国外新型战斗部技术发展概述

导读:在现代战争中,作战平台性能愈发先进,防御能力也得到了全方位的提升,对于敌方的打击难度也越来越大。导弹作为首选的打击武器,所对付目标的速度不断加快,防护和机动性能不断增强,种类也越来越繁多,这就对其战斗部提出了更高的要求。

战斗部是弹药毁伤目标或完成既定终点效应的部分,是武器弹药能否实现其使用价值的关键。目前战斗部根据其作用原理可分为破片杀伤战斗部、穿甲战斗部、破甲战斗部以及子母战斗部等,其中破片杀伤战斗部依靠火炸药的化学能驱动战斗部壳体或者预制破片实施对目标的毁伤,被广泛的用于各种炮弹、火箭弹以及导弹的设计,是目前应用最为广泛的战斗部结构。

然而随着打击目标性能的逐步提升,传统的战斗部技术无法适应新型作战方式,由此各种新型战斗部技术不断应用于实战装备。活性材料战斗部、毁伤效应可调战斗部、高功率微波战斗部等发展活跃,这些技术利用新的机理,突破传统技术路线,应用后可大幅提升导弹作战毁伤效能与灵活性。

活性材料战斗部采用含能材料作为主体,当其侵彻进入目标后,对目标可产生穿孔、内燃、引燃或者引爆的多重毁伤效果,是相同质量惰性破片毁伤效果的3倍以上,尤其对飞机油箱、反舰导弹战斗部具备极佳的毁伤效果。在活性材料的选择上,通常有铝热剂、金属间化合物、金属/聚合物、亚稳态分子间复合材料和氢化物等。其中金属/聚合物活性破片具有能量高、独特的冲击反应与能量释放特性等特点,是当前含能破片技术研究热点和主要方向。

美国海军为突破现有金属/聚合物型活性破片低强度、中等密度等缺点,研制强度能够承受强冲击加载条件的高密度活性破片,于2007年底至2008年初发布高密度金属型活性破片SBIR计划,要求活性破片密度达到5~8g/cm3,能量达到4200~8400J/g。经过几年的研究后,美国MATSYS公司研发的金属型活性破片密度达7.8g/cm3,抗拉强度达到138MPa。美国计划将该项技术率先应用于海军现役高速反辐射导弹、先进中程空空导弹和响尾蛇导弹等武器平台。

毁伤效应可调战斗部采用精确起爆控制与战斗部装药结构相结合,实现毁伤当量和毁伤模式可调。美国提出利用高能量密度改变炸药实现战斗部作用模式的可选择,英国提出战斗部不同起爆方式控制能量的输出,德国通过控制药柱的激活与否来控制战斗部的作用模式等。美国陆军研究实验室还研发出一种内含金属丝网的高分子聚合物战斗部壳体,可以通过控制金属丝网刻槽的密集程度,改变战斗部起爆后的破裂形态和方向等。

在具体装备方面,美国达信公司研发出一种新型空投弹药战斗部,这种战斗部可通过改变结构,提升对不同目标的毁伤效果,有效对付单个重型装甲目标或其他硬目标,也可对付多辆轻型车及多个人员的面目标。新型战斗部呈圆柱状,分为中间部分和外围部分。中间部分呈圆锥状,由高能炸药及前端圆盘状药型罩组成,炸药爆炸后,能够生成一个较大的爆炸成形弹丸及多个较小的爆炸成形弹丸。外围部分与圆锥体药型罩前端铰接,也装有炸药装药。当圆柱形成战斗部处于闭合状态时,每个外围部分的外表面形成圆柱体战斗部的壳体内壁。当战斗部由闭合状态转化成展开状态时,外围部分的外表面则会转到面向目标的方向。具体采用哪种方式可根据目标类型而定,因此可以控制毁伤效果。

德国TDW公司提出的轴向模式可转换战斗部可以选择起爆产生爆炸成形弹丸(EFP)或破片,作战人员可以根据需要灵活选择战斗部的毁伤效应。根据起爆后所形成的毁伤效应的不同,轴向模式可转换战斗部可以进一步细分为EFP杀爆效应可转换战斗部和EFP横向效应增强模式可转换战斗部。EFP杀爆效应可转换战斗部可以控制战斗部产生爆炸成形弹丸或者破片,EFP横向效应增强模式可转换战斗部可以控制战斗部产生爆炸成形弹丸或者横向效应增强射弹。

高功率微波战斗部利用微波辐射攻击敌方电子信息系统、指控系统、网络系统等。美国反电子高功率微波先进导弹计划(CHAMP)将高功率微波战斗部集成到常规型AGM-86空射巡航导弹中,进而对敌方进行电子攻击。该计划于2009年开始启动,并于2012年在犹他试验场进行了测试。在测试中,CHAMP对位于不同地点的多个目标实施了攻击,令计算机机房停止运转。研究机构称,CHAMP可在单次任务中对大量目标实施有选择的、高频无线电波打击,测试导弹执行预定飞行计划并发射高功率微波能量,有效瘫痪了目标计算机的数据和电子子系统。

在未来战争中,导弹仍是最主要的打击武器,而其战斗部的性能很大程度上决定了导弹的毁伤效能。国外已经开始研制多项新型战斗部技术,并向一弹多用的综合打击方向发展。我国目前在活性材料战斗部方面取得了相当不错的进展,但是在其他方面距离世界顶尖水平仍有差距,为此我国应具备危机意识,多多突破技术瓶颈,尽早转化实战应用。