温压弹(英文:Thermobaric Bomb [6] ),又称:温压武器,是采用温压炸药(富含铝、硼、硅、钛、镁、锆等物质的高爆炸药),利用空气炸药的温度和压力效应提高爆轰威力、产生杀伤效果的炸弹 [5] 。 温压弹是在云爆弹(燃料空气弹)基础上研制发展而成的新型武器,虽然其基本概念和作用原理与燃料空气弹相似,但其燃料成分有了较大的变化,其特点是:杀伤隐蔽目标能力强,特别适合对付隐蔽在地下或洞穴内的各种目标;爆轰时产生较高的温度和压力;爆轰冲击波作用时间长、威力大;造成人员因缺氧窒息而死;温压弹可以做成炸弹,也可做成单兵榴弹、火箭弹或导弹 [6] [14] 。 2001年12月,美国进行了温压弹的地下测试,成功地摧毁了地下目标。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,由于温压弹在封闭空间内使用的杀伤效果更加显著,因而特别适合杀伤洞穴、地下工事和建筑物中的人员。相比于大规模杀伤性武器而言,温压弹破坏力巨大、成本又不高,又被称为“亚核武器” [8] [11] 。 爆炸原理 温压弹炸药兼具高爆炸药和燃料空气炸药的特点,准确地说是一种富含燃料的高爆炸药,其爆炸速度一般为3000~4000米/秒,比高爆炸药的爆炸速度(典型值为8000米/秒)低许多;同时在爆炸过程中从周围空气中大量吸取氧气,造成缺氧的环境。由于在温压炸药中添加了铝、硼、硅、钛、镁、锆等物质粉末,在加热状态下多物质粉末起燃并释放大量能量,大大增强了温压炸药的热效应和压力效应 [15] 。 温压炸药的爆炸过程由以下三个“反应”步骤组成: 1、最初的无氧爆炸反应。不需要从周围空气中吸取氧气,持续时间为数百万分之一秒,主要是分子形式的氧化还原反应。此阶段仅释放一部分能量,并产生大量富含燃料的产物。 2、爆炸后的无氧燃烧反应。不需要从周围空气中吸取氧气,持续时间为数万分之一秒,主要是燃料粒子的燃烧。 3、爆炸后的有氧燃烧反应。需要从周围空气中吸取氧气,持续时间为千分之一秒,主要是富含燃料的产物与周围空气混合燃烧。此阶段释放大量能量,延长了高压冲击波的持续时间,并使火球越来越大。 上述三个“反应”步骤确定了温压弹的基本性能:最初的无氧爆炸反应确定了其高压性能,以及对装甲的侵彻能力;爆炸后的无氧燃烧反应确定了其中压性能,以及对墙壁/工事的穿透能力;爆炸后的有氧燃烧反应确定了高压冲击和热性能,以对人员和装备的损伤能力 [1] [9] 。 温压弹使用的燃料空气炸药为固体燃料,是一种呈颗粒状的温压炸药,属于含有氧化剂的“富燃料”合成物。温压弹的战斗部炸开后温压药以粒子云形式扩散,其微小的炸药颗粒充满空间,爆炸力强,其爆炸效果比常规爆炸物和云爆弹更强,释放能量的时间更长,形成的压力波持续时间更长。 投爆方式 温压弹的通常作战投放和爆炸方式有4种∶ 1、垂直投放,在洞穴或地下工事的入口处爆炸; 2、采用短延时引信(一次或两次触发)的跳弹爆炸,将其投放在目标附近,然后跳向目标爆炸; 3、采用长延时引信的跳弹爆炸,将其投放在目标附近,然后穿透防护工事门,在洞穴深处爆炸; 4、垂直投放,穿透防护工事表层,在洞穴内爆炸。 温压弹爆炸后形成3个毁伤区∶一区为中心区,区内人员和大部分设备会受爆炸超压和高热而毁伤;在中心区的外围一定范围内为二区,具有较强爆炸和燃烧效能,会造成人员烧伤和内脏损伤;在二区外面相当距离内为三区,仍有爆炸冲击效果,会造成人员某些部位的严重损伤和烧伤。 温压弹爆炸后产生的高温、高压可以向四面八方扩散,通过目标上面尚未关好的各种通道如射击孔、炮塔座圈缝隙、通气部位等进入目标结构内部,高温可使人员表皮烧伤,高压可造成人员内脏破裂。温压弹更多地被用来杀伤有限空间内的敌人,引爆后空间内氧气被迅速耗尽,爆炸带来的高压冲击波席卷洞穴,彻底杀伤洞内有生力量 [15] 。 弹药技术 截至2013年,温压弹的弹药技术已经发展了三代,典型配方有俄罗斯的液固相体系和美国的全固相体系两大类。 第一代 液固相配方一般采用高能液体燃料与可燃金属粉末混合,其优点是毁伤能量大,配制工艺简单,输出能量易于调整。缺点是装填密度低,环境适应性和抗过载安定性差,弹药寿命也不易过长等。如俄罗斯什米尔温压药剂配方主成分是硝酸异丙酯/铝粉/镁粉/敏化剂,其炸药爆炸的化学能是1.6倍TNT当量,装药毁伤能量约是3.5倍TNT当量 [7] 。 第二代 全固相配方一般采用高含铝的PBX炸药技术,其优点是毁伤能量大,装填密度高,抗过载及环境适应性好,弹药寿命长达20年以上,具有低易损特性等。如美国BLU-118/B温压弹装填的PBXIH135温压炸药,其配方由奥克托今普通军用炸药和聚氯酯燃料混合而成,加入了精确比例的铝粉,可在较长时间内释放大量能量,在封闭空间内爆炸时能对数千米远的目标造成“功能性杀伤”,其炸药爆炸的化学能是1.9倍TNT当量,装药毁伤能量大约是4.7倍TNT当量 [7] 。 第三代 第三代温压技术克服以往该类药剂需二次起爆的应用难题,大大简化武器结构,提高武器性能,拓宽了应用范围,增强自身生存能力,降低费效比,而且不受气象条件的限制,具备全天候作战的能力。当武器在密闭或半封闭空间如船舱、建筑物、地下工事内爆炸时,可加速爆燃反应的速度和温压作用的强度,从而扩大破坏作用效果,良好的“窒息”效应会产生其它弹药无法替代的杀伤效果。可见,温压炸药和弹药技术是武器装备实现高效毁伤的有效途径 [7] 。 结构组成 温压弹的结构随其种类不同而异,主要由弹体、装药、引信、稳定装置等组成。温压炸药是温压弹有效毁伤目标的重要组成部分,其中药剂的配方尤为重要,需要模拟与试验最终确定。引信是温压弹适时起爆和有效发挥作用的重要部件,当温压弹用于对付地下掩体目标时,则要求引信在弹药贯穿混凝土之后引爆,才能发挥最佳效果。对主要用于侵彻掩体的温压弹来说,要求有较好的弹体外形结构,弹的长细比要大,阻力小,且弹体材料要保证在侵彻目标过程中不发生破坏。以美国研制的温压弹BLU-82B为例,其结构仍与云爆弹BLU-82类似,由弹体、引信、稳定伞、含氧化剂的爆炸装药等部分组成 [14] 。 毁伤效能 温压弹的杀伤效应主要体现于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,世界军事研究表明,温压弹冲击波会导致神经、血液等组织发生化学异变 [8] 。 温压弹主要是用来杀伤有限空间(洞穴和山洞)内的敌人,在洞穴和山洞内引爆后,氧气被迅速耗尽,爆炸带来的高压与冲击波席卷洞穴,彻底杀死洞内人员以及破坏关键设备和电子设施,同时不毁坏洞穴和山洞,保持洞口完好无损 [2] 。温压弹爆炸时不仅可在瞬间释放出大量热量,更可形成温度高达2500摄氏度、每秒2000米膨胀的高温高压炽热火球,同时还可在作用范围内形成缺氧区域,达到恐怖的杀伤效果 [11] 。 |
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