步兵便携式武器战斗部：面向城市作战目标

步兵便携式武器战斗部：面向城市作战目标李林在车臣战争和伊拉克战争中，许多战斗都发生在人口聚集、街巷纵横、高楼林立的城市环境中，重型、远程武器往往派不上用场，步兵便携式武器就变得吃香起来。在城市战条件下，步兵便携式武器要用来对付形形色色的目标。典型的目标包括暴露和隐蔽的步兵、未披挂装甲的普通车辆、轻型装甲车、重型装甲车(通常披挂一层或多层由轧制均质钢、高强度钢、铝或钛等制成的金属装甲，或披挂由陶瓷、金属和纤维增强塑料等制成的复合装甲，有的还另外披挂一层或多层爆炸反应装甲)，以及装备主动防护系统的装甲战车、披挂电装甲的战车等。典型目标还包括土木掩体、混凝土掩体，由木头、砖块、水泥和煤渣建造的建筑物及其入口，以及复杂的地下设施。为了对付上述目标，已经研制出或正在研制多种类型的战斗部。如爆破／杀伤战斗部、温压战斗部、空心装药(包括多模空心装药、紧凑空心装药、防区外空心装药)战斗部、爆炸成形弹丸战斗部、串联战斗部、碎甲战斗部、模块化装药侵彻战斗部、综合效应战斗部、变几何形战斗部等。它们对不同的目标有不同的作战效果，如右表所示。爆破／杀伤战斗部顾名思义，爆破／杀伤战斗部综合了两种传统战斗部——爆破战斗部和杀伤战斗部的毁伤机理，引爆时除了形成强烈的冲击波外，还会产生大量高速飞行的破片。在开阔地带，破片能大面积杀伤人员等软目标，而爆破效应的杀伤范围相对较小，在建筑物内部等封闭空间，两种效应都能造成巨大破坏。不过，由于战斗部重量和尺寸的限制，这两种效应不容易完全兼顾，增强一种效应时要尽可能避免对另一种效应造成影响。在装药中添加少量铝粉能有效增强爆破效应，同时不会明显降低破片的飞行速度。相应的研究工作主要集中在控制和增强破片效应上。战斗部壳体自然破碎所产生的破片，大小和分布都非常没有规律，严重影响了战斗部的整体杀伤效果。目前，主要有两种控制破片大小的方法：一种是预先在战斗部壳体上开槽，形成一定图样的沟纹，当战斗部爆炸时主要从沟纹处断裂，产生预定大小的破片，另一种方法是将预制破片预先装入战斗部内，在爆炸时高速射出。这两种方法都能有效增强破片效应，但战斗部的复杂性和成本也随之增加。正在研究两种新方法——选择起爆点和破片变形——来控制破片的空间和速度分布，使它们沿预定的方向飞向目标。前一种方法，是将起爆点选在战斗部的端部、底部或四周，爆炸时破片集中飞向目标，后一种方法，是在战斗部内表面加入一层炸药，其外部是破片、内部是保护性衬里，爆炸时使破片向起爆的相反方向变形，从而增强杀伤力。这两种方法都较为复杂、昴贵，目前仅适用于反飞机弹药和导弹的战斗部。值得一提的是，随着电子器件尺寸越来越小，特别是微机电技术的迅速发展，国外开始为小口径破片战斗部引入先进的定时与近炸引信，使战斗部在特定的时间和距离上引爆，从而提高杀伤效果。目前，美国XM25和XM307榴弹发射器的25毫米空爆弹、新加坡ST动力公司的S41840毫米空爆弹以及挪威劳福斯弹药公司的PPHE-T／SD40毫米空爆弹，均采用了这种引信。温压战斗部是一种增强爆破战斗部，引爆时会发生剧烈燃烧、向四周辐射大量热量，同时产生持续的高压冲击波，特别适用于杀伤封闭空间内的人员，而且对建筑物、掩体等目标造成严重破坏。与传统的爆破战斗部相比，温压战斗部在高爆炸药中添加了大量燃料和特殊的氧化剂：燃料通常采用精细研磨的铝粉，也可使用硼、硅、钛、镁、锆、碳粉以及碳氢化合物等；氧化剂往往采用高氯化氨。温压战斗部之所以会产生持续的高压冲击波和高热效应，缘于以下三个原因：首先是燃料在燃烧之前会在爆炸波作用下大面积扩散，使得燃烧区域比标准高爆炸药要大得多，通常前者以米计算，后者仅为毫米级；其次，尽管这种高压冲击波的峰值压力较低，但持续时间要长得多，而人员等软目标对冲击波的忍受能力随时间增加而迅速减小；第三，温压炸药与标准高爆炸药相比，爆炸火球的温度和持续时间均高出数倍甚至1个数量级。年，是前苏联图拉仪器仪表制造与设计局研制的93毫米口径PRO-A温压火箭弹，由“施米尔”(SHMEL)近程火箭弹发射器发射。后来，前苏联还推出口径分别为93毫米、105毫米的TBG-7和RShG-1温压榴弹。保加利亚则在TBG-7基础上开发了GTB-7温压榴弹，二者均可由RPG-7榴弹发射器发射。不过，与现代温压装药多为固体形式不同，早期的温压装药多为半液体的浆糊状。西方国家在发展温压战斗部方面起步较晚，但近年来奋起直追。瑞土RUAG公司正在研制采用所谓“星爆”(Starblast)温压装药的第三代温压武器。据称，这种温压装药的输出能量是前苏联早期温压装药的3倍，可用于火箭弹、榴弹、迫击炮弹等多种弹药。该公司还与保加利亚VMZ公司合作研制了GTB-7S1温压战斗部。在美国，塔利防御系统公司为美国海军陆战队和陆军开发了多种温压战斗部。例如，该公司针对发射83毫米火箭弹的“肩射式多用途攻击武器”(SMAW)，于2001年演示了适用于攻击洞穴和掩体目标的SMAW—HIT温压战斗部，2002年完成了SMAWNE双用途温压战斗部的研制与试验；后来又为陆军开发和演示了一种被称为“掩体打击弹药”(BDM)的单一式温压战斗部，用于“一次性肩射式多用途攻击武器”(SMAW-D)。目前，该公司正在利用温压战斗部改进M72轻型反装甲武器(发射66毫米火箭弹)，并计划推出M72NE和M72HH两种变型。M72NE在原来的单一式战斗部内“添加一种高性能温压装药，并采用具有目标识别能力的引信”，这种引信在战斗部撞击薄墙时会发出延迟信号，只有撞击经过加固的目标时才会引爆战斗部；M72HH采用固体和半液体混合式温压装药，能产生持续时间较长的热效应，演示温度已达到150℃、持续时间6秒。空心装药战斗部通常采用金属药形罩，装药起爆后产生的爆轰波挤压药形罩顶部，形成侵彻装甲的射流，因此具有出色的反装甲能力。对空心装药战斗部的研究一直非常活跃，目前的工作重点是提高射流的侵彻能力，开发多模空心装药、紧凑空心装药、防区外空心装药战斗部。近年，国外纷纷采用计算机模拟设计工具进行提高射流侵彻能力的研究。只有在完成计算机模拟试验并确定最终设计方案后，才会付诸实际试验和生产，这就大大节省了设计成本和时间。对于一定的装甲目标，射流侵彻能力主要依赖于射流的速度、材料和长度三个因素。其中，射流速度取决于装药材料和起爆模式、药形罩材料和厚度以及空腔的角度和形状；射流材料的密度和动力特性影响侵彻过程；射流长度则取决于射流速度和射流材料。提高射流侵彻能力的技术途径主要有：(1)改进炸药装药，使其具有足够高的爆炸压力和速度，能对药形罩施加足够的压力而形成射流。国外最新推出的LX-19PBX炸药装药由95．8％的CL-20炸药和4．2％的聚氨基甲酸乙酯弹性纤维粘合剂混合而成，能有效增加射流长度和射流速度、从而增加侵彻深度，缺点是较为敏感。RUAG公司将获得专利的均衡挤压技术和紧密装配工艺用于空心装药战斗部，有效提高了炸药装药的密度和均匀性，能提供更快的爆炸速度并使爆轰波均匀传播，带来“完美的射流和出色的侵彻能力”。英国和瑞典陆军的MBT-LAW火箭弹、瑞典陆军的“比尔2”反坦克导弹和美国陆军的“精确制导迫击炮弹药”(PGMM)，均采用了RUAG公司的空心装药战斗部。(2)在炸药装药中加入阻隔材料或采用多点起爆系统，通过控制爆轰波射流来改善侵彻能力。阻隔材料使爆轰波向炸药装药四周传播并形成超环面形状。这种爆轰波快速作用在药形罩上，使之加速向内变形，从而为射流提供更大的速度和速度梯度，最终形成更长的射流。多点起爆系统采用多个起爆药，这些起爆药以球状、环状或矩阵状排列，置于战斗部的顶部、底部或其他位置。相比而言，使用阻隔材料是一种较为简易的方法，但无法针对不同的目标提供足够的灵活性，多点起爆技术的优缺点则正好相反。德国动力诺贝尔防务公司和以色列拉法尔武器发展局合作研制的“穿墙者”空心装药战斗部，采用环状起爆技术，能在墙壁上穿出一个人体大小的洞，而且不会对墙壁造成其他结构性破坏。这种战斗部已用于动力诺贝尔防务公司的Pzf3火箭弹发射器以及RGW60和Pzf90一次性发射器。(3)采用双物质药形罩，以对付爆炸反应装甲、提高装甲后效应。如英国Insys公司的“反应装甲侵彻与非爆炸”(PANDORA)战斗部，药形罩顶部一半是聚四氟乙烯、另一半是铜，起爆时产生两股射流。聚四氟乙烯射流率先攻击爆炸反应装甲，穿出一个孔但不会引爆装甲；铜射流则“畅通无阻”地穿过爆炸反应装甲，攻击后面的主装甲。(4)采用所谓的“药形罩破坏装置”干扰射流的形成，使射流分散或者将空心装药战斗部变为爆炸成形弹丸战斗部。破坏装置与战斗部端部的探头伸缩机构相连，当探头伸出时，战斗部在射流模式下攻击重型装甲，探头缩回时，则在“破坏”模式下攻击建筑物和轻型装甲。