各种炮弹、航空炸弹、火箭弹和导弹,当其配制有子母战斗部后,将能构成更有利的大面积压制火力和大纵深突击火力,以其弹药数量多、火力猛而有效地狙击敌人的坦克、装甲战车和有生力量以及重要的军事目标,所以备受世界各国的普遍重视。如美国的MLRS多管火箭系统,由口径为227mm的12管火箭组成。每发火箭可携带M77子弹644枚。一次齐射可发射子弹总数达7 728枚,射程30~40 km,覆盖面积达120 000~240 000 m2。意大利研制的Firos-70,弹径为315mm的8管火箭,每发战斗部可装子弹924枚,子弹覆盖面积达50 000 m2,等。为使如此众多的子弹发挥最佳的效力,不仅需要足够大的子弹覆盖面积,而且要具有毁伤目标所要求的合理密度。这就需要解决子母战斗部的开舱与子弹抛射的技术问题。
不同的子母战斗部具有不同的结构、性能及使用特点。其开舱、抛射方式不可能是相同的。这里仅介绍一些目前所采用的开舱、抛射方法。
(1)母弹的开舱
对于不同的子母战斗部,即使是同一弹种的子母战斗部,其开舱部位与子弹抛出方向都是有区别的。在选择开舱、抛射方式时,都需要进行认真的全面分析、论证。以火箭子母弹为例,仅弹径的变化就需要考虑不同的开舱、抛射方式。
①当火箭子母弹弹径较小时,如122mm火箭子母弹可采用战斗部壳体头弧部开舱,子弹向前方抛出。加上抛射导向装置的作用,子弹则向前侧方抛出,达到较好的抛射效果。
②当火箭弹径加大到230mm,甚至260mm时,子弹装填数量增大,应采用战斗部壳体全长开舱,子弹向四周径向抛射。如美国MLRS多管火箭系统子母战斗部采用中心药管形式,结构紧凑,对子弹装填容积无大的影响,并且可以同时达到壳体全长开舱与子弹径向抛射的目的。
③当火箭弹弹径进一步增大,子弹数量更多时,为了均匀撒布,必要时还可采用二级抛射的形式。如意大利的Firos-70火箭子母战斗部,其火箭弹径为315mm,内装直径为122mm的子弹筒12发,而每个子弹筒内又装有小子弹77枚。如图7-2所示,在引信作用下,切割索先将壳体沿全长切开,燃气再将带有小子弹的子弹筒沿径向抛出,然后将小子弹从子弹筒中抛出。
对于母弹的开舱方式,目前采用的主要有以下几种:
①剪切螺纹或连接销开舱。这种开舱方式在火炮特种弹丸上用得较多,如照明弹、宣传弹、燃烧弹、子母弹等。其一般作用过程是时间点火引信将抛射药点燃,再在火药气体的压力下,推动推板和子弹,将头螺或底螺的螺纹剪断,使弹体头部或底部打开。
②雷管起爆,壳体穿晶断裂开舱。这种开舱方式用于一些火箭子母弹与火炮箭形榴霰弹丸上。其作用过程是:时间引信作用后,引爆4个径向放置的雷管。在雷管冲击波的作用下,以脆性金属材料制成的头螺壳体产生穿晶断裂,使战斗部头弧全部裂开。
③爆炸螺栓开舱。这是一种在连接件螺栓中装有火工品的开舱装置,是以螺栓中的火药力作为释放力,靠空气动力作为分离力的开舱机构。它常被用在航空炸弹舱段间的分离。现在也已成功地用于大型导弹战斗部的开舱和履带式火箭扫雷系统战斗部的开舱上。
④组合切割导爆索开舱。这种方法在火箭弹、导弹及航空子母弹箱上都得到了广泛的使用。一般采用具有聚能效应的切割导爆索,根据开裂要求将其固定在战斗部壳体内壁上。引爆索的周围装有隔爆的衬板,以保护战斗部内的其他零部件不被损坏。切割导爆索一经起爆,即可按切割导爆索在壳体内的布线图形,将战斗部壳体切开。
⑤径向应力波开舱。这种方式是靠中心药管爆燃后,冲击波向外传播,既将子弹向四周推开,又使战斗部壳体在径向应力波的作用下开舱。为了开舱可靠及其部位规则,一般在战斗部壳体上加上若干纵向的断裂槽。这种开舱方式被成功地使用在美MLRS火箭子母弹战斗部上和一些金属箔条干扰弹的开舱上。
图7-2 Firos-70火箭子母战斗部横剖面
1—子弹筒;2—小子弹;3—燃气抛射装置;4—切割索。
这种开舱的特点是开舱与抛射为同一机构,整体结构简单紧凑。
无论以何种方式开舱,均需满足以下基本要求:
①要保证开舱的高可靠性。通常,子母弹弹径大,装子弹多,每发弹的成本较高,因此,要求开舱必须很可靠,不允许出现由于开舱故障而导致战斗部失效。为此,要求配用引信作用可靠,传火系列及开舱机构性能可靠。在选定结构与材料上,尽量选用那些技术成熟、性能稳定、长期通过实践考验的方案。
②开舱与抛射动作协调。开舱动作不能影响子弹的正常抛射,即开舱与抛射之间要动作协调、相辅相成。
③不影响子弹的正常作用。开舱过程中不能影响子弹的正常作用,特别是子弹尾带完整,子弹飞行稳定。子弹引信能可靠解脱保险,并保持正常的发火率。(www.daowen.com)
此外,还要求具有良好的高、低温性能和长期储存性。
(2)子弹的抛射
在抛射步骤上可分为一次抛射和两次(或多次)抛射。由于两次抛射机构复杂,而且有效容积不能充分使用、携带子弹数量少等原因,在一次抛射可满足使用要求时,一般不采用两次抛射。
目前常用的抛射方法,主要有以下几种:
①母弹高速旋转下的离心抛射。这种抛射方式,对于一切旋转的母弹,不论转速的高低,均能起到使子弹飞散的作用。特别是对于火炮子母弹丸转速高达每分钟数千转,以至上万转时,均起到主要的甚至全部的抛射作用。
②机械式分离抛射。这种抛射方式是在子弹被抛出过程中,通过导向杆或拨簧等机构的作用,赋予子弹沿战斗部径向分离的分力。导向杆机构已经被成功地使用在122 mm火箭子母弹上。狭缝摄影表明,5串子弹越过导向杆后,呈花瓣状分开。
③燃气侧向活塞抛射。这种方式主要用于子弹直径大、母弹中只能装一串子弹的情况,如美MLRS火箭末端敏感子母战斗部所用的抛射机构。前后相接的一对末敏子弹,在侧向活塞的推动下,垂直弹轴沿相反方向抛出(互成180°)。每一对子弹的抛射方向都有变化。对整个战斗部而言,子弹向四周各方向均有抛出。
④燃气囊抛射。使用这种抛射结构的典型产品是英国的BL755航空子母炸弹。它共携带小炸弹147颗,分装在7个隔舱中。小炸弹外缘用钢带束住。小炸弹内侧配有气囊。当燃气囊充气时,子弹顶紧钢带,使其从薄弱点断裂,解除约束。在燃气囊弹力的作用下,147颗小炸弹从不同方向以两种不同的名义速度抛出,以保证子弹散布均匀。
⑤子弹气动力抛射。通过改变子弹气动力参数,使子弹之间空气阻力有差异,以达到使子弹飞散的目的。这种方式已在国外的一些产品中使用。如在国外的炮射子母弹上,就有意地装入两种不同长度尾带的子弹;在航空杀伤子母弹中,采用由铝瓦稳定的改制手榴弹制作的小杀伤炸弹,抛射后靠铝瓦稳定方位的随机性,使子弹达到均匀散开的目的。
⑥中心药管式抛射。使用成功的典型结构是美国MLRS火箭子母弹战斗部,如图7-3所示。每发火箭携带子弹644枚。一般子弹排列不多于两圈,如圆柱部外圈排14枚子弹,而内圈排7枚子弹。子弹串之间用聚碳酸酯塑料固定并隔离。战斗部中心部位装有药管。时间引信作用,引起中心药柱爆燃后,冲击波既使得壳体沿全长开裂,又将子弹向四周抛出。
图7-3 MLRS火箭子母弹战斗部结构
1—电子时间引信;2—M77子弹;3—定心块;4—聚碳酸酯支承筒;5—火箭发动机;6—尾翼;7—翼锁定释放装置。
⑦微机控制程序抛射。该方式应用于大型导弹子母弹上,由单板机控制开舱与抛射的全过程。子弹按既定程序分期分批以不同的速度抛出,以得到预期的抛射效果。
对各种方式的抛射,均需满足以下基本要求:
①满足合理的撒布范围。根据毁伤目标的要求和战斗部携带子弹的总数量,从战术使用上提出合理的子弹撒布范围,以保证子弹抛出后能覆盖一定大小的面积。但在试验时还应注意到,实际子弹抛射范围的大小,还与开舱的高度有关。
②达到合理的散布密度。在子弹散布范围内,子弹应尽可能地均匀分布,至少不能出现明显的子弹堆积现象。均匀分布有利于提高对集群装甲目标的命中概率。
③子弹相互间易于分离。在抛射过程中,要求子弹能相互顺利分开,不允许出现重叠现象。如果子弹分离不开,尾带张不起来,子弹引信就解脱不了保险,将导致子弹失效。
④子弹作用性能不受影响。抛射过程中,子弹不得有明显变形,更不能出现殉爆现象,力求避免子弹间的相互碰撞。此外,还要求子弹引信解脱保险可靠、发火率正常、子弹起爆完全性好。
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