溫壓彈(英文:Thermobaric Bomb [6] ),又稱:溫壓武器,是采用溫壓炸藥(富含鋁、硼、硅、鈦、鎂、鋯等物質(zhì)的高爆炸藥),利用空氣炸藥的溫度和壓力效應(yīng)提高爆轟威力、產(chǎn)生殺傷效果的炸彈 [5] 。 溫壓彈是在云爆彈(燃料空氣彈)基礎(chǔ)上研制發(fā)展而成的新型武器,雖然其基本概念和作用原理與燃料空氣彈相似,但其燃料成分有了較大的變化,其特點(diǎn)是:殺傷隱蔽目標(biāo)能力強(qiáng),特別適合對(duì)付隱蔽在地下或洞穴內(nèi)的各種目標(biāo);爆轟時(shí)產(chǎn)生較高的溫度和壓力;爆轟沖擊波作用時(shí)間長、威力大;造成人員因缺氧窒息而死;溫壓彈可以做成炸彈,也可做成單兵榴彈、火箭彈或?qū)?[6] [14] 。 2001年12月,美國進(jìn)行了溫壓彈的地下測試,成功地摧毀了地下目標(biāo)。溫壓彈屬于常規(guī)武器,但卻具有超常規(guī)的殺傷威力和毀傷效果,由于溫壓彈在封閉空間內(nèi)使用的殺傷效果更加顯著,因而特別適合殺傷洞穴、地下工事和建筑物中的人員。相比于大規(guī)模殺傷性武器而言,溫壓彈破壞力巨大、成本又不高,又被稱為“亞核武器” [8] [11] 。 爆炸原理 溫壓彈炸藥兼具高爆炸藥和燃料空氣炸藥的特點(diǎn),準(zhǔn)確地說是一種富含燃料的高爆炸藥,其爆炸速度一般為3000~4000米/秒,比高爆炸藥的爆炸速度(典型值為8000米/秒)低許多;同時(shí)在爆炸過程中從周圍空氣中大量吸取氧氣,造成缺氧的環(huán)境。由于在溫壓炸藥中添加了鋁、硼、硅、鈦、鎂、鋯等物質(zhì)粉末,在加熱狀態(tài)下多物質(zhì)粉末起燃并釋放大量能量,大大增強(qiáng)了溫壓炸藥的熱效應(yīng)和壓力效應(yīng) [15] 。 溫壓炸藥的爆炸過程由以下三個(gè)“反應(yīng)”步驟組成: 1、最初的無氧爆炸反應(yīng)。不需要從周圍空氣中吸取氧氣,持續(xù)時(shí)間為數(shù)百萬分之一秒,主要是分子形式的氧化還原反應(yīng)。此階段僅釋放一部分能量,并產(chǎn)生大量富含燃料的產(chǎn)物。 2、爆炸后的無氧燃燒反應(yīng)。不需要從周圍空氣中吸取氧氣,持續(xù)時(shí)間為數(shù)萬分之一秒,主要是燃料粒子的燃燒。 3、爆炸后的有氧燃燒反應(yīng)。需要從周圍空氣中吸取氧氣,持續(xù)時(shí)間為千分之一秒,主要是富含燃料的產(chǎn)物與周圍空氣混合燃燒。此階段釋放大量能量,延長了高壓沖擊波的持續(xù)時(shí)間,并使火球越來越大。 上述三個(gè)“反應(yīng)”步驟確定了溫壓彈的基本性能:最初的無氧爆炸反應(yīng)確定了其高壓性能,以及對(duì)裝甲的侵徹能力;爆炸后的無氧燃燒反應(yīng)確定了其中壓性能,以及對(duì)墻壁/工事的穿透能力;爆炸后的有氧燃燒反應(yīng)確定了高壓沖擊和熱性能,以對(duì)人員和裝備的損傷能力 [1] [9] 。 溫壓彈使用的燃料空氣炸藥為固體燃料,是一種呈顆粒狀的溫壓炸藥,屬于含有氧化劑的“富燃料”合成物。溫壓彈的戰(zhàn)斗部炸開后溫壓藥以粒子云形式擴(kuò)散,其微小的炸藥顆粒充滿空間,爆炸力強(qiáng),其爆炸效果比常規(guī)爆炸物和云爆彈更強(qiáng),釋放能量的時(shí)間更長,形成的壓力波持續(xù)時(shí)間更長。 投爆方式 溫壓彈的通常作戰(zhàn)投放和爆炸方式有4種∶ 1、垂直投放,在洞穴或地下工事的入口處爆炸; 2、采用短延時(shí)引信(一次或兩次觸發(fā))的跳彈爆炸,將其投放在目標(biāo)附近,然后跳向目標(biāo)爆炸; 3、采用長延時(shí)引信的跳彈爆炸,將其投放在目標(biāo)附近,然后穿透防護(hù)工事門,在洞穴深處爆炸; 4、垂直投放,穿透防護(hù)工事表層,在洞穴內(nèi)爆炸。 溫壓彈爆炸后形成3個(gè)毀傷區(qū)∶一區(qū)為中心區(qū),區(qū)內(nèi)人員和大部分設(shè)備會(huì)受爆炸超壓和高熱而毀傷;在中心區(qū)的外圍一定范圍內(nèi)為二區(qū),具有較強(qiáng)爆炸和燃燒效能,會(huì)造成人員燒傷和內(nèi)臟損傷;在二區(qū)外面相當(dāng)距離內(nèi)為三區(qū),仍有爆炸沖擊效果,會(huì)造成人員某些部位的嚴(yán)重?fù)p傷和燒傷。 溫壓彈爆炸后產(chǎn)生的高溫、高壓可以向四面八方擴(kuò)散,通過目標(biāo)上面尚未關(guān)好的各種通道如射擊孔、炮塔座圈縫隙、通氣部位等進(jìn)入目標(biāo)結(jié)構(gòu)內(nèi)部,高溫可使人員表皮燒傷,高壓可造成人員內(nèi)臟破裂。溫壓彈更多地被用來殺傷有限空間內(nèi)的敵人,引爆后空間內(nèi)氧氣被迅速耗盡,爆炸帶來的高壓沖擊波席卷洞穴,徹底殺傷洞內(nèi)有生力量 [15] 。 彈藥技術(shù) 截至2013年,溫壓彈的彈藥技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了三代,典型配方有俄羅斯的液固相體系和美國的全固相體系兩大類。 第一代 液固相配方一般采用高能液體燃料與可燃金屬粉末混合,其優(yōu)點(diǎn)是毀傷能量大,配制工藝簡單,輸出能量易于調(diào)整。缺點(diǎn)是裝填密度低,環(huán)境適應(yīng)性和抗過載安定性差,彈藥壽命也不易過長等。如俄羅斯什米爾溫壓藥劑配方主成分是硝酸異丙酯/鋁粉/鎂粉/敏化劑,其炸藥爆炸的化學(xué)能是1.6倍TNT當(dāng)量,裝藥毀傷能量約是3.5倍TNT當(dāng)量 [7] 。 第二代 全固相配方一般采用高含鋁的PBX炸藥技術(shù),其優(yōu)點(diǎn)是毀傷能量大,裝填密度高,抗過載及環(huán)境適應(yīng)性好,彈藥壽命長達(dá)20年以上,具有低易損特性等。如美國BLU-118/B溫壓彈裝填的PBXIH135溫壓炸藥,其配方由奧克托今普通軍用炸藥和聚氯酯燃料混合而成,加入了精確比例的鋁粉,可在較長時(shí)間內(nèi)釋放大量能量,在封閉空間內(nèi)爆炸時(shí)能對(duì)數(shù)千米遠(yuǎn)的目標(biāo)造成“功能性殺傷”,其炸藥爆炸的化學(xué)能是1.9倍TNT當(dāng)量,裝藥毀傷能量大約是4.7倍TNT當(dāng)量 [7] 。 第三代 第三代溫壓技術(shù)克服以往該類藥劑需二次起爆的應(yīng)用難題,大大簡化武器結(jié)構(gòu),提高武器性能,拓寬了應(yīng)用范圍,增強(qiáng)自身生存能力,降低費(fèi)效比,而且不受氣象條件的限制,具備全天候作戰(zhàn)的能力。當(dāng)武器在密閉或半封閉空間如船艙、建筑物、地下工事內(nèi)爆炸時(shí),可加速爆燃反應(yīng)的速度和溫壓作用的強(qiáng)度,從而擴(kuò)大破壞作用效果,良好的“窒息”效應(yīng)會(huì)產(chǎn)生其它彈藥無法替代的殺傷效果。可見,溫壓炸藥和彈藥技術(shù)是武器裝備實(shí)現(xiàn)高效毀傷的有效途徑 [7] 。 結(jié)構(gòu)組成 溫壓彈的結(jié)構(gòu)隨其種類不同而異,主要由彈體、裝藥、引信、穩(wěn)定裝置等組成。溫壓炸藥是溫壓彈有效毀傷目標(biāo)的重要組成部分,其中藥劑的配方尤為重要,需要模擬與試驗(yàn)最終確定。引信是溫壓彈適時(shí)起爆和有效發(fā)揮作用的重要部件,當(dāng)溫壓彈用于對(duì)付地下掩體目標(biāo)時(shí),則要求引信在彈藥貫穿混凝土之后引爆,才能發(fā)揮最佳效果。對(duì)主要用于侵徹掩體的溫壓彈來說,要求有較好的彈體外形結(jié)構(gòu),彈的長細(xì)比要大,阻力小,且彈體材料要保證在侵徹目標(biāo)過程中不發(fā)生破壞。以美國研制的溫壓彈BLU-82B為例,其結(jié)構(gòu)仍與云爆彈BLU-82類似,由彈體、引信、穩(wěn)定傘、含氧化劑的爆炸裝藥等部分組成 [14] 。 毀傷效能 溫壓彈的殺傷效應(yīng)主要體現(xiàn)于高壓沖擊波和熱殺傷上,其次是沖擊波與建筑物等物質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的碎片以及有毒氣體與煙霧所導(dǎo)致的窒息。在這些殺傷效應(yīng)中,對(duì)人員而言最致命的莫過于沖擊波,世界軍事研究表明,溫壓彈沖擊波會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)、血液等組織發(fā)生化學(xué)異變 [8] 。 溫壓彈主要是用來殺傷有限空間(洞穴和山洞)內(nèi)的敵人,在洞穴和山洞內(nèi)引爆后,氧氣被迅速耗盡,爆炸帶來的高壓與沖擊波席卷洞穴,徹底殺死洞內(nèi)人員以及破壞關(guān)鍵設(shè)備和電子設(shè)施,同時(shí)不毀壞洞穴和山洞,保持洞口完好無損 [2] 。溫壓彈爆炸時(shí)不僅可在瞬間釋放出大量熱量,更可形成溫度高達(dá)2500攝氏度、每秒2000米膨脹的高溫高壓熾熱火球,同時(shí)還可在作用范圍內(nèi)形成缺氧區(qū)域,達(dá)到恐怖的殺傷效果 [11] 。 |
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