第二節(jié) 典型戰(zhàn)斗部

一、活性破片戰(zhàn)斗部

（一）軍事需求

活性破片是彈藥新材料應用的一個重要代表，其軍事需要源于打擊和摧毀巡航導彈和杰達姆（JDAM）聯(lián)合攻擊彈藥等精確制導武器，因為巡航導彈和JDAM一般為防區(qū)外投射，制導精度高，爆炸當量大，是嚴重的空中威脅，難于攔截和摧毀，這些彈藥具有很厚的外殼，普通惰性破片材料難以侵入其內部并引爆裝藥，因此，難以達到攔截并摧毀的目的。

由于導彈裝藥普遍采用的是鈍感推進劑，傳統(tǒng)破片即使打中該類彈藥，也僅僅是穿腸而過，留下一彈孔而已，除非精確打擊到其敏感部件，否則不會引起導彈的爆炸及銷毀。為了對抗該類彈藥，研究人員研發(fā)了新型含能材料，以解決穿透厚重的殼體并引爆主裝藥問題。

（二）活性破片

活性破片是指用活性材料（金屬-氟化物，金屬間化合物）作為破片，在高速撞擊下發(fā)生燃燒或爆炸，所以國外也稱為“撞擊引發(fā)的含能材料”。

活性破片由反應性亞穩(wěn)態(tài)材料組成，當其碰撞和侵徹目標時，活性材料發(fā)生化學反應釋放出所含化學能，產生快速燃燒甚至爆炸作用，從而對目標產生顯著的燃燒甚至爆炸毀傷效應。活性破片的毀傷能量除動能外，還有數倍于其動能的活性材料化學能，對目標的毀傷是動能侵徹毀傷和內爆毀傷耦合作用下的高效復合毀傷，活性材料通常有鋁熱劑、金屬間化合物、金屬/聚合物、亞穩(wěn)態(tài)分子間復合材料和金屬氫化物等。活性破片的毀傷機制主要有以下幾個方面及相互累積效應：活性破片穿孔時產生的化學反應，在目標內部產生高溫毀傷效應；爆炸產生的沖擊波或爆炸波在目標內部產生增強沖量毀傷；超壓；反應生成物對電子元件的短路破壞；活性材料與關鍵組件的反應。通過活性破片的應用，可革命性地提升防空反導戰(zhàn)斗部的毀傷威力，突破惰性破片難以“引燃航空燃油、引爆屏蔽低易損炸藥”這一瓶頸。

活性破片在打擊導彈目標時，如果導彈裝藥足夠鈍感，即使破片能量足夠大，可以穿透彈體，也基本不影響導彈的繼續(xù)作用。而目前按照歐美國家的鈍感彈藥的標準，導彈的裝藥可以很鈍感，能夠抵御子彈的侵入而不發(fā)生爆炸，但活性破片侵入后，除了引發(fā)自身的燃燒，還會在密閉空間內造成爆炸效應，進而引發(fā)主裝藥的爆炸，達到命中并毀傷的目的。目前，活性破片仍處于研發(fā)階段，但也有不少成果顯現(xiàn)，美軍研制的典型的高密度活性材料（HDRM）具有鋁的強度、鋼的密度，能量為1.5倍TNT當量。美海軍水面作戰(zhàn)中心于2011年12月對該高密度活性材料進行了演示驗證試驗，用該材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)戰(zhàn)斗部的鋼殼，提升了爆炸威力及對敵目標的毀傷能力。所演示的高密度活性材料已經展現(xiàn)了增強的爆轟、多相及活性破片效果。

（三）活性破片戰(zhàn)斗部的關鍵技術

其關鍵的技術是如何保證破片材料既具有足夠的強度以實現(xiàn)侵徹載荷并保證穿深，又能保證穿透目標時材料強度足夠低，確保穿透一定程度后可以可靠引發(fā)反應釋放化學潛能，因此，該技術的兩大關鍵為侵徹能力和反應控制能力的匹配。

（四）研究現(xiàn)狀

美國高度重視活性材料的研究，美國國家科學研究委員會（National Research Council）將“活性材料”技術列入其“高級含能材料”（Advanced Energetic Materials）計劃中。美國面武器研究中心（NSWC）在海軍研究所（ONR）的主導和支持下設立了先進活性材料研究項目（Advanced Reactive Materials Program），在活性破片制備工藝、活性破片撞擊誘發(fā)條件和機理、活性材料的能量釋放規(guī)律、活性破片綜合毀傷機理等方面均進行了深入的研究。在活性破片毀傷機理和毀傷評估方面，NSWC采用了直接撞擊、間接撞擊、兩步撞擊等試驗方法，以研究活性破片在不同的撞擊條件和撞擊速度下的反應情況，并建立了標準的排氣容器量熱法（Vented Chamber Calorimetry，VCC），以研究活性破片的反應條件、反應機理、能量釋放規(guī)律、毀傷機理及毀傷威力評估。

同時，美國積極開展活性破片戰(zhàn)斗部技術研究，參與該項目的單位主要有美國海軍部（DON）、海軍研究所（ONR）、海軍面武器中心NSWC-Dahlgren、NSWC-IH Eglin Air Force Base、ATK-Thiokol Propulsion等。2000年，美國在其國防技術發(fā)展計劃中，正式將活性破片戰(zhàn)斗部技術列為國防重點創(chuàng)新技術進行研究；在國防技術目標（Defense Technology Objectives for DTAP）中專門設立了代號為WE-54的活性破片戰(zhàn)斗部先進技術演示項目（Reactive Material Warhead ATD）。據文獻資料調研和分析，美國活性破片的潛在應用前景為導彈防御系統(tǒng)中的防空導彈殺傷戰(zhàn)斗部，進行“標準”-3型和“愛國者”-3型導彈戰(zhàn)斗部的活性破片應用，以提高導彈的毀傷威力。2002年12月9日，ONR在“活性材料增強戰(zhàn)斗部”項目支持下研發(fā)了活性破片戰(zhàn)斗部。其活性破片材料是以塑性材料為基體混入一些粉末狀金屬材料制成的復合材料，活性破片撞擊目標時，金屬材料和塑性基體發(fā)生化學反應，釋放能量。根據資料報道，該戰(zhàn)斗部的威力是惰性破片戰(zhàn)斗部威力的5倍。

俄羅斯也十分重視活性材料技術的發(fā)展，俄羅斯科學院（Russian Academy of Science）和俄羅斯基礎研究基金會（Russian Foundation for Basic Research）專門下發(fā)了多個活性材料研究項目。謝苗諾夫化學物理研究所（Semenov Institute of Chemical Physics）和高能量密度物質研究所（Institute of High Energy Densities）在活性材料相關研究項目的支持下，開展了金屬和含氟聚合物，金屬、含氟聚合物和高能炸藥型等多種活性材料配方設計、制備工藝、毀傷機理和毀傷效應研究。

國內，多家研究機構對活性破片技術也進行了研究。楊華楠、廖雪松等闡述了含能破片的毀傷原理、結構組成、國內外的發(fā)展情況，分析了制約含能破片工程化應用的關鍵技術，指出了含能破片的研究方向；劉智華探討了配方組成與含能破片性能之間的關系，通過優(yōu)化設計，確定了最終配方的組成，并采用自然固化的方式按照所設計的最終配方成功制備了燃燒式含能破片；何源、何勇等用理論分析和LS-DYNA研究了不同靶板材料、不同頭部厚度的含能破片沖擊侵徹過程和釋能時間，得到了釋能時間與侵徹過程的關系；黃亨建、黃輝等設計制備了一種?10mm×10mm的鋁/聚四氟乙烯含能破片，并且通過毀傷性試驗表明該破片除具有對目標的動能打擊外，還具有爆炸、沖擊超壓、高溫作用、縱火等復合毀傷打擊，驗證了其毀傷性明顯優(yōu)于同尺寸的鋼破片；王海福、劉宗偉提出了一種動態(tài)測量活性破片能量輸出特性的方法，采用彈道發(fā)射的方式，通過試驗測量了3種不同配方活性破片的能量輸出特性，結果表明：當活性破片以約1500 m/s的速度與目標碰撞時，所釋放的化學能約為動能的5倍，大幅提高了毀傷目標的能力；葉小軍設計了一種引燃式含能破片，并對含能破片撞擊、引燃帶殼炸藥的機理進行了理論分析與試驗驗證，研究了不同主裝藥材料、主裝藥直徑，起爆方式，緩沖襯材料、緩沖襯厚度、端蓋材料對破片的速度及壓力影響；葉小軍、李向東研究了新型含能破片低速撞擊并引燃屏蔽炸藥的機理，結果表明，含能破片對屏蔽炸藥引燃的撞擊速度為631～925m/s，遠低于沖擊起爆的閾值速度1450m/s；謝春雨通過理論分析和數值模擬方法對含能破片爆炸加載過程的安定性進行了研究，得到了含能破片的臨界起爆能量判據，建立了含能破片沖擊反應的臨界起爆條件；李杰以“戰(zhàn)斧”巡航導彈作為研究對象，開展了活性材料破片的設計工作，并通過數值仿真和沖擊起爆試驗，初步得到了臨界引爆目標靶的速度值，以及含能材料的臨界起爆公式；李旭鋒在對巡航導彈戰(zhàn)斗部艙段結構和材料特性進行詳細分析和研究的基礎上，確立了爆炸式含能破片的設計方案，通過數值計算和試驗得到了含能破片引爆戰(zhàn)斗部的一般規(guī)律。

二、高密度惰性金屬戰(zhàn)斗部

（一）軍事需求分析

在現(xiàn)代及未來戰(zhàn)爭中，大范圍、完全摧毀式的毀傷已經不是戰(zhàn)爭的唯一目標。在有些情況下，在準確命中目標的同時，有效控制毀傷范圍與程度，保護臨近的非打擊目標成為戰(zhàn)爭的目的。本項目在這一需求背景情況下，提出通過開展高密度惰性金屬炸藥（Dense Inert Metal Explosive，DIME）及戰(zhàn)斗部結構研究，得到有效控制毀傷范圍的新型戰(zhàn)斗部技術，即高密度惰性金屬炸藥戰(zhàn)斗部技術。

DIME武器的特殊之處在于其終點效應，戰(zhàn)斗部作用可以很好地控制其毀傷范圍。在現(xiàn)代及未來戰(zhàn)爭中，精確打擊重點軍事目標是核心內容之一，既要對打擊目標實施有效毀傷，同時又要避免波及臨近的非軍事目標。例如，在城市作戰(zhàn)中，軍事目標與非軍事目標緊鄰，戰(zhàn)斗人員與非戰(zhàn)斗人員接近。選擇能夠有效控制毀傷范圍的武器可以避免傷及無辜人員及建筑結構。為此，該項目的研究有著較好的軍事需求。

（二）基本概念與內涵

常規(guī)武器對目標的毀傷主要依靠破片和爆炸沖擊波等元素，其毀傷范圍取決于破片的飛散距離和沖擊波壓力場作用范圍。這些毀傷元素不能同時實現(xiàn)所需毀傷范圍內高效毀傷和不需毀傷范圍內不毀傷的目的。DIME武器是一種可控制毀傷范圍的新型武器，其最基本的作用特點是在毀傷范圍內，威力大，毀傷效率高；但在其毀傷范圍以外，其毀傷能力迅速下降，甚至不產生任何毀傷。

DIME戰(zhàn)斗部采用新型裝藥和新型戰(zhàn)斗部結構。DIME戰(zhàn)斗部裝藥，主要由高能炸藥和高密度惰性金屬粉末構成，高密度惰性金屬粉末通常包括含鈷、鎳和鐵等重金屬的鎢合金（HMTA），“惰性金屬”指的是金屬不參與爆轟反應（這與通常使用的含鋁炸藥完全不同）。通過戰(zhàn)斗部爆炸產生的不參與反應的高密度金屬粒子飛散距離控制作用半徑，毀傷元素是具有高動能的金屬粉末粒子流。在作用半徑范圍內，金屬粉末具有高速度和大密度，具有很大的毀傷動能，又由于金屬粉末速度衰減迅速，可有效控制粉末飛散距離，DIME武器毀傷距離即為金屬粉末飛散距離。DIME戰(zhàn)斗部結構，其殼體不是采用通常的金屬材料，而是低密度碳纖維或環(huán)氧基等復合材料。該戰(zhàn)斗部殼體材料不形成破片，同樣能夠控制飛散距離。該戰(zhàn)斗部材料及結構具有較高的強度，具有很強的侵徹能力。

（三）基本原理

戰(zhàn)斗部裝藥起爆后，碳纖維等材料組成的殼體解體，形成非常細小的纖維絲；炸藥中的高密度重金屬粉末在炸藥產物的裹挾下，向四處飛散，同時被加熱，形成高速高溫金屬粉末粒子流，這些粉末粒子具有很大的毀傷動能；由于炸藥中的重金屬粉末尺寸非常細小，在空氣阻力作用下，速度衰減迅速，由此可控制高速高溫金屬粉末粒子的毀傷作用范圍。圖3-2為DIME戰(zhàn)斗部作用時，高速金屬粉末粒子運動情況。

DIME戰(zhàn)斗部毀傷目標主要是人員和高價值裝備。DIME戰(zhàn)斗部結構具有較高強度，可以侵徹進入一定厚度的防護結構內部，如鋼筋混凝土工事、飛機機庫等，能夠有效打擊內部人員與高價值裝備。

DIME戰(zhàn)斗部的主要毀傷元素是高速高溫的高密度惰性金屬粉末粒子，這些粒子形成細小的高速粒子流，對人員、結構產生沖擊、切割及灼燒等效應。DIME戰(zhàn)斗部金屬粉末顆粒飛行距離可控制，在作用范圍內產生完全毀傷，在作用范圍外不產生毀傷。這與殺爆彈及云爆彈等武器作用機理有顯著區(qū)別。

DIME戰(zhàn)斗部對人體毀傷極為嚴重，主要表現(xiàn)為被高速高溫粒子流切斷肢體及灼傷。DIME戰(zhàn)斗部對車輛、艦船、飛機、雷達等高價值目標也具有獨特的毀傷效果。

（四）系統(tǒng)構成

DIME戰(zhàn)斗部依據其不同應用平臺，如導彈、部分火箭彈及部分榴彈等，可構成不同的系統(tǒng)。就DIME戰(zhàn)斗部而言，其結構主要由DIME裝藥（包括起爆藥、粒子驅動裝藥）和戰(zhàn)斗部殼體（結構、材料）組成。

在現(xiàn)代及未來戰(zhàn)爭中，大范圍、完全摧毀式的毀傷已經不是戰(zhàn)爭的唯一目標。在有些情況下，準確命中目標的同時，有效控制毀傷范圍與程度，保護鄰近的非打擊目標成為戰(zhàn)爭的目的。在這一需求背景情況下，美國等國家提出通過特殊的結構及裝藥設計，得到可以有效控制毀傷范圍的新型戰(zhàn)斗部技術。高密度惰性金屬炸藥（DIME）及戰(zhàn)斗部技術是其典型代表。

DIME武器是一種全新的武器裝備。美國洛斯·阿拉莫斯（Los Alamos）國家實驗室于21世紀初開始研究，但公開報道的技術信息非常少。DIME武器的使用最早見于2006年10月中旬意大利RAI電視臺的報道。報道中稱以色列在加沙地帶使用了一種DIME新型武器。以色列日報（Haaretz）進行了進一步報道，這種武器是從雄蜂戰(zhàn)機發(fā)射，對人員引起了“非常嚴重”的物理傷害。加沙地帶的醫(yī)生也注意到他們所處理的傷口形態(tài)不同尋常，在切口處發(fā)現(xiàn)嚴重燒傷但沒有金屬破片。美國一些網站也有相關報道。

DIME武器是作為小作用范圍彈藥（Small Diameter Bomb，SDB）的一個特殊的毀傷聚焦彈藥（Focused Lethality Munition，F(xiàn)LM）類型來研制的。目前美軍已為此項研究安排充足研究經費。

圖3-3為美軍研制的GBU-39 SDB（Small Diameter Bomb）武器的結構示意圖，DIME戰(zhàn)斗部與其相類似。

圖3-4為GBU-39 SDB戰(zhàn)斗部外形圖。圖3-5為GBU-39 SDB的懸掛系統(tǒng)。圖3-6為GBU-39 SDB在飛機上的狀態(tài)。

GBU-39 SDB直徑約189mm，裝DIME裝藥22.5kg，可形成大約7.5m的毀傷半徑。

雖然DIME武器研究處于高度保密狀態(tài)，根據有限資料分析，其作用毀傷機理新穎，屬于概念創(chuàng)新。這種武器是現(xiàn)代和未來發(fā)展彈藥的重要方向之一。

我國密切關注國外DIME武器的發(fā)展，在2006年10月中旬意大利RAI電視臺的報道公布后，便積極開展了資料收集和概念論證工作。2007年中期，著重開展DIME武器的概念研究和作用機理研究，經過理論分析和摸底試驗，對DIME武器的武器概念和作用機理有了進一步了解，同時對DIME戰(zhàn)斗部的關鍵技術有了初步認識。

DIME武器是一種全新的武器裝備。美國、以色列等國家已經基本完成機理研究，突破了DIME裝藥配方設計、戰(zhàn)斗部結構設計等關鍵技術，并已開展了武器裝備研制。

三、定向破片戰(zhàn)斗部

（一）軍事需求

為了增加對飛機、導彈等高速目標的毀傷效率，美國首先提出了定向戰(zhàn)斗部概念，即把戰(zhàn)斗部炸藥能量集中在某一方向，提高炸藥能量利用率。

目前常規(guī)防空導彈（地空導彈、空空導彈）戰(zhàn)斗部主要是針對飛機、導彈等目標發(fā)展研制的，大多采用普通殺傷戰(zhàn)斗部結構，采用軸心起爆方式，其毀傷元數量和速度沿圓周方向均勻分布，彈藥起爆后破片均勻地向四周飛散，在整個殺傷區(qū)域內只有小部分的破片分布在目標區(qū)，對于單一的空中目標如導彈、飛機等來說，只有小部分的破片能夠擊中目標，起到毀傷作用，并且破片速度較低，一般在2000m/s左右，戰(zhàn)斗部破片利用率和能量利用率較低，對導彈類目標的毀傷存在一定的局限性，達不到高效毀傷目的。如何進一步提高防空導彈的毀傷威力從而實現(xiàn)對多種空中目標的高效毀傷，已成為當前世界各國防空導彈的發(fā)展重點和技術關鍵。定向戰(zhàn)斗部就是基于這種需求應運而生的。

定向戰(zhàn)斗部是隨著防空反導的作戰(zhàn)需求而快速發(fā)展起來的一種新型高效毀傷戰(zhàn)斗部技術，具有炸藥裝藥能量利用率高、在目標方向打擊能量集中、毀傷威力大等特點，適宜對多種空中目標的高效毀傷，兼顧了反導和反飛機雙重作戰(zhàn)需求，成為當前防空導彈戰(zhàn)斗部發(fā)展的主要方向。

（二）定向戰(zhàn)斗部的分類

從裝藥能量利用率角度出發(fā)，根據作用方式，定向戰(zhàn)斗部可分為波形控制定向戰(zhàn)斗部、爆炸變形定向戰(zhàn)斗部、可控旋轉定向戰(zhàn)斗部（機械轉動式和機械展開式）和破片內置定向戰(zhàn)斗部。

波形控制定向戰(zhàn)斗部，也稱為偏心起爆式定向戰(zhàn)斗部，它利用爆炸邏輯網絡實現(xiàn)偏心起爆，使更多破片以更高速度飛向目標區(qū)域，偏心起爆式定向戰(zhàn)斗部只是起爆方式的改變，反應時間短，在工程上較易實現(xiàn)，是目前研究最為活躍的定向戰(zhàn)斗部，是防空反導戰(zhàn)斗部發(fā)展的重要方向之一；爆炸變形定向戰(zhàn)斗部通過輔助裝藥（亦稱變形裝藥）爆炸使殼體和主裝藥發(fā)生變形，使目標方向上的破片密度和初速顯著提高，爆炸變形戰(zhàn)斗部需要兩次引爆，對戰(zhàn)斗部裝藥和起爆隔爆系統(tǒng)都提出了苛刻要求，但該戰(zhàn)斗部在目標方向的破片密度和初速有較大幅度的提高，被認為是最有發(fā)展前途的定向戰(zhàn)斗部；可控旋轉定向戰(zhàn)斗部僅在戰(zhàn)斗部一定扇形區(qū)域內排布破片，由機械裝置控制將破片區(qū)域轉向目標，提高破片和炸藥能量利用率，但機械轉動或機械變形都需要10ms量級的響應時間，在導彈與目標快速運動的情況下，戰(zhàn)斗部無法實現(xiàn)快速精確定向，該因素制約了該類戰(zhàn)斗部的發(fā)展；破片內置定向戰(zhàn)斗部將破片放在中心而將裝藥放在外圍，其優(yōu)點是破片利用率高，但帶來的缺點是破片初速將大大降低。

（三）原理及作用機制

本節(jié)以爆炸變形定向戰(zhàn)斗部為例，介紹定向原理及破片作用機制。

圓柱形定向破片戰(zhàn)斗部的結構（剖面圖）如圖3-7（a）所示。

爆炸變形定向戰(zhàn)斗部的作用原理：在引信確定目標位置后，起爆輔助裝藥，其他輔助裝藥在隔爆衰減設計下不被引爆。在輔助裝藥的爆轟加載下，彈體在目標方向上形成一個變形面，隨后背離目標方向的傳爆管引爆主裝藥。主裝藥爆轟后變形面上所形成的破片大部分飛向目標方向，從而達到對目標實施高效毀傷的目的。

圖3-7為爆炸變形式定向戰(zhàn)斗部作用過程示意圖。

圖3-7中展示的是圓柱形的定向破片戰(zhàn)斗部的橫截面，內部是主裝藥部分，圖3-7（a）為初速戰(zhàn)斗部裝藥結構的橫斷面，其中外部的塊體為爆炸變形式戰(zhàn)斗部的輔助裝藥，主裝藥和輔助裝藥中間的環(huán)狀部分為嵌入定向戰(zhàn)斗部的預制破片。

為了既能夾持破片，又不至于對破片產生過大的阻力，內外殼體的材料不能太脆，要求延展性較好，而且有一定的強度。輔助裝藥應能為殼體盡快并且理想成形提供足夠的能量，并盡可能少占體積，這樣在有限的體積內提高主裝藥的裝藥量，尤其是在殼體變形過程中不能殉爆主裝藥，要與主裝藥匹配。主裝藥的可塑性要好，易變形，且驅動做功能力強，另一方面要求主裝藥比較鈍感，不易殉爆。

主/輔起爆延時控制是通過電路來實現(xiàn)的，其原理是利用電路脈沖信號實現(xiàn)計數，從而精確地實現(xiàn)了兩次起爆的時間差。輔助裝藥起爆點設在頂部一點，以滑移爆轟的形式向下傳爆。輔助裝藥起爆后，再經過給定的起爆延時，起爆主裝藥驅動殼體和預制破片。

作用原理：當目標出現(xiàn)時，通過彈載的傳感器感受到目標方位，此時，彈載計算機發(fā)出指令，靠近目標的輔助裝藥首先起爆，即圖3-7（b）的右側部分，從而使得戰(zhàn)斗部發(fā)生變形，形成圖3-7（c）的結構，當彈體距離目標達到殺傷半徑范圍內時，在起爆控制系統(tǒng)的作用下，與目標相背的方向的輔助裝藥起爆引發(fā)主裝藥起爆，形成聚集的破片群向目標飛散，如圖3-7（d）所示，破片速度和數量得到增強，實現(xiàn)對目標的高效毀傷，從而達到提高毀傷效率的目的。

（四）關鍵技術

定向破片戰(zhàn)斗部的關鍵技術有多方位探測技術、定向引信技術、智能起爆控制技術。

（五）研究現(xiàn)狀

最早開展的定向破片技術研究可追溯到德國V2火箭采用的“車頭燈”式破片定向拋射戰(zhàn)斗部。自20世紀60年代起，隨著制導和引戰(zhàn)技術的發(fā)展，定向戰(zhàn)斗部技術研究和型號研制開始蓬勃發(fā)展。目前，國外軍事強國已研制并裝備了多個定向戰(zhàn)斗部型號產品，典型代表有美國“愛國者”PAC-3最新改進型導彈戰(zhàn)斗部、美國先進中距離空空導彈AIM-120戰(zhàn)斗部、俄羅斯S-300V和S-400V防空導彈戰(zhàn)斗部、以色列“怪蛇”防空導彈戰(zhàn)斗部等。

四、串聯(lián)戰(zhàn)斗部

（一）串聯(lián)戰(zhàn)斗部概念及分類

1.串聯(lián)破甲戰(zhàn)斗部

采用兩級聚能裝藥，有效打擊具有反應裝甲防護的目標。

2.串聯(lián)隨進戰(zhàn)斗部

采用破甲-穿甲結構，前級射流開坑，后級彈體隨進，有效攻擊地下硬目標。

（二）串聯(lián)破甲戰(zhàn)斗部

1.軍事需求

打擊具有反應裝甲防護的目標。

現(xiàn)代坦克，特別是俄制坦克在主裝甲外面披掛了大量的反應裝甲來對自身防護，外層反應裝甲內部裝有高能炸藥，當聚能裝藥的破甲彈打擊裝甲車輛時，它所形成的金屬射流首先沖擊反應裝甲內部裝藥，引爆反應裝甲，爆炸后反應裝甲的蓋板將在炸藥的作用下向兩邊做飛散運動，以此來干擾來襲射彈的金屬射流，消耗金屬射流能量，降低金屬射流對主裝甲的侵徹能力。串聯(lián)破甲彈就是為了打擊這類具有反應裝甲的裝甲目標。

2.典型結構及作用過程

典型裝備有英國“米蘭”反坦克導彈，如圖3-8所示。

它由兩級聚能裝藥組成，前級裝藥位于導彈前面鼻錐部，聚能裝藥的當量較低，主要用于觸發(fā)反應裝甲使其爆炸，真正對裝甲進行毀傷的后級聚能裝藥。

其作用過程為：前級結構撞擊反應裝甲，引信解除保險，前級裝藥被引爆，形成金屬射流，對反應裝甲進行打擊。反應裝甲在金屬射流的作用下發(fā)生爆炸，驅動蓋板向兩邊飛散和拋擲，此時主裝甲已完全暴露于射彈面前，串聯(lián)戰(zhàn)斗部的主裝藥起爆，形成金屬射流攻擊目標主裝甲，從而完成對該類目標的毀傷。

我國的“紅箭”9破甲彈和俄羅斯的RPG-30火箭彈的戰(zhàn)斗部均屬于這類串聯(lián)破甲戰(zhàn)斗部。

“紅箭”9破甲彈：串聯(lián)破甲裝藥，最大靜破甲威力1200mm，動破甲威力320mm/68°，被譽為“坦克殺手”。

3.串聯(lián)隨進戰(zhàn)斗部

隨進戰(zhàn)斗部的作用原理是利用第一級成形裝藥或自鍛彈丸戰(zhàn)斗部在目標上打一個孔，延時爆炸的第二級殺傷、溫壓或燃燒戰(zhàn)斗部通過這個孔進入目標內部，摧毀目標或使目標失能。這種戰(zhàn)斗部非常適合日益升溫的城市戰(zhàn)，既能摧毀掩體、侵徹建筑物，又能有效對付輕型裝甲及其他車輛。

應德國陸軍對這種肩射多用途武器的要求，迪爾公司和狄那米特諾貝爾公司聯(lián)合研制出了用于巷戰(zhàn)的“鐵拳”3隨進殺傷彈，如圖3-9所示。它的第一級戰(zhàn)斗部藥型罩直徑為106mm，裝藥約700g，可以穿透17mm厚的軋制勻質裝甲鋼板、360mm厚的鋼筋混凝土、500mm厚的磚墻和1300mm厚的沙袋墻。第二級為隨進殺傷戰(zhàn)斗部，在第一級穿透目標后，經電子延時，可隨進一個口徑47mm、裝藥100g的小型榴彈。該榴彈起爆后，形成的破片數多達900枚，殺傷半徑達15m，對建筑物或車輛內部的人員、儀器設備產生毀滅性的效果。如果手榴彈內裝溫壓劑，則對密閉或半密閉空間內有生力量的毀傷效果將更大。

瑞士的RUAG公司正在研究一種綜合效應戰(zhàn)斗部概念，如圖3-10所示。其主裝藥產生破甲效應，主裝藥后面是模塊化裝藥侵徹彈丸。

五、多模戰(zhàn)斗部

（一）軍事需求

多模式戰(zhàn)斗部能夠有效減少彈藥的種類，提高打擊戰(zhàn)術目標的準確性，進而簡化生產和運輸、存儲等環(huán)節(jié)，提高部隊的遂行保障能力。

為了打擊戰(zhàn)場上各種類型的戰(zhàn)術目標，傳統(tǒng)的彈藥系統(tǒng)根據用途的不同，研制了多種型號和規(guī)格。彈藥的多品種、多型號，其弊端顯而易見：首先，對后勤保障和軍需供應帶來了一定的難度；其次，給使用者帶來許多不便，不僅需要長途運輸，而且還會對戰(zhàn)場上出現(xiàn)的不同目標，選用不同的彈藥，在短時間內就必須進行判斷和選擇，出錯的情況隨時可能發(fā)生，故此容易錯過稍縱即逝的戰(zhàn)機。有鑒于此，減少彈藥的種類，向著“一專多能”的方向發(fā)展，成為許多國家彈藥研究規(guī)劃中的一個重要目標，即開展多模式戰(zhàn)斗部及其相關技術的研究。

（二）概念及特點

多模式戰(zhàn)斗部，亦稱為可選擇戰(zhàn)斗部（Selectable Warhead），是指根據目標類型而自適應選擇不同作用模式的戰(zhàn)斗部，它包括多模式爆炸成形侵徹體（EFP）戰(zhàn)斗部和多模式聚能裝藥（SC）戰(zhàn)斗部。多模戰(zhàn)斗部主要采取獨特的機構設計，結合多種作用方式的起爆技術，可針對不同類型的目標形成優(yōu)化的毀傷元，達到較好的殺傷效果。

多模戰(zhàn)斗部是典型的依靠多點起爆或多次起爆來實現(xiàn)高效毀傷、多功能毀傷的戰(zhàn)斗部。其特點是采用多種起爆模式，自適應目標類型，實現(xiàn)一彈多用途。多模式戰(zhàn)斗部能夠有效減少彈藥的種類，提高打擊戰(zhàn)術目標的準確性，進而簡化生產和運輸、存儲等環(huán)節(jié)，提高部隊的遂行保障能力，屬于典型的信息化智能彈藥。

（三）作用模式及過程

裝藥結構是單一的，但會預設多個起爆點，或者說是多個起爆點的序列起爆組合，根據面臨目標的不同，將采用不同的起爆策略，以此生成不同的毀傷元素來更高效地打擊目標。假如彈藥距離目標較遠，通過多模戰(zhàn)斗部技術，它將形成金屬的爆炸成型彈丸、以大炸高方式來殺傷硬目標，但如果距離目標較近，毀傷的目標又是硬目標，在多模戰(zhàn)斗部根據智能決策系統(tǒng)提供的信息將形成射流模式以小炸高的方式攻擊硬目標，如果探測到的目標為輕型裝甲目標，比如說導彈發(fā)射車、雷達車等，該戰(zhàn)斗部通過起爆控制，形成大量的破片，通過中炸高破片來殺傷輕型的軟目標。所以說該種戰(zhàn)斗部能夠適應多種類型的戰(zhàn)場目標。

其作用過程為彈載傳感器探測、識別并分類目標的信息（確定目標是坦克、裝甲人員輸送車、直升機、人員還是掩體）與攻擊信息（如炸高、攻擊角、速度等）相結合，通過彈載選擇算法確定最有效的戰(zhàn)斗部輸出信號，使戰(zhàn)斗部以最佳模式起爆，從而有效對付所選定的目標。

傳統(tǒng)戰(zhàn)斗部基本采取單點中心起爆方式，有限的空間決定了裝藥量，也就決定了殺傷能力的大小。而多模戰(zhàn)斗部根據戰(zhàn)術目標的不同，優(yōu)化了結構設計，這樣就可以有效控制射流的速度和方向；同時普遍采用多點起爆方式，對于起爆時間和順序，起爆點的排列結構都做了不同的設計。戰(zhàn)斗部的不同設計方案配合最佳起爆方式，就能夠達到戰(zhàn)術需求，形成各種毀傷元，打擊不同的目標。

（四）關鍵技術

起爆控制技術，通過精確控制起爆位置，得到不同形式的毀傷元。

區(qū)別于傳統(tǒng)的起爆技術，多模戰(zhàn)斗部的起爆技術普遍采用多點起爆，并且起爆裝置安排位置也不同。對于不同的目標，可以安排不同的起爆方式：如對于重型裝甲目標，可以使用在戰(zhàn)斗部底部軸向中心進行單點起爆，形成侵徹能力較強的深侵徹；對于輕型裝甲目標和地面掩體建筑，可以選擇在戰(zhàn)斗部的中部進行對稱的多點起爆，可以形成具有一定侵徹能力、范圍又較寬的侵徹射流；對于人員集中的目標，可以選擇在戰(zhàn)斗部的前端面位置多點起爆，形成大范圍寬幅度的射流，達到較好的殺傷效果。

（五）戰(zhàn)斗部的優(yōu)化設計

戰(zhàn)斗部的優(yōu)化設計主要包括外形結構的優(yōu)化，裝藥的成分設計和裝藥結構的優(yōu)化。

1.結構優(yōu)化設計

常規(guī)的破甲戰(zhàn)斗部常采用圓柱形結構設計，前端加一錐形藥罩。多模戰(zhàn)斗部在藥罩外形上進行了結構的優(yōu)化：出現(xiàn)了錐形、喇叭形和半球形藥罩。以不同的方式起爆就可以形成EFP彈丸、聚能射流和殺傷破片。

2.裝藥成分設計

國外多模戰(zhàn)斗部炸藥可以選用Octol 70/30（HMX）、LX-14、TNAZ和CL-20炸藥等，起爆藥采用PBXN-5。研究表明采用LX-14的戰(zhàn)斗部以后侵徹能力可以提高5%～10%；采用TNAZ和CL-20炸藥后，侵徹能力可以提高20%～30%。

同時美國還研制了一種梯度炸藥，這種炸藥最少由兩種炸藥組成（一種是高爆含能材料，另一種是低感度炸藥），其中一種炸藥逐漸均勻加入另一種炸藥，使成分呈梯形逐次混合而成，從一點到另一點之間炸藥的化學和物理成分逐漸而平穩(wěn)變化，它可以和多選擇起爆技術結合，形成可控制的爆轟波形，產生速度更高、飛行更穩(wěn)定的射流，最佳化地完成不同的作戰(zhàn)任務，滿足戰(zhàn)術需要。

（六）典型裝備

美國的LOCAAS低成本巡飛彈，采用了多模起爆控制技術，可實現(xiàn)對重裝甲、輕裝甲和有生力量的多模攻擊，其作用模式為通過載機將其拋灑在戰(zhàn)區(qū)的上空，具有短暫的自主飛行能力（也稱為自主巡飛能力），在戰(zhàn)區(qū)上空保持一定的滯空時間，在滯空過程中，彈載傳感器將不斷探測地面目標及其目標類型，根據地面目標的不同類型（重裝甲、輕裝甲、有生力量等）產生不同的毀傷方式，從而達到高效毀傷的目的。

圖3-11展示的是LOCAAS低成本巡飛彈試驗回收回來的毀傷元：EFP彈丸（爆炸成型彈丸）、桿式射流、破片等。

（七）發(fā)展趨勢

1.智能化

隨著目標識別技術的發(fā)展，彈藥自動識別和選擇模式的能力也會提高，逐漸擺脫人為控制，提高發(fā)射的速度和精度。一是采用先進的、成本更加低廉的自瞄戰(zhàn)斗部，減少操作手的瞄準時間，更加迅速地做出反應；二是目標適應戰(zhàn)斗部，能夠自動適應戰(zhàn)術目標的變化，自動選擇起爆模式，達到最佳打擊效果。

2.微型化

隨著炸藥裝藥類型和工藝的發(fā)展，多模戰(zhàn)斗部的毀傷效果會越來越好。在同樣的殺傷效果下，裝藥會越來越少，從而使多模戰(zhàn)斗部的體積減小。

我國空軍重點發(fā)展的機載彈藥：具備多模自主攻擊能力的巡飛彈；新一代多任務空空導彈，使得這種導彈既有對空打擊能力，又有對地打擊能力。

六、橫向效應增強戰(zhàn)斗部

（一）軍事需求

在對付某些具有一定防護能力的目標時，如輕型裝甲車輛、掩體、建筑物、飛機、直升機等，現(xiàn)役彈藥往往達不到預期的作戰(zhàn)效果。穿甲彈雖然能輕易擊穿上述目標的防護層（如飛機蒙皮、輕型裝甲、磚墻或混凝土墻），但無法保證毀傷目標內要害部件或人員等；聚能破甲彈，如DM12/12A2式120mm多用途彈，能夠把目標穿出一個洞，但無法切斷混凝土中的鋼筋。榴彈通常在目標防護層外爆炸，毀傷效果往往限于防護層外，同樣對目標內要害部件或人員等的毀傷概率極低。如果目標是城區(qū)中的建筑物，使用榴彈進行攻擊，絕大部分效能將在目標前方產生，對友軍部隊和非軍事人員造成了潛在的危險，極易對目標周圍造成附帶毀傷。橫向效應增強型彈藥（Penetrator with Enhanced Lateral Efficiency，PELE）的出現(xiàn)很好地解決了上述問題。

（二）基本概念及工作原理

橫向效應增強型彈藥（PELE）是一種依靠物理作用產生碎片攻擊目標，不含高能炸藥裝藥，且不配用引信的多功能新概念彈藥。PELE主要由兩種不同密度的材料組成，如圖3-12所示。外層彈體是高密度材料，如鋼或鎢；彈芯由低密度材料組成，如鋁或塑料。彈丸完全惰性，可采用全口徑和次口徑設計，并能按比例進行縮放。發(fā)射藥可采用常規(guī)的發(fā)射藥。

PELE在攻擊目標時，當彈藥擊中目標以后，彈藥外部的高密度材料很容易侵徹目標材料。由于密度不同而導致兩種彈體材料的動能不同。內部密度小的彈芯侵徹能力比外部低很多，碰撞目標后迅速減慢速度，甚至在目標內停止前行。如此一來，彈丸內的壓力將驟然劇增。在高壓的作用下，當外層彈體表面的抗拉應變超過了極限值，外層彈體立即解體，分裂成大量的長條形高效殺傷破片，沿橫向加速，穿透目標后，則在目標背面產生橫向效應高的大量破片，伴隨著彈丸的旋轉，這些破片會迅速旋轉并飛散，破片形成的區(qū)域面積也會越來越大，實現(xiàn)對目標背面各種目標的有效毀傷。破片數量和尺寸可以根據彈丸的尺寸進行調整，彈藥性能參數與內外部分使用的材料種類和物理尺寸有關。

這種橫向效應增強彈是一種全新概念的彈藥，它具有獨特的優(yōu)勢：PELE不僅具有可擊穿相對較弱的防護層的侵徹能力，而且能夠在目標內部產生大量沿彈丸徑向（橫向）飛散的破片，顯著提高了對目標內部要害部件或人員的毀傷概率。另外，PELE還是一種不裝炸藥和引信的彈藥，使用、存放及處理安全，在生產和儲存、運輸、后勤保障等方面都具有許多優(yōu)勢。同時與許多其他彈藥相比（如榴彈、多用途彈或易碎彈芯穿甲彈），橫向效應增強彈價格便宜，而且可達到與其他彈藥相同的性能。

PELE可應用于12.7mm～125mm等不同口徑的彈藥。試驗表明，當彈丸的速度在400～3000m/s時，可顯示出橫向效應。確保產生這種效應的最小速度為200m/s，著角范圍為0°～87°。使用一種彈藥就可以對付從2mm厚的鋁板到90mm厚的軋制均質裝甲目標、磚墻、混凝土墻和不同類型的指定“等效目標”（直升機和固定翼飛機等）。PELE特別適于對付靶板厚度較薄的間隙目標和藏在磚石墻后的目標，它具有優(yōu)良的穿透性能和極佳的破片殺傷效應，穿甲性能約為尾翼穩(wěn)定脫殼穿甲彈的80%；破片殺傷性能優(yōu)異，可與榴彈相媲美，非常適用于城區(qū)作戰(zhàn)和空空作戰(zhàn)。

主動橫向效應增強型穿甲彈（Active Lateral Penetrator，ALP）是在PELE的工作原理基礎上進一步發(fā)展的一種主動橫向效應增強彈藥：ALP技術借助于增加一個惰性侵徹體或者一個包含較少數量裝藥的延遲起爆彈體，通過在作用過程中主動橫向侵徹體或少量的炸藥產生的壓力場經惰性傳導介質（如液體、氣體或者金屬）傳輸給彈體外殼，引起爆炸生成碎片或釋放大量子彈丸，并可靈活調整侵徹效能和橫向效應之間的比率。

大量的試驗表明，PELE和ALP技術可用于各種炮彈及火箭彈和導彈中，顯著降低了附帶毀傷的風險。而且，利用PELE和ALP技術能夠低成本改進現(xiàn)存的彈藥。兩種技術能夠被集成到全口徑及次口徑的彈丸中，并從當前及未來武器系統(tǒng)中發(fā)射。

（三）關鍵技術

橫向效應增強型彈藥，從其全新的概念提出到彈藥成形，是在近幾年才發(fā)展起來的。它的工作原理比較新穎，其中涉及的關鍵技術有以下兩方面。

1.合金材料技術

橫向效應增強型彈藥的關鍵在于：內外彈芯的材料完全是由合金組成的，這種不同材料的合金組成將使得彈藥擊中目標以后，內外層之間產生不同的壓力。因此需要經過不同的試驗，采取更加靈活合理的配比方案，生產出符合不同要求的彈藥。

2.彈體外層材料設計

彈體外層的材料、形狀、大小和成形技術將關系到彈藥擊中目標分解后的殺傷力。經過多次試驗后，選取彈體不同的材料和形狀將對殺傷范圍和殺傷能力產生符合設計預期的影響。因此有目的地改變彈體材料和形狀、成形固化方式將產生不同效果的彈藥。

（四）研究現(xiàn)狀

德國迪爾（Diehl）公司最先研發(fā)了一種27mm×145mm的PELE，如圖3-13所示。

萊茵金屬公司W&M分公司正在研制供105mm線膛坦克炮和120mm滑膛炮使用的新型多用途PELE，研究工作包括對破甲彈和動能彈進行改造，如美國M456式105mm聚能破甲彈或M830式120mm多用途彈，或德國DM33式120mm動能彈。

在大口徑武器彈藥中，萊茵金屬公司研制了供105mm線膛坦克炮和120mm滑膛坦克炮使用的新型多用途PELE。試驗在200m的距離上進行，使用全裝藥發(fā)射炮彈。僅使用3枚120mm PELE就可在混凝土墻上穿出一個1.6m高的洞，而1發(fā)120mm DM12 PELE在墻上的（無障礙）穿孔直徑大約為0.5m（105mm PELE的穿孔直徑為0.45m），顯示了PELE在城區(qū)作戰(zhàn)中的優(yōu)越性。

丹麥武裝部隊是訂購德國萊茵金屬公司最新研制的“橫向增強效應侵徹彈藥”（PELE） 120mm動能彈的首家客戶。該采購合同包括改進現(xiàn)有DM 33 A2坦克彈藥，以便提高其在現(xiàn)代作戰(zhàn)環(huán)境（如城區(qū)作戰(zhàn)環(huán)境）中的威力。PELE系統(tǒng)的主要優(yōu)勢在于其對目標區(qū)域產生的精確效應，同時可極大地降低附帶損傷。這種效應是從前任何彈藥所無法達到的。

PELE項目組還演示了利用PELE對付不同鋼質目標的情形，具有代表性的一個等效目標是“直升機等效目標”。該目標是一種10mm厚的軋制均質裝甲板，全長3.3m，傾斜60°放置，距其600mm處是一個2mm厚的鋼板，傾斜30°，然后相隔600mm處是一個垂直放置的2mm厚的鋁板，之后還有三塊鋁板，每塊均相隔700mm。30mm PELE可以十分有效地對付該目標，1m×1m裝甲板的毀傷面積可以達到50%。

另一個有代表性的等效目標是“固定翼目標”。該目標是一個2mm厚的鋁板，長3m以上，傾斜35°放置，距其300mm處是兩塊2mm厚的鋁板，兩塊鋁板間隔300mm。試驗出現(xiàn)兩種情況，一種是從2號板到10號板的毀傷面積幾乎相同；另一種是從2號板到7號板的毀傷面積全部相同，但從7號板起到10號板的毀傷效應幾乎降到了零。利用這種彈藥，我們可得到留在目標內的能量。相同的彈丸可能得到不同的結果。

在試驗研究被甲穿甲彈期間，要對外層彈體由高密度材料制成，而彈芯采用低密度材料的彈丸結構進行試驗。外層彈體通常采用鎢合金制成，在彈丸尾端閉合，內裝低密度材料，如密度約為1g/cm³的聚乙烯。試驗彈丸由外層彈體（由鎢合金制成）、低密度裝填物（聚乙烯）和鋁制漏斗形尾翼組成。彈丸長50mm，彈體外部直徑為10mm，內壁直徑5mm，由口徑為20mm的炮發(fā)射。

當用這種彈丸對付大塊（體積大且重）目標的首批侵徹試驗時，可觀察到，均質穿甲彈與新型穿甲彈形成的彈坑形狀有明顯差異。

（五）發(fā)展方向

未來的PELE將朝著以下幾個方向發(fā)展。

（1）將根據實戰(zhàn)的需要開發(fā)出不同的彈藥，以適應不同作戰(zhàn)環(huán)境下的需求。對于城市巷戰(zhàn)中普通建筑物和堅固目標的不同，就需要殺傷能力不同的彈藥。因此必須有不同破甲能力、殺傷范圍和殺傷能力的彈藥。

（2）將開發(fā)各種口徑的彈藥以適應現(xiàn)役的各種武器。這樣就可以廣泛用于各種場合。

七、可變結構多用途戰(zhàn)斗部

英國Insys公司正在研究一種可變結構多用途戰(zhàn)斗部，這種新型戰(zhàn)斗部采用一個主裝藥和多個基本裝藥，如圖3-14所示。針對不同的目標，主裝藥和基本裝藥所產生的多種效應可以集中或分散。例如，一種用于步兵武器的設計方案，主裝藥位于戰(zhàn)斗部的中央，四周設有多個基本裝藥。通過設置主裝藥和基本裝藥之間的夾角，可以調整戰(zhàn)斗部的作用范圍的大小。在合適的角度下，所有裝藥產生的能量絕大部分將集中在目標上，從而可以確保殺傷或摧毀目標。

（一）毀傷效應可調戰(zhàn)斗部

毀傷效應可調炸藥裝藥是一種適用于可調整戰(zhàn)斗部的裝藥新概念，該裝藥采用三層結構設計，從內到外依次是中心高能炸藥層、中間衰減層和外部含鋁炸藥層。中心高能炸藥層引爆后能產生劇烈沖擊波；中間衰減層為活性非爆轟材料，能發(fā)生反應但不會爆炸，用以減弱中心高能炸藥的爆炸沖擊波，避免外部含鋁炸藥起爆；外部含鋁炸藥層能發(fā)生劇烈燃燒。中心高能炸藥層和外部含鋁炸藥層內均可設起爆裝置，并通過選用不同的起爆方式實現(xiàn)不同的毀傷效應。當僅引爆中心高能炸藥層時，采用低附帶毀傷高準靜態(tài)壓毀傷模式；當引爆中心高能炸藥層和外部含鋁炸藥層時，則采用高附帶毀傷高峰壓毀傷模式。

近年來，英國國防科學技術研究院在英國含能材料研究計劃中的創(chuàng)新研究部分設立了專門的研究項目，承研單位是英國奎奈蒂克公司。2011年，毀傷效應可調整戰(zhàn)斗部技術獲得了世界專利（WO20111135279A1）和英國專利（GB2479966）的保護；2012年，英國奎奈蒂克公司完成了毀傷效應可調炸藥裝藥概念設計，采用三層炸藥結構制備出4個質量為2.6kg的圓柱形炸藥試樣，藥柱直徑95mm、高200mm，并通過試驗驗證了無殼體毀傷效應可調炸藥裝藥概念的可行性。

毀傷效應可調炸藥裝藥適用于大多數高能戰(zhàn)斗部，能使單一戰(zhàn)斗部具有兩種及以上的毀傷效果，可用作可調戰(zhàn)斗部的炸藥裝藥。該裝藥一旦獲得實際應用，將實現(xiàn)彈藥終端毀傷效應可調，并提高精確打擊下的低附帶毀傷能力。

（二）多用途戰(zhàn)斗部

多用途戰(zhàn)斗部也稱綜合效應戰(zhàn)斗部，一般將三種不同的戰(zhàn)斗部（如爆破、殺傷和空心裝藥戰(zhàn)斗部）結合在一起，配以智能引信（如目標敏感引信），形成“萬能”戰(zhàn)斗部，滿足城市戰(zhàn)中利用一種武器攻擊多種目標的需要。盡管綜合多種戰(zhàn)斗部在技術上相當復雜，而且其中的每一種戰(zhàn)斗部都無法發(fā)揮出最佳效能，但這種“三合一”戰(zhàn)斗部確實能對付大多數戰(zhàn)場目標。

EADS公司的德國子公司TDW公司設計了一種多用途戰(zhàn)斗部，該戰(zhàn)斗部直徑約150mm，計劃用于改進“米蘭”“霍特”“崔格特”等反坦克導彈，以及通過增大或減小直徑用于其他步兵武器。它將空心裝藥、侵徹裝藥和爆破/破片殺傷裝藥集為一體，既可挫敗重型裝甲，也可穿過輕型裝甲、墻壁、沙袋打擊其后面的目標，還能攻擊雷達、卡車、導彈、直升機，以及小型護衛(wèi)艦、高速巡邏艇、高速近岸攻擊艦等其他目標。

以色列研制的火箭彈發(fā)射器的改進型—Shipon-UT，它長1m、外徑106mm，能發(fā)射100mm火箭彈，配有綜合火控系統(tǒng)，對運動目標的有效射程為600m。其多用途戰(zhàn)斗部在試驗中曾有效打擊多種類型的目標，包括土木掩體、三層磚墻、雙層加固混凝土墻和76mm厚的均質裝甲板，而且可以按空爆模式在開闊空間使用。Shipon-UT也可使用另外兩種戰(zhàn)斗部：一種能在墻壁上穿出一個足以讓士兵穿過的洞；另一種為串聯(lián)戰(zhàn)斗部，能夠侵徹800mm厚的軋制均質裝甲。

八、電磁增強破甲彈

各種新型防護裝甲的出現(xiàn)，給破甲彈藥帶來了嚴峻的挑戰(zhàn)，急需采用新原理、新技術、新材料來不斷提高破甲彈的破甲威力。

（一）電磁增強破甲彈原理

在射流與目標發(fā)生作用前，通過射流上適度的電流和在運動射流變形區(qū)域產生的低頻或者高頻縱向電磁場增強了成形射流的射穿能力。

坦克裝甲車輛素來以其良好的地面機動性和快速反應力得到世界各國的青睞，被稱為“陸戰(zhàn)之王”，是各國重點發(fā)展的武器裝備之一。但是，裝甲防護能力的提高對反裝甲武器提出嚴峻挑戰(zhàn)。為了提高裝甲車輛在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的生存能力，減少人員傷亡，世界各國都將裝甲防護技術作為坦克裝甲車輛研制中的重點。各國先后研制了均質裝甲、復合裝甲、陶瓷裝甲、反應裝甲等，極大地提高了坦克裝甲車輛的防護能力。進入21世紀以來，隨著高新技術在軍事領域的廣泛應用，裝甲防護技術不斷煥發(fā)新姿，出現(xiàn)了電磁裝甲、智慧型裝甲、動能偏折裝甲、無爆發(fā)性裝甲等各種新概念、新原理、新結構的裝甲防護技術，在裝甲防護能力得到極大提升的同時，對反裝甲武器提出了嚴峻挑戰(zhàn)。

與此同時，現(xiàn)役反裝甲武器增強威力的潛能已經用盡。面對不斷增厚的坦克裝甲，穿甲彈要提高穿甲能力，則要以下兩方面的改進。一是提高穿甲彈丸的初速。要想提高穿甲彈丸速度，可以采用增大火炮口徑等途徑，研制超高速火炮的方法來實現(xiàn)，然而這需要研究新的火炮發(fā)射平臺，而且火炮口徑和輜重過大，需要更大功率的發(fā)動機來牽引，會造成發(fā)射平臺機動能力的嚴重下降。同時，由于火藥燃氣的滯止聲速的限制，即使采用新型火藥，降低火藥燃氣的分子量，彈丸初速度也難以超過2km/s，這是火炮本身的局限性決定的。二是采用新型彈體材料。目前廣泛使用的鎢合金和鈾合金彈芯材料，是當今能找到的密度最大、強度最高的工業(yè)材料。新型材料的研究是一個復雜的過程，要想將其應用于彈藥裝備更是需要漫長的時間，而且其效能具有不確定性。

破甲彈是另一種有效的反裝甲武器，一是破甲威力和射擊距離沒有關系，不存在射擊距離越遠威力越小的情況：二是不依賴武器初速，用低初速的武器發(fā)射也不影響破甲能力，這使得火箭炮、槍榴發(fā)射器、無后坐力炮等都可以配用破甲彈。

然而，面對不斷增厚的裝甲，破甲彈的優(yōu)勢也逐漸被削弱。為了提高破甲彈的穿深能力，要有以下幾方面的改進。一是增大破甲彈口徑。增加破甲彈口徑可以提高破甲射流的穿深，但是這將需要極高的成本對目前我軍現(xiàn)役的武器平臺進行改進和更新，同樣，增大了武器平臺的口徑以后，也會影響武器平臺的機動性能。二是增加裝藥量。增大破甲彈的裝藥量可在一定程度上提高破甲射流的穿深，但是這并不意味著裝藥量越大，穿深越大，當射流的穿深達到某個值以后，繼續(xù)增大裝藥量，其有效裝藥量不會增大，即射流的穿深將不再發(fā)生變化。三是采用新型炸藥。研制新型炸藥，提高炸藥的能量可以增大射流的穿深，但是目前新型炸藥的研制難度大，研制周期很長，不能滿足當前反裝甲武器發(fā)展的需求。

由此可知，傳統(tǒng)的反裝甲武器，由于受到各種條件的制約，其提高威力的潛能已基本用盡，在此基礎上就產生了電磁增強破甲彈這種新概念彈藥。

（二）破甲彈電磁增強原理

破甲彈的金屬射流可以近似地將含有電子和正離子的射流看成等離子體。金屬射流中的電子和正離子都在作高速運動，因此磁場會對這些粒子產生力的作用，這些作用宏觀上表現(xiàn)為對整個等離子體的作用。當等離子體圓柱由于某種原因產生一個小小的彎曲時，那么在彎曲部位，凹側的磁場就會比凸側的磁場強。由于等離子體要被磁場推向磁場較弱的區(qū)域，這將使等離子體柱將更彎曲。越來越嚴重的彎曲最終將使等離子體消散，這種情況稱為扭曲不穩(wěn)定性，如圖3-15所示。此外，如果等離子體柱由于某種原因造成粗細略不均勻，那么在細部位的磁場要比粗的部位強。磁場的作用將促使細的部位進一步變細，以致最后發(fā)展到這個部位的等離子體柱被截斷。這種情況稱為截斷不穩(wěn)定性或“臘腸”不穩(wěn)定性，如圖3-16所示。上述兩種機制均可使射流的直徑發(fā)生變化，從而導致侵徹深度的降低。

由此可知，環(huán)繞破甲彈軸向方向的強脈沖磁場對金屬射流能夠產生干擾作用，從而降低破甲彈射流對坦克裝甲車輛的侵徹破壞，這就是被動電磁裝甲的防護機理。

但是，如果沿著金屬射流方向施加強脈沖磁場，強脈沖磁場會對金屬射流產生磁約束作用，使得本來不夠均勻的金屬射流變得更加均勻，射流有效長度得到增加。由于金屬射流的有效長度越長，對坦克裝甲車輛的穿深越大，因此，軸向的強脈沖磁場會顯著提高破甲彈的穿深。

破甲彈電磁增強技術的概念，將爆炸磁通壓縮發(fā)電技術和破甲彈有效結合，通過爆炸磁通壓縮發(fā)電產生的電流激發(fā)軸向磁場，就是利用脈沖磁場，實現(xiàn)對破甲彈金屬射流的磁約束，提高其穿深，其作用原理如圖3-17所示。

其工作過程為：首先利用初級能源為磁通壓縮線圈供電，使磁通壓縮線圈中帶有一定的電流，同時產生種子磁通Φ₀；當破甲彈引信作用后，炸藥開始起爆，產生的高溫、高壓沖擊波壓垮藥型罩，形成金屬射流向前運動；同時由于破甲彈尾部的炸藥先開始爆炸，爆轟波從左向右逐漸傳播，爆炸式的線圈依次短路，壓縮種子磁通。依據在良導體回路內包圍的磁通守恒原理，在壓縮過程中磁通不變化，而磁通Φ₀等于電流I 與電感L 的乘積，即Φ₀=I×L=常量。顯然炸藥壓縮磁通做功并使線圈匝數減少，則回路電感L變小，電流I變大，從而在線圈回路中產生脈沖大電流。這就是炸藥爆炸做功把化學能轉變?yōu)殡娔埽òl(fā)電）的結果。爆炸磁通壓縮產生的脈沖大電流對金屬射流產生磁約束作用，使金屬射流的有效長度增加，對坦克裝甲車輛的穿深顯著提高；同時產生的強脈沖磁場會通過天線發(fā)射出去，由于破甲彈作用時，通常離坦克裝甲車輛很近，因此近場脈沖磁場的衰減較小，能夠對坦克裝甲車輛的電子設備產生干擾或毀傷，從而拓展了其毀傷功能，使破甲彈的整體作戰(zhàn)效能大大提高，有利于推動反坦克彈藥技術的變革，加快新質戰(zhàn)斗力的生成。

（三）電磁增強破甲彈技術研究現(xiàn)狀

俄羅斯重點研究了金屬射流穿過磁場的理論和電磁約束機制，提出了脈沖電流作用下金屬射流拉伸的數學物理模型，將問題簡化為二維軸對稱變形問題，并考慮了給定軸向速度梯度情況下金屬射流的壓縮性、彈塑性、導電性和在慣性載荷下大梯度拉伸等因素。根據有限差分方法求解了數值解，研究了金屬射流微元在脈沖電磁場作用下的主要特征。在試驗方面借助高速X光機觀察到了射流受到電磁作用力產生的擾動。莫斯科州立技術大學研究人員預測了不同磁場參數下金屬射流有效長度的增長量，當磁感應強度為10T時，金屬射流的有效長度增加了一倍。