膛等意外事故的概率很低。 目前该国产云爆剂xx的相关性能和生产技术已经完备成熟,被广泛应用于新型航空xx、远程火箭弹、反坦克弹药、攻坚破障武器等领域。
经过笔者查阅资料,梳理分析,目前为止,我军已投入现役装备的云爆武器大概有以下七种,未必准确,仅供大家参考: 一、250/500/1500/3000公斤系列航空云爆子母弹。2000年初研制成功,型号未知。采用时间引信低空抛掷子母弹,弹内分别装填5枚/10枚/36枚和75枚子弹,子弹重40kg,固液混合装药31.8kg,采用国内自行研制的第三代云爆剂燃料,子弹毁伤面积可达500~1000平方米。250/500kgxx可装备于国产歼10/11或强-5/JH-7A等高速战机上,1500/3000kgxx则使用轰6轰炸机或运输机投掷。一枚3000kgxx大约可消灭4个足球场面积上的一切人类肉体、技术装备或薄装甲目标。这玩意是新世纪仅次于战术核武器的面杀伤武器,冲击波威力巨大xx,纵火效果良好,在密集投掷时冲击波具有叠加效果,尤其适合消灭登陆作战中滩头之敌的集团目标。 二、500公斤航空云爆xx,该弹是俄罗斯ОДАБ-500ПМ航空云爆xx的仿制品,90年代早期随苏两七武器系统工程一同引进,我军于1995年开始仿制并获得成功,现已大量装备于空军航空兵xx,载机为歼10/11战斗机或JH-7A攻击机,用于清扫地雷区、杀伤有生力量、摧毁轻型武器装备。该弹采用单一弹体装填液态燃料和抛散/引爆xx,结构较简单,使用维护方便。具有较低阻力的气动外形,并采用降落伞减速装置,宜于作战飞机高速外挂和投放。载机投弹速度为500~1100km/h,最小安全投弹高度为200米。对无掩体的有生力量,毁伤面积为2500平方米;对有掩体的有生力量,毁伤面积为1800平方米;对停机坪上的飞机,毁伤面积为3000平方米。该弹属于第二代FAExx,需二次起爆,战场限制仍然比较多,随着国内自行研制的新型第三代一次起爆型系列航空云爆xx的列装,这种仿制xx正慢慢退出历史舞台。 口径:500kg 全弹重:520kg 全弹长:2280mm(不含延伸探杆) 弹体为钢制,直径500mm,装填193kg戊二烯液体燃料,环形尾翼装置,翼展500mm,主引信1个,二次引信4个,二次起爆药柱4个。
500公斤航空云爆xx结构图
俄罗斯ОДАБ-500ПМ航空云爆xx
三、252毫米多管工程兵火箭。最早于2005年露面,由总参工程兵研究所研制,该车为多管发射器,定向管为4x7排列,一次可装填28枚大口径扫雷火箭,由81式火箭扫雷弹改进而来,用于远距离扫除大面积雷场和障碍物。
另一种采用云爆战斗部的WS-1D工程兵火箭
四、97式单兵云爆火箭弹。该弹的原型是俄罗斯“什米尔”单兵云爆弹,实际上“什米尔”的俄语型号名称并没有通常我们所说的火箭弹的意思,其正式型号并非俄国火箭弹RPG-XX系列,而是РПО-А(RPO-A),其中РПО是俄语Реактивный Пехотный Огнемет的缩写,翻译成汉语的意思就是:“火箭式的步兵使用的火焰喷射器”。按兵种划定,这武器应该划归防化兵喷火专业管辖范围,但该弹在我军已经大量普遍装备于野战军步兵xx。该弹于1992年引进,1996年开始进行国产化研制,2000年定型。用来摧毁敌火力点、永备工事掩体、坚固建筑物;毁伤敌轻型装甲车辆和汽车等装备;破坏各种工业、军事设施,如:房屋、桥梁、油库、弹药库、工事、通信设备、停机坪上的飞机;杀伤隐蔽和暴露的敌有生力量,适合在城镇巷战中杀伤隐藏于室内的敌有生目标。 口径: 93毫米 全长: 920毫米 质量: 单发:12kg 二联装:24kg 二联装及包装箱:39kg 射程:表尺{zd0}射程:850米 直射距离(目标高3.5米):200米 最小射程:25米 威力(爆炸后产生的超压): 距爆心3米处:≥0.28Mpa 距爆心5米处:≥0.04Mpa 90m3掩体内:0.4-0.8Mpa 对有生目标杀伤范围:50m2 发射噪声:≤180dB 适用环境:温度:-40--+50℃ 海拔:≤3000米 储存期限:9年。
五、80毫米单兵云爆火箭弹。该弹我国近年来新开发单兵云爆武器,2003年定型,型号名称为WPF89-2式80毫米步兵攻坚火箭。使用89式80毫米火箭弹的发动机,{zd0}射程800米,战斗部装药采用固液双组合云爆剂,用弹底引信起爆中心xx,使壳体和xx飞散并雾化云爆剂,xx云雾逐点连续起爆,以持续高温和超压杀伤人员,可破坏工事和轻型装甲目标,杀伤力很大,单发威力相当于一枚122毫米杀爆榴弹,尤其适用于摧毁掩体和城市建筑物等。
六、122毫米多管火箭炮云爆火箭弹。这种弹药资料很少,型号和性能都未知,只在某些材料中见到过只言片语,据笔者研判,该弹应该于2005年左右定型,随40公里122毫米火箭弹一起在三年前装备我军炮兵xx。
七、300毫米远程多管火箭炮云爆火箭弹。该弹是俄罗斯300毫米“龙卷风”火箭炮配用的9М55С火箭弹的仿制品,90年代随300远火武器系统一同引进并实现国产化。射程70公里,采用整体式云爆战斗部,重243kg,装药100kg,杀伤直径25米。用于杀伤暴露的和隐蔽于防御工事中的人员、轻型装甲车辆。
部分参考资料: 1、云爆效应的毁伤效能研究 《华北工学院学报》2003年第3期。 2、一种整体云爆xx及其引信系统浅析 《现代引信》 1996年第2期。 3、云爆xx爆炸火球的特征 《火xx学报》2007年4月 4、一次引爆燃料空气xx 《实验力学》2000年第4期 5、兵器知识杂志关于97式单兵云爆弹和80毫米单兵云爆火箭弹的介绍 6、从燃料空气弹到温压弹 《现代军事》2002年第3期 |