航空炸彈

航空炸彈

航空炸彈 - 簡介:從航空器上投擲的一種爆炸性彈藥。俗稱炸彈。按用途可分為三類。

簡介

從航空器上投擲的一種爆炸性彈藥。俗稱炸彈。按用途可分為三類:直接摧

航空炸彈航空炸彈
毀或殺傷目標的主用炸彈,包括爆破炸彈殺傷炸彈燃燒炸彈穿甲炸彈核炸彈等;在轟炸和航行過程中起輔助作用的輔助炸彈,如照明炸彈標誌炸彈等;用來完成特定任務的特種炸彈,如發煙炸彈照相炸彈宣傳炸彈訓練炸彈等。
結構原理 航空炸彈通常由彈體、安定器、裝藥、引信、彈耳等部分組成(見圖)。彈體即外殼,包括彈頭、彈身和彈尾三部分,有的在彈頭上安有環形箍,稱為彈道環。當炸彈運動速度接近音速時,彈道環可提高炸彈的穩定性。外掛炸彈通常有較好的流線外形,以減少下落的阻力。安定器裝在彈尾上,保證炸彈沿一定彈道穩定下落;有的炸彈用穩定傘使其穩定下落。彈耳或彈箍將炸彈懸掛在飛機上。彈箍即帶彈耳的箍圈,用於薄殼彈體。裝藥是使炸彈產生各種毀傷效果的主要能源,通常裝炸藥、燃燒劑、發煙劑或核裝藥等。引信用來保證炸彈在預定條件下適時起爆,並通過傳爆管使其充分可靠地爆炸。
航空炸彈航空炸彈

爆破炸彈 主要利用爆炸時產生的衝擊波、壓力波和破片來毀傷目標。裝填係數(裝藥量占全彈重的百分比)40~70%。 彈重50~20000千克。在土壤表層爆炸時,除在炸點周圍形成壓縮圈、破壞圈和震動圈外,炸點上方的土壤還受到高壓氣體推動被拋散,形成漏斗狀彈坑。其破壞作用的大小,通常以破壞半徑和彈坑容積來衡量。在空氣中爆炸時,形成猛烈的衝擊波,使一定距離內的障礙物受壓力而破壞,其破壞半徑是使目標達到預定毀傷程度的衝擊波作用距離。深水炸彈在水中爆炸時,主要靠衝擊波、氣泡和壓力波的作用破壞水下潛艇和障礙物(見水障礙物),一般要大於空氣中的破壞作用;通常也用破壞半徑表示其威力。
燃料空氣炸彈也是一種爆破炸彈。殼體炸開後,燃料與空氣混合成膠狀雲霧,經二次引爆,產生衝擊波毀傷目標。衝擊波的強度相當於梯恩梯炸藥的2.7~5倍。
爆破炸彈按其外形構造特點,可分為高阻爆破炸彈和低阻爆破炸彈。舊式高阻爆破炸彈掛在機艙內部,其外形短粗,空氣阻力係數大。低阻爆破炸彈多懸掛於艙外,採用長細比較大的低阻氣動外形,以減小阻力。
殺傷炸彈 主要用爆炸時產生的破片,殺傷有生目標和毀傷武器裝備。彈重在0.5~100千克之間,裝填係數在15%以下。當破片動能達到78.5焦耳時,對人能起到殺傷作用。為了使炸彈產生較多的有效破片,除要選擇彈體材料外,還可採用在彈體或藥罩上刻槽來控制殺傷破片的大小、形狀和數量,還有的在殼體內填塞大量鋼珠等,以增大殺傷效果。圓柱形炸彈爆炸後,破片從頭部向外飛散的約占10~15%,從彈尾方向飛散的約占10~15%,其餘均從彈身側向飛散。因此,為了充分利用破片的殺傷作用,殺傷彈一般採用近炸引信或長觸桿引信,使炸彈距地面一定高度爆炸。
燃燒炸彈 主要利用燃燒劑燃燒時燒傷目標。重量一般為0.5~500千克。鋁熱劑燃燒炸彈的燃燒溫度可達3000℃,主要用於燒毀建築物和工事。凝固汽油燃燒炸彈的燃燒溫度可達850℃左右,燃燒時間約1~15分鐘,且具有較強的粘附性。對易燃目標造成的破壞效能比爆破炸彈高十幾倍。
穿甲炸彈 靠炸彈的動能和內部裝藥,摧毀堅固混凝土工事和軍艦等裝甲目標。重量多在幾百千克至1000千克之間,裝填係數為5~15%。彈體較厚,一般採用高強度鋼整體鍛造,彈頭更厚一些,引信一般裝在彈尾。法國的“迪蘭達爾”目標侵徹炸彈,也屬穿甲炸彈。這種炸彈帶有小動力推進裝置,由點火控制系統控制阻力傘、解除戰鬥部保險和控制助推火箭發動機的點火時間與順序。阻力傘使高速水平飛行的炸彈獲得合適的落角,助推火箭發動機使炸彈增加動能,穿入目標內爆炸,多用於轟炸機場跑道。裝填係數大於15%而小於30%的炸彈,稱為半穿甲炸彈。如美國的AN-M59A1半穿甲炸彈,其裝填係數為30%。
集束炸彈、子母炸彈或固定投彈箱 採用面積覆蓋技術,即把大量的小型殺傷彈、破甲炸彈、燃燒炸彈等裝在一起投放,可使小型炸彈得到合理的運載,將子彈按著目標毀傷機率的最大期望值,一次或逐次投放到預定的面積上。美國的 CBU-59A/B型子母炸彈的母彈內裝有717枚子彈,法國的“貝盧加”可裝151枚小型破甲炸彈或殺傷炸彈。採用在母彈運動中分節拋撒小炸彈的方法,能使小炸彈均勻地散布。如英國BL-755航空子母彈箱散布面積為50×200米2。
簡史 1911年,在義大利土耳其戰爭中,意軍從飛機上向土軍投放了 4枚由手榴彈改制的重量為2.04千克的炸彈,揭開了空對地轟炸作戰的序幕。第一次世界大戰期間,出現了專為空投而設計的爆破炸彈、殺傷炸彈和燃燒炸彈。這種專用航空炸彈不象炮彈那樣受到口徑及膛壓的限制,彈體可以薄一些,裝藥量大大增加,攻擊範圍和威力遠遠大於炮彈。這次大戰中,交戰雙方投放的炸彈共約5萬多噸,對城市、交通運輸和工業中心的破壞起了一定作用;但由於轟炸精度低、飛機載彈量小,轟炸效果不夠顯著。
第二次世界大戰期間,交戰雙方激烈爭奪空中優勢,大力發展軍用飛機,同時也促進了航空炸彈的發展。爆破炸彈的重量提高到50~20000千克。 採用了黑索今和梯恩梯混合炸藥。殺傷炸彈在結構上採用了預製破片技術,同時發展了集束炸彈、子母炸彈和固定投彈箱的面積覆蓋技術。凝固汽油燃燒彈的出現,使燃燒炸彈發展到了一個新的水平。此次大戰,交戰雙方共消耗了約500萬噸炸彈,對戰爭產生了巨大的影響。制導航空炸彈和核子彈的出現,給炸彈的發展開拓了新的領域,但也對世界和平和人類生存產生了嚴重的影響。同時,延時、瞬發等引信的出現和發展,使炸彈的性能不斷得到提高。
第二次世界大戰以後,殲擊轟炸機廣泛採用了在機身內加大油箱,在機身外(或機翼下)懸掛炸彈的方式,以改進飛機的機動性和加大航程。為了減少外掛炸彈的阻力,提高飛機的速度和增大作戰半徑,航空炸彈採用低阻氣動外形,增大長細比,出現了低阻炸彈系列。為了避免低空大速度水平投彈時炸彈跳彈,危及載機安全,一些國家研製發展了低空減速炸彈,如美國在20世紀50年代研製的金屬阻力板式減速炸彈,西班牙在70年代研製的柔性阻力傘式 BRP減速炸彈和英國研製的阻力板與阻力傘複合型減速炸彈等。
發展趨勢 為了適應現代作戰的需要,航空炸彈越來越多地採用小動力或滑翔技術,以增大戰術空間;採用低空炸彈,以提高突防效果;採用各種制導方式,以提高直接命中精度和全天候作戰能力;採用高能炸藥,自鍛破片及串聯複合聚能裝藥結構,複合效能戰鬥部,面積覆蓋技術與火箭增速等,以提高殺傷威力,提高摧毀集群坦克、破壞混凝土工事和飛機跑道的能力。

起源身世

航空炸彈由哪國誰人發明,已無從考證。據稱19世紀中葉,奧地利人就已開始從氣球上向義大利威尼斯城投擲爆炸性武器,這可能是航空炸彈最早的實戰套用。1911年11月1日義大利飛機攜帶手榴彈改造的炸彈,轟炸了利比亞地區的土耳其軍隊,這被認為是世界上

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首次轟炸行動。另一種說法是,1914年第一次世界大戰開始後,俄羅斯設計師B.B.奧拉諾夫斯基於1909到1914年專門設計了系列化的航空炸彈,包括殺傷、爆破等型號,重量從幾千克到幾百千克。1916年A.雅科夫列夫又研製了最早的航空燃燒彈。德國人則聲稱1912年德國人研製了世界第一種航空炸彈,代號M.APR。可以肯定的是,真實意義上的航空炸彈是在第一次世界大戰期間隨著作戰飛機的出現而面世的,估計一戰期間各國共投放了5萬多噸炸彈
飛機誕生之前的1849年,奧地利軍隊就曾利用不載人氣球向義大利的威尼斯城投下炸彈,這是世界上首次空投炸彈。1911年11月1日,義大利軍隊從飛機上向利比亞的土耳其軍隊投擲了4枚由手榴彈改制的重量約為2公斤的炸彈,這是世界上首次飛機轟炸。奧地利和義大利都聲稱擁有航空炸彈的發明權。1914年第一次世界大戰爆發,歐洲各國剛剛建立起來的航空部隊,在主要執行偵察任務同時,也經常從飛機上向敵軍投擲炸彈。但直到這時,各國使用的還是將普通炮彈加裝尾翼或是用手榴彈改製作為航空炸彈。從嚴格的意義上說,這還不是真正的航空炸彈。
俄國人認為,世界最早的專用航空炸彈是由設計師B·B·奧拉諾夫斯基於1909─1914年研製的。他設計的航空炸彈、殺傷彈有5種型號,爆破彈有8種型號,重量從4.5噸640公斤不等。1916年,俄國的A·雅科夫列夫設計的最早的航空燃燒彈也裝備了俄國軍隊。
而德國認為,他們於1912年研製出來的M·APR型炸彈才是世界上第一種航空炸彈。
但不論航空炸彈的發明權屬誰,航空炸彈在第一次世界大戰的戰場上一經出現,便立即得到了普遍使用。大戰期間交戰雙方共投炸彈5萬多噸。
第二次世界大戰期間,航空炸彈得到迅速的發展,出現了集束炸彈、子母炸彈、穿甲炸彈和凝固汽油燃燒彈等新型航彈,航彈的重量也達到了數噸以上。英國曾製造過重達10噸的 “大滿貫”炸彈,1945年3月14日用蘭開斯特重型轟炸機投放,炸毀了德國的比勒菲爾德高架鐵路。 “大滿貫”至今仍是實戰中使用過的世界上最重的航空炸彈。二次大戰期間,德國和美國相繼研製出制導炸彈。
第二次世界大戰後,各國不斷改進航空炸彈的,以提高航彈在不同戰鬥使用條件下的作戰效果,出現了多種多樣作用獨特、性能優異的新型航彈。
20世紀30年代末至40年代初,德國最先研製成功並使用採用無線電制導方式的炸彈HS─293和FX─1400。HS─293有V2和V3兩種型號,分別於1940年5月和7月研製成功,它們是在SC─500型普通航空炸彈上加裝彈翼尾翼和制導裝置製成的飛機型無動力滑翔炸彈,重約800公斤。FX─1400是一種軸對稱制導炸彈,全彈重1800公斤,無推進系統。1944年德國在空襲義大利艦隊時曾多次使用這兩種炸彈,擊沉了4.25噸的 “羅馬”號戰列艦。在第二次世界大戰後期,美國也研製了制導炸彈。
60年代以後,隨著電子技術的進步和制導技術的成熟,使制導炸彈有了迅速的發展,電視制導雷射制導紅外製導雷達波來制導的制導炸彈相繼出現。特別是1960年雷射器誕生後,出現了不同型號的雷射制導炸彈,精度大大提高,命中目標的圓周機率誤差也減小到7.5米以內。這就使一枚制導炸彈可以起到往幾十乃至到幾百上千枚普通炸彈的作用,並使載機的轟炸和攻擊次數大大減少,被敵方地面防空火力擊中的危險也明顯降低。在越南戰爭中,中東戰爭和海灣戰爭中,美國和以色列都曾大量使用制導炸彈。

分類

航空炸彈有多種分類方法:
按圓徑分為小圓徑炸彈、中圓徑炸彈和大圓徑炸彈。所謂炸彈的圓徑是化成簡單整數後以kg 計的炸彈質量(名義質量)。中國和前蘇聯有0.5、1、2.5、5、10、15、25、50、100、250、500、1000、1500、5000、9000kg 等圓徑系列。我國通常將100kg 以下的叫小圓徑炸彈,將250~500kg 的叫中圓徑炸彈;將1000kg 以上的稱為大圓徑炸彈。我國圓徑最小的炸彈是1kg,最大圓徑炸彈是3000kg,美國庫存最大圓徑炸彈重為20 噸。
按用途可分為三類:按照用途可分為主用航空炸彈、輔助炸彈和特種炸彈。
主用航空炸彈是直接摧毀或殺傷目標的航空炸彈,包括爆破、殺傷、殺傷爆破、穿甲、半穿甲(反跑道炸彈)、反坦克、燃燒、爆破燃燒、航空燃料空氣炸彈等。還包括核炸彈。
輔助炸彈是在轟炸和航行過程中起輔助作用的航空炸彈,包括航空訓練炸彈和航空標誌炸彈等。
特種炸彈是用來完成特定任務的航空炸彈,包括航空照相炸彈、航空照明炸彈、煙幕炸彈、宣傳炸彈等。
按照所受空氣阻力高低分為高阻炸彈和低阻炸彈。
高阻炸彈的特點是外形短粗,長細比小,流線型差,空氣阻力係數大,只適用於跨音速以下的飛機內掛使用。
低阻炸彈的外形細長,長細比大,流線型好,阻力係數小,適用於高速飛機外掛使用。
按炸彈使用高度可分為中、高空炸彈和低空炸彈,中、高空炸彈沒有減速裝置,低空炸彈有減速裝置。
按裝藥可分為兩類:常規航彈和核彈,常規航彈採用普通裝藥,如燃燒炸彈、穿甲炸彈、殺傷炸彈等;核彈採用核裝藥,如核子彈、氫彈。
按照有無制導裝置可分為非制導炸彈和制導炸彈兩類。
非制導炸彈,即普通炸彈,是指從載機投放的靠慣性自由下落或依靠火箭增程的炸彈,此類炸彈命中機率低。
制導炸彈是指載機投放後,利用制導裝置能自動導向目標的炸彈,命中精度高,比普通炸彈命中精度提高了上百倍。目前已裝備部隊使用的制導炸彈制導方式主要有雷射制導炸彈、電視制導炸彈、紅外製導炸彈和雷達波制導炸彈等。
按照結構可分為整體炸彈、集束炸彈和子母炸彈 。
整體炸彈是指整個炸彈的各零部件聯接成一個整體,掛彈使用時可將炸彈整體懸掛在載機掛彈架上,投彈後直至命中目標爆炸之前炸彈始終保持一個整體。
集束炸彈是指將多顆炸彈通過集束機構連線為一體,投彈後,在空中一定高度上集束機構打開,多顆小炸彈分散下落。
子母炸彈是在集束炸彈基礎上發展而成的新型炸彈,是將許多小炸彈裝填在一個母彈箱內,掛彈時,母彈掛在載機掛彈架上,投彈後,母彈箱離開載機一定時間後,母彈體開箱,子炸彈自由散落或靠動力彈射出去分散下落。集束炸彈是子母炸彈的前身。。

基本構造

航空炸彈通常由彈體、安定器、裝藥、引信、彈耳等部分組成

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。按用途分為3類:直接摧毀或殺傷目標的主用炸彈,包括爆破炸彈、殺傷炸彈、燃燒炸彈、穿甲炸彈和核炸彈等;在轟炸和航行過程中起輔助作用的輔助炸彈,如照明炸彈、標誌炸彈等;用來完成特定任務的特種炸彈,如發煙炸彈、照相炸彈、宣傳炸彈和訓練炸彈等。按外形大小和重量分為小型炸彈(50千克以下)、中型炸彈(一般100~500千克 )和大型炸彈(1000千克以上)。按有無制導裝置分為制導炸彈與非制導炸彈。安裝藥分為裝普通炸藥和煙火藥的常規炸彈和裝特殊裝藥的非常規炸彈。
從本質來看,2007年的航彈和1909年的航彈沒有大的區別,但其中的技術含量已有了翻天覆地的變化。

◎規格
我們常把航空炸彈的重量作最基本的分類標準,例如美國航彈通常分為100磅、250磅、500磅、1000磅等不同級別。1磅等於0.454千克,我們常在新聞報導中看到908千克炸彈等帶零頭的數字,就是英制重量單位換算為公制單位所造成的。採用公制的國家,其航彈多數分為50千克、125千克、250千克、500千克等規格。但航彈實際重量總是與其規格並不相等,而且在儲存狀態時因不裝引信、彈箍等部件,重量又有少許變化。例如,我國250-3型航彈實重216千克,500-2型航彈實重473千克。一般來說,250千克級別航彈長1到2.5米之間,直徑250到350mm不等,同樣隨引信、彈箍等部件的拆裝而發生變化。特殊航彈則一般不歸入特定規格級別,例如美國有6800千克的BLU-82“滾球”超大型炸彈,以及近期研製的10噸級“炸彈之母”。我國也有重達2.84噸的3000-2型航彈,剛好能裝在轟-6的彈艙里,並曾隨轟-6出口國外。

◎彈體
彈體最主要的作用是容納裝藥。單單看容器這一職能,彈體理論上應儘量薄、輕而容積大,而圓柱體容器正具有上述優點,因此彈體一般都近似圓柱體。如我國500-2型航空爆破炸彈使用10mm厚的鑄鋼圓柱形彈體,250-1則為8mm。
彈體雖功能簡單,但它要承受各種外來力量,設計上必需消滅空中解體、觸地過早崩裂、侵徹深度不足等問題,因此精心的設計不可或缺。美國在多次局部戰爭中大量使用的Mk84航彈,其鑄鋼彈體按空氣動力學設計,薄而輕,裝藥量多達全彈重的45%(這一比值的學名叫“裝填係數”),從而增大了殺傷力。普通航彈大部分重量都耗在彈體上,例如我國老式的250千克航彈,裝填係數僅38%。當然,這不是說要一味追求高的裝填係數,彈體太輕可能令航彈強度不足,而且要考慮產生最優殺傷效能的彈體破片的實際需要。
航彈外形上可大致分為低阻力高阻力兩種。低阻航彈具有流線的紡錘外形,或呈球端圓柱體,彈翼小而後掠,適合高速的戰鬥機、攻擊機攜帶。高阻航彈(如俄制ФАБ-М54系列、我國250-1型等)外形粗鈍,空氣阻力大,不適合高速飛機外掛。低阻航彈在同等速度下的阻力,一般為同重量級高阻航彈的幾分之一,乃至1/10。但高阻航彈能充分利用機體內部炸彈艙的容積,仍有較大實用價值。應當指出的是,高阻航彈一般比同一重量級的低阻航彈要更重(指實重),裝藥更多,威力更大。有意思的是,從資料圖片上看,俄軍的高速飛機(像蘇-24)也常攜帶高阻航彈。美軍的普通航彈已實現全面的低阻化。我國還將部分航彈劃分為中阻航彈,顧名思義是阻力在高低兩者之間。
有的航彈表面前端有防跳彈裝置,假如沒有這一裝置,在低空高速投彈時,炸彈有時會出現跳彈現象,在目標上打水漂,偏離目標。解決跳彈問題除了使用防跳裝置,還可以使用瞬時觸發引信。此外像我國3000-1、俄ФАБ-М62等高阻航彈的頭部還裝有保證下落彈道穩定的彈道環。
航彈的頭、尾部分,表面上看與彈體似乎是一個整體,實際上多數航彈的頭尾部分都是與彈體相互分離的獨立部件。為了裝填炸藥,彈體頭尾一般有開孔,裝好後用一個螺接的金屬蓋封好。鑽地彈的彈體前蓋(或頭錐)要使用高強度材料,如美軍曾使用203mm榴彈炮炮管作為鑽地彈彈體。
在材料方面,鋼鐵具有堅固、成本低、加工簡易的優點,因此航彈彈體常用鑄鐵或鑄鋼製造,尤其是球墨鑄鐵。因此彈體往往呈現明顯的鑄造特徵,帶有粗糙的波紋狀花紋。總體來說彈體製造技術,還是相對簡單的。但是,這裡面仍有著很多學問,特別是大型航彈的彈體,沒有一定的冶煉、機械加工、氣動力等技術積累是造不出來的。例如我國3000-2型航彈的彈體中段、尾錐製造問題,就曾困擾廠家多時。有的彈體還採用刻槽等預製破片的設計,以改善爆炸產生的破片的各種特性。近年高強度鋁合金也開始套用到彈體上,產生的破片更多、更輕、更快,且彈體總重較小。南非就採用過內嵌鋼珠的玻璃纖維材料製作彈體。特殊航彈(如反坦克炸彈、子母彈的子彈)的彈體作用不盡相同,可以使用輕金屬、塑膠等材料,外形也不一定是流線型。彈體上以字元和彩色條紋標註重量、用途、編號等信息,美軍網站上常常有碩大的新聞圖片表現出這些細節。美軍訓練彈一般塗為藍色
彈體上有稱為“彈耳”的環狀部件。往炸彈掛架上掛炸彈時,把兩個彈耳卡進掛架上的掛鈎里,炸彈就牢靠的掛好了。彈耳之間的距離、彈耳孔的直徑應儘量標準化(北約標準的雙彈耳間距為356mm、762mm等,俄羅斯標準則為250mm),或為炸彈配可更換的彈耳適配組件。彈耳標準化問題,對於依賴或曾經依賴進口航彈的國家來說,往往是一個老大難問題。因為航彈儲存期長,裝備後很長時間都未淘汰或耗盡,庫存的各種新老航彈的標準又多不相同。隨著時間推移,標準本身也會發展改進,我國的圖-4轟炸機要求的掛耳距離就與轟-5轟炸機不一樣。為此部分型號的航彈必須同時滿足新老飛機的特定情況,於是250-2型等航彈既有適用於圖-4的老標準掛耳,也有適用於轟-5等的新型三耳式掛耳。當然,“新型”是指當時而言。
一些航彈的構造較為特殊,如俄ЗБ-500燃燒炸彈呈橄欖形,有一個很薄的金屬外殼,僅在彈耳處有加強結構,側面開有加注口蓋,引信在彈體正中央,沒有尾翼。ЗБ-500彈體設計的“特立獨行”,正符合其燃燒彈的特性。

◎彈翼
彈翼常指安裝在彈尾的尾翼,用於穩定航空炸彈下落時的飛行狀態,確保航彈以正確姿態命中目標,通常不提供升力、控制力(滑翔彈翼組件只適用於制導炸彈,本文不涉及)。彈翼還可以阻止炸彈自身鏇轉,從而提高精度。有的航彈沒有彈翼。尾翼的結構、片數、形狀和面積按氣動力學設計,二戰時不少航彈的尾翼是較複雜的圓筒狀結構,甚至是雙圓筒結構,翼片多達十幾片,有的還分主副翼。種種複雜設計都是為了保證彈道穩定,提高命中精度。隨著低阻航彈的崛起,彈翼也逐漸改為小面積後掠薄翼片,固定在彈尾模組的表面,能迅速拆裝。通常彈翼採用與彈體類似的金屬材料製造,但也有使用塑膠等輕質材料製造的(適用於重量輕的航彈或子母彈的子彈),不過使用塑膠就必須考慮低溫發脆等問題。
在航彈低空投擲及制導化的技術浪潮中,先後誕生減速彈翼、起鏇彈翼、滑翔彈翼等特殊的彈翼。減速彈翼能減慢炸彈下落速度,從而保證投彈飛機在以50米甚至20米高度進行超低空突防時,能有足夠的時間完成投彈、脫離等動作,而不為自己投下的炸彈所傷,同時保證炸彈儘可能以垂直姿態命中目標。美國Mk15彈翼組件是典型的減速彈翼,平時摺疊在Mk82炸彈彈體後半部分,投下後四片彈翼像雨傘一樣撐開,藉助空氣阻力減緩炸彈下落速度。
目前航彈尾翼一般設計為模組化組件,可以根據使用環境更換合適的尾翼組件。某些炸彈甚至可以讓飛行員通過外掛管理系統設定減速尾翼組件工作模式,令減速炸彈在高空投擲時不張開尾翼,以免大幅增加投彈誤差。通過聯動保險裝置,還可以保證如果彈翼沒打開,炸彈就不起爆,避免炸傷投彈飛機。我國又把攜帶減速彈翼的低阻航彈稱為“低空彈”,當年研製250-3低阻航彈時就是先設計了“低阻彈”,再設計出了低空尾部部件,使得250-3進一步成為了“低空彈”。
除了減速尾翼外,現代航彈還使用了減速傘和減速氣囊。在伊拉克電視新聞中,伊軍曾高舉美軍航彈的減速傘歡呼雀躍。減速傘是加裝在彈尾上、用於減速的小降落傘。在一些航彈上,要靠一個較小的引導傘拉出較大的主減速傘。傘又有十字形、鏇轉形等多種樣式。
減速氣囊像一個開口很小的袋子,炸彈下落時釋放出氣囊,氣流從氣囊四個角上的開口處衝進氣囊內部,氣囊增大進而增阻減速。有的氣囊使用火藥燃氣完成吹鼓的工作。減速氣囊和減速傘也可以設計成飛行員可控制,高空投彈時無需開啟。典型的減速氣囊包括美軍BSU-85氣囊彈尾組件等。減速氣囊和減速傘的製造工藝,比減速尾翼要簡單。更重要的是它們受橫風的干擾小,因此對精度影響較小。同時,氣囊和傘展開時占據的空間較小,因此對投彈高度、連續投彈間隔等方面的限制更少一些。
起鏇彈翼常見於子母炸彈的子彈,其用途是驅使彈體高速鏇轉藉以解脫引信保險。有的子彈利用彈體刻槽、凸肋乃至不對稱的彈體起到同樣作用。

◎引信
現代航彈的引信和保險緊密融合在一起。引信的主要用途,是在符合起爆條件時令炸彈起爆,反之則令炸彈處於安定狀態。根據其工作原理,可分為定時、定高、碰炸、壓力等等。例如中高空投擲的核航彈可以使用大氣壓力引信,通過測量氣壓,判斷是否到達了起爆的高度;又如採用上拋甩投的低空投擲核航彈,其特殊引信可測量垂直方向上的速度分量,一旦到達彈道最高點即解除保險。目前航彈引信最普遍的工作方式是“碰炸+延時”,引信在彈體撞擊目標時被觸發,經預先設定的時間延遲,引爆雷管、傳爆管,進而使裝藥爆炸。引信一般以螺接等方式和彈體連線,可以方便的更換。由此又引申出航彈引信的標準化問題,其螺口尺寸、引信尺寸等必須統一,美軍將這一尺寸定為50mm。為了讓航彈在距離目標一定高度時發揮其最大威力,有時要把引信裝在適當長度的探桿頂端,如俄ФАБ-250航彈。
引信保險要確保炸彈的安全,通常有三種方法:一、令引信與引爆主裝藥的雷管分開,比如儲藏時不裝引信,或用可拔除的鋼銷分隔開引信、雷管;二、引信必須受到足夠的外力作用才會觸發,如封裝在金屬外殼裡面,只有強烈的撞擊才能觸動殼內的引信;三、採取延時、遠距保險措施,只有當炸彈的飛行狀態滿足了特定條件後,引信才能起作用。第三種方法,一個較為簡單的實現方法使用風車渦輪:彈體下落時,風車渦輪開始工作,在相對氣流作用下鏇轉,達到一定轉數後才允許炸彈起爆。低空投擲的航彈往往裝有負過載引信,當尾傘打開航彈減速時解脫保險。
部分航彈裝有一根連線著掛架和引信的保險鋼繩,炸彈投下時拽緊的鋼繩把引信扯到解除保險的狀態,這樣炸彈只有離開掛架後才能起爆。為確保全全,一枚航彈要至少採用兩種保險方式。在引信上通常設有小視窗,裡面標示了引信當前的狀態,搬運或安裝時應特別注意。
引信還可以分為機械式和電子式兩種。機械式引信在撞擊時,內部的活動撞針會在慣性作用下猛烈衝撞雷管,雷管起爆,進而引發主裝藥。電子式引信原理和機械式引信近似,但通過電氣元件之間的電流脈衝來實現動作。引信需要長期儲存,用普通電池供電的話容易失效,因此很多電引信配有鋰電池等長壽命電池,或者乾脆裝上微型空氣渦輪、火藥燃氣渦輪或慣性式發電機,在彈體下落時發電提供引信所需電能。總的來看,電引信比機械引信複雜些,但設定工作方式、延時等方便靈活,不僅可由地勤手動設定參數,還可以在飛行中由飛行員通過外掛管理系統進行設定。電引信還包括近炸引信,通過發射/接受無線電波,在彈體接近目標時起爆。
如果引信加上定時機構,可以延時幾毫秒到幾十小時後,才引爆炸彈。延時裝置可以採用機械或電子鐘錶原理,也可以燃燒延時藥盤實現。對於鑽地彈來說,少許延時有利於炸彈藉助動能鑽進堅固目標的內部起爆。如果需要殺傷地表上的軟目標,可以把延時時間設得很短(約50μs),炸彈則完全在地表上方爆炸。延時另一個作用是阻礙敵方行動,美軍曾在朝鮮大量使用延時炸彈阻礙志願軍排彈。延時引信也可令航彈定時自毀,以免被敵人繳獲。
為確保可靠起爆,航彈經常用兩個以上的引信。這裡以美軍M117/118通用爆破炸彈來進一步說明。該彈彈尾裝有FMU-54機械引信,保險渦輪裝在尾錐的側面。也可以在彈頭採用M904電引信,彈尾用機械引信。還可以換成FMU-113空炸引信,或FMU-139A/B觸發/觸發延時引信,後者用FZU-48/B渦輪供電。如果使用Mk75引信組件,還可以作為空投觸發地雷使用。對於飛行時可重新設定的引信,彈體上還會留有一些專門的信號接口。
引信工作正常與否,關係到作戰任務能否完成,以及載機及機組成員的性命安全。每當作戰飛機投彈方式發生變革時,它也必須隨時變革以適應新的需求。一個很好的例子就是,當我軍開始試用低空投擲的低阻航彈時,原本以為能夠沿用老式引信,結果出現了過早觸發的問題,炸彈在空中早炸,最終的解決方法就是研製了全新的低空航彈引信。

◎裝藥
裝藥是航空炸彈彈體內裝填的炸藥或特殊物質,是航彈發揮作用的核心部分。普通航彈裝普通炸藥或煙火藥。主裝藥應儘量選用對撞擊、摩擦不敏感的炸藥,以保證安全。這些炸藥用錘子敲也不一定會爆炸,正因為如此,引信必須藉助“敏感”而威力小的雷管,加上傳爆管,去引爆“遲鈍”而威力大的主裝藥。
最為廣泛採用的航彈裝藥是成熟、便宜的TNT,也可使用混合多種化學成分而成的混合裝藥,例如Tritonal(特里托納爾,TNT/鋁混合炸藥)、H6、RDX、NTO等更先進的炸藥品種。採用高能量、低敏感度的新型炸藥是航彈發展的趨勢,但開發中國家出於成本考慮仍大量採用TNT裝藥。較早期的混合裝藥,像Tritonal的威力比等重的TNT高50%左右,先進得混合裝藥威力就更加大了。特殊航彈,例如美軍BLU-82大型航彈,使用的裝藥一樣“特殊”,該彈主裝藥為硝酸銨和硝酸鋁混合物。
在工廠里,常用澆鑄的方法把熔化的炸藥裝入彈體內部。如果炸藥熔點高(比如RDX),那就將它和低熔點物質(蜂蠟、TNT等)混合起來熔化澆鑄。不過混入低熔點物質,如蠟,將會降低炸藥的威力。另一種方法是用機械壓縮方式進行裝填。
細分下去,常規航彈又可以分為爆破、殺傷、燃燒、反坦克、反跑道、子母彈和特殊航彈等等。爆破、殺傷航彈依靠裝藥爆炸的衝擊波和彈體碎片殺傷目標。其他種類的航彈稍微複雜些,舉例來說,燃燒彈一般採用凝固汽油、白磷、鋁粉(或鎂)、煙膠片、四氧化三鐵等可燃物質,一般呈粉末或膠狀,在擴爆裝藥的作用下能四處飛濺引火。反坦克航彈可利用聚能射流戰鬥部攻破坦克頂部,也可依靠彈體高速破片貫穿較薄的坦克側裝甲(如法國BAT120)。特殊航彈包括照明彈、煙霧彈、訓練彈等,使用更特別的裝藥。訓練彈裝藥較少,僅生成閃光或煙霧以標示命中點,或者乾脆就沒有裝藥。
如何評測航彈的爆炸威力呢,一般可用距離爆心若干米處(如10米、100米,按炸彈大小適當取值)的衝擊波超壓值來衡量,這一數值越高顯然威力越大。此外,拋土量也是重要的指標,這是因為使用觸發引信的航彈能產生巨大的彈坑,彈坑的容積能夠較好的描述航彈的威力。3000-2型航彈拋土量高達300立方米,250-3型航彈則為56立方米。對於燃燒彈、破甲彈或者主要依靠高速破片進行殺傷的航彈,則有各種具體數值,例如平方米內的有效火種數等等。非常規航彈主要指裝填核生化物質、具有大規模殺傷力的航彈。
航空炸彈的總重一般較大,其中30至40%是裝藥,因此航彈的威力是相當驚人的。一般的裝甲輸送車,只能抵禦10米外爆炸的155mm榴彈破片,這些榴彈一般重30到45千克。假如250千克普通殺傷航彈在距裝甲車目標10米處爆炸,輸送車內部的人員將被殺死或重創。採用專門設計的航彈能夠更為有效的殺傷其預期目標,例如我國老式的100-2航殺爆彈的破片能在10米處貫穿30mm的均質裝甲鋼板,而大多數坦克的側面、頂部裝甲的防護水平都低於這一數值。因此在當前來說,影響航彈效能的最主要因素是投彈精度,而不是航彈本身的威力大小。

◎定型裝備
航彈與其它各種軍用武器一樣,從客戶方提出需求,到最後定型裝備部隊,要經過嚴格的設計、測試驗證過程。假如是測繪仿製的話,那么設計工作會簡單一些。一般最初的試驗是由樣品彈完成的,有的樣品用於在地面靶場進行靜止狀態下的靜爆威力試驗,以檢驗航彈威力是否與設計值相符。另一些樣品沒有裝藥(可用砂土等填充物代替),用於裝機和空投試驗。裝機試驗可以發現飛機掛載使用這種航彈時會否出現問題,例如彈本身與彈艙、掛架、運輸掛載車輛的適用性;空投試驗檢驗氣動設計是否能保證航彈飛行穩定、誤差在可接受範圍內、彈體強度是否足夠等等。此時要考慮上選擇適當地貌地質的場地作為試驗靶場,過於鬆軟的土質無法給予彈體真正的考驗,選擇過硬的土質則變得“吹毛求疵”。上述試驗完成後,經過修改最佳化,可進行實彈空投試驗,檢驗實彈彈道穩定性、炸藥安定性、爆炸完全性、衝擊波等威力數值、下落時間等重要指標是否符合要求。如均符合要求,則可轉入定型生產。
也有許多航彈,並未經歷上述周密的研製試驗過程就已經投入實用。例如美國的5000磅GBU-28雷射制導炸彈,就是在海灣戰爭期間由美軍緊急提出試製要求,本土廠家趕工製造了兩發樣彈,立即空運沙特,由F-111攜帶攻擊了伊軍目標。據稱炸彈到達沙特時,澆鑄不久的裝藥還在透過厚厚的彈體散發熱量。當然,因為這種炸彈彈體就是203mm炮管,制導/控制等部件是成熟的產品,這才能如此“倉猝上陣”。
航彈不算是高技術裝備,生產簡易價格低廉,戰時消耗量較大,對於擁有一定數量作戰飛機的中等國家來說,其航彈總儲備量往往達到以十萬為單位。就中小重量級航彈來說,單一個型號往往儲備幾萬枚之多,發一個生產訂單至少得生產幾千枚。引進外國作戰飛機及相關航彈武器時,常常也是一個型號的航彈就引進幾千枚。像美國這種“世界警察”,航彈的裝備數量就更為驚人了。

淺析投彈

在當前各國裝備的較為先進的綜合火控系統中,航彈的準確投放,是由平視顯示器、大

航空炸彈航空炸彈
氣數據計算器、火控計算機、測距雷達等組成的複雜火控系統,加上飛行員及時準確的決策處置所完成的。火控系統中常用的航彈攻擊模式,包括“炸彈連續計算命中點”(CCIP)和“連續計算投放點”(CCRP)兩種模式。這裡做一些粗淺的介紹。
在CCIP模式下,綜合火控系統將不停歇的計算連續時間段內炸彈最終的命中點。系統能夠根據本機感測器測出的高度、速度、航向等數據,以及預先輸入的該型航彈彈道參數,連續的計算出假設當時投彈,炸彈將落在目標所在水平面何處。這一個點的位置,以命中點的特定標示輸出到平視顯示器上。這樣,飛行員需要做的,就是透過平顯盯住疊加了命中點的目標景象,不斷操縱飛機,令命中點與目標重合,並投放炸彈。
CCRP的瞄準原理,就是火控系統在接近目標過程中連續計算每一瞬間,假如投彈時在地面上的命中點位置,並同時計算飛機同一瞬間相對目標的位置,將兩者在計算機里自動對比,將命中點與目標的位置之差作為距離和方位操縱信號顯示在平顯上。此時飛行員根據這一信號指示駕駛飛機到達預定的投放點。當命中點與目標重合時,表明飛機到達了投放點,此時火控系統自動投彈。
無論理論上還是實踐中都已證明的一個事實是,即便同樣使用無制導的自由落體航空炸彈,裝備綜合火控系統的作戰飛機,其投彈準確度遠遠優於沒有相關係統的老式作戰飛機。兩者轟炸特定目標所需的架次、投彈總數幾乎有著數量級的區別。因此對於一些較為落後的作戰飛機來說,進一步改進其火控系統,仍能顯著提高其作戰效能。

擴展改進

我們可以發現,儘管航空炸彈有一定技術含量,但稍有一點工業基礎的國家都能夠大批量生產。因此航彈是一種多快好省的航空武器,有作戰飛機的國家必定會裝備航彈。
單個航空炸彈威力始終有限,一戰開始不久就出現了集束炸彈。集束炸彈是把多個航彈捆綁、連線在一起,投擲以後散開,能覆蓋面積較大的目標區域。集束炸彈和達姆彈(擊中人體膨脹變形的槍彈)都被視為“不人道”的武器,國際公約規定禁止使用,但美國在空襲南斯拉夫、伊拉克等戰爭中仍大量使用了這一類型的航彈。
子母彈可以看作是有密閉外包裝的集束炸彈,天女散花般的子彈特別適合對付面積目標,換裝或混裝不同的子彈則能對付不同類型的目標。子母彈一般要裝遙控裝定引信,以根據實際情況確定恰當的拋撒子彈高度。子母彈有著精巧的拋撒措施。許多子母彈投擲後先炸開彈體尾部,然後頭部的拋撒裝置產生火藥燃氣把子彈推出去。也可以在彈體上布置炸藥索,起爆時把彈體炸開,子彈在相對氣流或彈體中軸拋射裝置的作用下拋出。英國BL755型250千克反坦克子母彈,就利用燃氣發生器吹脹各個子彈旁的氣囊,把子彈推出去。該型航彈的子彈雖小,但數量多,覆蓋面積廣,一枚子彈的破片多達1050片,破片穿甲深度超過180mm,足以擊毀或重創各種裝甲目標。由於性能先進,該彈為我國仿製並裝備。
為控制航彈的速度,減速/增速火箭應運而生。法國“混凝土破壞者”反跑道炸彈同時裝有減速/增速火箭和減速傘,減速火箭令炸彈改為垂直下落,減速傘延緩下落時間,保證投彈飛機安全脫離;然後增速火箭燒掉減速傘,並令炸彈加速到160m/s,高速侵入跑道水泥層內部,隨後起爆。更出名的法制“迪蘭達爾”反跑道炸彈則採用“雙降落傘+增速火箭”的布局,裝備了法國、美國以及我國。不過近年由於精確制導炸彈的發展,美軍已能夠準確的“點射”敵軍躲藏在機庫、掩體內的作戰飛機,“迪蘭達爾”反跑道炸彈有了點“雞肋”的味道。

輔助設備

航空炸彈的使用,還需要一些輔助的設備。例如飛機上要有掛架、掛鈎以吊掛航彈,目前一般都使用能適應多種武器、具有標準性的複合掛架。

航空炸彈航空炸彈
掛架不僅起著吊掛的作用,更重要的是它是機載火控系統和炸彈間的中介。以某型殲擊機為例:該機機翼下的複合掛架呈流線型,底部有掛彈鉤、前後限位器、電源插頭和前後脈衝輸出機構。掛彈鉤由掛鈎、解脫/閉鎖裝置、投放爆炸機構組成。當掛彈時,彈耳卡進打開的掛彈鉤內,這時投放爆炸機構的觸片被彈體頂起,處於安全狀態。飛行員決定投彈時,打開火控系統的相關開關,接通“射擊”開關,選擇“投彈”操作,按下投彈按鈕。掛彈鉤接到投彈信號,通過電磁鐵驅動解脫裝置打開掛鈎,炸彈在重力或慣性作用下墜落或甩脫。如果使用可遙控的電引信,掛架必須有相關的接口。有的掛架藉助氣壓爆炸電磁等彈射裝置強制投擲炸彈。
進入強調飛機隱身性能的時代之後,航彈及懸掛設備設計有了新的要求。美國人走的道路是儘可能在機體彈艙內攜帶航彈,以保證隱身性能,在低威脅(或已壓制敵方防空力量)的情況下也可外掛部分航彈。外掛物,特別是能掛載多枚航彈的掛架系統,其多個方向的RCS比一架具備先進隱身能力的戰鬥機要高得多。因此使用內部彈艙攜帶航彈也成為了必然的潮流。這進而導致航彈必須在保證足夠威力的條件更多的減小重量、縮小體積,以適應容積有限的新型戰鬥機彈艙。美軍的“小直徑炸彈”SDB就是這一形勢下的新產物,它僅重250磅,通過先進的制導技術提高精度、保證毀傷效果,一架F/A-22能內帶8枚SDB。而該機的部分機體部件已經到了當前技術的極限,例如機身鈦合金隔框是世界上最大的類似產品,機體容積短期來說不可能再有增大空間。可以說不縮小航彈體積,勢必導致新一代隱身戰鬥機對地攻擊能力急劇下降。
炸彈在地面存放時有專門的倉庫、支架、拖車或掛彈車,這些設施設備都是專門設計的。拖車、掛彈車一般都很低矮,避免與機身、機翼碰撞;經過特殊處理的懸掛系統能保證運送航彈時不產生過大的振動;有的帶有液壓/電動的起重臂等吊掛、卸裝設備。
部隊還需要裝備與航彈相關的各種檢測設備,以檢查航彈的各個部分是否處於正常可用狀態,特別是引信這一容易失效的部分。

發展前景

為了適應現代作戰的需要,航空炸彈越來越多地採用小動力或滑翔技術,以增大戰術空間;採用低空炸彈,以提高突防效果;採用各種制導方式,以提高直接命中精度和全天候作戰能力;採用高能炸藥,以提高殺傷威力等。
從提高航彈威力的角度看,繼續研製先進的炸藥技術,例如分子間炸藥,能有效提高航彈的殺傷力。電磁炸彈等新體制的航彈也是重要的發展方向。常規電磁炸彈已在伊拉克參與了實戰。這種炸彈多數採用爆炸磁壓縮發生器(MFCG)原理:炸藥爆炸的能量作用於金屬爆炸管,迅速壓縮磁通量,從而將爆炸化學能轉化為電磁能,獲得高功率電流脈衝,殺傷敵方的電子設備。另一個方向是光殺傷航彈,利用爆炸化學能產生巨大的光脈衝,干擾、殺傷戰場上大量的光學設備。從結構上看,“模組化”將成為新一代航彈的重要特點,裝藥、彈翼、引信等可以快速拆裝組合,適應各種用途。
對於現役航彈來說,配上制導模組,能夠快速的組合成不同用途、不同制導體制的空地武器。而許多作戰場合也需要這一“低技術武器”,例如較大的面目標(電廠車站碼頭等)還得用大量航彈方能有效毀傷。可以肯定,儘管制導武器已經成為空地武器的主流,但航空炸彈仍有著強大的生命力,仍值得我們予以充分重視。

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