一種功能復(fù)合型燃燒彈的研究

李 多，唐恩博，劉曉輝

(北方華安工業(yè)集團有限公司 特種彈藥研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

燃燒彈，又稱縱火彈，是裝有燃燒劑的航空炸彈、炮彈、火箭彈、槍榴彈和手榴彈的統(tǒng)稱。它主要用于燒傷敵方的有生力量，燒毀易燃的軍事技術(shù)裝備和設(shè)備。目前，國內(nèi)燃燒彈已定型30種，其中代表有250公斤航空燃燒彈(低阻型)、87式82毫米燃燒彈、96式152毫米殺傷爆破燃燒彈、120毫米迫擊炮燃燒彈、76式海雙57毫米穿甲爆破燃燒彈、PL96式122毫米榴彈炮燃燒彈、90毫米Ⅰ型航空火箭燃燒彈。燃燒彈中使用的燃燒劑主要有石油基燃燒劑、金屬燃燒劑、鋁熱燃燒劑、油基-金屬燃燒劑及自燃燃燒劑[1]?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭的特點是陸海空三軍立體協(xié)同作戰(zhàn)，戰(zhàn)爭器材的智能化、機械化程度不斷提高，伴隨高度機械化作戰(zhàn)的是對燃料油的需求急劇增加，在此形勢下，針對敵方燃料油貯存、補給和運輸系統(tǒng)的攻擊就顯得十分重要；同時，在野戰(zhàn)條件下彈藥堆垛(包裝箱)、野營裝備、土木建筑群、戰(zhàn)場可燃隱蔽物、可燃偽裝物等特定目標(biāo)仍然是燃燒彈攻擊的主要目標(biāo)。

針對現(xiàn)代戰(zhàn)場目標(biāo)的多樣性和復(fù)雜性，傳統(tǒng)單一縱火功能的燃燒彈藥已經(jīng)無法滿足作戰(zhàn)需求，需要一種既可對油料、被服、糧食庫、彈藥場等實施縱火，又能通過穿甲打擊油料貯存設(shè)備、指揮中心設(shè)備、發(fā)射車輛、通信樞紐、機動平臺及人員的多功能燃燒彈藥。本文主要介紹一種可同時對易燃物資和燃油貯存、運輸設(shè)施進行縱火打擊，又附帶穿甲、殺傷功能的多功能燃燒彈。

1 結(jié)構(gòu)組成

該燃燒彈主要由拋射系統(tǒng)、縱火炬、穿燃組件、彈體、彈底等組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，穿燃組件主要由無線電近炸引信、縱火子彈、序列傳爆裝置、縱火環(huán)、預(yù)制破片、炸藥柱、筒體等組成。

圖1 燃燒彈結(jié)構(gòu)圖

2 作用原理

該燃燒彈利用拋爆式設(shè)計，當(dāng)彈丸飛行至預(yù)定區(qū)域時，彈頭配用的電子時間引信點燃拋射藥，拋出縱火炬和穿燃組件，縱火炬落到木質(zhì)彈藥箱、土木工事等易燃物實施縱火；穿燃組件經(jīng)減旋、減速調(diào)姿后，穩(wěn)定下落，當(dāng)穿燃組件前端的無線電近炸引信判定距地面一定距離時作用，將穿燃組件內(nèi)的縱火子彈徑向拋出，同時通過序列傳爆裝置推動預(yù)制破片及筒體破片擊穿儲油容器或輕型裝甲，縱火子彈飛散時碰到儲油容器落下，引燃被擊穿容器內(nèi)噴濺、流淌出的柴油；縱火環(huán)與縱火子彈飛散到干草、棉服等易燃物上將其引燃。

3 創(chuàng)新設(shè)計分析

該燃燒彈在結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計、新型高效燃燒劑的使用、新型材料應(yīng)用等方面有著明顯的優(yōu)勢，該燃燒彈的技術(shù)水平可以代表國內(nèi)燃燒彈技術(shù)發(fā)展的最高水平。

3.1 結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計

該燃燒彈能實現(xiàn)穿甲、縱火、殺傷復(fù)合功能，源于它在結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新設(shè)計。以往的大多數(shù)燃燒彈都只有單一縱火功能，比如250公斤航空燃燒彈(低阻型)、87式82毫米燃燒彈等。還有一種是穿甲燃燒彈，比如76式海雙57毫米穿甲爆破燃燒彈。穿甲燃燒彈的結(jié)構(gòu)：中間是尖頭流線型鋼芯，在尖頭上包裹著一層鋁鎂粉，外層再包著一層鉛，然后整個彈頭外形再包一層鐵皮。當(dāng)彈頭擊中鋼板或者鐵皮時，彈頭的外層鐵皮在被擊中的鋼板與彈頭鋼芯的擠壓下變形，從而壓迫鋼芯頭上鋁鎂粉，產(chǎn)生高溫，鋁鎂粉燃燒，而同時鋼芯擊穿鋼板，將熱量帶至鋼板后面的易燃物(如油箱)，導(dǎo)致易燃物燃燒[2]。這種穿甲燃燒彈有一個致命的弱點，就是需要與硬質(zhì)目標(biāo)擠壓才能引燃，像枯草、被服等軟目標(biāo)不能直接被引燃。在越南戰(zhàn)爭中，越軍各種防御工事中有一種被稱為土木結(jié)構(gòu)的遮眼部，這種土木結(jié)構(gòu)上面蓋了一層枯草，還有浮土，我國部隊配備的一種56式7.62毫米的穿甲燃燒彈，想用其引燃這種土木結(jié)構(gòu)草棚，由于穿甲燃燒彈需要撞擊硬目標(biāo)才對燃燒劑發(fā)生強烈擠壓，才會摩擦發(fā)火，對于越軍這種軟目標(biāo)無法引燃。

該燃燒彈在結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新設(shè)計，不依賴于撞擊引燃，利用拋爆式設(shè)計，當(dāng)彈丸飛行至預(yù)定區(qū)域，彈頭配用的電子時間引信點燃拋射藥，拋出縱火炬和穿燃組件，縱火炬落到木質(zhì)彈藥箱、土木工事等易燃物均可以實施縱火[3]。穿燃組件通過吊傘調(diào)姿減旋，達到預(yù)定高度，控制它的近炸引信作用，輸出火焰后，點燃黑火藥拋出縱火子彈，同時啟動用來起爆炸藥的延期雷管，雷管運動至炸藥處起爆炸藥，炸藥驅(qū)動預(yù)制破片及筒體破片擊穿儲油容器或輕型裝甲，縱火子彈飛散時碰到儲油容器落下，引燃被擊穿容器內(nèi)噴濺、流淌出的柴油，縱火環(huán)與縱火子彈飛散到干草、棉服等易燃物上實施縱火[4]。該燃燒彈的穿燃效果如圖2所示。

圖2 燃燒彈穿燃效果圖

3.2 新型高效燃燒劑的使用

該燃燒彈能夠?qū)崿F(xiàn)有效縱火是因為使用了新型高效燃燒劑。該燃燒劑是由金屬合金、可燃劑、氧化劑和粘合劑等組成的一種新型燃燒劑，與鎂基合金燃燒劑相比，具有燃燒溫度高(2 000 ℃以上)、產(chǎn)生的熾熱熔渣熱侵蝕能力強、引燃燒穿木質(zhì)彈藥箱時間短、有效引燃柴油等特點，具有創(chuàng)新性和先進性[5]。該燃燒彈內(nèi)有2種縱火元件：一種是獨立的縱火炬，另一種是穿燃組件內(nèi)的縱火子彈[6]。由該新型高效燃燒劑制成的縱火炬密度大、體積小，在同等裝填條件下，裝填的縱火炬數(shù)量多，裝填系數(shù)高；縱火炬強度高，抗沖擊過載能力強；其點火可靠性好，有效火種率高[7]。眾所周知，柴油燃點為220 ℃，閃點為五六十度，平均分子含碳原子10～20，很難揮發(fā)，所以在外部的火源以點狀刺激下，柴油很難被點燃，更不容易引發(fā)整體燃燒，以往的燃燒劑對柴油無能為力。由該新型高效燃燒劑制成縱火子彈，火焰噴射長度長，溫度較高，熔渣噴射范圍大，柴油引燃率高，有效引燃柴油是該燃燒的一項重要技術(shù)突破[8]。該新型高效燃燒劑制備工藝簡單，可操作性強，安定性及長貯性能好，適合批量生產(chǎn)要求[9]。該新型高效燃燒劑已通過技術(shù)鑒定，具有廣泛的應(yīng)用前景。新型高效燃燒劑引燃柴油和木箱的效果如圖3所示。

圖3 新型高效燃燒劑的縱火效果圖

3.3 新型材料的應(yīng)用

新型材料的使用是該燃燒彈能實現(xiàn)復(fù)合功能的保障。該燃燒彈中除了有常規(guī)金屬材料和作為密封和緩沖作用的非金屬材料外，還使用了高纖維非金屬材料作為功能部件[10]，非金屬材料作為功能部件的材料使用是特種彈結(jié)構(gòu)設(shè)計上的是一次大膽嘗試，具有創(chuàng)新性。目前，所有彈用鎢基合金預(yù)制破片大多都是采用外表光滑的圓球形，需要的附件較多，工藝復(fù)雜，彈腔內(nèi)空間使用率低，同時圓球形鎢基合金預(yù)制破片飛行時速損失較快，穿透面積小。該燃燒彈采用的是一種扇形結(jié)構(gòu)的鎢基合金預(yù)制破片，在扇形上開槽形成的破片單體是多面體形狀，有效增加了炸藥對預(yù)制破片的應(yīng)力，使其達到目標(biāo)點的動量變大，增大了穿透面積和殺傷力。新型材料在特種彈上的應(yīng)用對特種彈發(fā)展起著關(guān)鍵和決定性的作用。

4 結(jié)語

本文所介紹的燃燒彈改變了傳統(tǒng)燃燒彈單一縱火功能，是集穿甲、縱火、殺傷為一體的多功能燃燒彈，為我軍提供了“頂用”的裝備。在結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計、新型高效燃燒劑的使用、新型材料應(yīng)用等方面有著明顯的優(yōu)勢，提升了作戰(zhàn)效能，擴展了作戰(zhàn)領(lǐng)域，高精度、高水準(zhǔn)實現(xiàn)戰(zhàn)技指標(biāo)，能適應(yīng)現(xiàn)代化戰(zhàn)爭，引領(lǐng)燃燒彈藥設(shè)計的方向，功能復(fù)合型為特種彈藥的發(fā)展指引了方向，在某種程度上提供了一體化解決方案。