弹药安全守护神系列专题稿件(四)为引信装上眼睛——近炸引信的来世今生
2019-10-17 11:12:00 来源:科普中国

出品:科普中国

作者:鸿爪雪梨

策划:武玥彤

监制:光明网科普事业部

弹药安全守护神系列专题稿件(四)为引信装上眼睛——近炸引信的来世今生

一战时期的早期弹药类型虽多,但究其杀伤原理,均为大小各异的杀爆弹药。由于爆炸产物是以弹药为中心呈球形发散的,当杀爆弹撞击地面发生爆炸时,有约一半的破片被地面阻挡,使杀爆弹的杀伤效应大打折扣。为解决这个问题,人们曾尝试在发射前计算好弹药的飞行时间,通过调整燃烧时间,使弹药在地面上空一定高度处爆炸,形成“空炸”的效果。这一方法可在一定程度上提高杀爆弹的杀伤效力,但也存在可靠性不高,杀伤效果的一致性较差的问题,且由于发射时就必须点燃,也带来了很大的安全隐患。与此同时,破甲弹出现后,由于破甲威力对炸高的要求较高,也对“空炸”提出了更高的要求。

从二战后期开始,人们逐渐掌握了利用声、光、磁、无线电等物理场作为引信发火控制信号,使得弹药可以不接触目标,而在与目标一定距离处(这便是近炸之名的由来)便能起爆,依靠其敏感装置来感应目标的存在、速度、方位、距离等信息,大幅度提高了武器系统对地面、空中目标的毁伤效果,减少了弹药的消耗量。

按照感受目标物理信息的不同,近炸引信可以细分为无线电近炸、光近炸、声近炸、磁近炸、电容近炸等,如果按照作用方式,则可分为主动式(场源在引信上)、半主动式(场源既不在引信上,也不在目标上,由使用方控制)、半被动式(场源既不在引信上,也不在目标上,不受双方)和被动式(场源在目标上)。

  

  图1 主动式和半主动式近炸引信的作用原理示意图(图片来源于网络)

近炸引信一般由发火控制系统、安全系统、爆炸序列和能源装置等部分组成,与普通触发引信相比,近炸引信的核心为发火控制系统中的敏感装置和信号处理模块。以主动式无线电引信为例,当弹丸接近目标时,近炸引信开机,向一定范围内发出电磁波,引信的敏感装置根据目标及周围的电磁场所固有的特性,以及弹丸与目标相对距离变动时造成的电磁波频率的变化来感应目标。将此信息传送给信息处理模块,对接收到的信号进行鉴别处理,从中提取目标的位置、速度与方位等特征量。当这些特征量符合要求时,当时弹丸所处的空间位置即为最佳炸点。

以著名的MK2杀伤弹近炸引信为例,这款引信在上世纪80年代初开始装备,是当时性能最先进的引信之一。引信在解除保险后,通过天线向外辐射连续信号,随着弹丸接近目标,回收信号不断发生变化,达到预定数值时,即输出点火信号使弹药爆炸。据试验反映,该引信的最大作用距离约为5m,可靠性在90%以上。

不同类型的近炸引信,发火控制系统的作用原理略有区别,但核心过程是相似的,通俗点说,近炸引信像是为普通引信裝上了“眼睛”,引信从而可以感受、识别弹目距离和方位,并将看到的信息传递给引信“大脑”。

  

  图2 航展上展示的无线电近炸引信实物(图片来源于网络)

近炸引信的问世与广泛使用,并不仅仅是提高了杀爆弹的杀伤威力这么简单,近炸引信为引信的智能化创造了条件,实现了引信从机械化到信息化的跨越。通俗的讲,未来的弹药在接触、近距爆炸的基础上,更加可以实现遥控作用、目标识别、目标分析、自行判断等功能,是最能体现弹药先进性的一种引信。

责编:汉网

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