温压武器亦称
温压弹。顾名思义,这种武器就是利用高温和高压效应产生杀伤效果,引爆后可产生剧烈的燃烧,并向四周大量辐射
热能,同时产生无孔不入的高压
冲击波。这种独特的杀伤效应是传统以破片或
金属射流为主要杀伤手段的弹药所难以比拟的,因此特别适用于杀伤洞穴、地下工事、建筑物等封闭空间内的有生力量。
人们习惯上把采用温压
战斗部的弹药称为温压武器,它可以是
航空炸弹、单兵榴弹、
火箭弹甚至是
导弹等。温压弹属于
常规武器,但却具有超常规的杀伤威力和毁伤效果,因而国际上也喻其为穷国的“核”武器。
特点
温压炸药兼具高能炸药和燃料空气炸药等特点,爆炸时可从周围的空气中吸取大量
氧气,从而造成缺氧环境。温压炸药中添加了铝、硼、硅、钛、镁、锆等物质的粉末,这些粉末在高温状态下燃烧并释放大量能量,能够大大增强温压炸药的热效应和压力效应。
目前,
温压弹的杀伤效应主要体现在高压
冲击波和热杀伤上,其次是冲击波与建筑物等物质相互作用时产生的碎片以及
有毒气体与烟雾所导致的窒息。在这些杀伤效应中,对人员而言最致命的莫过于冲击波,外军最新研究表明,这种冲击波会导致神经、血液等组织发生
化学异变。
杀伤效应
温压弹在开放空间和封闭空间使用杀伤效应大不一样。炸药在开放空间爆炸时的杀伤效应,按作用距离由近到远,依次是热杀伤、冲击波杀伤和
破片杀伤。温压弹与早期出现的
云爆弹在工作原理、杀伤机制等方面有许多相似之处,二者同属于气爆式武器,但又各有特点。燃料空气弹装有大量燃料和少量的传统高能炸药,引爆后高能炸药首先爆炸,使燃料散布到周围空气中,并与空气混合后形成
气溶胶云,可产生巨大高温火球。由于气溶胶云很容易渗透到洞穴、地下工事和建筑物的内部,因此燃料空气弹可以对封闭空间内人员和装备造成杀伤和破坏,不过在效果上难以和
温压弹相提并论。
杀伤因素
核弹仍是迄今人类制造的杀伤破坏威力最大的非常规武器。其主要杀伤因素包括光辐射、
冲击波、早期
核辐射、放射性沾染和核电磁脉冲等。而与核武相比,国外专家则认为,温压弹是具有更加“绿色环保”和更加经济等超常规大威力、高杀伤的一种
常规武器。以热和冲击波效应为主的温压弹在封闭空间内如鱼得水,它直接与空气发生作用,不会产生核恐慌,其火球和冲击波能沿坑道等密闭空间迅速传播,进入破片无法到达的地方。即破片会被墙壁、沙袋和防护装置阻隔,而冲击波反而会因为墙壁和其他表面的反射而得到加强,所以其杀伤机理十分独特。
各国研究
世界上第一种温压武器是
苏联研制的“步兵火箭
喷火器”,它于1984年装备部队,在车臣冲突中曾多次用于“清剿”洞穴强敌和狙击高手。此后,
俄罗斯联邦武装力量研制了温压
高爆弹,并为反坦克
制导武器系统配备了温压
战斗部。
美国为满足在阿富汗和
伊拉克的作战需要,创新研发了多种
温压弹,包括BLU-118/B
温压炸弹、采用温压战斗部的“海尔法”导弹、温压榴弹和“肩射多用途攻击武器”等温压武器。继俄、美之后,
保加利亚、
英国、
瑞士等国纷纷开展了温压武器研究。保加利亚已多次在武器展览会上展示出采用温压战斗部的GTB-7G榴弹;英国研制的“步兵反掩体武器”采用了温压战斗部,使其在攻击掩体、地下工事等目标时更具杀伤力。外军认为,当前由于反恐和城市战渐成作战常态,因此温压弹将大有用武之地。
研究历程
自从
三硝基甲苯炸药诞生以来,人们就一直努力寻求比TNT能量更高的炸药,以TNT为基础的改进型炸药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,燃料空气炸药应运而生,其轰爆冲击波效应、热效应和纵火效应远高于常规高能炸药,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炸药,一般简称
云爆弹(
燃料 Air Explosives)。也有媒体文章误称为真空炸弹,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
早期的燃料空气炸药FAE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,具有高于常规炸药数倍或数十倍的
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炸药应用于战场,在
越南战争中首次使用并取得理想效果。
苏联的研究也很深入,很多武器
战斗部都采用了燃料空气炸药的原理。
随着技术的进步,
云爆弹炸药也有了换代产品。第一代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,第一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
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,靠炸药进行燃料的抛洒,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
子母炸弹和
俄罗斯ОДАБ-500ПМ航空云爆炸弹等。但二代
云爆弹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。
第三代
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炸药在上世纪80年代面试,这种炸药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
燃料),美国人将其称之为温压炸药,“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)。第三代云爆炸药的研制工作始于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
云爆弹的结构、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。
中国的研制
中国从七十年代就开始针对燃料空气炸药展开基础性研究,并取得一定成果,早期二次起爆液体
气溶胶型云爆炸药,曾被被应用于
工兵扫雷除障作业。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炸药开始进入武器级应用。由
南京理工大学研制的第三代云爆炸药,目前处于国内和国际领先水平,与俄罗斯同类产品相比,
冲击波峰值提高了40%,与TNT炸药相比提高了90%(见附表)。
装药类型 距离(M)超压(kPa)冲量(kPa。ms)
正压时间(秒)
国产云爆剂 10 128 145 6。2
俄制云爆剂 10 90 130 6
TNT炸药 10 67 100 5
B炸药 10 75 110 5
国产云爆剂较TNT提高(%) 90 45 21
国产云爆剂与TNT/B炸药的性能对比
该云爆炸药为一次引爆型固液复合云爆剂,由高能炸药、
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,具有比第一/二代
云爆弹更大的毁伤能力,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,同时兼有常规炸药只需一次起爆和具备预制破片和攻坚能力的特点。此云爆炸药的优点主要有:
1、与高能炸药一样只需一次起爆,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,
性价比高,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炸药轻得多,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完全
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TNT炸药;反之,如战斗部装1公斤TNT炸药,去掉TNT炸药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炸药的攻坚、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
三硝基甲苯大得多的超压和冲量,是一种综合性能优良而平衡的军用炸药。
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炸药,耐冲击感度和安定性均比常规炸药良好,在运输、储存、及发射时要比常规炸药安全,发生诱爆和炸膛等
意外事故的概率很低。
目前该国产云爆剂炸药的相关性能和生产技术已经完备成熟,被广泛应用于新型
航空炸弹、远程火箭弹、反坦克弹药、攻坚破障武器等领域。