钻地弹是如何钻地的?

上帝之杖


我们知道,普通的炸弹,一碰到地面就会因为碰撞产生的震动,而引起爆炸。但是钻地弹可不一样,它拥有特殊的“技能”,就是它不仅不会因为跟地面的“亲密接触”所引发爆炸,而且还会向地底下钻,当钻到目的地的时候才会引起爆炸。这对一些以碉堡为主的防御体系以及敌人的地下工厂来说,可谓是噩梦啊,那钻地弹是如何实现钻地功能呢?

所谓钻地弹,就是一种钻进地下,以摧毁地下目标为主的炸弹。钻地弹的弹头是专门为钻地而设计,可光有如此的弹头可不行,弹头又不会自己钻地。即便你弹头会旋转,那也还需要一定的动力或推力,就比方说使用电钻,打开开关,电钻钻头旋转,如果你不推它,那它怎么会自己钻进去呢?所以说,钻地弹到了地面还需要一定的动能才能实现钻地技术。

我们拿美国制造的GBU-28智能钻地炸弹来说吧,它采取B和C两种引信。当GBU-28到达地面后,一个引信就负责推动作用,利用其中的一个引信爆炸所产生的动力,把地面炸了一个大坑,这时启动钻地功能,深入地下。可遇到钢板等加固物质怎么办?很简单,由于受地下掩体的热辐射影响,这时候另一个引信再次引爆,使得钻地弹得以借助推力钻透钢板,再次实施爆炸。

那么问题来了,如何可以控制引信的爆炸时间呢?美国就在引信上做了文章,GBU-28采用的是延时引信,这种技术就很容易控制钻地弹的引爆时间,预先算好钻地的深度,所用的时间以及速度,再计算出合适的引爆时机,如此就实现钻地功能了。当然,最简单的理解就是一层接着一层的进行爆破。


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20世纪70年代,美军在战场上经常遇到这样的情况:想摧毁敌人的地下工厂或实验室,但由于用普通炸弹弹体强度不够,难以实现这样的需求,于是设计师瞄向了退役的M110自行火炮炮管这种最抗造、最坚硬的巩固圆柱体。203mm炮管无穷的口径也恰好满意了GBU-28这种钻地弹无穷的装药需要,其对钢筋混凝土的侵彻才能到达6m,可穿透30米厚的土地,简直到达了陨石的侵彻才能。

随后便在海湾战争中大显身手,被用于冲击萨达姆的藏身地堡、伊拉克的核资料库房和飞机掩体之类等等,一举瘫痪了伊拉克主要的防空指挥中心。

当然了这种钻地弹的主要技术难点是在于高精密的惯性延时引信,尤其是可以记录穿透物体深度的智能引信,在进入目标地层后通过加速度变化测量自己减速的情况,判断自己在什么物质内,是水泥、泥土还是岩石,穿过了几层,再加上时间即可计算出自己所处的深度,并按照预先载入的程序选择引爆时机。

GBU-28激光制导炸弹,就采用了B、C两种热寻的延迟引信,炸弹头接触地面后引信不启动钻地任务。当弹头遇到混凝土时,B引信开始引爆,炸开一个大洞后继续往下钻;遇到钢板加固物质时,受地下掩体的热辐射,C引信又爆炸,在钻透钢板后,钻入地下掩体爆炸。

作为“掩体终结者”的大杀器,在多发钻地弹重复打击下,后弹沿着前弹弹孔继续侵入,如此一发接着一发,就算地下的防御工事修的再深再坚固也扛不住!

另外,美军还有重量轻、尺寸小、当量可调、能适应多种机型投放、执行特种作战任务的第三代核武器B61-11型钻地核航弹。新一代的B61-12型也将于2018年10月投入低速初始生产,预计采购480枚,替换800枚左右的现役B61-3、B61-4、B61-7及B61-10。

美军在钻地弹上不断的投入与研究也彻底提醒了解放军对钻地弹防护重视,从2009年开始,总参工程兵某研究所就已经向外界暗示中国掌握了钻地弹的防护问题,由于我国特殊的地形地貌,那些镇国利器都掩藏在深山之中,这些天然岩体存在节理、裂隙等软弱面,钻地弹侵入岩体后由于受力不均衡而发生偏转,后弹即使命中前弹弹孔,其弹道轨迹也将进一步偏转。

另一方面,由于前弹侵入爆炸后,弹片完全嵌在爆炸空腔内,增加了介质的硬度和密度,使得后弹更难侵彻,因而不会出现侵彻深度无限累加的现象。所以,在多弹重复打击条件下,具有足够厚度防护层的坑道工程仍然是安全的。

除了进行防护之外,还必须要反制。从上世纪90年代以后,我军就研制了多种钻地弹药,以FT系列、GP系列精确制导炸弹、LT系列激光制导炸弹和国产1000公斤激光制导钻地炸弹“天戈1000”为例,其最大装药量接近1吨,在装备200毫米左右的钨侵彻体之后,完全可以轻松洞穿目前日、美、台军的机堡或者5米至8米左右的加固混凝土。

2004年彻底掌握了超高速钻地武器的所有技术,实验研究的战斗部速度从1200米/秒至1700米/秒,采用钨合金六花瓣厚壁弹体设计,侵彻深度弹体直径比值在50以上。尤其是东风15C,作为世界上首枚精确制导型钻地弹道导弹,在战时能够发挥弹道导弹反应迅速、突防能力强的优势,用精确的打击和侵彻能力,一举摧毁敌方加固机堡,战备工事,以及地下指挥所等坚固目标,另外,还可以与空军的钻地航空制导炸弹进行联合作战。

未来射程1200公里的东风16,“冲绳外卖”中程弹道导弹,以及射程5000公里的东风-26“关岛快车”中远程导弹,都有可能应用这种超高速钻地炸弹,对周边700~5000公里范围内的一切目标一发入魂,实施精确钻地打击,全方位覆盖第一和第二岛链的大部分国家与地区,让那些跟着美帝后面狐假虎威的小弟也尝尝钻地弹的威力。


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首先说下钻地弹,目前美军服役的具有专门设计功能的钻地弹有两款 GBU-28和GBU-57。

上面的图片就是GBU-28

首先先普及下知识GBU是什么意思,Guided Bomb Unit 的缩写,翻译成中文就是制导炸弹单元。敲黑板!也就是说以后大家凡是看到GBU开头的炸弹大家都应该知道是有制导功能的炸弹。和mk 打头的 80系列炸弹是有区别的。mk 是markka(的简写,属于自由落体型航空炸弹。

以最常见的500磅mk82来看

由于是自由落体炸弹 因此mk82上面有两个引信,鼻部引信和尾部引信,任何一个引信都可触发装药。现在mk82用的更多的是电子引信,在装到飞机上的时候由飞机挂架电路进行充电,两个震动引信在收到强烈震动的时候就会爆炸。当炸弹投出而引信未被触发电力会在几个小时后自动消耗从而哑弹不会造成二次伤害。

通用的航空炸弹引信都是一触发立刻爆炸没有延时。

而GBU-28所使用的引信

叫做程控复合目地引信(PIMPF),在投放前会设定目标诸元,设定打到第几层引发引信。这就是钻地炸弹能够精确的打击地下目标的专门设定了。

解决了如何正确的爆炸问题,还要解决的是如何可以穿入这么深。

最初实验型号的GBU-28 是利用了美军的M110 自行203mm榴弹炮炮管作为弹体的。

GBU-28资料上写的弹径14英寸。203mm=8英寸,(14-8)/2=3 英寸也就是说GBU-28的弹壁厚达3英寸,一根炮管直接从12000米的高空往下扔 其侵彻力是可以击穿6米后的钢筋混凝土的。

后期美军大量使用GBU-28 对混凝土碉堡进行打击,因此该弹也有一个绰号叫做“碉堡克星”

后面由于对地下工事的打击需求 美军又在GBU-28 的基础上研制了更大的GBU-57

也就是上图的炸弹。更重更坚固的弹体 在更高的高空投放可以穿透60米的地面。但其基本原理是和前面说的GBU-28是相同的。


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钻地弹,顾名思义,就是一种钻进地下的炸弹,由载体和侵彻战斗部组成,携带钻地弹头(又称侵彻战斗部),与普通炸弹不同的是,普通的炸弹一触地就会爆炸,但钻地弹打到地面时,不会立即爆炸,而是继续向下钻,当钻到一定深度后,才发生爆炸,从而将地下深处的目标摧毁,主要用来对地下设施进行攻击。


其实钻地弹的原理很简单:学过物理的人都知道,物体的动能与速度的是有很大关系的。具有质量的两个物体,只要具有较大的相对速度,碰撞时就会具有巨大的破坏力。如果这个时候,其中一个物体硬度大于另一个物体,那么会怎样?没错,就是钻入较软物体的内部,与子弹射进人体是一样的道理。所以钻地弹,一般都会有坚硬的外壳以及很尖的头部,必不可少的还有很大的重量。


美军最著名的钻地弹GBU-57激光制导炸弹,弹体重量13.6吨,炸弹侵彻战斗部采用高强度镍钴钢合金制成,根据美军公布的数字显示,GBU-57可穿透60米厚的普通混凝土层,是目前钻地深度最深的常规钻地炸弹。

那么,为什么钻地弹触地不爆炸,只有钻到地下深处才爆炸呢?也很简单,就是延时引爆功能。


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这个问题的关键点是“如何钻”,过多的技术指标和描述就跑偏了。不止一次有人问过,美国的钻地弹是在弹头上安装了钻井用的钻头吗?没有钻头炸弹怎么会钻头数十米深的土层和混凝土层甚至还有钢铁装甲层?

钻地弹的钻地能力,取决于弹头的三个要素,一,速度,二,硬度,三,密度。速度快、密度高保证了弹头具有足够的动能能够抵消在固体阻碍层中的能量消耗,密度高还使得弹头横向截面积比较小,能有效地降低钻地的阻力;硬度大,保证了弹头在钻地过程中的完整性直至抵达目标层。

综上,关于钻地弹钻地方式的描述,最形象并且最准确的说法就是——钉钉子,或者说是——射钉子!


郭城3点14壹伍玖


美军“炸弹之母”,是一种大型常规装药炸弹,它主要依靠高度投放产生的巨大下落速度,以及自身极大的重量,形成足够的动能贯穿深入地下或者山体内部的山洞或坚固堡垒工事。

“炸弹之母”在进入起爆位置后,其引信通过运算自身贯穿目标的情况,判断最佳的起爆时机,引爆自己的战斗部。

该战斗部具有云爆弹功能,特别适合在相应封闭的空间内对目标产生最大化的毁伤。因此这一炸弹最适合用于摧毁地下目标和坚固工事,以及坑道和隧道系统,有很强的杀伤力。

去年,美军首次使用“炸弹之母”打击阿富汗的伊斯兰国武装分子后,令人猜想美国是否会对当时研制核武器和试验洲际导弹的国家使用“炸弹之母”。美国还有一种神秘的更为巨型的钻地弹,据称可有效地摧毁东北亚半岛的任意地下掩体和核武装置。

2017年,4月13日,美国在阿富汗投下“炸弹之母”(MOAB),一举杀死94名IS武装分子,让世界上的人们首次见识到“炸弹之母”的巨大威力。这一行动,被认为部分目的是震慑东北亚国家。韩美政府当局掌握的情报显示,东北亚国家的核武器或导弹等核心设施建在地下。如建在东北亚国家天马山地区的地下铀处理工厂,通过一条长约2.5公里的隧道进入山体内部,然后再横向扩展1公里修建而成。核设施由厚厚的山体保护,普通炸弹无法触及。东北亚国家多年来也构筑了庞大的地下坑道设施,用以输送兵力和隐藏武器,据美军估计,东北亚国家有6000到8000个地下设施。

为此,美军认为展示“炸弹之母”的威力,有利于让对方知难而退。

为了应对敌人庞大的地下设施,美国武器库中所谓的最有效钻地常规炸弹GBU-57(Massive Ordnance Penetrator,MOP),已经在批量生产,主要由B-2轰炸机投掷。


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图注:美国巨型钻地弹,它的高强度合金外壳内装两吨烈性炸药,使其有能力摧毁地下60米深的堡垒

钻地弹一般由载体和侵彻战斗部组成。侵彻战斗部是进行钻地的关键部件,主要由侵彻弹头、高爆装药和引信组成。由于采用了触发延时引信,当战斗部撞击目标后,引信中的雷管最初并不发火,而是经过300毫秒以上的延时才发火,并进而引爆战斗部。这种设计既保证了钻地弹触地后不炸,又为钻地弹钻地预留了时间。

就像将铁钉钉入木板需要铁锤助力一样,钻地弹也需要足够的能量推动它向地下钻。

通常,这股能量来自钻地弹载体中火药燃烧所产生的巨大动能。一般情况下,高速运动的钻地弹到达地面后,其高硬度壳体能依靠这股巨大的动能,顺着尖锐的弹头方向继续向地下钻去。这种钻地方法被称作动能侵彻法,采用这种方法,钻地弹最深可钻到地下26英尺(7.92米)处。

钻地弹还可采用复合侵彻的方法钻地,即先由速度高达6000米/秒弹头破片冲破混凝土等硬目标后形成一条孔道,然后主侵彻战斗部在动能的推动下继续沿此孔道钻地。复合式钻地弹一般可先侵彻9~10米土壤,接着侵彻3.4~6.1米的混凝土层。采用复合侵彻的钻地方法可以有效克服普通动能钻地弹弹径小、容易产生弹道偏转或跳弹等缺陷。

我国的东风-15C就是一款钻地弹道导弹,它最大的变化就是由东风-15的单锥形改为采用了拉长圆柱体外观战斗部,长约2至2.5米,有人甚至为这枚导弹起了一个形象的绰号——“钉子”。 东风-15C这种独特战斗部非同一般的外观背后,蕴藏着非同一般的特殊作战能力,它主要是用来对敌方掩体、钢筋混凝土加固的永久工事、地下设施和地下指挥中心进行深度侵彻打击。


兵工科技


在历次战争中,地下指挥所、地下武器库等地下防护掩体设施都发挥了独特的作用,世界各国为了保护其重要军事设施或者首脑机关,都建造了更深、更坚固的地下堡垒,与之相对应的,地下堡垒的克星-钻地弹的研发和使用也就成为各个军事强国弹药技术的发展新方向。

钻地弹起源于破坏飞机跑道的炸弹,机场跑道通常由较为坚固的混凝土铺设,被普通炸弹轰炸后比较容易修复,较短时间内就可以恢复飞机的起降,因此需要专门的反跑道炸弹。反跑道炸弹的基本原理是在普通航空炸弹的后部安装一个助推发动机,使得炸弹在命中跑道的瞬间突然增速,提高弹着速度,对机场跑道进行侵彻后起爆,对机场跑道造成较为严重的破坏和隆起,增加修复的难度。

将反跑道炸弹的原理应用于打击地下堡垒,就发展出了所谓的钻地弹或者侵彻战斗部。钻地弹与普通航空炸弹的主要区别就是采用了延时引信,这种引信的特点就是滞后爆炸时间,使得炸弹穿透目标之后再发生爆炸,最大限度的增大爆炸威力和破坏效果,最长延时为300秒。此外,为了确保穿透目标之后的钻地弹弹体也不产生变形,弹头和弹体都采用高强度合金钢或者特殊重金属合金,能够承受整个侵彻过程中的高温高压。

从目前来看,美军的钻地弹技术水平位居前列,尤其是其的智能化延时引信技术,在海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争和伊拉克战争中,美军都广泛使用了各种型号的钻地弹,其中比较有代表性的是GBU-28、GBU-43和GBU-57等型号,主要是利用高空高速投射产生的巨大动能穿透地下堡垒,也被称为动能侵彻型钻地弹。

而以法国、英国等为代表的西欧军事强国使用较多的是复合侵彻型钻地弹,一般由一个或者多个安装在弹体前部的聚能空心装药弹头与安装在弹体后部的侵彻弹头(随进弹药)组成,当接近目标时,可编程引信在最佳高度起爆,沿装药轴线产生一个金属射流,破坏地下堡垒的防护层,并且沿弹体前进方向形成一个孔道,侵彻弹头(随进弹药)循孔道进入地下堡垒的内部,并适时起爆,造成毁伤。


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炮弹本身比较稳定,就算一般的撞击也不会爆炸。在发射炮弹前,要在炮弹头部安装引爆装置,这个引爆装置叫引信。引信上可以调节爆炸时间,一般有瞬时、延时和长延时。刚装上未调节的引信一般是瞬时,即炮弹刚落地或受撞击就爆炸。如果想让炮弹钻进去再爆炸,就需要把引信调到延时或长延时了。


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