標題: 戰場武器系統與技術 - 第3冊：彈藥 [打印本頁]

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序言
K．J．W．戈德　D．H．J．哈爾西 [英國]

目前已有不少公開出版的有關彈藥的著作，但其中大多采取說明書格式，並且嚴格地僅限於單一類型或單一性質的彈藥，如輕武器彈藥、炮兵彈藥和地雷之類。對於搜集者、或興趣著重於某些特定彈藥方面的偏愛者來說，這些書是很有用的。

本冊內容的重點在於對各類彈藥的要求、工作方式和設計原理，並對彈藥或裝備的某些具體性質作一些示範性說明。因此，本冊的目的主要是幫助中、青年軍官掌握軍事生活中時刻接觸且極為重要的基本物品——彈藥，從而拓寬知識面。

什里弗納姆
1981年11月

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第一章　彈藥總論

引言
　　
從字面和本身含意上講，廣意的彈藥(ammunition)一詞的意思是指能夠用於打仗的任何物品。這個詞ammunition起初被認為起源於拉丁字“moenia”意為城墻和“munire”意為防禦工事。實際上現在使用的“ammunition”可能是過去的法文字“L’a munition”或“La munition”在英文上的訛用。法文“L’a munition”的意思是指所有的用於打仗上的物品，而且在當時更特指用於發射藥和彈丸的統稱。
　　
就軍事用途而言，彈藥可定義為在防禦戰或進攻戰中使用的任何彈種，包括已裝填或準備裝填火炸藥、發煙劑、化學戰劑、燃燒劑、煙火劑以及其它對目標有影響作用的物質及任何部件。這些物質還包括惰性的 [ 譯者註：非爆炸燃燒物 ] 或無害的用於訓練與演習的任何模擬物，以及一些臨時代用品。換句話說，彈藥是指從手槍子彈到高速反坦克穿甲彈、從手投距離約25米的手榴彈到射程約30公里的重炮炮彈、從簡單的照明火箭到洲際彈道導彈等所有器件的統稱。屬於彈藥範圍的產品見圖1.1所示。



彈藥的功用是對選定的目標產生所要求的效果。投放彈藥的手段很多且各自不同，包括用發射藥在槍、火炮或迫擊炮內發射，用推進劑自行推進的制導或非制導火箭和魚雷以及用手投擲或不用發射藥的機械投擲等；還包括運到目標上空投放的炸彈和用手置放的爆破裝藥；另外還有可放置在選定地區遙控觸發或靠目標本身觸發的地雷與餌雷等。把彈藥投往目標還有很多其他方式，但地面部隊用得最多和最普通的投送手段莫過於用槍、火炮和迫擊炮等拋射。有關這類投送手段的細節將在本叢書其他分冊中闡述，但重要的是從一開始就應該把彈藥理解為僅是武器系統的一部分，不應把它從系統的整體中分離出來單獨考慮，因此，彈藥設計人員對發射手段必須給以必要地註意。
　　
無論是生物或非生物目標，使其喪失功能的最有效方法就是以一定形式盡可能快地向它施加能量，而實現這一過程的最普通的方法便是使用炸藥。而根據上面的定義凡裝有炸藥的軍用品都屬彈藥之列。

炸藥
　　

炸藥被視為對戰爭曾產生過深遠影響的若干巨大發明之一。通過類屬於炸藥的發射藥，可以將實心彈丸以很高速度射向目標，並依靠發射時賦予實心彈丸的動能達到破壞目標的效果。這種以發射藥推動的動能彈在碰擊目標時將彈丸動能消耗在目標上，而且不需要有控制能量釋放的觸發裝置。另一方面，還可使用以爆炸物形式出現的化學能來達到破壞的目的。這種爆炸物相對其質量來說，具有可觀的潛能，一經觸發其潛能即可釋放。這種釋放潛能的觸發機構就是大家熟知的引信。因此，無論是對目標產生破壞作用還是把彈丸推向目標，炸藥(包括發射藥)是彈藥上使用的最方便的能源。當然，要完成破壞目標或推進彈丸這兩種功能，需用不同類型的炸藥：高級炸藥(“High”explosives，又稱猛炸藥)的特性往往更適宜於對目標產生破壞效應；而低級炸藥(“Low” explosives)則一般作為發射藥裝藥。這兩類炸藥的不同特性將在第四章詳述，但在此提到炸藥定義並強調高級與低級炸藥的區別顯然是適宜的。
　　
炸藥和爆炸
　　
已經指出。炸藥相對於其質量來說是一種潛能很可觀的物質，經適當觸發，其潛能即可釋放。炸藥一經起爆，即對周圍產生一種突發的強大壓力，此壓力來自炸藥分解時形成的氣體，同時還釋放大量熱能。高級和低級炸藥的區別在於起爆時二者的分解速度不同：低級炸藥即使是燃速極高，也仍然是燃燒(爆燃)；而高級炸藥觸發後則爆炸。
　　
高級炸藥的爆炸是靠它的猛度而造成破壞效應的。爆炸在炸藥內部發生，來源於強烈沖擊波引起的原子的瞬時重新排列，強烈的沖擊波，由爆炸本身產生並靠爆炸來維持。
　　
炸藥鏈
　　
彈藥內都具有炸藥鏈，既可能是燃燒鏈，也可能是爆炸鏈。火炮發射的整裝彈包括了兩者。
　　
燃燒鏈(點燃鏈)只適用於低級炸藥，即只適用於發射裝藥。在這種鏈中，炸藥(發射藥)經燃燒過程而起發射作用，而燃燒只發生在炸藥(發射藥)的表面。燃燒速率主要由當時所用裝藥量的實際表面積控制，但也受密閉性等因素的影響。炸藥處於密閉狀態會使壓力增大，從而又使燃速加快。
　　
爆炸鏈(爆破鏈)是用在對目標發揮作用實現目標效應的戰鬥部上的。地雷和手榴彈之類武器無需用發射藥射向目標，故只有爆炸鏈。如前述，在這種炸藥鏈中，炸藥主要是靠爆炸和猛度發揮其作用。爆炸反應速度主要取決於炸藥本身的固有性質——“爆速”，但爆速也明顯地受其他因素影響。
　　
爆炸鏈的組成
　　
不論是燃燒鏈還是爆炸鏈，在任何炸藥鏈中總包含三種分離元件：起爆件、中繼裝藥和主裝藥。上述兩種炸藥鏈的典型元件及這些元件具有的相對感度的標示在圖1.2中示出(相對感度的際示將在下面炸藥性質一節中詳述)。

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炸藥的性質
　　
彈藥設計者所關心的炸藥性質，主要是感度、威力、爆速、猛度和相容性等幾項。
　　
感度指明在搬運和處理炸藥時需要謹慎從事的程度和炸藥本身的安全程度。炸藥感度一般以鈍感值標示且定量地與苦味酸感度相比較，即以苦味酸鈍感值標定為100。起爆藥的鈍感值很低，而主裝藥則比較鈍感，其鈍感值一般在100左右或更高些(見圖1.2)。
　　
威力是一種衡量炸藥可提供能量的尺度。炸藥威力大小取決於單位重量的炸藥可釋放的熱量和氣體體積。炸藥的威力標準也定量地與苦味酸相比較，即以苦味酸的威力標定值為100。
　　
通常主裝藥多用高威力炸藥，但對起爆藥(或稱引爆藥)和中繼藥則其它性質如感度比威力顯得更為重要。英語威力(Power)一詞在此並非力學上的含義，不作功率解。
　　
炸藥爆速，簡單地說就是炸藥能量釋放速率的一個指標。低爆速的猛炸藥可作為民用爆破裝藥，因為此種用途需較慢的能量釋放速率。高爆速猛炸藥可用在要求高猛度效應或要求其他作用的場合，例如炮彈裝藥要求高破片速度、帶錐形藥型罩的空心裝藥要求高速破甲效應(見本書第三及第八章)等。爆速的度量單位為米／秒，一般為2000～9000，有時甚至大於9000米／秒。
　　
炸藥的猛度是個很不嚴密而只能定性表示的性質，表示炸藥的急速作用，是個相當抽象的指標，可認為是炸藥的爆速和威力的乘積。
　　
最後決定炸藥能否應用的關鍵性能是在彈藥中炸藥和可能與之相接觸的所有材料之間的化學相容性，在各種氣候條件下，炸藥和某些材料(特別是金屬和塑料)能否長期相容，大概是設計人員面對的最經常而且最困難的問題之一。

火炮彈藥裝彈系統
　　
某些類型(或性質)的彈藥使用的發射裝置，可以是迫擊炮、火炮，也可以是士兵。一般說來，人手投擲武器並不會為彈藥設計人員帶來很多限制，但以槍炮或迫擊炮發射就會出現困難。如何保證發射藥產生的氣體在火炮內密閉而不逸出，使之只對彈丸發生作用從而推動彈丸向目標前進，就是其中的問題之一。對武器的這種密封叫“閉氣”，其確切含義就是阻止發射藥氣體的逸出。對於用一般炮管發射的彈丸(後膛火炮)，閉氣通常是指阻止發射藥氣體的向後逸出。
　　
在從炮口裝填彈丸的迫擊炮中，發射藥氣體向後逸出受阻於密閉的炮閂端，故迫擊炮的閉氣問題主要是阻止發射藥氣體越過彈體向前逸出。從炮閂裝填彈丸的常規後裝火炮則與之不同，裝填彈丸時炮閂頻繁而快速地開閉，顯然問題在於如何有效地密閉火炮藥室。閉氣方法將在本書第五及第十二章中詳細討論，這裏只須明確閉氣方法決定了彈藥結構就行了。
　　　　　
藥筒裝藥閉氣系統
　　
如果閉氣作用由彈藥承擔，則彈藥中的發射裝藥必須封裝在金屬藥筒裏。這種閉氣法是將彈丸和封裝在金屬藥筒裏的發射藥做成整體彈藥，故裝膛迅速，稱為速射(Quick Firing)簡稱(QF)彈藥。速射彈藥按下述過程實現閉氣作用：裝藥開始燃燒，發射藥氣體將沿前後兩個方向逸出，即向前越過松馳定位的彈丸，向後越過藥筒外壁與火炮藥室內壁之間的間隙；隨著藥室壓力增大而將彈丸向前推進，使彈帶完全嵌入炮管膛線，從而實現閉氣，且在彈丸的整個膛內行程中保持；與此同時，藥筒快速地發生徑向膨脹(先彈性膨脹後塑性膨脹)，直到完全與藥室密貼。本來沿藥筒外壁可能漏出少許的發射藥氣體即被制止，實現了完全閉氣。當彈丸脫離炮口，藥室壓力下降，同時藥筒又進行彈性收縮，便於抽筒和接著發射下一發彈(見第五章圖5.2)。
　　
袋裝藥閉氣系統
　　
與上述情況相反，如果閉氣作用由火炮本身承擔，則發射藥裝藥無需封裝在金屬藥筒內，其閉氣作用按下述過程完成：主裝藥開始燃燒，發射藥氣體同樣也會從前後兩個方向逸出，即前方越過松馳定位的彈丸，後方越過配合不嚴密的緊塞墊組合件；隨著藥室壓力增大，彈丸被推向前，彈帶全部嵌入炮管膛線，因而前向實現閉氣並保持於整個膛內行程；與此同時，氣體壓力還作用在火炮炮閂緊塞墊前端的鋼質蘑菇頭上並使其擠壓緊塞墊，後者即沿徑向脹開變形而與藥室的鋼座之間緊貼密封，因而火炮實現了完全閉氣。在彈丸射出瞬間，藥室壓力下降，緊塞墊即釋放掉存貯的能量，恢復原有形狀(見本書第五章圖5.1)。袋裝藥閉氣系統通常稱為後裝(Breech loading)簡稱(BL)系統。圖1.3為各種類型的速射和後裝彈藥。對現代彈藥的分類，速射彈藥(QF)及後裝彈藥(BL)兩術語實際上已無多大意義，反易引起誤解，因為所有速射系統都是後膛裝填，而後膛裝填之被采用，正是因為可得到比線膛火炮前膛裝填具有更高的射速(參見第五章圖5.1)。

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彈藥發展過程
　　
早期的彈藥和武器
　　
要想充分理解現代彈藥在性能和安全上的高標準，就必須回顧彈藥和武器的演變歷程，特別是其中一些關系重大的發展。下面對此予以簡要的概述。
　　
人類之所以需要彈藥，無疑起源於獵取食物和自身防護。早期人類為獲取某一距離外的獵物或使自己與敵手保持距離，於是投擲石塊與矛槍之類的簡單武器，以後又改為用弓和投石環索，不僅使投擲物增大距離(射程)，還增大了威力(指命中或遏制對方的能力)。但這些武器和投擲物的威力在很大程度上仍然取決於個人體力，因此，隨後又發展了簡單的貯能裝置，裝置松開即可投擲更大更重的飛行物。這比依靠個人體力投擲飛行物具有更大的威力和更遠的距離。這些弓、彈弓和弩炮(見圖1.4)就是人類早期使用機械彈射裝置中的幾個例子。



火藥
　　
繼13世紀黑藥得到改進以後，彈藥和武器都取得了重大進展。改進了的黑藥被及時地作為發射藥使用，推動投擲物或彈丸飛得更遠。黑藥從根本上變革了戰爭的概念，改變了中世紀歐洲的戰略和戰術，正如1945年第一顆原子彈在日本投下後標誌著核時代的來臨，改變了20世紀的世界局面。
　　
使化學工業興起的18與19世紀的歐洲工業革命，為發展工業用炸藥提供了動力，接著炸藥在軍事上應用的潛在價值也很快被認識到並得到開發。如雨後春筍興起的猛炸藥工業在這段時期有特別重大的發展，標誌了現代常規戰爭技術的萌芽。
　　
火炮
　　
黑藥在推動較重彈丸飛行較長距離上的潛力，導致火炮和其他大口徑炮兵火炮以及輕武器的發展。
　　
最早的火炮是用長桿圍成，外套熟鐵箍，形如木板加箍圈制成的盛水或啤酒用的木桶。早期的火炮為滑膛炮管，黑藥(發射裝藥)由炮口放入，隨後再加塞蓋或木制炮口塞並適當地搗實。當時使用的彈丸為實心鐵球，也從炮口裝入並壓靠在發射裝藥上。在火炮後端發射藥裝藥處的上側有點火孔，向孔中撒入少許黑藥再用緩燃導火索點燃即可發射。以這種簡單結構為基礎，火炮從滑膛前裝武器逐漸演變成現代後膛裝彈的線膛炮管炮兵火炮。與此相似，輕武器也從滑膛前裝演變成線膛後裝武器。但唯有迫擊炮仍然保持前裝，而且一般仍用滑膛炮管。盡管有許多國家(不包括英國)已用滑膛炮管作坦克炮，但它們仍屬於後膛裝填火炮。
　　
有關火炮和輕武器的發展在本叢書第2冊——《加農炮、榴彈炮、迫擊炮和火箭》和第5冊——《輕武器和機關炮》中有更詳盡的闡述。
　　
早期的彈丸
　　
彈藥的演變伴隨著火炮的發展，其中有一方取得進步革新，則另一方也就會有進步革新。
　　
早期的箭形拋射體隨後被大石塊與實心鐵球取代。大石塊和鐵球對破壞當時最難破壞的目標——防禦工事——顯然比箭頭有效。(但是，現代的彈藥設計人員又返回到以箭形彈丸破壞當代地面戰爭中最難對付的目標——坦克——的時代，這是個歷史的戲謔，詳見第八章。)
　　
曾試圖在鐵彈丸中裝黑藥並配用最原始的引信，即利用發射時的火焰點燃插入彈丸一側的一段緩燃導火索。這種用緩燃導火索引燃黑藥裝藥的彈丸，事故很多，且起爆時間變化不定，極難預測，故彈丸在膛內發生早炸的事故時有發生。因此，不得不在突破防禦工事和要塞時繼續使用實心彈丸，而在開闊地帶殺傷敵人士兵則用開花彈。所謂開花彈，即在實心彈丸中裝有形狀不一的銷子、釘子和碎片等鐵制或其他金屬制的彈丸。
　　
引信
　　
在18世紀，為使彈丸在最佳時刻引爆，曾采用一種類似時間引信的東西，它的主要部件是外表刻有螺線溝槽的木塞，螺線內埋有黑藥芯線，可按需要在任意溝槽處切斷，從而極其粗略地控制燃燒時間。目前，各種技術復雜且作用可靠的引信，就是以這種很不完善的、旨在控制彈丸爆炸時間和地點的早期引信為基礎而演變的(見第十一章)。過去引信(Fuze)是指使彈丸在所要求的時間或地點起爆的機構，而Fuse是指一種外面包有防水層的可燃材料鏈 [ 譯者註：即導火索。 ] ，可與雷管配合引爆炸藥，例如安全導火索。(但現在Fuze與Fuse有時已通用均為引信)。
　　
現代彈丸
　　
1784年，亨利·施拉普奈爾中尉發明一種內裝引信、黑藥爆炸裝藥和大量小彈丸的中空彈丸，後被稱為“霰彈”。這種霰彈是在敵人部隊上空爆炸的，它裝的小彈丸在空炸時傾盆而下射向敵群。由於這種霰彈爆炸時與敵人的距離遠大於當時使用的其他殺傷武器(如開花彈、霰彈筒和葡萄彈等)，因此，這種彈丸在當時很受重視。開花彈、霰彈筒和葡萄彈等殺傷彈丸都是在出炮口後立即噴出小彈丸，與目前手持獵槍噴出小彈丸的情況相似。
　　
采用自旋彈丸的線膛炮管，再加上引信和破片性能的改善，導致了取代球形彈丸的圓柱形彈的出現，稱為“普通彈”，它和今天的殺傷爆破榴彈基本上是同樣的彈體結構，如圖1.5所示。普通彈具有錐形頭部(尖拱形部)，彈帶和引信，所有這些都仍然成為現代殺傷爆破榴彈的外形特征。



小結
　　
彈藥是個內容極其廣泛的科目，它與歷史上曾經研制和使用過的所有武器都有直接而密切的關系。
　　
彈藥一詞泛指地面戰爭中使用的，包含防禦或進攻用的所有彈種，不一定和任何特定武器聯系在一起。
　　
各種炸藥是最方便的能源，它作為推進劑或對目標產生破壞作用而廣泛地應用於彈藥。隨著科學技術的進步和演變，特別是18和19世紀歐洲工業革命取得進展的結果，導致了在19世紀後半期首次出現真正的現代化彈藥和武器。
　　
引信的改進、膛線的采用、後膛裝填比前膛裝填的優越性、當時僅有的炸藥——黑藥——被更為有效的低級炸藥和威力更大的高級炸藥(猛炸藥)所取代，所有這些成就結合在一起，對傳統的戰爭科學的進程有深遠的影響。
　　
上述這些成就，至今仍然是現代彈藥和武器技術賴以存在的基礎。

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第二章　對目標的火力運用

引言
　　
一個完整的武器系統的效能只有在建立了對武器系統的某些基本特性可單獨地或綜合地予以考慮的評定辦法後，才能測定並可以與其他系統進行比較。在武器系統設計人員經常使用的評定辦法中，評定武器系統效能的基礎是總殺傷概率這一概念。在單發射擊的簡單情況下，殺傷概率Pk按簡單概率乘積法則表示，即
　　 　　　　Pk ＝ Ph × Pr × Pl
　　 　　式中：　Ph——命中概率；
　　 　　　　　　Pr——武器系統可靠性；
　　 　　　　　　Pl——彈藥或戰鬥部的殺傷能力。(即命中條件下的毀傷概率)，對於多發射擊則可用累計概率法則表示。
　　
武器系統設計人員不能只根據目標的某些固有特性就明確判定目標是否易於損傷，還必須考慮攻擊的規模、方式和射擊的命中條件(如：是直接射擊還是間接射擊？射程多少？以及其他類似因素)。但是，對彈藥設計人員首先要考慮的是在給定目標隨機命中率的條件下，彈藥的終點效應是否足以產生所要求的效果。因此他主要關切的是總殺傷概率表達式中有關殺傷能力(即命中條件下毀傷概率)的Pl一項；而可靠性(Pr)和命中概率(Ph)顯然是整個武器系統的設計人員更為關切的項目。就彈藥設計者而言，殺傷能力可定義為在給定目標隨機命中率的條件下，彈藥對目標的毀傷概率，即當威力一定時目標的受損面積(殺傷面積)與總有效面積(破片覆蓋的實際總面積)之比值。

損傷等級
　　
由於彈藥設計人員所設計彈藥的殺傷能力必須與損傷等級聯系起來，彈藥設計人員必須知道他要使目標遭受的損傷等級。通常有三種損傷等級：壓制級、廢棄級和殲滅級。壓制效果主要依靠射向目標的彈藥發揮使目標感受恐懼而不是傷亡的威力，因而多少是有些抽象的損傷等級。能夠壓制的對象是人的精神狀態而不是物，因此根本不可能數量化，而彈藥設計人員也就不能將壓制級當做可以設計的損傷等級標準。廢棄級是使目標損傷到再也不能盡其職責，這是設計人員力求達到的損傷等級。殲滅級必然要求致敵於死命的超量殺傷，故殲滅地面目標消耗彈藥很多，從成本效能看是不值得的。

目標類型
　　
為了建立彈藥設計人員要求達到的殺傷等級，應對所有可能目標都進行識別和分類，並檢查處於不同類型攻擊時它們的要害部位。
　　
地面部隊的常見主要目標類型有人員、裝甲車輛、建築物、裝備和飛機等，上列各項目雖不全且未按其重要性而分出先後次序，但有必要識別和研究哪些因素使他們易受損傷。
　　
人員
　　
作為目標出現的人員，常有不同程度的防護衣著，這些防護衣著又隨不同情況而變化，如作戰場所、季節、執行任務類型等等。在大多數情況下指戰員頭戴鋼盔，但在執行後勤任務時則不盡如此。另外，個人裝備各有不同，因而在一定程度上也影響人體上的易損暴露的面積，如穿防彈背心或其他特制防護衣服的人員。
　　
人員作為目標出現時，還可能有不同程度的戰術性防護：可能完全暴露，也可能隱蔽在薄掩體、厚掩體或構築良好的工事後面，或利用防禦工事、建築物和其他可利用的局部保護性隱蔽處所進行防護。即使完全暴露在開闊地，為其提供的防護程度也會隨地面情況而各有不同，即使稀疏林地和多彈坑地也總比開闊平坦的沙漠地更有利於防護。
　　
除衣著和戰術性防護外，人體目標還有不同姿態，如立姿、跪姿或臥姿，而且還有不同群集，如單兵、密集部隊或在大面積上疏散分布人員等。
　　
因此，人員是一種非常復雜的目標類型：密度不同，而且由於衣著防護、戰術性防護及姿態等的不同，因而有效暴露面積也各不相同。
　　
裝甲車輛
　　
在現代戰場上，裝甲車輛可能是要討論研究的主要目標類型。由於車輛具有的運動性和自身防護性能都很高，所以要使它們喪失功能就特別困難。目前在機械化部隊服役的裝甲車輛類型繁多，要擊毀它們也帶來了一些困難。其中攻擊的主要目標是重型且裝甲防護良好的主戰坦克，要擊毀這種坦克需進行特別的專門研究(見第八章)。雖然裝甲人員輸送車和機械化步兵戰車的裝甲比主戰坦克薄，但終究還是裝甲車輛，如何擊毀它們同樣需要專門的研究。
　　
建築物
　　
各種房屋和建築物是非常明顯的目標類型。為便於運用火力，一般把它們分為三類：輕型、中型和加固型。輕型建築物包括飛機庫、尼森式活動房屋和其他輕型倉庫、輕型防禦工事和倉促準備的防禦陣地土木工事等。中型建築物包括大部分普通房屋、要塞和充分準備的防禦陣地土木工事等。加固型建築物包括碉堡、據點、橋梁和其他鋼筋混凝土建築物等。加固型建築物比主戰坦克還難摧毀，而且相互差別很大，故專門設計能摧毀所有這類目標的彈丸顯然是不經濟的。因此，在大多數場合將其列為次要目標，攻擊時仍使用為其他目的而設計的彈藥。
　　
裝備
　　
在本書中，裝備作為一種目標類型，包括出現在戰區的全部器材，如非裝甲車輛、停放在地面的飛機、庫房、其他後勤設施及設備、所有類型的火炮、電子儀器、通訊器材以及武裝部隊在戰鬥中需用的所有其他各種零星用具等。對這些類型目標，雖然摧毀裝備本身仍然是主要要求，但使操作人員喪失功能往往也同等重要。
　　
飛行中的飛機
　　
由於飛行中的飛機與飛行環境密切相關，故單獨列為一種目標類別。飛行中的飛機也為目標搜索和毀傷概率(見第九章)帶來了某些特殊問題。此外，與其他類型目標一樣，飛機品種的不斷變化迫使彈藥設計人員必須進一步將它們分類以便設計彈藥擊毀它們。擊毀戰術強擊機、殲擊機和快速偵察機之類的快速飛機與擊毀運輸機等低速飛機和速度介於200～300節的其他飛機需要考慮的問題不同，與擊毀直升機所需彈藥的設計要求也不同。

對目標效果的要求
　　
對於前述所有目標，使其喪失功能主要仍然依靠使人傷亡和使物破損的物理效應。通過心理和生理損傷(不包括核、生物和化學攻擊)雖然也可使人喪失功能，但其效果很難預測，而且心理和生理效果作用短暫，對領導堅強和訓練有素的部隊很難使之嚴重喪失功能。因此，評定彈藥效能時實際上不考慮這些對心理和生理的作用效果。

取得目標效果的方法
　　
本書內容只涉及用常規辦法攻擊目標，至於核、生物和化學武器將在本叢書第四冊中評述。目前已可以肯定，用常規辦法使目標喪失功能的基本條件是在目標上或目標附近直接進行破壞。由於必需將炸藥這一能源遠距離投送到目標上，所以必須將其做的較小且較緊湊，但如纖細脆弱或在制作過程和裝載使用系統中敏感易爆，還必須在發射和投送過程中采取防護措施。這些制約因素很嚴格，但可通過配用的發射系統進行調節，一般均必須對彈藥(能源及消耗使用這些能源的系統)與火炮或發射器(發射系統)統籌兼顧，使重量、感度和防護措施三者之間實現恰當的平衡。
　　
設計和研制
　　
在研制新式武器系統時必須考慮三個主要設計因素。第一個因素與彈藥有關，涉及彈藥可提供的能源和所要求的能量釋放方式是否在技術上切實可行。這個因素一經確定，緊接著要考慮的第二個因素就是是否有足夠的精度和合理的射程分布，從而可將能源投送到目標上。在實踐中新式武器系統的設計常常先於彈藥設計，或是為促進和提高現行武器的性能而設計新型彈藥。從原則上看，這兩種設計程序都是錯誤的，可能導致在現役彈藥中配備了設計不合理的彈藥。而且由於彈藥的終點效應在很大程度上決定了武器系統的總經濟效益，所以為達到盡可能最佳的目標效果應該將武器系統圍繞既理想又實用的彈藥進行設計。為了便於研制和生產，最後一個因素是新設計的武器系統及其部件必須簡單、易於制作和檢驗，而且在運輸、存貯和裝卸過程中要確保安全。簡單性的要求並不妨礙設計水平的提高，只是要求力戒華而不實，否則往往使設計復雜化，成本增高，可靠性降低並延遲研制與生產時間。本書只著眼於第一因素，即彈藥結構及彈藥性能，有關武器系統技術及其發展將在其他分冊中闡述。
　　
設計人員可以利用的能源
　　
對目標的常規攻擊，實際上只存在兩種能在目標上產生所需能量從而達到所要求的目標效果的方式，這就是釋放動能和釋放化學能。動能可通過實心彈丸形式將能量耗散在沖擊上而且無需用觸發機構控制其能量釋放；化學能可通過某一種物質形式起作用，這種物質相對於按其質量來說具有相當可觀的潛能，這些潛能經適當觸發即可釋放。最為人熟知的這類物質叫高級炸藥(猛炸藥)，促使其釋放能量的觸發機構就是引信。
　　
這兩種能量都能產生所需的實際破壞效應，但究竟哪種能量攻擊哪種目標最合適，完全取決於目標的性質。例如攻擊一種脆弱的小目標，或者相反，攻擊另一種防護良好的要穿透一定深度才能使目標喪失功能的目標，動能彈都最具有成功的機會其原因在於動能彈是最經濟的攻擊方式，甚至有時是唯一可行的攻擊方式。而對要求有大面積殺傷或破壞效果的大型輕防護目標或對要求有超高壓以摧毀小而強韌目標時，使用釋放化學能的彈丸可能是最合適的攻擊方式。至於攻擊其他目標，利用動能彈和高級炸藥(猛炸藥)產生的超高壓(爆轟)兩者相結合，才可以提供所需的實際效果.

主要目標分類
　　
要使所生產彈藥的品種範圍與戰場上可能遇到的所有目標類型相互匹配，是可以做到的，其中某些目標已如前述。但很明顯，這種作法不論從經濟角度或是後勤角度看，都是既不現實也無法接受的。替代的辦法是將要摧毀的主要目標列出表來，然後設計出對攻擊這些目標具有最佳性能的彈藥，而對次要目標則可以選用那些雖不很理想或性能不夠優越但仍可以使用的彈藥。
　　
在地面部隊可能遇到的所有目標中，有理由認為其中三種主要目標就是人、裝甲車輛和在飛行中的飛機。這三大類是否確實是主要目標雖然可以爭論，但我們的論點是在選定這些主要目標之後就有可能分析對摧毀每一類目標的要求，並進而確定有可能達到同樣摧毀效果的其他目標。
　　
對人員的攻擊
　　
人體是一種精細、脆弱易受損傷的機器部件，一旦被命中(註意：命中是關鍵)，很容易被摧毀。此外，心理和生理作用對人也很敏感。在最簡單和最經濟的情況下，只要一顆依靠動能的高能彈丸就足以取得充分的有效殺傷效果，如輕武器槍彈。這類攻擊方式很容易實現。對單兵最好是單發射擊，其攻擊的動力來自發射裝置(如步槍、手槍和其他輕武器)。類似地，對集群人員可用一連串子彈，其攻擊動力也來自發射裝置，如自動步槍和機槍的連發射擊火力。此外，對集群人員更有效的攻擊方式是將裝有化學能源的金屬彈丸拋射到他們中間。彈丸到達並觸發時，化學能源中的一小部分能量就推動由金屬彈殼爆裂產生的破片(彈丸)，飛散到目標區附近。而化學能的大部分能量(估計高達95％)則在緊靠目標處形成局部超壓。由裝在金屬彈體內的炸藥爆炸而造成的高速破片和炸藥爆轟造成的局部超壓兩者結合起來，對攻擊人員非常有效。當然，這兩種結合起來的作用也同樣適用於使其他目標喪失戰鬥能力特別是過剩的大量爆轟能量具有特別重要的作用。
　　
攻擊裝甲車輛
　　
主戰坦克之類裝甲戰車，對彈藥設計人員是很難對付的目標。這種戰車並不大，但很堅固且防護良好。除進攻火力外，它依靠運動性能和防護性能二者相結合，從而使戰車結構特別具有逃避和抵抗攻擊的能力。因此，要想實際地破壞裝甲車輛使其喪失功能，必須集中很高能量進行攻擊。如果想通過殺傷車輛乘員使車輛喪失功能，不論是人體殺傷還是精神或生理作用，首要的仍然是先擊穿鋼甲，然後才能依靠剩余的足夠能量殺傷乘員。只穿透裝甲車輛的保護層是不夠的，必須在穿透之後還有充裕的能量以損傷裝甲後面的人或物。
　　
必須集中高能量進行穿甲攻擊的要求，可利用動能或化學能加以解決，其主要技術特點見第八章，這裏只涉及用它攻擊其他目標的可能性。用動能攻擊鋼甲，即指具有盡可能高的撞擊速度的實心彈丸；而用化學能攻擊鋼甲就是指將炸藥能量在可控條件下耗散在目標上。後者可利用空心裝藥(錐形裝藥)效應、碎甲效應或大角度碟形裝藥效應。空心裝藥穿甲作用主要依靠將炸藥能量集中在一起的高能射流。碎甲效應的穿甲作用，主要依靠與沖擊波的方向相反的剝離能量使在裝甲背面的金屬塊剝離下來。大角度碟形裝藥效應的穿甲作用是利用炸藥能量發射出一個高速金屬杵狀體使鋼甲洞穿。
　　
盡管動能彈丸對於與裝甲戰車相似的小型堅韌目標也非常有效，但它對除裝甲車輛以外的其他目標畢竟作用有限。化學能彈丸則不同，它有很大的可能也用之於攻擊其他目標，其破片和爆轟波對人和物都發生作用。
　　
攻擊空中飛機
　　
乍看起來，一架飛行中的飛機似乎是架脆弱易受損傷的機器，特別是因為它依存於飛行的空間環境中。實際不然，設計良好的現代飛機的易損面積——乘員及其重要部件的所在處——是比較小的，故飛機也屬於難命中的目標，在一定意義上飛機的機動性增強了其防護性能，使之超過原設計為飛機提供的防護能力。在一定的命中條件下，對現代飛機的毀傷概率是很低的，而由於火炮發射的彈丸抵達高空需較長時間，因而隨機命中的毀傷概率就更低了，進一步增加了飛機不易被擊毀的優勢。因此，用小型動能彈丸射擊飛機，其成功機會極為有限，除非組織成大規模密集火網集中火力指向飛機，但這又是很浪費的。動能彈丸只有本身直接命中才能取得效果，與此相反，如果把動能和化學能結合在一個彈丸上，實際上就會變成無需直接命中就可達到毀傷目的的彈丸。使用這種既有爆轟又有破片的彈藥射擊飛機，既有效且不需直接命中。由於飛行中的飛機依靠飛行而生存，飛機喪失功能就可能導致毀滅。因此，在這種條件下毀滅將是一個可能達到的毀傷級別。對飛機的攻擊將在第七、第八章敘述，但是為了考慮高射彈藥對其他目標的有效性，這裏將簡述其某些基本技術性能。在高射彈藥中，除了使用爆破彈和爆破殺傷彈外，還有在其上裝有特制動能“彈丸”的更為復雜的戰鬥部，這種特制的動能“彈丸”在目標區由化學能取得動能後成直線地或在特定區域內將其集聚的動能(如第九章連接式鋼條戰鬥部)釋放出來。所有這些戰鬥部和彈丸對於易受爆轟和破片損傷的其他類型目標也具有毀傷能力。

小結
　　
設計一套完整的彈藥體系，使之對任何一個特定目標都能找到相應的理想彈藥，從技術角度是可行的；但是，從經濟和後勤角度看則不切實際，故不能采用。不同的彈藥和彈丸的型號必須力求少些，但又須適應對所有目標保持高毀傷率的要求。通過對目標出現頻率分布的分析，特別是通過使某些目標喪失功能問題的分析，表明有三種須加考慮的基本目標，即人員、裝甲車輛和飛行中的飛機。能夠使人員和裝甲車輛喪失功能的彈藥，往往也能使其他大多數類型的目標喪失功能，在某些場合下包括飛行中的飛機。本章引入的基本概念適用於所有目標類型，並將在以後各章進一步發揮。以後各章將分別就各類目標作更詳細闡述。

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第三章　對人員的攻擊

引言
　　
在設計用以攻擊人的最現代化武器時，應考慮能使之在盡可能短的時間內向目標——人體傳遞大量能量，從而從身體上或心理上達到毀傷的目的。這些武器的直接作用是造成人身傷亡和毀壞物資；間接的心理作用是阻止敵人有效地使用武器，迫使其喪失鬥誌。要做到這些，所消耗的能量並不比石器時代更多。在人們熟知炸藥和輕武器以前，用手或拋射裝置拋擲石頭或鉛塊對人攻擊。1250年，莫爾斯用鑄鐵桶裝黑藥發射石頭，由此人類進入了火器時代。1350年以後，火藥和小口徑火炮更有所改善。但是使射擊更準確的膛線身管，盡管在1525年即已為人所知，在卅年戰爭(1618～1648)之前仍未見在戰鬥中使用。到18世紀初，鋼取代了鑄鐵，又以猛炸藥和發射藥取代了黑火藥，於是情況大有改善。可能正是由於這種改善，20世紀以來在遠超過一百次的戰爭中竟死亡了近億人口。
　　
對人的攻擊，開始時人們並沒有很多科學知識，所設計的器械有的十分無用，有的殺傷作用又過大。目前，造成傷亡需用多少能量已有多種學說，而使殺傷效果更佳的若幹方法和評價目標損傷效果的某些方式也已經被采用，其中有些內容將在本章後部討論。為說明目標性質和解釋、評價目標效果中的某些復雜現象，目前已無太大困難。

目標
　　
人體是個較小但復雜的目標，表面積約0.42平方米。它可借助於衣著、防彈背心或鋼頭盔、面盔等進行防護，也可無防護地位於露天處或掩蔽體後。人體的姿態有站、臥和運動等等。人對戰鬥可能有準備也可能無準備，既可能機警和振奮，也可能遲鈍和疲憊，總之，千姿百態，而且還有許多精神因素影響其作為目標的性質。人體有骨骼、肌肉、神經、動脈和若幹處明顯易損部位。作為一個目標，人體可由爆轟致傷，也可由破片致傷，或兩者兼施而致傷。由於上述錯綜復雜的因素，評價對人體的殺傷效果相當困難。
　　
若干年來曾選用過很多方式對人體進行目標效果評定，目前采用的辦法是假定人體直立，掌心向前，面對攻擊方向，用框架模擬軀體從上到下地分成108個水平層，並分別標示出來另設有6個均為60°角的致傷地帶相應地通向各自的致傷區。然後再從醫學角度考慮傷區軀體結構，並結合對傷員活動能力、戰鬥能力和姿態等的影響進行評定。借助這一方式可以取得目標效果評定的基礎數據，而理想的是通過計算機計算。所有對人攻擊的模式的設計，必須以上述這些試驗和數據作為原始依據。

攻擊模式
　　
概要
　　
最有效的攻擊模式要求高命中概率，高(m × v^3 / 2) [ cdhyy註：^3表示3次方 ] 值和快速的能量傳遞，而殺傷能力又不過大。其中第一項含義顯而易見；第二項說明速度的重要性；第三項表明最理想的是瞬間即將全部能量傳給目標；第四項與武器系統的效率或經濟性有關。
　　
將能量傳給目標的最常用辦法是破片攻擊。破片由殺傷爆破彈、迫擊炮彈、手榴彈或其他彈丸產生。槍彈和箭式彈中所含的小箭雖不屬於破片，但本身就是傳遞能量的彈丸，特別是槍彈一般說比破片更為優越。
　　
彈藥設計人員常用“最佳破片大小”一詞。很明顯，由於影響目標致傷的變量很多，變化又大，最佳破片大小只能是一般的要求，不能包括使目標致傷的全部變量。影響目標致傷的變量包括目標本身的易損性、防護程度、破片飛行距離、所用炸藥和材料等等。
　　
破片產生體
　　
從起初小口徑火炮發射裝有黑藥或鋼球的彈丸(與之類似的獵槍彈彈丸現在還用於反伏擊用的武器上，這些彈丸現在稱榴霰彈，將在後面討論)以來，破片的產生體就引起了人們很大的註意。現代殺傷爆破彈可產生不同大小和形狀的破片，雖然其中有些殺傷力過大，有些又不足，對人與物均無大害，但破片中的大部分仍在該彈應有的最佳破片範圍內。這種破片叫自然破片，見圖3.1示例。從圖上很容易看出，在炸藥／金屬比很高處產生的破片將在最佳破片尺寸範圍內，但彈頭和彈底的上述比值卻很小，且產生的破片較大。



目前趨勢，傾向於采用刻槽彈體或在薄壁金屬彈體內裝入用樹脂固結的預制破片(尤其是迫擊炮彈和手榴彈)，顯然可提供經濟效益較高的破片產生體，但缺點是受發射條件限制，目前尚不能用於發射時彈體受到的應力很大的炮兵武器上。
　　
槍彈
　　
槍彈主要是攻擊人體用的，一般地它具有選擇目標的能力，不像殺傷爆破榴彈破片那樣隨機殺傷。早期的槍彈體形粗胖，重而飛行慢，口徑約10～15毫米，通常由命中時產生變形的鉛彈制成。射擊後，鉛彈可能在武器內留下大量殘渣。若幹年來槍彈口徑日趨縮小，經9毫米和8毫米(0.303英寸)再減至5.56毫米。目前後者似為通用口徑。
　　
小箭
　　
小箭基本上是新近才加入殺傷武器行列的。通常，小箭成束紮緊後填放在彈丸裏，彈丸在飛行中點燃少量裝藥後釋放小箭，形成來自空中的大量密集攻擊物。它又名蜂窩彈(根據緊密裝填小箭的蜂窩結構取名)，將在第十章中再次闡述。在單個槍彈殼中放入三兩個小箭的嘗試已取得一定進展。
　　
破片特性
　　
影響破片性能因而也影響破片殺傷能力的最主要因素是質量(見圖3.2)、速度(見圖3.3)及形狀。質量和速度通常結合在一起而取動能 (m × v^2 / 2) 或動量(mv)形式，但在創傷彈道中實，際上曾有多種取值，其範圍從 m^0.4 × v 到 m × v^3 再到 m × v^3／2，其中以 m × v^3 ／2為目前普遍接受的形式。從標準動能中降低了速度的作用，是由於人類軀體不如硬目標堅實。破片形狀的作用不易確定，因破片形狀對目標的作用在很大程度上取決於破片碰擊目標時的取向和破片在空中的飛行姿態。重的破片有較大的能量運載能力，但其形狀則不一定有利於穿透。鋼彈與形狀不規則的破片和變形後的鉛彈相比，更能在飛行中保持速度。細長的槍彈或小箭在一定射程上可能變得不穩定，因而在抵達目標前便很快喪失速度；另一方面，也可能由於槍彈或小箭受空氣阻力小而存速過大，因而直進直出地穿過目標，不能給目標造成喪失功能的創傷。因此，最終的設計應全面地考慮上述各種因素才能設計出更好的殺傷人員的彈藥。

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能量轉移
　　
傷亡是由破片的能量向目標轉移而造成的。傷亡嚴重程度則一般取決於所轉移能量的大小及其轉移速率。能量轉移速率可在兩種情況下得到提高，一是處於穩定飛行邊緣狀態的破片，將全部能量轉移給目標，二是在穿透人體的過程中，破片發生了變形或偏轉，但如轉移的能量很小或轉移的速率很低，且穿透時未損及重要器官或動脈，傷勢必然很輕。高速穩定飛行的破片，例如射程為200～800米的7.62毫米槍彈在穿透目標時未受阻，只能轉移給目標很少能量。相反，如果轉移給目標的能量很大或能量轉移速率很高，就會給目標造成更嚴重的創傷。理想的要求是一個高速且斷面積小，因而空氣阻力小的破片，且能將全部能量快速地轉移給目標。因此，必然有一個能確實地轉移能量給目標的最小破片重量。早先由印度生產的達姆彈就是一個企圖改進槍彈能量轉移速率的嘗試，即當槍彈碰擊目標時能將彈頭削平以增大槍彈的橫截面積，從而增大了彈丸對人體的遏制能力。由於達姆彈作用殘酷，海牙公約列為禁用的殺傷手段。所謂遏制能力(或擊倒能力)等詞近年來曾被很多文獻廣為引用，其能量值大致相當於80焦耳。由於在任何致傷情況下需要考慮的因素都很多，如碰擊速度、破片翻滾可能性、破片碰擊時的偏轉角。目標密度和姿態等等，因此，取定遏制能力為80焦耳其實際意義並不大，將其作為包括一切影響的數值，還缺乏生物學或物理學的依據。



破片速度(Vf)
　　
下圖表示隨d/t比值變化破片速度的分布順序。d/t值為在彈體同一部位的炸藥量與彈壁厚之比，其值隨彈丸長度而變化，與彈丸炸藥裝藥全重和裝炸藥後的彈體全重之比不同。圖中的兩條曲線，一條為用TNT裝藥和鋼彈體(老式彈丸)，另一條為用RDX/TNT裝藥和優質鋼彈體(新式彈丸)。後者在炸藥裝藥上有改進，且彈體也是具有較高的抗拉強度的鋼殼。



註：
　　
1．飛機炸彈雖有較高的破片速度(Vf)，但其破片一般多由若幹個大塊彈壁組成，破片的彈道性能差，且其破片散布樣式無規律。
　　
2．如果能實現常規彈丸破片速度的預期理想值，則理想的破片速度值為1800米/秒左右。
　　
3．由於導彈的發射條件對戰鬥部的要求比火炮對彈丸的要求低，故導彈的殺傷戰個部彈體強度無需要求過高，因而其破片速度最高可達2400米／秒左右。

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戰場創傷規範(標準)
　　
理想的破片裝置必須產生盡可能多的致死致傷破片而使目標盡早喪失活力。能滿足這一要求的破片裝置稱為有良好殺傷力的裝置。殺傷力一詞不容易定量，但它是表征武器系統的效能，特則是關系到表征殺傷面積的指標。如前述，破片效果隨目標情況變化而異，因此在估計戰場傷亡時考慮目標情況這一因素顯然是必要的，由此出發，規定了若幹種典型的戰場創傷規範(標準），並以此為根據即可估算在已給命中條件下的殺傷概率。命中條件下的殺傷概率一般以Phk表示。
　　
最嚴格的創傷覘範，要求對占據有利防禦陣地堅決抵抗而且防護良好的目標擊中後30秒鐘內即使之喪失活力，稱為“防禦30秒規範”。應註意在此規範規定的一些條件下，命中概率是很低的、而隨機命中部位可能是以鋼盔，面盔和防彈背心防護的人體的頭部和肩部。
　　
另一個規範(標準)是“突擊5分鐘規範”，要求使一個鬥誌旺盛的突擊士兵在5分鐘內喪失活力。在此條件下命中機會增大，總殺傷概率也增大。原來共有14種規範，但現在僅有約四種供評定使用。
　　
這種評定是復雜而費時的，通常須應用計算機。根據每種戰場創傷規範進行評定的結果，都可以曲線表示相應於破片質量(m)和速度(V)的殺傷概率變化，如圖3.4所示。
　　
表述該曲線的最佳方程式為Phk ＝ 1 － e^(－a(mv3/2－b)^n)式中m為質量，v為速度；a、b及n為與人的緊張程度度和按規範確定的受傷時間有關的常數。



完整的破片裝置的性能
　　
完整的破片裝置的性能受若幹因素影響，其中有些因素將在此討論。對此裝置的性能分析也很復雜，不能簡單地看成是單個破片性能的總合。
　　
在破片裝置中，炸藥裝藥由引信起爆並在起爆處形成爆轟波，再經裝藥傳播。在爆炸陣面後方的彈體由於承受爆炸波壓力很快向外加速並且向外膨脹，又隨彈壁變薄，直到到完全破裂(見圖3.5)。
　　
1．破片的空間散布
　　
破片裝置的縱剖面各部位的炸藥與壁厚之比的變化，會影響破片散布。如果破片裝置為旋轉彈丸，則炮彈的自旋速度也會影響破片散布，但不影響彈體總的破片散布模式。彈體的破片散布通常都與彈體長軸對稱。如將存速和落角影響也計算在內，則破片散布模式會有所改變。例如使用刻槽彈體或預制破片可能使破片散布更為規則，但破片散布模式仍受存速和落角的影響。



2．破片裝置對目標的取向
　　
常規殺傷爆破彈丸的破片散布，其最有效方向是彈軸與地平面呈垂直方向，彈軸越偏離垂直方向，飛向空中的破片數量也越多，這部分破片則靠重力下落，其殺傷力很有限。另外一些破片則入地而白白損失掉了。
　　
3．炸高
　　
炸高受引爆系統控制，對破片裝置的效果影響很大。地面爆炸的效果取決於地面的類型、氣候條件以及引信的靈敏度。空炸效果主要靠近炸引信，有時也用機械時間引信，但精度較低。對人的殺傷作用，理想的炸高為2～4米。圖3.6表明地面爆炸、空炸和落角對殺傷面積的影響。
　　
4．目標的平均暴露面積



考慮目標的平均暴露面積必須註意下述因素：目標姿態，如立姿，跪姿、或臥姿；目標所在的地面類型；衣著和裝備對目標提供的防護。

破片裝置的檢測
　　
由於目標和圍繞目標的環境五花八門，要精確表示出破片裝置的殺傷力是很困難的。但目前已有有關的數學模型及一系列可以決定破片散布的靜態試驗。這類試驗在英國由有關的測試部門負責，很費時間。試驗裝置通常離地面1米高，彈長軸呈水平位置，四周圍以靶板，該裝置在爆炸時靶板上可留存破片，從靶板上的破片數量和撞擊深度可看出彈丸的破片散布和破片速度。需更精確測定破片速度時，也可用測速靶以測定破片穿靶時的速度。分析測得的破片散布狀況和破片速度並引入破片裝置的落角、存速和炸高等變量。該數學模型即可建立。然後，再計算空氣阻力對破片的影響，即可算出在炸點附近區域命中條件下的殺傷概率，此一區域即稱為殺傷面積，其大小為設計人員和用戶提供了有關該破片裝置有效性的實用數據。

小結
　　
屢經試驗旺明：有效而實用的對人攻擊的手段，就是將炸藥爆轟和破片殺傷兩種作用結合起來的裝置。大部分傷亡由破片產生，而爆轟則有心理作用。目前趨勢是使破片質量小而速度高，從而可在要求的有效半徑範圍內得到適宜的破片密度，且每一破片都具有重傷能力。近幾年來殺傷武器的性能又有所改進，隨新技術的發展還可進一步提高。設計人員不可免地將面對很多相互矛盾的因素，但和其他技術問題－樣，只能采取全面考慮，彼此兼顧的辦法。

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第四章　炸藥與發射藥

炸藥
　　
引言
　　
任何有關彈藥的文獻資料都沒有完整的關於炸藥的基本論述。而了解炸藥的特性及其局限性，特別是從安全角度，了解它在彈丸結構中是如何被控制的，則是很重要的事情。
　　
歷史發展
　　
首次出現的炸藥也叫火藥，是中國發明的，大約在12世紀左右傳入歐洲。起初，它只用於推動原始的火箭，取名黑藥，雖然吸潮，卻是當時長年使用的唯一炸藥。後經R·倍根(Roger Bacon)等人的改進而成為硝石、木炭和硫磺的混合物，其混合比自40：21：21到75：15：10等各不相同，後一比值至今仍然沿用。火藥是一種機械混合物，其主要燃料是炭(木炭)，其次是硫磺，而硝酸鉀(硝石)則為氧化劑。
　　
火炮的出現暴露了火藥性能的不穩定性，促使對火藥的混合和制備工序進行了科學研究，乃發現作為彈道學最主要參數的火藥燃燒速率不僅與混合方法有關，而且還與混合物的粒度大小及粒度均勻性有關。因此，在生產中引入了按預定尺寸制作藥粒的“造粒”工序和將藥粒滾上石墨的“鈍化”工序。到16世紀末火藥生產工藝已基本標準化了。現代黑藥均按粒度稱呼(如G12號黑藥)，藥號越大則藥粒粒度越小，至今仍用於許多彈藥組件中。
　　
很多國家在試驗和尋找新炸藥方面做了大量工作，可惜無多大成果。E·佩匹斯(Even Pepys)曾記載一個實驗，即在銀匙裏加熱少許火柴頭大小的雷酸金粒子，結果銀匙被炸出一個小孔。在19世紀發現硝化有機物的作用後，新炸藥試驗才取得實際進展。1841年勞倫特(Laurent)從酚的硝化中制得苦味酸炸藥；1845年薛恩賓(Schoenbein)使棉纖維硝化而獲得強棉，後來又從硝化纖維(NC)中制得所謂B火藥發射藥——直到本世紀初法國仍然沿用這種發射藥。讀者應了解與現代猛炸藥相比，當時的黑火藥性能很低，通常都列為只燃燒不爆炸的發射藥類。但對炸藥的要求是其反應過程應為爆炸過程。1846年索勃裏洛(Sobrero)曾使甘油硝化而產生硝化甘油(NG)，到1867年則由諾貝爾從硝化甘油制得代拿買特炸藥。 [ 譯者註：代拿買特是一種工業用膠質炸藥 ] 此後諾貝爾又用硝化甘油和硝化纖維制成膠質薄板，經剪切就成為所謂巴裏斯太型的發射藥。再後在英國的渥爾威區又將硝化甘油和硝化纖維用丙酮做溶劑進行實驗，其成品擠壓成長條後經乾燥變成又脆又硬的所謂柯達型無煙藥。1871年，柯達無煙藥正式被批準作為發射藥使用，即現正使用的各式各樣發射藥的先驅。
　　
最後，通過對甲苯的硝化(1867年)而制得三硝基甲苯(TNT)炸藥，成為第一次世界大戰以來英國一直使用的最主要的猛炸藥，現仍非常廣泛地在應用。
　　
炸藥分類
　　
為便於使用，必須了解炸藥和發射藥的根本區別。圖4.1為待裝膛發射的全裝彈。在裝膛發射過程中，炮(槍)手進行一系列操作，最後使彈丸連同裝填物(此處即炸藥)以高速離開槍、炮而奔向目標。這一過程包括引燃底火火帽內的少量敏感火藥並經一系列傳火系統加強點火能力，從而保證在瞬間點燃發射藥；發射藥燃燒很快(約每秒數百米)，產生大量高溫氣體將彈丸推出炮膛。當殺傷爆破彈抵達目標時，彈丸通過引信起爆起爆管中的少量敏感炸藥混合物，再次引爆引信中傳爆管和傳爆藥柱，最終起爆炸藥主裝藥。主裝藥爆速可達9000米／秒，使彈丸爆裂成破片。上述兩次爆炸(點火)過程均稱為爆炸(點火)鏈。



可以看出，火帽和雷管中的敏感混合炸藥，雖然相似，但二者的作用與工作方式迥然不同。火帽為發射藥的迅速燃燒提供熱量和火焰，而雷管的作用則是使之開始產生爆炸波，也即引爆炸藥使其分子開始分裂，簡單些說，發射藥的特點在於迅速燃燒或爆燃；而炸藥則是爆炸，圖4.2表明爆炸和燃燒的不同。

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圖4.2　炸藥燃燒與炸藥爆炸的區別

燃燒	爆炸
1．當以點燃方式引燃時，所有這類炸藥在一開始引燃就燃燒 (水基混合炸藥例外)。	1．施加足夠刺激即能使大多數這類炸藥爆炸。
2．燃燒比爆炸緩慢，燃速一般為0.001～500米／秒。	2．爆炸比燃燒快得多，固體炸藥的爆速在1800～9000米／秒。
3．因燃燒線速度較慢和受傳導與輻射的影響，火焰往往沿未燃表面的傳播速度比深入藥體的傳播速度快，故燃燒是表面反應。	3．爆炸的傳播從起爆點開始，然後在整個炸藥內部徑向傳播。炸藥裝藥通常由爆轟波自內向外地靠自身維持傳播到表面——爆轟波即停止，故爆炸不是表面反應而是一種激波傳播機理。
4．周圍壓力增大則燃速增快。	4．一定的炸藥其爆速有恒定的極限值，不隨周圍壓力變化。
5．燃燒線速度不隨裝藥尺寸變化，實際上不存在臨界直徑效應。	5．小尺寸裝藥的爆速與裝藥直徑有關，足夠長的線形裝藥若直徑小於某臨界直徑時則爆炸將在該裝藥內中斷。
6．燃燒由熱或火焰直接點燃，通常不由炸藥激波觸發。如條件適宜，燃燒可轉為爆轟。	6．由激波觸發或由燃燒轉為爆炸，但一般情況下爆炸不會轉化成燃燒。如爆炸傳播中斷，裝藥化學性質不變。
7．燃燒從本質上講不會產生爆炸聲或激波現象，但其積累的超壓排入大氣時可能產生噪音或強氣流沖擊聲。	7．爆炸沖激波從裝藥沖入大氣時會產生爆炸聲。

為使炸藥體系完整化，還應另列一組可燃燒的炸藥，稱為煙火劑或簡稱為煙火(或火工)，其有關詳細情況見第十六章。
　　
炸藥的管理
　　
炸藥可為社會帶來危害，故須立法以保護社會所有成員。1875年和1923年的英國炸藥法責成英國內政部負責此事並由炸藥存儲運輸委員會具體實施。該法案對炸藥的制造、運輸、存儲和搬運等幾方面部有嚴格控制，規定任何新炸藥只有全面檢驗後經批準才能列入內政部註冊名單。1974年頒布的勞動衛生與安全法也與炸藥有關。

起爆藥
　　
起爆藥是爆炸鏈(或燃燒鏈)的起始端用藥，只需受輕微的機械、電或熱刺激後即能可靠地發火。起爆藥有兩種基本類型：引燃型和引爆型。前者用於點燃其他物質，後者用於產生沖擊波壓力從而引爆。二者都是常以分層形式裝填一種或多種下述炸藥：斯蒂芬酸鉛、疊氮化鉛、特屈兒等。必須註意，燃燒鏈只包括點火元件且以發射藥或煙火藥裝藥為其終端裝藥；爆炸鏈則不同，雖以猛炸藥為終端，但其始端即可以是引爆元件也可以是點火元件。
　　
對起爆元件的要求
　　
對起爆元件的最主要要求是感度雖高但又必須安全，還必須極其可靠，且作用時間穩定。非常明顯，火炮(包括迫擊炮)發射時必須反應迅速，這對活動目標更有重大意義，因此，作用時間較長的點火元件是不能用在這裏的。

炸藥
　　
用途
　　
起爆藥以後的炸藥可叫次級炸藥或後繼炸藥，其輸出能量很高但又不象起爆藥那樣易於引爆，多作為炮彈、炸彈和水雷的主裝藥。也可作為爆破用炸藥包的主裝藥。如前述，炸藥裝藥須有爆炸鏈才能引爆，炸藥的沖擊波傳播速度決定於炸藥的裝填密度。大多數炸藥在密閉條件下引爆都能爆炸，炸藥因而分解，變成氣體生成物。
　　
爆炸的一些特征數
　　
爆炸過程會在炸藥內部產生超音速爆轟波，其速度有一定的極限值，成為該炸藥的特征數。這一爆轟波極限速度值叫爆速，常常超過聲音在炸藥內的傳播速度。空氣中的聲速是330米／秒，而在晶體炸藥中的聲速大致為3000米／秒。
　　
爆轟沖擊波的波前(波陣面)有極高壓力，稱為爆壓，可達15,000～30,000兆牛頓／米^2，從而使彈體膨脹並爆裂。單個的球形裝藥如果從中心處引爆其爆轟波波形也呈球形。爆轟波還可用炸藥“透鏡”整形而產生平面或收斂的波形。
　　
對炸藥的要求
　　
炸藥是用來產生破壞，使人傷亡的物質，因而具有潛在的危害性。因此，炸藥必須能保證具有長期儲存的安定性和合理的存儲壽命。炸藥在彈藥中經常與其他材料接觸，所以它只能與與它相容性好的材料配在一起使用。作為彈藥主裝藥的炸藥必須對沖擊、摩擦、放電、加熱和振動鈍感，但在裝成爆炸鏈時它又必須能被可靠地引爆。至於一般的經濟效益、可用性，搬運和處理等要求也不能忽視。
　　
炸藥的效能
　　
炸藥的效能取決於單位體積內含有的可用能量及其在爆炸時能量釋放的速率。對產生殺傷破片的殺傷爆破彈，要求快速釋放能量；對用炸藥進行爆破和挖掘則要求能量釋放速率比較緩慢。為度量炸藥的效能，需使用若幹個不同參數，有些參數受炸藥化學性質影響，如炸藥成分和結構等。其中的部分參數與上節“爆炸的一些特征數”中的參數相似，另外還有威力指數、猛度等參數。炸藥威力是指炸藥爆炸時的作功能力或釋放的能量，通常與苦味酸(一種早期炸藥)對比，以相當於苦味酸威力的百分數來表示，其指數值見圖4.3的表格，該表還列有爆速和鈍感指數。鈍感指數與炸藥感度有關，炸藥感度是炸藥對於某一外部刺激如沖擊、摩擦等的反應的量度。.

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圖4.3　某些炸藥的參數

炸藥名稱	威力指數	爆速(米／秒)	鈍感指數	炸藥類型
疊氮化鉛	37	4～5000	10	引爆藥
特屈拉辛	40～50		8～13	引爆藥
特屈兒(CE)	122	7500	70～75	中繼藥*
苦味酸	100	7250	100	炸藥
三硝基甲苯(TNT)	95	6950	115	炸藥
黑索金(RDX)	167	8400	60～65	炸藥
太安(PETN)	120	7450	85	炸藥

註：*中繼一詞現已停用，它表示在爆炸鏈中介於引爆元件和炸藥主裝藥之間，且緊接在引爆元件後的二次傳爆元件。中繼藥現已劃為次級炸藥類。
　　
炸藥裝藥的選定
　　
炸藥裝藥的選定往往在相互矛盾的幾種不同要求中取折衷方案，即在很大程度上取決於當時的發射條件、所要求的目標效果和對目標的反應能力。與炸彈或魚雷相比，以高性能火炮發射的內裝炸藥的彈丸所受的應力是很大的。另一方面，碎甲彈在碰擊目標時受到的沖擊力也不小，要使彈丸內的炸藥裝藥在碰目標時不炸，其引信應裝在裝藥後邊。英國部隊一般不將鈍感指數在100以下的炸藥單獨作為炸藥主裝藥，因此，對黑索金(RDX)、環四甲撐四硝胺又稱奧克托金(HMX)、季戌四醇又稱太安(PETN)之類炸藥作為主裝藥時，都須進行鈍化處理，適當摻入TNT、石蠟或油類以保證發射安全，但炸藥威力及爆速均降低了。炸藥中添加鋁粉雖可增加炸藥威力，但有損爆速。因其能量釋放緩慢，可作為水下武器裝藥(如托爾佩克斯TPX)或作為炸藥包裝藥。
　　
裝藥工藝
　　
炮彈和炸彈等的炸藥裝藥工藝，包括鑄裝、壓裝、擠裝和手工裝填等，並可根據需要配以振動。鑄造裝藥是將炸藥(TNT)溶化（80～85℃）後註入藥室內，並在精心護理下使其冷卻和固化。TNT、RDX／TNT、RDX／石蠟和含鋁炸藥(托爾佩克斯TPX)等都屬於可鑄裝的炸藥。對中小口徑彈丸采用壓裝工藝，生產率高且簡便易行，即用壓力機在90～150兆牛頓／米^2壓力下將分成若幹小份的裝藥逐次壓入藥室。以保證裝藥密度準確和均勻。擠壓裝藥適用於熱塑性炸藥，範圍有限。手工裝藥主要用於阿馬托炸藥，因采用金屬振動探頭已有改進。但目前一般尚未采用。
　　
未來發展趨勢
　　
由於炸藥的單位體積可利用能量已接近極限值，再顯著增大炸藥性能已不可能。現代炸藥不但必須保持穩定性和可靠性，還必須增強承受日益增大的應力和高溫的能力。由於塑料粘結炸藥能滿足高速和耐熱的現代要求，應用日趨廣泛。

  
         
            
               

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發射藥
　　
引言
　　
現代發射藥是從19世紀末首先在英國渥爾威區制成了能滿足當時需要的柯達無煙藥的基礎上發展起來的。此後才研制和使用各種各樣的發射藥和添加劑。
　　
對發射藥的要求
　　
發射藥必須性能穩定才能在發射一系列炮彈、火箭或導彈時保證每發彈的飛行速度變化極小。這意味同批發射藥混合料中的原料必須混勻，生產工藝必須嚴格控制。理想的發射藥必須無煙和無焰才能不暴露發射陣地，但事實上很難作到。無焰發射藥往往容易有煙，而無煙發射藥又容易有火焰。從用戶觀點看，白天專用無煙藥而在夜間專用無焰藥也很不方便。發射藥燃燒帶來的高溫不可免地會燒蝕炮管內壁，目前已有減少這種燒蝕的若幹措施。發射藥在存儲過程中必須安定性好，經得起在整個儲存壽命期間出現的周期性溫度變化。由於制造過程中發射藥混有各種添加劑，現代發射藥在合理的存儲條件下可以穩定地保存多年。
　　
發射藥添加劑
　　
這些添加劑可分為膠化劑、增塑劑、安定劑、冷卻劑、緩燃劑、消焰劑、表面潤滑劑和抗磨劑等。為使發射藥成份均勻具有凝聚性、強度高而韌性好，一般采用某些有機溶劑和硝化甘油作為通用的膠化劑，而有機酯類則作為通用的增塑劑。以卡巴邁特(二乙基二苯脲即一號中定劑)和二苯胺等作為安定劑能阻止發射藥分解從而增加存儲壽命。以一號中定劑、草酸胺等非爆炸組份做冷卻劑，可使發射藥在燃燒時吸熱從而可降低燃燒溫度。緩燃劑包括一號中定劑和石墨等物，可在發射藥粒上形成表面層從而降低發射藥粒的初始燃速。使用消焰劑是因為它可提供氮，從而在炮口沖淡發射藥氣體，消除火焰，目前應用的最主要消焰劑為硝基胍，而(鉀)冰晶石則作抑制火藥氣體二次燃燒的負催化劑。石墨可作為良好的粒狀發射藥表面潤滑劑，還可減少發射藥中的靜電聚集。為阻止火炮磨損過快，采用了在藥筒中加入聚胺酯內襯、瑞典添加劑和可燃藥筒等措施。現代發射藥根據用途的不同多包含一種或多種添加劑。
　　
發射藥類型
　　
單基發射藥以硝化纖維為主要組分。雙基發射藥含硝化纖維和硝化甘油，大致各占一半。三基發射藥中硝化纖維、硝化甘油各占四分之一，硝基胍占一半。這三種發射藥的主要區別見圖4.4所示。

圖4.4　發射藥類型
　　

成分(％)	單基	雙基	三基
硝化纖維	84	49.5	21
硝化甘油		41.5	21
硝基胍			55
緩燃劑	10
安定劑	1	9	3
增塑劑	5

燃燒速度
　　
發射藥的燃燒(急燃)在很大的壓力範圍內都是平穩的，其燃速視化學成分、形狀和表面積而定。燃燒環境壓力增大則燃速增快。典型的炮用發射藥燃燒曲線見圖4.5所示。
　　
膛壓越高，容納膛壓的身管和藥室也應越堅固。皮奧勃特定律(1839)表明：發射藥是按平行層次燃燒的(圖4.6)，其燃速與壓力的關系則按森特羅勃脫法則(1862)還按其他一些定律，彈道學者即可對指定數量、類型和形狀的發射藥計算其膛內作用。發射藥粒有多種形狀和尺寸，所謂藥粒即指從輕武器槍彈用的小粒藥到火箭發動機用的大型藥柱等各類單顆藥。發射藥各種形狀示例於圖4.7。發射藥尺寸在這裏特定為發射藥首先燒透的最小厚度尺寸，例如實心藥粒的直徑——直徑燃畢則整個藥粒燃盡。發射藥尺寸對最大膛壓及發射藥全部燃盡所需時間均有影響；而發射藥形狀則決定燃燒時發射藥表面積的變化情況。與發射藥燃燒有關的還有火藥力(即在1毫升容積內1克發射藥燃燒時對容器器壁的壓力)、發射藥活性系數或稱銳度(即發射藥釋放能量的速率)以及發射藥的燃燒率(即火藥力與銳度之乘積)。

  

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發射藥的制造
　　
發射藥有三種基本的制造方法，簡述如下。
　　
溶劑法。硝化纖維單基發射藥用濕法生產，即用酒精脫水並用乙醚膠化，最後形成的膠結狀面團經模具擠壓成形後再切斷與幹燥。制作雙基和三基發射藥時，先把硝化纖維和硝化甘油在水中混勻，幹燥成糊狀後再將含有其它組分並以丙酮及水為溶劑的摻和物混入糊狀物中間產物內，使其呈面團狀，然後再將面團擠壓成所要求的形狀。最終的幹燥工序需幾天甚至幾星期，需用較多的時間和空間。
　　
半溶劑法。半溶劑法除溶劑改為純丙酮外，在混入摻合物以前的工序均與溶劑法相似。該法對單基、雙基和三基發射藥的生產均適用。混入摻和物後的面團狀中間產品，經過濾板擠壓成適當大小的條狀物後進行幹燥以減少所含溶劑，在最後擠壓前再經熱滾軋使發射藥呈片狀；擠壓後經烘幹以去除剩余溶劑。半溶劑法需用溶劑較少。因而發射藥彈道性能也較好。



無溶劑法。無溶劑法僅適用於生產雙基發射藥，該法以加熱和機械法取代溶劑而使硝化纖維膠化。所形成的糊狀中間產物在擠壓前先經幹燥和壓延，故擠壓形成的最後藥形尺寸比前兩種制造方法更為準確。但用此法生產時藥粒尺寸受一定限制。



火箭發射藥
　　
固體發射藥(或固體推進劑)
　　
固體發射藥為導彈推進提供了最簡單又最有效的手段，比較便宜、輕便和緊湊，而且和火炮發射藥並無多大區別，但其設計的燃速通常比火炮發射藥低。火箭發射藥的形狀和尺寸見圖4.8示例。火箭固體發射藥分兩大類，即膠質固體發射藥和復合固體發射藥。



膠質固體發射藥是主要由硝化纖維和硝化甘油均勻地組成的柯達型膠質發射藥。小型火箭發動機用擠壓型膠質固體發射藥；大型火箭發動機則用澆鑄型膠質固體發射藥。
　　
復合固體發射藥由一種類似橡膠的固體為母體燃料，在其中懸浮著氧化劑(高氯酸銨)微粒。這種復合固體發射藥又分兩類：擠壓型(即可塑型)和澆鑄型(即彈性型或類橡膠型)。
　　
包復與殼體粘結
　　
固體發射藥如果不能粘結在火箭發動機殼體上時，其外層表面必須包復以阻止燃燒。纖維素塑料可做為阻止發射藥表面燃燒的有效包復材料，見圖4.8粗實線所示。
　　
平臺化。為使固體發射藥燃燒均勻而平穩，可在發射藥中加入一定量的鉛鹽，使其燃燒性能如圖4.9壓力－燃速曲線所示，有一平臺特性段，此即稱平臺化。



液體發射藥(或液體推進劑)
　　
液體發射藥便宜，可控制且性能與效果俱佳，但比固體發射藥危險性大，還要求有混合和計量等附加設施。液體發射藥有兩種類型：能量低的單元發射藥是無需外部供氧的可燃液體，可用作導彈的動力源；二元發射藥由分別註入燃燒室的液體燃料和液體氧化劑兩種成分組成，通常用於重載荷的大型火箭發動機上，如宇航運載火箭。單元液體發射藥例如過氧化氫及異丙基硝酸鹽；二元液體發射藥例如以氫或煤油為燃料而以氧或氟為氧化劑。
　　
火箭發射藥的燃速
　　
火箭發射藥的消耗速度(燃速)是決定推力、加速度和燃燒時間的重要參數。固體發射藥在“原位”燃燒；液體發射藥則視發射藥流入燃燒室的流速而定。
　　
燃料空氣炸藥
　　
燃料空氣炸藥含有無需氧即可自燃的揮發性碳氫化合物，因其含氧甚多，故持續燃燒時也無需氧或空氣。當接觸可燃物時會強烈反應；在環境溫度下接觸潮濕空氣可立即爆炸；與富氧物接觸反應強烈；與某些物質接觸可自行點燃。共作用威力大大超過了常規炸藥。現場使用燃料空氣炸藥的辦法是在它靠近目標處用炸藥裝置將裝有液體燃料的容器炸開，液體燃料即形成氣溶膠－蒸氣雲，此雲隨即由延期點火裝置點燃並爆炸，延期時間為100微秒－4秒，視武器類型而異。這種炸藥基本上是一種面武器，以爆轟為主要的終點效應，但其本身的爆速和猛度並不高。  

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第五章　發射裝藥系統

範圍
　　
發射裝藥系統是彈藥中全裝彈的一部分，它提供了將彈丸推向目標的手段。原始的黑火藥裝藥從炮口用長柄勺將松散的藥粉倒入炮膛。後來為加快這一裝藥過程且使每次裝藥更均勻一致、更安全，才把稱量過的火藥裝入可燃燒的布袋內再裝進炮膛。直到現在，如何提高初速一致性(即射程一致性)的問題仍然是藥筒設計的首要要求。藥筒系統的主要部件包括：為彈丸提供能量的發射藥裝藥；保證發射時能點燃發射藥裝藥的底火或點火管；以及常用的有助於裝藥迅速充分點燃的傳火藥。在詳細討論藥筒以前，先提一下火炮發展過程，弄清武器與藥筒的關系是必要的。

火炮發展過程
　　
早期火炮全是滑膛前裝型，先從炮口裝入發射藥然後裝彈丸，即使有變化也只是外形不同。19世紀50年代出現阿姆斯特朗後裝火炮後，火炮才區分為後裝與前裝。由於當時後裝火炮炮閂密封不嚴，後又恢復應用前裝火炮，待線膛身管問世後又出現線膛前裝火炮。19世紀70年代後期，現代螺紋式炮閂問世，這才是現在的後膛炮。這種炮閂機構一般較重，開閉時與爐門類似。火炮發射時發射藥氣體的後向密封稱為閉氣，它由火炮本身實現。後膛炮一般采用如圖5.1所示的藥包裝藥系統裝填。



後裝彈藥的裝填過程不快，因每次裝填需裝入三個部件，即彈丸、裝藥和點燃裝藥用的點火管，而且用手開閉炮閂也很費力。因此，進一步探索快速裝填和發射彈藥的方法是勢在必行的。
　　
1881年，一種具有固定式無後座炮架、快速滑動炮閂和采用定裝式黃銅藥筒彈藥的輕型火炮問世，稱為速射(QF)火炮，如圖5.2所示，這種火炮的閉氣是由藥筒來實現的。



之所以取名為速射火炮，一是由於其開閂動作為滑動式，比旋轉式和擺動式開閂的後膛炮炮閂更為簡單；二是由於采用可一次裝填的整體全裝彈。以後又增添另一快速因素，即在火炮後坐一結束時炮閂立即部分地或完全地自動開閂。此後，各式各樣火炮與藥筒的結合機構以及比速射火炮射速更快的火炮才陸續出現。至此，縮寫字(BL)和(QF)兩詞已失去原義，只是用來區別火炮的閉氣是靠炮閂還是靠藥筒。近年來，在說明藥筒系統時，已用“藥包裝藥”和“藥筒裝藥”兩詞分別取代後裝和速射，含義更為確切。
　　
最後，人們發現必須研制出用比較輕的火炮發射重型彈丸的方法。這是由於後裝火炮和快速火炮都必須足夠堅實才能保證火炮特別是其閉氣裝置承受住發射時發射藥氣體產生的高壓因而過於笨重。這種考慮導致了第三種火炮系統的問世，即無後坐力(RCL)火炮系統。在該系統中，彈丸在膛內向前運動的動量被向後逸出的發射藥氣體的向後動量相平衡，從而使火炮免去了沈重的後坐質量。無坐力炮采用的發射裝藥系統有一黃銅藥筒，其底端有一帶孔隔板使發射藥氣體可以經武器噴管逸出，見圖5.3所示。

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發射裝藥系統結構
　　
點火
　　
爆炸鏈(燃燒鏈)雖在其它地方也使用它，但對發射藥裝藥來說，爆炸鏈(燃燒鏈)的重要性在於必須使它有效而一致地被點燃，從而實現發射裝藥的快速燃燒，以保證有效而一致的彈丸起動時間。藥筒系統可撞擊發火，也可電發火，在個別系統中兩者兼用。但不論那種發火法，在其爆炸(燃燒)鏈中第一個起爆組件必然是裝有起爆藥的小火帽，起爆藥靠擊針撞擊或通電發火，然後用火帽產生的火花、火焰或熱量點燃爆炸(燃燒)鏈的下一個部件，通常為黑火藥藥室(或稱傳火管)，用以促進發射藥主裝藥的充分點燃。在某些發射藥裝藥藥包上還有點火藥，可促進主裝藥快速點燃。
　　
藥包裝藥系統
　　
在藥包裝藥(袋裝藥)中，發射藥多捆紮成束後再縫入藥包。對藥包材料的要求是在發射後不留余燼且不阻燃與發射藥相容性好，能經受粗暴的操作，在裝進和取出時耐磨並能徹底燃盡。在英國過去多采用粗糙絲織品作為藥包，目前也用某些合成纖維織品(滌綸／棉纖維)。單用滌綸作藥包不能滿足對藥包的質量要求，因為滌綸在燃燒後有硬質玻璃狀殘留物，但摻入棉纖維後可消除上述缺陷且能助燃。與棉纖維不同，滌綸不受發射藥揮發氣體的影響，故可長期保持藥包強度。
　　
在藥包的一端或兩端，附有縫在藥包上用斜紋薄呢分隔開並包有以黑藥或細粒發射藥組成的點火藥，因斜紋薄呢是毛織品，即能存放點火藥，又能在發射時使火苗竄出。最近在使用鋼質閉氣裝置的火炮上，點火藥包已改用絲織品，因用薄呢作藥包布已不能滿足要求，但無論薄呢還是絲織品都不防水。藥包可裝入一種或多種類型與尺寸不同的發射藥，且有多種形式以備選用，見圖5.4。藥包標號表示相應於某一指定射程範圍的發射藥裝藥。特大火炮所用的藥包裝藥，多分成若干個分包以便於裝膛和搬運。



藥包裝藥系統中最後一個部件是點火管，其外形頗似無子彈頭的槍彈，可撞擊發火或電發火，見圖5.5。點火管應能從結構上密封點火管孔，防止發射藥氣體從點火管孔向後逸出。點火管的點火能力應盡可能大而穩定，應保證藥筒內的點火藥能完全點燃。由於點火藥至點火管的距離隨裝藥種類不同而變動，因此，點火管的火焰強度須夠得上所需最大距離。



藥筒裝藥系統
　　
在藥筒裝藥系統中，將發射藥裝入一個帶坡度的金屬藥筒內，藥筒因發射藥放熱而殼體膨脹，實現了閉氣，可完全制止發射藥氣體向後逸出，見圖5.6。



在藥筒底部裝有底火，由它最終地完成閉氣過程並點燃裝藥系統。底火可由撞擊或通電發火，見圖5.7。

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異型裝藥系統
　　
盡管藥包裝藥系統與藥筒裝藥系統很容易識別且很成熟，但二者最近仍分別發展了一些異型品種。
　　
無坐力炮裝藥
　　
無後坐力炮裝藥為無閉氣要求的藥筒系統，其藥筒裝有點火裝置(取代底火)和帶孔隔板，但有時兼用底火和點火裝置，如圖5.8示例。



可燃藥筒
　　
可燃藥筒由牛皮紙和硝化纖維的混合物制成，混合物用樹脂粘合。在有些後膛炮上，可燃藥筒已取代了使用織物的布制藥包袋。可燃藥筒更結實，易搬運且防水，可更好地保護其中的發射藥，缺點是比藥袋容易著火，見圖5.9。



半可燃藥筒
　　
半可燃藥筒有一短截金屬筒底座與可燃筒體裝在一起。其金屬筒體裝有底火，因而可與速射火炮系統聯用，見圖5.10。



藥筒系統部件結構
　　
藥筒
　　
藥筒通常用三七黃銅(70％銅，30％鋅)制成，也可用鋼和鋁等其他材料。對藥筒的嚴格要求說明藥筒在裝藥系統中的重要性，這些要求包括對藥筒內所裝物品的防護性能；有效的閉氣性能；易於裝、抽藥筒的性能；還應有底火室。藥筒底部要求有足夠強度以承受藥筒進出炮膛時的撞擊力和抽筒力，而藥筒口部應能迅速膨脹、收縮且有足夠強度，以保證彈丸裝配時有良好的剛性。彈丸與藥筒的連結方式很多，見圖5.11。藥筒的制造過程相當復雜，具體工序見圖5.12。

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藥包
　　
前面敘述了有關藥包的一些細節，本節將提出其他一些有關問題。藥包用料必須能保護和容納其裝入物並能完全燒盡，而且能使點火裝置的火焰易於透過，還應具有不阻燃、不易伸長、不磨損、不受蟲蝕以及良好的防腐性能等。用於藥包的任何包紮用帶或縫線也必須遵守上述要求(包括在膛內不留存燃燒殘渣)。
　　
點火藥包
　　
點火藥包布必須與黑藥或使用的其他發射藥相容性好，並能使點火藥均勻地平鋪在母體裝藥端面上。點火藥包布用料不應使點火藥移動或漏入藥筒內，也不應在裝膛時漏入火炮內。
　　
底火和點火管
　　
底火和點火管一般用黃銅制作。底火可用螺紋擰入或壓入藥筒；點火管則只能單個或借助裝管器裝入炮閂上的點火管孔內。在底火或點火管內，來自火帽的火焰在點燃底火的點火藥室(或點火管)內的主點火藥之前，往往需經黑藥餅以增強火焰。在底火內要用紙或聚乙烯薄膜包住黑藥，並將其插在底火的點火藥室內以便點火藥火焰能夠從藥室邊孔竄出點燃在它周圍的發射藥主裝藥。點火管則結構不同，因其點火作用為單向，經點火孔直通藥包裝藥的點火藥。靠撞擊發火的底火系統實際上是“單向閥”結構，可使來自火帽的火焰經一小金屬球或小金屬塞進入黑藥室，但不能返回，因黑藥室壓力升高後火焰通道即被向後壓的小金屬球或小金屬塞堵死，見圖5.13。



電發火底火系統，原來是采用周圍包有強硝化棉粉的細電阻絲通電加熱的結構，這種結構既脆弱且不可靠。現已改為用通電點燃火帽中可導電的點火藥(例如混入石墨的起爆藥)的結構。電發火底火對靜電敏感，但可以通過屏蔽和過濾等措施避免。見圖5.14示例。



武器和彈藥的關系
　　
操作和裝填方式影響發射藥與彈丸的結合方式。大口徑彈藥不僅彈丸與藥筒(或藥包)需要單獨分開裝膛，即使其發射藥有時也須分包裝入炮膛。有些彈藥如組裝成全裝彈，則嫌過長不便於操作和裝填。有些彈藥因射程有遠有近和射角有高有低，必須能調整發射藥裝藥。另一方面，速射和自動武器又需要等速和快速的彈藥供應。武器的這些不同特性，必然要求有不同結構的藥筒系統。藥包裝藥系統易於調整且便於裝填，其在結構設計時即應用其所長。藥筒裝藥系統可裝配成定裝式彈藥、半定裝式彈藥或分裝式彈藥。藥筒永遠結合在彈丸上的彈藥叫定裝式彈藥；藥筒與彈丸的配合為松配合且包裝在一起叫半定裝式彈藥；藥筒與彈丸分別包裝和裝填的彈藥叫分裝式彈藥。在英國半定裝式彈藥一般不流行，但有些國家卻采用。分裝式彈藥在裝填前可調整藥筒內發射藥裝藥量，因此適用於具有不同射程要求的武器。有些武器還使用特級裝藥，這是一種與正常裝藥完全不同的裝藥。還有些武器則把同一裝藥用於不同類彈丸。
　　
發射裝藥系統設計概要
　　
定裝式彈丸通常選用於自動或直接瞄準武器；分裝式藥筒裝藥更多地用在中小口徑間瞄射擊武器上；而大型間接瞄準武器總是使用藥包裝藥系統。在藥筒設計階段，必須考慮的若幹問題包括：裝藥是否需要調整藥量、發射速度、搬運與存儲方式、發射時有煙無煙、使用環境和摘火訓練等。
　　
防燒蝕添加劑
　　
身管燒蝕的後果是身管壽命縮短和彈丸初速降低。現代彈丸多用冷燃發射藥，但在高性能火炮上還不能完全解決問題。曾試用過多種添加劑，其工作原理或是在發射藥氣體和炮膛之間提供一冷氣層以減少傳入身管的熱量，或是降低發射藥燃燒溫度。將高密度的聚氨酯泡沫襯墊緊貼在藥筒前端內側或包在藥包裝藥前端，效果甚好。將細滑石粉混蠟卷在滌綸布中是另一種方法，可燃藥筒也有與其相似的效果。對小口徑彈丸，用二氧化鈦和滑石粉摻入發射藥中，盡管效果不如其他措施，但使用方便，也可在一定程度上減輕對身管的燒蝕。

小結
　　
現用的若幹種發射裝藥系統各有其優缺點，無疑將來還會采用更多種類的裝藥。現在武器和彈藥之間相互關系的重要性已為人熟知，它還將影響未來一切裝藥系統的設計。 .

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第六章　殺傷爆破彈

歷史發展
　　
早期的彈丸僅只是由火藥裝藥推動的實心鐵球。在采用引信引爆和以空心彈體裝填炸藥的炮彈以前，人們曾做過很多試驗以提高彈丸的破壞能力，但收效甚微。早期設計的彈丸曾利用鐵球裝火藥，射擊時由裝在彈丸一側的緩燃導火索點燃，不但危險，其射擊效果也很不一致。使用膛線身管後，彈體呈圓柱形且彈頭部改為卵弧形，但仍有些問題須待克服，其中之一就是發射藥氣體的沖刷作用對身管的嚴重磨損。
　　
曾經研制試驗過若幹種使彈體閉氣的措施，但都未獲成功，直到以後在彈體尾部采用固定的閉氣措施，即在彈尾部以肋條(即突起部)與火炮膛線槽緊密配合的措施發明後這一問題始獲解決。這一措施不僅解決了火藥氣體的閉氣從而降低了身管的磨損並且提高了武器精度，後又發現此種閉氣措施還可使彈丸旋轉，從而導致目前大家所熟知的彈帶的誕生。

對彈丸的要求
　　
殺傷爆破彈丸必須成本低廉；制作容易且安全；其強度足以承受發射時的應力；飛行穩定而精確；對目標的效果顯著。這些要求無疑會給設計人員帶來矛盾。
　　
在膛內
　　
發射時彈丸沿不長的身管加速，在很短時間內其速度從零加速到每秒幾百米，因而彈丸承受很大慣性力。這就決定了彈體的壁厚和底厚。同時，彈丸還要在同一環境下旋轉，其轉速也是從零開始，直到每分鐘幾千轉，由此，還須考慮彈帶向彈底附近的彈壁上所施加的壓力和旋轉加速度。用已磨損身管發射彈丸，往往容易在身管內產生振顫，從而在彈體上產生側向敲擊力。上述諸力和其他一些力都影響殺傷爆破彈的結構，見圖6.1。



在飛行中
　　
彈丸的飛行狀態主要是彈道學家研究的課題，對使用者來說主要關心的是精度、炸藥裝藥量和對終點效應的影響等方面的問題。也就是主要考慮的因素是穩定性、彈形和運載能力。彈丸的穩定性靠其旋轉取得，並在預定射程上保證彈丸的射擊精度。由於在膛內發射時對彈丸的強度要求，不可避免地會使彈丸頭部較輕底部較重，所以在彈丸飛行時為保持彈頭向前，必須使彈丸旋轉。彈丸的穩定性是為了保證彈丸在飛行中總是沿著彈道指向，但如彈丸長度超過一極限值，則現行的彈丸旋轉速度將不能使彈丸穩定。因此現代旋轉彈丸的彈長極限大致定為其口徑的七倍。彈形的減阻作用在於尖彈頭比鈍彈頭更易於穿越空氣；而流線形彈尾比圓柱形彈尾的彈底阻力也小些。既以亞音速又以超音速飛行的彈丸，其彈頭與彈尾都應為流線形。阻力對彈丸的影響見圖6.2，從該圖可見亞音速飛行時彈尾形狀具有決定作用；而超音速飛行時則彈頭形狀的影響更大。



彈丸的運載能力是指彈丸到達目標的能力，當然它取決於彈丸的質量、形狀和口徑。
　　
在目標上
　　
盡管有上面這些限制，彈丸一旦到達目標就必須盡可能有效地產生所要求的終點效應，包括良好的引爆與傳爆裝置和足夠的炸藥裝藥，從而使鋼制彈體炸裂成殺傷破片，且能將其投射在一定的區域內，典型的殺傷爆破彈見圖6.3所示。

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對彈帶的要求
　　
彈帶通常用紫銅制作，位於彈尾附近，其位置選擇以盡可能少產生彈底阻力為準。最理想的情況是在彈丸離開炮口後彈帶不再突出於彈體圓柱形表面，但這種理想情況只有在彈帶出炮口後脫落才能實現，只應用於特殊的彈丸上。彈帶具有多種功能，如使彈丸在膛內定心並旋轉、阻止發射藥氣體前向泄漏、在高射角裝彈時阻止彈丸回落等等。並通過彈帶與膛線的初始摩擦，使彈丸在旋轉以前就增大了膛內氣體壓力。彈帶示例見圖6.4。



對炸藥裝藥的要求
　　
彈丸的炸藥裝藥直接與其可用的內膛有關，一般以裝藥與彈重之比(CWR)表示，即彈丸內所裝炸藥重與裝有炸藥的總彈重之比，按百分比計。現代殺傷爆破彈丸的該比值約為20～30％。比值大小要看使用炸藥的經濟效益和現代鋼材的強度。彈丸選用的炸藥類型應能承受火炮射擊應力並能在目標處有效地起爆。這種炸藥裝藥有時叫炸藥主裝藥，次級炸藥或爆炸裝藥。彈丸炸藥裝藥的選擇，須考慮爆速、威力、裝填密度和裝入炸藥時的溫度要求等因素。價格問題也必須考慮，特別是威力極高的炸藥往往也最昂貴。彈丸的炸藥裝藥比較鈍感，其鈍感值一般要求在100以上。
　　
裝藥方法
　　
炸藥裝藥方法須嚴格控制，過去曾幾經變化，而且將來還會進一步變化。裝藥設計應包括所有用於彈丸的炸藥和惰性部件，務必保證彈丸嚴格地按照技術規程制作和裝藥。圖6.5從左到右顯示與引信一起組成爆炸鏈的傳爆系統的演變過程。早期的傳爆系統曾經使用浸膠的藥袋封裝，但封裝膠袋內含大量惰性物，故易降低爆炸鏈效果；另外還用酚醛塑料發煙盒幫助觀察員確定彈丸炸點位置。但煙盒經長期存貯常常失效。此法後被TNT／鋁藥柱系統和用蠟紙包封的傳爆藥柱取代。再後又采用了多段藥柱，因為認為長藥柱可能折斷而出問題。現代彈藥采用的是通用的傳爆藥空腔結構，能適應各種引信下端突出長度不同的需要；必要時用戶可取出封裝的傳爆管或傳爆藥，然後插入下端突出較長的近炸引信。



惰性元部件
　　
在彈丸藥腔內用有各式各樣的惰性元部件，如緩沖和消除累積間隙用的氈墊、擰入彈口塞或引信時防止藥柱損壞而用的描圖布墊以及多種其他元部件等等。所有這些惰性元部件必須與炸藥相容性好，而且在惰性元件之間也應彼此相容。
　　
密封
　　
密封殺傷爆破彈炸藥裝藥的目的是避免沾汙、防止水氣進入和減少裝藥受環境影響而變質。汙染可能來源於使用過程中炸藥的高溫滲出、粗暴搬運時的灰塵及振動等等。引信腔的汙染可能引起很大危險，因此予以充分的密封是非常必要的。通常，引信或傳爆藥均擠在炸藥主裝藥中，故裝藥中的引信腔或傳爆藥腔多用紙墊或紙管密封。紙管塗清漆，頂端用膠封或泥封。
　　
裝藥工藝
　　
裝藥工藝包括鑄裝和壓裝工藝。先將經檢驗合格選好的配料仔細混勻，制成大量待溶註炸藥，並分批註明批號。在裝藥過程之中和以後，每一批號均須經X射線徹底檢查。彈丸的炸藥裝藥不允許疏松或有裂紋，更不允許有任何空洞、縮孔或氣孔，出現上述任一疵病都可能引起危險。炸藥粘結在彈壁上後，由於炸藥和彈體的脹、縮速率不一致，很可能使裝藥出現疵病。因此，在裝藥過程中必須極其小心以防止這種現象產生。圖6.6表明一種裝藥工藝。  



殺傷爆破彈的彈體加工
　　
殺傷爆破彈彈體多為鋼制，因成本低、來源廣且具有一定強度和韌性。彈體可鍛，可鑄，還可擠壓成形。鑄造法一般不宜用於現代殺傷爆破彈，因鑄鋼易出現氣孔，而離心鑄造法目前成本仍相當高。鍛造法是現在生產彈體的主要方法，其過程為先將鋼鑄入模內形成鋼錠，經鍛、軋後成為棒鋼並切短為鋼坯，然後將每個鋼坯沖壓成彈體。用感應爐加熱鋼坯可使氧化皮及其他表面損耗減至最小。另外，彈體上還須車出溝槽以壓上彈帶，並應有焊結底板的工序。底板的用途在於保證當彈體底部萬一出現任何氣孔時，發射藥氣體不致鉆入彈體內觸及炸藥裝藥。冷擠壓是最近發展起來的新工藝，可用於小口徑彈體。所有彈丸均須在彈體打上標號並在整個壽命期間保持。標號應直接表明制造彈體的棒鋼或鑄鋼批號。圖6.7為鍛造法工藝示例。



小結
　　
殺傷爆破彈的結構已多次改變，而現代的材料和裝藥技術加上出色的質量管理，已能提供非常有效的彈丸。毫無疑問，這種彈丸在將來還會進一步改進和發展，以便既保證其殺傷性能，又能在後勤供應的各環節上高標準地保證安全。

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第七章　導彈戰鬥部

引言
　　
“戰鬥部”是目前已被普遍接受的術語，它包括導彈中所有形式的彈丸，如殺傷爆破彈、燃燒彈、核彈、生物彈等等。戰鬥部一詞，“戰鬥”完全合理，但“頭部” [ 註：因英文戰鬥部為war head ] 則未必確切，因為許多導彈的主炸藥裝藥部份並不都在導彈的頭部。任何導彈系統的設計目的及其結構，主要是為把戰鬥部投送到目標或目標區，導彈本身只是運載工具。確實命中裝甲較薄的目標時導彈是否一定需要炸藥裝藥固然可以爭論，但如戰鬥部不能正確地與相應的目標匹配，即使最精確的導彈系統也是沒有多大價值的。戰鬥部必須在正確的時機以足夠的毀傷效能摧毀目標或使其喪失能力。
　　
早期的導彈采用標準的航彈作為戰鬥部，將其封裝在彈體的適當位置並配備制導和推進系統。它們一般很重而且開始時不符合與目標匹配的最佳要求。但經對戰鬥部設計的持續研究和試驗後，設計人員已能對各類不同性質的目標取得良好效果。對指定目標選用哪種戰鬥部決定於目標的特性，例如裝甲類型、穿透要求、速度、位置、所需摧毀方式等等。空中目標給設計人員提出的難題最多，而攻擊深水目標顯然也有很多困難。

對戰鬥部的性能要求
　　
對戰鬥部的性能要求，包括效率即從該系統的成本及其復雜程度考慮的經濟效率，以及能否在目標區最大程度地集中其破壞作用。另一要求為耐久性，即能在部隊使用環境中堅持多長時間。其余則為簡單性、互換性和一致性。考慮效率時，其總殺傷概率應為幾種因素的乘積例如目標探測概率、正確發射概率、發射到目標的概率以及戰鬥部正確發揮作用的概率等。固然殺傷力是首要的性能要求，但它必須與以上所考慮的這些條件聯系起來考慮。

戰鬥部的類型
　　
戰鬥部有多種不同類型，現對其中有些類型介紹如下。
　　
爆破型戰鬥部
　　
爆破型戰鬥部一般都有大量炸藥裝在其容器內。戰鬥部引爆後，爆炸波產生很高的正壓，隨後變為較小的負壓。爆炸波以很高速度從炸點沿徑向向外傳播。此種戰鬥部的損傷效果主要由壓力波造成，並因負壓作用而加重，而碎片造成的損傷是次要的。這種戰鬥部分為內部爆破型和外部爆破型，可用以攻擊絕大部分目標。圖7.1為爆破型戰鬥部示例。內部爆破型戰鬥部用於命中並穿入目標，用於穿進堅硬目標的戰鬥部，其頭部以堅韌材料制成，故能先擊穿然後爆炸。


對軟目標，爆炸波壓力具有足夠的穿透和破壞效應。外部爆破型戰鬥部本來就是用於即使在目標附近爆炸也可造成損害，因此可用於制導精度較差的導彈。近炸引信可用於這種導彈，但它必須與相應的制導誤差和導彈的殺傷力要求配合。由於這些戰鬥部的爆破效應隨距離與高度的增大而衰減很快，因此最好是用在7000米以下制導誤差僅有幾米的低空導彈上。另外，由於水的密度比空氣大，在一定程度上可以加強爆破效應，因而用外部爆破型戰鬥部攻擊水下目標效果更好。
　　
殺傷戰鬥部
　　
殺傷戰鬥部在引爆炸藥裝藥、金屬彈體破裂成破片並以高速推向目標等過程中，與常規炮彈很相似。導彈的發射加速度低於一般炮兵用炮彈，故其金屬彈體可更薄，且其破片可按所需尺寸和形狀預制成形。破片雖對殺傷人體非常有效，但對空中目標造成損傷的作用緩慢，除非直接擊中其乘員或其敏感部位。破片重量根據對目標要求的損傷效果不同而異，其變化範圍從幾個格令 [ 譯者註：英制重量單位，1格令＝64.8毫克。 ] 到250格令不等。所謂預制破片戰鬥部，就是把破片預制成小立方體、棒形、線形或球形等，並以薄金屬片容器或樹脂將它們粘結在一起；爆破成形破片是在戰鬥部殼體內壁劃線或刻槽，因而爆炸時破片具有特定形狀。自然破片則是沒有劃線或刻槽的金屬殼體，因而裝藥炸裂彈體時產生的破片大小、形狀是隨機的。這些殺傷戰鬥部在靠近目標處爆炸一般比直接在目標上爆炸更為有效，而其破片的散布和效果則取決於戰鬥部的縱剖面形狀及其對目標的指向。各種殺傷戰部示例見圖7.2。

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殺傷／爆破戰鬥部
　　
大多數殺傷戰鬥部在目標上都能產生一些爆破效應，但所要求的是如何把殺傷和爆破兩種效應恰當地結合，從而使兩種效應都獲得最佳效果。
　　
分離桿戰鬥部
　　
小型破片不能完全解決對空中目標的毀傷問題。最理想的是使破片能切斷飛行目標的主要部件或骨架，這樣的破片才更有效。圍繞炸藥裝藥裝入若幹長桿，爆炸時使長桿向外飛射是最有效的，但若長桿在目標上產生翻滾、失速和箭樣穿透效果，則比殺傷戰鬥部好處不多，除非在很高的高空才有較大作用。
　　
環形桿戰鬥部
　　
分離桿的進一步發展就是把若幹根桿頭尾相連地焊結成環，成為對付空中目標非常有效的戰鬥部，叫環形桿戰鬥部。各桿的長度與厚度均相同，並應與戰鬥部尺寸匹配。桿的斷面可為圓形、方形或梯形。此種完整的圓環在撞擊空中目標時，一般都有快速殺傷效果。為保證正確地形成圓環，各桿間的焊接特別重要。另外，還可通過爆轟波波形控制裝置控制爆炸時傳播到環形桿上各點的波速。這種戰鬥部的殺傷過程見圖7.3。



空心裝藥戰鬥部
　　
第一種定向爆炸戰鬥部，就是在薄殼彈體的一端裝有帶金屬襯裏(或稱藥型罩)的炸藥裝藥。金屬襯裏一般呈錐形，但也有其他形狀。這種結構的作用，是在目標上集聚或集中很高壓力的氣態金屬射流從而穿透目標。其主要用途是射擊裝甲目標，但經改形後也可成功地用於海上或空中目標。金屬射流的頭部速度高達5000～7000米／秒，後部分較慢因而形成桿狀，其速度約為500米／秒左右。
　　
戰鬥部可用一個或數個空心裝藥，但是要把這些裝藥的指向聚集在寬度一定的射流束內，很難實現。
　　
對裝甲目標，裝藥的連續射流將產生穿透作用；但對空中目標，由於炸裂距離較遠，射流太長就會斷裂而造成較寬的面積損傷效果。空心裝藥戰鬥部示例見圖7.4。



碎甲戰鬥部
　　
碎甲戰鬥部為內裝炸藥而在其後端裝引信采用薄殼彈體的戰鬥部。如其命名所示，它在目標(通常為裝甲目標)上被撞碎，但由此會使鋼甲內側面產生大塊碎片，這是因為爆炸波穿過裝甲時，由於介質密度的不同在裝甲背面產生反射波的緣故。見圖7.5所示。



小炸彈型子母戰鬥部
　　
小炸彈型子母戰鬥部內裝許多小容器(即小炸彈)，而每一小炸彈都有自己的引爆系統。母體戰鬥部拋射時小炸彈一般都是隨機地散布在目標上。小炸彈可用以殺傷人員或穿甲，也可按要求裝入其他不同成分的液體或固體。通常利用炸藥炸裂母體戰鬥部的外殼後靠空氣動力和重力作用將小炸彈拋出。圖7.6為小炸彈戰鬥部的典型結構。



小炸彈可有不同形狀，選定形狀時應考慮戰鬥部所需的裝填密度。小炸彈本身沒有推進裝置，僅借其形狀形成散布。
　　
子彈丸型子母戰鬥部
　　
子彈丸型子母戰鬥部內裝有許多可自行推進的子彈丸，這種子彈丸有若幹種形狀和大小。
　　
集束式子母戰鬥部
　　
集束式子母戰鬥部內也有若幹個子彈丸，分別由裝在母體戰鬥部中子彈丸各自的發射裝置射出，且每一子彈丸均裝有炸藥和引爆系統，這種戰鬥部主要用於空中目標，其所裝子彈丸從十個到數百個，示例見圖7.7。



戰鬥部內所用的炸藥
　　
炸藥的性能決定炸藥的效率和用途，其主要性能是感度、威力和爆速，詳見第四章。

保險與解除保險裝置
　　
一般要求
　　
人們一般都以為導彈的負載只包括戰鬥部和引信，並不很了解還存在另外一個重要的稱為保險與解除保險裝置(機構)，實際上它在常規炮彈中就是引信所完成的任務。在導彈上的引信一般為電子裝置，而保險與解除保險裝置卻有引爆組件和保險裝置。
　　
該裝置的具體作用是保證在整個服役期間直到導彈解除保險並發射出去以後為止戰鬥部都必須處於安全狀態。進入待發狀態後該裝置還必須保證爆炸鏈接通，為接收適當信號後發火做好準備，最後還必須響應信號以保證戰鬥部準時而有效地爆炸或工作。
　　
可用的力與能
　　
支持保險與解除保險裝置工作的力，包括發射時的慣性力，飛行穩定時使引信零件向前滑動的力，以及很少的旋轉(甚或沒有)等等，每一力均比常規火炮射擊時相對應的力小得多。為此，該裝置還常常使用彈簧、電池和壓力氣瓶等形式存貯能量，或利用氣體發生器、風動、電動或液壓等裝置產生能量。
　　
對保險的要求
　　
保險與解除保險裝置必須符合本書引信一章中提到的英國軍械部的設計安全準則，以保證整個導彈系統具有極其重要的安全性能，其中最基本的是防故障的安全措施，待發狀態與非待發狀態的目視識別、元組件間的相容性及誤裝配的不可能性等。通常平行地裝兩套保險與解除保險裝置，采用這種雙保險技術的目的是提高可靠性和安全性。

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第八章　對裝甲車輛的攻擊

引言
　　
裝甲戰鬥車輛，特別是主戰坦克，是在戰場上最必須也最難摧毀的重要集群目標。而摧毀裝甲車輛的能力是取得戰鬥勝利的最根本最重要的條件，所以有效的反坦克彈藥是地面部隊絕對不可缺少的技術裝備。

目標
　　
坦克有三個主要特征：機動性、火力和防護性能。從攻擊者的角度看，其防護性能是摧毀它的最主要困難，因為不僅要穿透裝甲，而且在穿透後還必須留有足夠能量使被防護的人員、機器、設備和其他要害部件遭到損傷。一開始就重申這一基本論點是很必要的，因為在大多數情況下只穿透坦克防護不足以摧毀坦克，還必須在穿透之後留有足夠能量才能使坦克內的要害部件喪失功能。
　　
因此，坦克對彈藥設計人員來說是最難對付的目標。要摧毀坦克，就必須采取能量高度集中的攻擊形式，這種能量既可從動能中也可從化學能中取得，或兩者兼而有之。作為目標的坦克，如果只是方形勻質的盒子式結構，就比較易於摧毀。但實際上坦克裝甲板的厚度、材料、布局及安裝角度各不相同，因而成為極其復雜的攻擊目標，而防護甲板表面的差異也很大，其上常有備用履帶鏈、工具、吊環、貯藏物品箱和許多其他裝備等等，因而外表凹凸不平，即使坦克對攻擊者側向駛過也甚少平滑的裝甲板作為攻擊部位。此外，坦克還有履帶、履帶輪、履帶後的壓平滾子、鏈齒輪、懸掛裝置和其他部件等，外形多處凹凸變化，所以這種目標在任何情況下都不會是平板型結構。
　　
在彈丸軸線和被攻擊鋼甲表面之間的攻角，是一個三面角(即射擊方位角的平面、射角(高角)的平面和被攻擊鋼板的傾斜平面三個平面之間)，每次攻擊均有不同，變化很大。通常都是運動狀態的坦克，目標很少完全暴露，而且一般都是在受到威脅時立刻還擊。

損傷等級及其評定
　　
攻擊裝甲車輛的最理想效果莫過於徹底摧毀車輛和人員，使其不能再被應用。但是，如第二章所述，要設計能徹底摧毀目標尤其是坦克類復雜目標的彈丸，除了很難做到外，還有經濟效益不合算的限制。因此對於坦克，應達到的損傷等級只能是損毀其火力、運動性或乘員等某一方面從而使其廢棄而不是徹底摧毀。首先最主要的是必須有某種標準或尺度才能衡量和比較武器或彈藥是否能使裝甲車輛達到所要求的損傷等級。就某特定彈丸對某特定目標造成的損傷發表主觀意見雖然不難，但這種主觀看法終究不能代替強有力的科學分析。因此，必須采用坦克損傷評定規範(標準)做為對反坦克彈丸的效能進行定量評價的基礎。第一個規範就是M規範，或稱運動性損傷規範，它規定了坦克喪失活動能力和不能再做受控運動以及乘員不能在戰場就地修理的技術條件。另一個F規範即火力損傷規範，規定坦克的主要武器不能再使用的技術條件，這既可能由於使操作人員喪失操作能力，也可能由於配用設備受損因而使火炮失效，且乘員無法在戰地修復。K損傷規範指最嚴重級損傷，即坦克被擊毀而中斷作戰行動，不能運動且不能再修復。對攻擊裝甲人員輸送車和機械化步兵戰車，另有P損傷規範，按其有效載荷(車輛運載士兵)與喪失戰鬥能力的百分比評定攻擊的效能。
　　
評定專用的反坦克彈丸的效果，固然利用真坦克作射擊試驗最方便，但往往耗資巨大，並且要求有較多訓練有素的人員參加評定。因此，大部分對彈藥的檢驗性或研制性試驗，通常均用模擬坦克靶。但彈藥設計的最終鑒定試驗(即鑒定被試武器或彈藥是否符合作戰要求)可用真坦克靶射擊，其中的坦克乘員以活關節假人取代。在研制初期使用模擬坦克靶，可以使彈藥或武器在可仔細控制且可反復重現的條件下試驗，從而可對各種設計方案進行有意義的比較。所謂模擬坦克靶實際就是用裝甲板裝成的具有一定結構的靶子，以代替可能在戰場上碰到的坦克目標。圖8.1是一種模擬靶圖形，三塊靶板代表彈丸可能穿過的坦克側甲，第一塊模擬坦克兩側的裙板，它與第二塊之間的間隙代表車輪或懸掛裝置，另一間隙和靶板則代表車體。



攻角
　　
在英國，在上面攻擊裝甲中提到的“攻角”是指彈丸軌跡線(彈著線)與被攻擊甲板的法線之間的夾角，見圖8.2中θ角。法線定義就是垂直於甲板的直線。不同國家討論這一問題時，對甲板“攻角”的定義常常引起混亂，原因在於某些部隊把它理解為甲板與彈著線間的夾角，如圖8.2中α角所示。

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動能
　　
引言
　　
用動能形式攻擊裝甲完全是一種強力手段，即將實心彈丸力求既猛烈又迅速地射到坦克上用以穿甲。英文實心彈丸(Shot)與一般的炮彈(Shell)有別，後者意為運載某些物質到達目標的空心彈體。動能彈是將整塊密實金屬精細加工成一定形狀，以達到對目標有良好的穿透性能。它沒有引信，但常在彈底裝曳光管以使射手觀察彈丸的飛行路線。這種彈丸通常叫穿甲彈或實心彈，其穿甲原理是將具有高能量動能的彈丸集中在一很小的面積上以達到命中和穿透目標的目的。設m為彈丸質量，v為彈丸著速，d為彈徑，也就是要求彈丸的mv^2／d^2值很高，換句話說就是要求彈丸形狀應為細長的鉛筆形。利用動能穿甲的復雜性在於在穿甲作用上對彈丸形狀、尺寸和質量的要求與彈丸在飛行中和在火炮膛內運動時的性能要求存在著矛盾。此外，由於彈丸碰擊目標時具有的全部能量均來自火炮，為此將付出很大代價。首先是要有既大又重的火炮，因火炮賦予彈丸的能量與火炮的大小和重量成正比；而既大又重的火炮又必須有重型結構的炮架以吸收其可觀的後坐能量；其身管磨損速度也高於彈丸初速較低的火炮身管。但在另一方面高初速火炮也有很大好處，特別是對直接瞄準射擊，因其彈丸速度高就意味飛行速度快且彈道平伸，從而可增大命中率，快速接戰和縮短反應時間。
　　
目標效果
　　
彈丸穿透甲板時勢必破裂而形成破片，且被穿透的甲板也會產生破片。這些破片，特別是彈丸本身的破片是高溫的，可點燃發射裝藥和燃料，還可使裝在坦克內部被擊中的任何化學能彈丸早炸。采取動能攻擊形式，其威力在於一旦命中便能使坦克造成結構性損壞，從而喪失功能。以120毫米脫殼穿甲彈為例，其動能可與時速70公裏的10噸卡車或時速30公裏的50噸坦克相比。
　　
穿透
　　
穿透甲板是一復雜過程。以動能形式穿甲時，甲板經受了高速的應變、應力和壓力由此會造成甲板結構和性能發生變化。對此，本章不擬細述，只要把穿甲機理理解為與冶金加工現象類似就足夠了。
　　
如前述，為實現穿甲，彈丸必須在小面積上集中高能量(即mv^2／d^2值很高)。如果把對彈丸的這種能量要求與彈丸沿法線方向(射向與直立平甲板的板面呈90°)可以穿透的甲板厚度(T)聯系起來，則可用下式T／d=mv^2／d^3計算穿甲彈性能。該式被稱為“基本穿甲方程”，表示所用彈丸每單位口徑能穿透的甲板厚度。
　　
彈丸射向不沿法線方向時，計算其穿甲性能較為復雜。如圖8.3所示，一眼就能看出可按余弦定理進行計算。



但實際上若彈丸以斜角射向甲板，它並不遵循余弦定理。這時，彈丸被迫沿“S”形軌跡而不是直線地穿過甲板。有很多復雜公式可計算彈丸斜角穿甲性能，其中最著名的是米爾尼－德－瑪麗公式。用這些公式計算穿甲性能低於按余弦定理所計算的結果。但實際上現代穿甲彈的穿甲性能卻比按余弦定理計算的結果稍高。例如，使用轉動被帽就會使穿甲彈的穿甲性能優於按余弦定理計算值。如圖8.4所示，穿甲彈斜向射擊甲板時會變向，並從甲板跳飛；但若配用轉動被帽，則只有被帽在撞擊時才做跳飛運動，而被帽的運動卻迫使穿甲彈彈體在開始穿透甲板前便轉為與甲板垂直。



動能彈的穿透軌跡
　　
在彈丸垂直地撞擊甲板情況下，當彈頭開始穿入時，金屬甲板以套環形式或前裂花瓣形式變形，見圖8.5.5.1。一旦彈丸深入甲板內，甲板將進一步變形，如圖8.5.5.2所示。這是由於甲板沿垂直於彈丸運動的方向受壓，而產生軸向變形以致使甲板背面隆起。最後，甲板呈塞式(圖8.5.5.3)也即塑性流動斷裂，或呈盤式斷裂(圖8.5.5.4)或呈此兩種結合的方式斷裂。



當攻角與法線所成之角為20°～30°時，彈丸將沿“S”形軌跡扭動地穿過甲板。因彈丸按上述不大的攻角撞擊甲板時，不足以形成跳彈(攻角為60°～70°才開始出現跳彈)，即開始穿入甲板。當彈丸頭部深入後，甲板內開始形成沖塞，而彈丸則沿最小阻力方向前進，也即又使彈丸回轉到沿甲板法線方向前進。然而彈丸穿孔周邊接著又阻止彈丸轉向法線方向。值得重視的是與法向穿甲行程相比，彈丸斜向穿甲有更多的附加行程。



對穿甲彈尺寸相互矛盾的要求
　　
在目標處
　　
前面已指出，對目標穿甲需用細長而密實的穿甲彈，但以高速撞擊目標的細長穿甲彈特別容易跳飛，也易由於材料不佳而斷裂。圖8.7表示撞擊甲板時彈丸破裂的幾種常見形式。



桶形脹裂的產生原因是彈丸頭部用韌性不足的或經淬火變硬的金屬制作。撞擊時彈丸頭部受壓向外隆起，增大其斷面積，因而不再能穿甲。
　　
彈丸以大攻角命中目標時，彈體會出現側彎。此時彈體上會出現剪切和彎曲兩種高側向應力，特別是在靠彈體尾端處。如果在彈體尾端包以韌性鋼套，則可減少這種應力的影響。
　　
彈丸以高速垂直命中目標時，會出現彈體碎裂。這種沖擊震動對彈體產生的應力彈體是承受不住的，所以彈體不是碎裂就是呈蘑菇狀變形。圖8.8為簡單的碎裂曲線圖，表示某特定類型的穿甲彈以一定攻角撞擊等厚甲板，當撞擊速度增加(或射程減少)時看彈丸是否穿甲、是否碎裂的情況。

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為了克服碎裂，可在實心穿甲彈的頭部配用被帽(前述轉動被帽是其中的一種改進型)，它可使實心穿甲彈在撞擊破碎前緩沖一下撞擊力後再開始穿甲。由於被帽彈道性能不佳會影響彈丸速度及射程，所以又再加上一風帽。配有風帽和被帽的穿甲彈叫“風帽－被帽”穿甲彈，圖8.9為英國在二次大戰中使用的6磅穿甲彈。



在飛行中
　　
為保證將最大的動能傳向目標，彈丸在飛向目標途中盡可能少失速極為重要。從動能的基本公式KE=mv^2/2很容易看出：動能穿甲彈的性能與射程有關，因為彈速隨射程增大而降低。密實的重彈丸比輕彈丸有更好的運載能力，因而具有獲得更大射程的能力；此外，小斷面的細長彈丸保持存速的能力優於大斷面的彈丸。因此，從有利於彈丸的飛行來看，要求的是密實而細長的彈丸，而且彈丸越細長，其穿甲性能也越好(當然，必須同時盡可能保持其重量和密度不變)。但細長彈丸的主要問題是飛行穩定性不好，須依靠旋轉、加尾翼或以其它方式如使彈尾呈喇叭形而使其穩定。
　　
只要彈丸的長細比小於5：1，可用線膛身管使其充分旋轉以保持飛行穩定性，但如彈丸的長細比大於7：1，則以實用的線膛身管長度使彈丸充分旋轉而保持穩定是不可能的。對長細比很高的彈丸，應使阻力施加在彈丸尾端，這是因為使彈丸頭部減速的空氣阻力也同樣作用在彈尾上就可以克服使彈丸向前翻滾的趨勢。因此從空氣動力阻力的要求出發，只要在彈尾裝上尾翼就能解決了。
　　
順便指出，有趣的是現代穿甲彈設計人員又重新拾起昔日所用的穿甲彈丸了。例如1415年10月25日阿金郡戰役中亨利五世的射手們對德國騎士 [ 正版松鼠妖註：蠢翻譯，那是在阿金庫特對法國啦 ] 所用的非常成功的英國長箭，實際上就是一種帶尾翼的長桿穿甲武器。
　　
但用線膛火炮發射尾翼穩定彈丸是有問題的。設計人員不得不使用像滑動彈帶等部件以防止尾翼彈丸在膛內旋轉，但實際上尾翼穩定彈仍會有些轉動(40～100轉／分)，這有利於保持射擊精度。尾翼穩定彈丸失速比旋轉穩定彈丸快，而且對橫風也更敏感。
　　
彈丸在火炮中運動時對彈丸的要求
　　
為了使火炮能賦予彈丸以高速度，理想條件是受發射藥氣體作用的彈丸應有盡可能大的橫截面積，且彈重較輕，即有很高的d^2/m值，所以最好是用比較輕的材料制做的短粗彈丸。這正好與飛行中和在目標上對彈丸的要求相反。乍一看好象較輕的彈重與其他要求矛盾，但應記住動能是1/2的質量與速度平方的乘積，所以完全可以從犧牲部分質量來換取速度的提高以達到總的動能的增加。
　　
協調各相互矛盾的要求
　　
現在的脫殼穿甲彈(APDS)就是將在火炮中、飛行中和在目標上對彈丸的形狀、尺寸和重量的不同要求，協調起來的結果。即用一全口徑彈托包住高密度的次口徑彈芯而制成的較輕彈丸。這種脫殼穿甲彈在離開炮口不遠處彈托即自行脫落，而留下較小又較重的次口徑彈芯繼續飛向目標。彈芯由高密度材料例如鎢制成，(鎢的比重與金子相近，但比鉑低)，還可用貧化鈾等其他高密度材料。圖8.10簡示現代脫殼穿甲彈的結構，另附蘇式115毫米脫殼尾翼穩定穿甲彈示意圖。由於較高的長細比有利於增大彈丸穿甲能力，目前一般趨向於使用尾翼穩定穿甲彈。



包住次口徑彈芯的彈托是這樣設計的：當彈托在膛內運動時，彈托破裂。很明顯，這意味著脫殼穿甲彈不能使用帶有炮口制退器的身管射擊。在身管內，由於身管的制約，彈托一直承托彈芯；離炮口後彈托按其原來結構將以兩種方式自彈芯脫落。一種是通常裂為三瓣的卡瓣型彈托，由於彈丸旋轉而徑向脫落；與此相反的是另一種卡筒式彈托，因空氣阻力減速而自彈芯軸向脫落。圖8.1l為彈托從脫殼穿甲彈上脫離的情況。  

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現代動能穿甲彈丸的演變是極其有趣的，值得回顧。它清楚地表明在脫殼穿甲彈問世以前，設計人員如何力求協調在彈丸尺寸方面各種相互矛盾的要求。
　　
現代穿甲彈的演變
　　
在第一次世界大戰中，德國首先開始了反坦克彈藥的研制，他們采用13毫米機槍彈的發射藥，發射經過特殊加工硬化的7.92毫米輕武器槍彈對坦克射擊。因較大的裝藥量使小彈丸速度增大，從而穿透了裝甲。
　　
早期的專用穿甲彈丸是英國的兩磅鋼彈。該彈保持了大裝藥高初速原則並改進一些結構以提高其性能。它的彈頭形狀的改變和采用使彈丸的硬度值隨縱橫兩方向逐漸變化，則有助於減少跳彈，並推遲彈丸材料在碰擊目標時的損壞。
　　
此後的演變是增加被帽和風帽，以及為增大彈丸口徑而改進了火炮的設計。
　　
六磅剛性組合式穿甲彈(見圖8.12)是穿甲彈的又一重大進展。二次大戰中坦克裝甲加厚，穿甲彈要摧毀它們，需要更高速度，至少要在1000米／秒以上。全口徑實心穿甲彈太重，要用它達到所要求速度必須增加發射藥重量和身管長度，其後果是身管磨損過快，火炮也過於笨重。剛性組合式穿甲彈就是為了減輕彈重而設計的，即用輕合金作外殼裝入碳化鎢彈芯。這種較輕的全口徑穿甲彈雖能達到要求的高初速，但因全口徑而失速很快，只能在短射程內使用，其主要缺點在於飛行中的m／d^2值過低。此外，它只用鋼芯穿甲，而火炮賦予整個彈丸的大部分能量只是隨著鋼芯到達目標，並非用於穿甲，白白浪費了。於是產生一種創造性的方案來克服由於整個彈體保持全口徑而引起的不足，這種解決辦法就是減少飛行中的彈徑。此彈現已裝備使用，如圖8.13所示的非剛性組合式穿甲彈。


小約翰式縮膛穿甲彈為非剛性復合穿甲彈的一例。它在膛內時由兩個可變形的突起的彈帶支撐碳化鎢彈芯，發射時在炮管前端擰上一個錐膛連接器(圖8.14)，該縮膛穿甲彈通過時其彈帶被擠壓成與彈芯同口徑。必須註意換用其他種炮彈時此錐膛連接器必須卸除。



以上就是現代脫殼穿甲彈(包括脫殼穿甲彈與脫殼尾翼穩定穿甲彈)的發展過程，反映了摧毀坦克的一些最新方法和從1916年第一輛坦克問世後開始的反坦克實心彈發展演變的全過程。
　　
穿甲能力增大的演變過程如圖8.15中的圖表所示。



小結
　　
總的來看，動能穿甲彈是強有力的摧毀裝甲武器，命中率高，可快速投入戰鬥，還擊能力強。它成為世界上所有地面部隊攻擊裝甲目標采用的一種手段。

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化學能
　　
引言
　　
我們說用化學能手段摧毀裝甲，實際上不夠確切。它包括把化學能送到目標和用引信引爆兩部分。利用化學能攻擊裝甲有多種方式，不同方式其效果不相同。直接用殺傷爆破彈以其爆轟和破片效應攻擊裝甲並不真正有效，除非是較小口徑的殺傷爆破彈直接命中或大口徑殺傷爆破彈(155毫米或更大些)在目標很近處爆炸。如果真能做到命中或在目標附近爆炸殺傷爆破彈對坦克會有較大作用，如可使無線電天線、潛望鏡、瞄準器和履帶等斷裂或損壞。此外，大量炸藥在坦克乘員處或靠近坦克乘員處爆炸，不難想象它好像是在一金屬盒子裏發生的爆炸一樣，對坦克乘員肯定會造成巨大殺傷作用。但殺傷爆破彈主要是對人，其次是對物，主要並不是用來攻擊裝甲的。
　　
要使主戰坦克被毀到足夠的致傷水平，須用專門設計的化學能破甲彈。利用化學能破甲的各種方法中，最常用的是利用空心裝藥、碎甲和碟形裝藥等效應，分別詳述如下。

炸藥破甲(HEAT)效應
　　
炸藥破甲並不直接依靠熱量發揮作用，通常采用空心裝藥效應，或稱錐形裝藥效應，也稱為門羅(Munroe)或紐曼(Neumann)效應。這些不同名稱是根據它的工作方式或研究工作原理的人的名字而起的。圖8.16表示空心裝藥效應的發展過程。開始，人們觀察到炸藥緊貼裝甲板爆炸時，甲板上只會產生很小的凹痕。如在炸藥裝藥的平面上開一楔形缺口，則爆炸波會集中在甲板上，造成更大凹痕。以後，又發現只要炸藥裝藥離開甲板向上移動一段合適距離(炸高)這種效果還可進一步擴大。如再在楔形缺口面上襯以延展性好的金屬襯裏(或稱藥型罩)，則炸藥對裝甲板的穿透力更能急劇增大。



原理
　　
從原理上看，炸藥破甲是利用炸藥裝藥的爆炸能量壓垮和使金屬藥型罩破碎，並形成金屬射流和杵狀體而工作的。由於破甲彈彈體呈圓柱形，故金屬藥型罩在彈體內呈圓錐形，常稱為“錐形藥型罩”。爆炸時金屬藥型罩中約有20％形成金屬射流，射流速度自前向後呈梯度變化，其頭部速度約8000～9000米／秒，尾部速度約1000米／秒。剩余的80％則形成杵狀體，以300米／秒左右的低速尾隨金屬射流。圖8.17表示上述情況。



穿甲性能
　　
射流之所以穿甲，全在於射流頭部集中了強大的動能，因而作用在甲板上的壓力每平方英寸達200噸(308兆帕)。在此射流壓力下，甲板產生徑向的強烈變形，即甲板金屬只能被射流向周圍擠開，從而產生永久變形。破甲彈達到的穿透能力十分驚人，很少的裝藥(指所用炸藥重)可穿透很厚鋼板。
　　
破甲彈的穿透深度與攻角的余弦成比例，遵循簡單的余弦定理。射流的效能實際上只看它沿射擊方向直接穿透的甲板厚度(見圖8.3)，如果其他條件不變，其穿甲厚度與錐形藥型罩的口部直徑成正比。一個設計較成熟的破甲戰鬥部(或彈丸)，其穿透深度一般為三到四倍錐形藥型罩口部直徑。
　　
殺傷力
　　
破甲彈的穿透性能固然重要，但並不是唯一要考慮的性能，特別對破甲彈更是如此。因為在任何攻擊方式中，主要的要求不僅是穿透，而且還應有剩余能力損傷裝甲後的人和物。破甲彈以三種方式在裝甲後面造成損傷：射流本身及由裝甲碎片和射流穿過裝甲板後形成的碎屑統稱之為“碎片”的東西；以及由壓力、溫度、火焰等對人造成的生理和心理作用。穿過甲板的射流會使它碰到的任何物體喪失功能，但很細窄的射流對坦克內部物體的命中率甚小。破甲彈的殺傷作用主要由射流穿過裝甲板時入侵坦克內部的碎片造成的。射流穿孔在坦克內面的出口越大，產生碎片越多，殺傷力也越大。因此，炸藥破甲殺傷力多按穿孔出口直徑來衡量。當然，這種殺傷力是犧牲了穿透性能才取得的，反之亦然。射流越細，穿透越深，但殺傷力越小；反之，射流越粗，殺傷力越大，但穿孔越淺。炸藥破甲戰鬥部或彈丸的設計人員必須在這些矛盾因素中進行協調。
　　
在射流進入坦克乘員艙後，炸藥破甲對人的生理和心理作用由超壓造成。這種超壓很高，足以損傷無防護乘員的耳鼓。同樣，高溫還會燒傷裸露皮膚，且射流經乘員艙時產生的高強度光可使直接見到的人員暫時失明。仔細選擇錐形金屬藥型罩的材料還可使這些作用增強。但這些作用持續時間畢竟很短，而且坦克乘員總是都戴上耳機和穿上工作服的，不論這些作用能達到的損傷級別如何，都只能是附帶的。
　　
影響破甲性能的其他因素
　　
如前述，錐形藥型罩口部直徑與殺傷力有關，這是影響炸藥破甲彈性能的一個重要因素。該直徑與殺傷力的關系曲線是非線性的，開始段呈曲線，但當直徑約大於130毫米時則曲線變為平直，如圖8.18所示。



圖8.18還表明錐形金屬藥型罩口部直徑小於76毫米時殺傷力很差。但此直徑從76至155毫米每增加1毫米殺傷力卻明顯地增大。由於錐形藥型罩口部直徑通常為火炮口徑的80～85％，因此，為取得良好的殺傷效果破甲彈以選用155毫米以上口徑為佳。
　　
彈丸的旋轉對炸藥破甲彈的殺傷力也有明顯的影響。由於射流是金屬流且有一定質量，故受旋轉離心力的不利影響，而要取得良好的穿透深度，應使射流集中，否則射流性能將顯著下降。為了抵銷因旋轉產生的不利影響，顯然最有利的是采用滑膛火炮發射尾翼穩定彈丸。除此而外，設計人員還采用很多防旋轉技術措施，如滑動彈帶及帶槽的錐形藥型罩，甚至在滾珠架上裝藥型罩。所有這些措施都會增加成本和彈丸的復雜性，且容易發生故障。
　　
錐形藥型罩的用料和厚度是另一個在設計中應考慮的重要方面。銅易於變形且塑性良好，容易形成射流，比其他金屬的穿透性能更好。英國陸軍彈藥中多用銅制藥型罩，而其他國家則多用鋼及鋁。鋁制藥型罩在穿甲時有燃燒作用，故在穿透甲板後可增加坦克內部起火機會，從而增大殺傷力。錐形藥型罩的厚度一般為其口部直徑的1～5％，藥型罩越薄穿透能力越好。
　　
錐形藥型罩的形狀對穿甲性能的影響在前面已經提到。錐體頂角一般為40～80°，大多為60°。可適當增減頂角以增大或減小穿甲深度，從而相應地降低或增大殺傷力。將錐角頂端切去約10％的錐高成為截錐形，對穿甲性能並無不良影響。
　　
必須給射流的形成留出一段距離它才能集中並拉長，從而實現最深穿透，所以“炸高”是一關鍵因素。圖8.19表示“炸高”與穿透深度的相互關系，從圖可見，最深穿透深度在“炸高”為四倍錐形“藥形罩”口部直徑處。但是，對高速彈丸要保證這一最佳炸高幾乎是不可能的，因此，這只是實際上達不到的理想狀況。只有在靜態的爆破工程或類似任務中使用空心裝藥時，用支架或立墊支撐，才能取得準確的炸高。  

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至於彈丸，要想實現最佳“炸高”，最常用辦法是在彈丸頭部裝一內置逆火點燃引信(見第11章)的長鼻套管。彈丸上有一長鼻套管是破甲彈的特征，但並非所有破甲彈都有長鼻。從圖8.20可以看出，長鼻彈操作搬運不便，比常規破甲彈更易損壞。



彈頭引信對射流穿透性能多少有些影響，因為射流在開始穿透目標前必先穿過剛剛炸裂的引信。由於任何不對稱性都會使射流分散而不利於穿透，因而無論如何不能將引信裝偏。且必須使戰鬥部各部件都沿彈軸對中以保證對稱，另外對制造公差也要求十分嚴格，所以這種彈藥的成本是比較高的。
　　
為確保錐形藥型罩有最佳性能，爆轟波抵達錐體頂點前必須達到最高爆速，且在頂點處應盡可能呈平面波。根據試驗，在藥型罩頂角後面破甲裝藥的最佳藥柱長度應等於錐形藥型罩口部直徑。如果此長度增加三倍，其穿透深度僅增大約10％，對大多數戰鬥部來說，采用這種使穿甲深度增大甚少但重量和成本卻大量增加的辦法，是不值得的。炸藥裝藥的尺寸和重量還可進一步減少，辦法是將錐形藥型罩頂點以後直到引爆管的一段裝藥制成斜坡狀，因為藥柱後端直徑的大小並不會影響爆轟波的速度。至於爆轟波波形，則可沿裝藥周邊裝進多個引爆管加以改進，或用爆炸透鏡也即波形整形器予以改進，只是這些措施會使戰鬥部成本顯著增加。
　　
最後，提高空心裝藥破甲效應很明顯不能采取增加裝藥重量的辦法，因為裝藥重量是以比例系數的三次方增加的，換句話說，即若穿透深度增加一倍，則裝藥重量須增大八倍。
　　
破甲彈特性小結
　　
破甲彈可大大增加對甲板的穿透深度。如果戰鬥部或彈丸的錐形藥型罩口部直徑很小，雖然也能穿透很深，但殺傷力卻很差。例如載入戰史的1973年約姆吉普爾戰役中，以色列坦克雖被命中且已被穿透，但因殺傷力小，故其乘員竟然毫無感覺。破甲彈殺傷力在很大程度上與被擊穿的裝甲板內側的出口直徑成比例。破甲彈不受屏蔽甲板的影響，在穿過屏蔽甲板後射流繼續有效並繼續穿甲，直到能量耗盡。但彈丸旋轉對破甲彈很不利，在用線膛炮發射破甲彈時，設計人員必須采取措施抵銷這種不利影響。盡管如此，從目標效果看，破甲彈就炸藥的使用來說比其他各種化學攻擊方式更為有效和經濟。因此，將空心裝藥用於單兵輕型反坦克武器系統的戰鬥部或用於反坦克制導武器系統的戰鬥部上，是非常適宜的。在英國，盡管坦克炮配用動能穿甲彈和碎甲彈，而輕型反坦克武器特別是反坦克制導武器幾乎毫無例外地全部使用破甲彈。這是因為反坦克制導武器不受火炮口徑限制，其錐形藥型罩口部直徑可達130毫米或130毫米以上。

碎甲彈的碎甲效應
　　
攻擊裝甲用的碎甲彈，在美國稱為塑性炸藥碎甲彈。碎甲彈的作用是使大量炸藥緊貼在甲板上爆炸，向甲板傳入高速壓縮波並穿過甲板(見圖8.21)。當壓縮波抵達甲板背面時，由於沖擊波傳播從甲板傳到空氣，介質改變了，便反射回來並以拉伸波形式折回。當反射的拉伸波與反方向的原壓縮波的後繼波相遇而結合在一起，即形成加強沖擊波， [ 譯者註：原文如此，實際上是兩波相遇發生幹擾 ] 加強了的沖擊波超過甲板強度，大塊碎疤即以30～130米／秒相當大的速度從甲板背面脫落。設計良好的碎甲戰鬥部或彈丸，其甲板碎疤直徑大致相當於1.25～1.5倍戰鬥部或彈丸的直徑。



這種攻擊方法值得註意的是：破甲無需完全穿透，而在碎甲彈頭出現以前，人們一直認為甲板必須穿透才能在它後面造成損傷。
　　
碎甲彈的主要性能
　　
在設計碎甲彈時必須考慮很多因素。為保證在目標上取得最佳效果，爆炸時，彈丸的炸藥裝藥必須緊貼被攻擊甲板上，最好在爆炸的瞬間能分布在超過彈丸直徑的較大面積上，而且必須保證爆炸產生的沖擊波向甲板傳播。這就要求必須用彈底引信起爆，從而使炸藥在爆炸前能平鋪在甲板上。碎甲彈彈壁必須作得很薄以便在撞擊時碰碎彈頭而使炸藥更好的鋪展在甲板上。碎甲彈的炸藥裝藥必須相當鈍感，這樣才能使彈丸在撞擊甲板時保證炸藥在引信達到最佳時刻引爆它以前不致燃燒爆炸。如果發生這種早炸現象，沖擊波將從甲板表面離開而不會穿入甲板，這種現象稱為“反向撞擊起爆”。不幸的是，即使是相當鈍感的炸藥，也很容易在下述情況下早燃引爆：即當炸藥以約600～700米／秒的高速撞擊在堅硬甲板上時。為克服這一缺點，在碎甲彈頂端多墊有惰性物(見圖8.22)以吸收部分撞擊能量並減少發生“反向撞擊起爆”的機會，而且還將碎甲彈丸的撞擊速度限制在700米／秒以下，但這樣就使彈丸飛向目標的時間延長了。  



使碎甲彈威力受到嚴重限制的是屏蔽甲板，任何類型的屏蔽甲板均可使碎甲彈完全失效。碎甲彈在碰撞屏蔽甲板第一層堅硬甲板爆炸後，自其上脫落的碎疤顯然不能再穿透下一層堅實甲板。曾計算撞擊速度為700米／秒的碎甲彈可對厚於6～8毫米的任何甲板發揮作用，而對薄於6～8毫米的甲板則碎甲彈以其本身的動能即可穿透。有人認為，即使碎甲彈不使甲板產生碎疤，相當份量的炸藥(120毫米坦克炮碎甲彈裝有七磅炸藥)在被攻擊甲板上爆炸至少也會震暈坦克乘員，因為坦克乘員畢竟是裝在金屬箱內。這種爆炸還很可能使坦克內部的精密設備遭到損壞。
　　
如果碎甲彈炸藥裝藥不能連成一體地堆貼在甲板上，其性能會明顯地下降。例如，波紋甲板或其他甲板上的不連續處(如吊環、備份履帶、懸掛裝置等)均阻礙炸藥連成一體，如甲板內側面有斷裂處，也防礙相幹沖擊波(拉伸波)形成。與動能穿甲彈和破甲彈等不同，碎甲彈的性能基本不受攻角影響，斜甲板反而有助於擴大碎甲彈炸藥裝藥的分布面積，見圖8.23。但當攻角約為65°時即開始跳飛，當攻角大於60°時即不能保證每發碎甲彈均有效。圖8.24更準確地表明攻角與碎甲彈“穿透”厚度的關系。



盡管碎甲彈摧毀鋼甲的能力有限，但不失為有效的多用途彈丸，它實際上是炸藥容量很大的通用彈，當然也就具有殺傷人員目標的能力。此外碎甲彈破壞混凝土目標也很有效，還可在一定程度上破壞鋼筋混凝土目標以及碉堡、發射陣地、橋墩等等類似的建築物。由於碎甲彈具有對付多種目標的多功能性，故英國坦克保留它作為動能穿甲彈的補充用彈。

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碟式裝藥(又稱P－裝藥)
　　
利用化學能攻擊裝甲的另一種形式是介於破甲和碎甲之間的所謂碟式裝藥效應。碟式裝藥有多種形式，如米日內－夏爾丁式、P式(P即表示碟式)和壓破式(或自鍛破片式)等。由於從外表看這些碟式裝藥無甚差別，上述各名稱有時可互換使用，但它們的能量傳遞結構則大不相同。由於都有藥型罩(即碟子)，所有碟式裝藥都可認為是空心裝藥的異型，只是各種碟的形狀卻按不同的攻擊方式而定。並與其炸藥裝藥相匹配，碟的形狀和材料決定了裝藥引爆後由碟子形成的金屬杵體的形狀。各種不同碟式裝藥與空心裝藥之間的主要區別見圖8.25，前者藥型罩(碟子)的頂角更鈍，因而金屬杵體頭部的形成速度減慢，而杵體尾部的形成速度卻加快。因而碟子最終形成的只是金屬杵體而不像空心裝藥那樣的金屬射流加杵體。


爆炸波可先整形再作用到碟子上，從而產生錐形杵體。由各種碟形裝藥形成的不同杵體，實質上就是粗糙的動能穿甲彈，而爆波整形更有助於提高杵體的穿透能力。碟形裝藥的穿透能力比空心裝藥差得多，但一旦穿透則殺傷力很高，因為穿透的杵體和被摧毀甲板產生的破片都可在甲板後面造成相當大的破壞(見圖8.26)。此外，碟形裝藥不形成射流，因而不需要使射流成形又拉長的炸高。碟形裝藥的這些特性可以非常有效地應用於擊穿坦克腹部薄甲的地雷等一類的彈藥，也可用於專門攻擊裝甲人員輸送車、機械化步兵戰車和飛機等輕裝甲及非裝甲目標的彈藥。



其他反坦克彈
　　
反坦克彈還有很多其他類型，但主要類型仍然是上述各種攻擊方式派生出來的異型。穿甲爆破彈就是其中之一，它既利用動能又利用化學能從而產生目標效果，圖8.27為蘇式122毫米穿甲爆破彈。



這種彈丸主要是實心的動能彈丸，只多了一個裝炸藥的底腔。當該實心彈丸穿透甲板時，其所裝炸藥即爆炸以增強對甲板後面的破壞作用。事實上並不能絕對保證炸藥會像所期望的那樣爆炸，大多數彈丸會在撞擊甲板時立即爆炸(因為穿甲彈要求高射速)。所以設計這種彈丸的困難很大：一方面如彈丸質量不夠即不能穿甲，而底腔又會使其質量減小；另一方面如要保證彈丸質量，則底腔容積也即炸藥裝藥量只能很小。

小結
　　
哪一種穿甲方法最好，並沒有絕對肯定的答案，就象哪一種裝甲最好也沒有絕對肯定的答案一樣。所有常規穿甲手段都是適當照顧彼此矛盾的要求的，都受到各種約束條件的限制而不很理想。
　　
動能穿甲彈需要笨重而龐大的發射裝置，而彈丸本身又必須能承受為達到高初速所必須的高膛壓值。它的命中率與射程以及目標的速度成反比，而且一發射就無法改變其彈道軌跡。
　　
破甲彈所需初速比動能穿甲彈低得多，理想的是它不旋轉，否則其穿甲性能會降低。它可用火箭或火炮發射，火炮既可是滑膛的又可是線膛的，但如用線膛炮則彈丸應為滑動彈帶。破甲彈對屏蔽裝甲是有作用的，且不隨射程的增加而降低。特別是只需較少的炸藥裝藥就能得到很好的穿透效果。
　　
碎甲彈對撞擊速度的要求低，因為要防止發生“反向”撞擊起爆而降低其性能。屏蔽裝甲會使碎甲完全失效。碎甲彈要求有較多的炸藥裝藥以取得良好的效果。它對多類目標都很有效，特別是對混凝土建築物。
　　
不同形式的蝶形裝藥盡管比其他穿、破甲方式的穿透能力差，但只要穿透就有巨大的殺傷力。對輕型裝甲目標，它可在距目標一定距離處起爆卻仍能有效地穿透，故用於地雷及以火炮發射的子母雷彈、飛機投擲的子母雷炸彈以及子母雷火箭彈等，都是很理想的攻擊手段。
　　
只要始終保持上述對坦克攻擊手段的選擇範圍，彈藥設計人員就可迫使坦克設計人員對所有可能的每一種攻擊坦克的手段都要進行考慮，從而權衡輕重，確定他能為坦克提供的防護水平。這就是要保持攻擊手段選擇範圍盡可能寬的重要理由。

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第九章　對空中目標的攻擊

引言
　　
本章研究攻擊空中目標的一般問題，並深入探討一些攻擊方式。

目標評定
　　
目標
　　
攻擊方式取決於要攻擊的目標類型，既包括快速飛行型的戰術攻擊機、戰鬥轟炸機、快速偵察機、某些導彈、遙控無人駕駛飛機和其他種類無人駕駛飛機等，也包括緩慢飛行型的運輸機(飛行速度為200～300節)和更慢的直升機。攻擊的主要要求是摧毀目標或使其喪失能力，而阻止目標完成任務的任何損壞都可認為是使目標喪失能力。一般說來，這只能通過對主結構、乘員或導彈戰鬥部給予有效的損害才可實現，但是，由於此類目標均在空中飛行，只要遭受一定程度的損傷就足以使其喪失能力。
　　
損傷規範
　　
在用什麽方法評定目標損傷這個問題上，不象評定坦克損傷那樣，觀點尚不一致。目前一般能夠接受的損傷等級是：
　　
Ft級：在目標被擊中受到損壞的“t”時間內即永久喪失定向飛行能力，不再能完成它的作戰任務。不言而喻目標是被毀壞了。
Ct級：在目標被擊中的“t”時期內不能繼續執行指定任務，因而使任務中斷。表明目標可能被毀壞了。
Et級：目標遭受損傷的程度達到必須返回地面進行修理並在“t”時間內可以修好。能夠再次執行任務。
　　
與使人員喪失功能的規範相似，這裏也有與攻擊效果有關的時間因素。如果戰鬥部直接命中，目標可能在若幹秒鐘內即成為F級損傷；而如果戰鬥部離目標很近處爆炸，其後果可能只是E級損傷，即只不過使飛機在地面停飛若幹天。
　　
目標的易損性
　　
與人體目標評定的辦法相似，將空中目標也分成若幹個單元進行評定。系統中的每一單元的特點不同，因而對造成破壞的敏感程度也不同。作為一個目標，飛機的發動機和骨架可能比較堅韌，但油管、配電線和乘員卻是極易受損的部分。其他還有些精細部件如飛行控制儀表、航空電子設備或“黑匣子”以及動力傳動系統等。飛機的飛行方向對攻擊效果影響很大，對命中率則影響更大(圖9.1)。飛機的某些部位至今仍然易受損傷，據報道近年來現代飛機還有被步槍擊落的事例。



目標的每一易損面積各按其損傷規範單獨評定，然後與當時目標的總暴露面積聯系起來，在隨機命中概率給定的條件下，即可求出目標的總毀傷概率。很明顯，飛機設計人員對如何盡可能減少易損面積是非常關切的。
　　
減少易損性
　　
空中目標中，飛機是最復雜的目標之一，減少其易損性很不容易。但可采取下面一些基本措施：對特別敏感部位增添裝甲防護；將一些敏感部件隱蔽並集中於機體內部。采用雙部件也不失為一種解決辦法。增加裝甲防護要付出增加機重的代價，故必須審慎地從其實際效果權衡得失。將各敏感部件都隱蔽在主結構之內或其後面，不讓其暴露在“櫥窗”中並不困難，但是這種集中放置並不解決問題，雖然可能減少些會引起嚴重損傷的機會，但若命中這些集中的敏感部件則後果更為嚴重，雙部件法需要更大的空間和重量，而且要將重要元件分開配置，因此必須設兩個控制系統和其他有關系統。
　　
攻擊方式
　　
高射炮射擊空中目標通常多使用殺傷爆破彈。這些彈配有自毀裝置，為的是防止脫靶彈丸(這是大多數情況)墜地爆炸。在二次大戰中擊毀一架飛機大致需要對空射擊187,000發炮彈，而每毀傷一枚V1式飛彈(時速350公裏)大致需要156發炮彈。隨著空中目標性能的日益提高完善，要在更高的高空擊中目標，且具有更大的破壞力，彈丸的大小及發射速率也日益增大；目前高射炮口徑已增大至5.25英寸，發射彈重達80磅。但與其他彈丸相似，由於發射條件非常嚴格，為滿足彈丸在膛內的強度和彈壁厚度要求，這種彈丸的炸藥裝藥量只得少些。在某些情況下也可用火箭將地雷射入空中並用降落傘和吊繩懸掛使之在目標飛近時炸毀。隨著飛機航速的加快和變得更靈巧更結實，常規炮彈既達不到它的飛行高度更跟不上它的飛行速度，在這種情況下，不得不重新考慮如何解決這個問題。比如在常規彈丸從火炮發射到15,000米高空的時間內，航速為一馬赫的飛機將飛過若幹公裏。很明顯，用常規火炮瞄準射擊此類目標，幾乎毫無意義，人們可以期望的最佳情況也只是通過密集射擊，將彈丸破片形成彈幕(即火墻)來毀傷目標。然而口徑為40毫米或40毫米以下的常規火炮，在攻擊空中目標特別是低空目標時仍然是作用巨大的。
　　
二次大戰以後采用的導彈，解決了常規火炮設計人員難以克服的某些問題。首先，由於發射導彈的加速度比火炮彈丸低，故對其戰鬥部的類型和外型的選擇有更多自由。其次，有了控制導彈和駕馭導彈飛向目標的能力，而常規彈丸一但發射出火炮後，就不能改變方向了。第三，可根據需要和可能來增大戰鬥部從而增大其終點效應。
　　
導彈(missile)一詞目前已為人熟知並已普遍接受，但從英文顧名思義，是否它主要的用途本來就是為了脫靶仍能起作用，而不是為了直接命中呢？設計一個具有很高命中概率的導彈是很費錢的，但用一個能在一定脫靶距離內發揮作用給目標造成較大損壞的大型戰鬥部，所需費用卻比較少。這是目前的一般趨勢，通常稱作戰鬥部匹配。比如，如果戰鬥部有效殺傷半徑為5米，而一導彈系統的制導精度卻能保證脫靶距離僅為1米，生產這樣的制導系統就是個浪費，是無意義的。

戰鬥部的基本類型
　　
現在裝備的攻擊空中目標的戰鬥部有若幹種類型，已在第七章中細述。這裏將討論若幹基本特性加以補充。
　　
爆轟戰鬥部
　　
無外殼的炸藥裝藥同樣可以產生爆炸，但出於一些明顯的理由，必須把炸藥裝在外殼裏。由於爆炸作用的效果，與爆炸沖擊波傳播的介質有關。如發生爆炸的地點海拔越高，空氣越稀薄，則爆炸效應也即相應地越小。在30,000米高空要產生與海平面同樣的爆炸效果，炸藥裝藥量需增加一倍。爆轟戰鬥部的裝藥外殼通常很薄也很輕，只能提供很小的破片殺傷效應。因此，很明顯，爆轟戰鬥部的允許脫靶距離是相當小的，特別是在高空，而其裝藥與彈殼重之比卻為5：1左右。爆轟戰鬥部有內、外型之別，其區別之一就在於兩者的目標效果不同。內爆轟型戰鬥部用於射進目標而且在目標內部爆炸；外爆轟型戰鬥部則在目標外部爆炸，在靠近目標處起作用。爆轟戰鬥部實現其目標效果全在於它產生的超壓，這一超壓先以正相沖擊波開始，繼之以較短暫的負相沖擊波，見圖9.2所示。



爆轟的沖擊波效應隨距離增大而下降很快。圖9.3表中指出在距炸點不同距離處達到同樣破壞效果所需炸藥的重量。

圖9.3　距離和炸藥重量的關系

距炸點的距離	產生同一效果所需的炸藥重量
10米	10公斤
20米	80公斤
30米	270公斤

表中列舉的關系雖不十分精確，但也可從中看出，在高空作用時即使爆轟戰鬥部僅脫靶幾米遠，要使戰鬥部有效其尺寸也需相當大。
　　　　
殺傷戰鬥部
　　
由於爆轟效應有局限性，下一個考慮的就是殺傷型戰鬥部，即將炸藥裝藥引爆後將破片拋向目標。這種戰鬥部發源於常規彈丸是自然破片形的，而且它的形狀和剖面最初的確也與常規彈丸相同，就象一個裝在圓筒架子上的一般彈丸或炸彈。由於發射加速度低。它可對戰鬥部的終點效應大做文章，因為圍繞炸藥裝藥怎樣配置金屬本來就有多種方式。設計人員已將戰鬥部從自然破片型(自然破片就是炸藥裝藥爆炸時金屬殼體自然產生的破片。)改成成本效能更高的破片類型；預制破片或可控破片戰鬥部。就是在殼體金屬上預先刻槽或將一些單個破片用樹脂粘結一起放在薄容器內。另一種破片系統是在殼體內以若幹金屬長桿圍繞炸藥裝藥，長桿可以分立也可頭尾相連，焊接在一起。之所以采用這種戰鬥部，是因為雖然穿透空中目標比殺傷人員更需大的破片，但以長桿側向命中目標造成的破壞更大。然而分立的單根金屬桿的空氣動力穩定性差，會在飛行中翻滾，有很多是以尾端撞擊目標的。通常很少采用這種分立式長桿型戰鬥部，而頭尾焊連的長桿型戰鬥部則比較成功，使用較多。其他種殺傷戰鬥部也有裝小球、方塊或各種空氣動力外形好的物體做破片。
　　
戰鬥部破片散布模式
　　
最理想的情況是所有破片都指向目標，現在已能部分地做到使破片射束在規定的寬度內散布。利用戰鬥部外形變化(圖9.4)可以在一定程度上控制破片射束的散布寬度。



當然破片寬度的配置還必須與導彈對目標的接近角度綜合在一起考慮。
　　　
空心裝藥
　　
這種攻擊方式已在本書其他處詳述，在這裏只需將空心裝藥對空中目標與裝甲目標的不同技術要求予以對比，見圖9.5。

圖9.5　對空中目標和裝甲目標的空心裝藥技術要求的比較

	裝甲目標	空中目標
錐形藥型罩錐角	40°～60°	90°＋
錐形藥型罩口部直徑	125毫米	200毫米
藥型罩材料	銅	鋁
藥型罩厚度	2毫米	12毫米
射流類型	短而細	長而粗

上表所列對兩種不同目標空心裝藥的數值不同，這是因為攻擊空中目標需有較長行程的射流(考慮脫靶距離)，而用鋁制藥型罩則是為增大射流進入空中目標內的燃燒效應。一般地說，輕質材料的藥型罩用於攻擊輕質材料目標，而高密度材料藥型罩則用於攻擊裝甲目標。攻擊裝甲的空心裝藥其“炸高”約為彈丸口徑的四倍，但考慮對空中目標會有脫靶距離，故其藥型罩的“炸高”要大得多。
　　
其他類型戰鬥部
　　
還有許多其他類型戰鬥部，其中有些戰鬥部見第七章。
　　
戰鬥部的位置
　　
與常規武器不同，由於圓頂雷達罩、探測裝置和其他一些要求，導彈的戰鬥部不是也不可能總放在導彈前端。這在一定程度上影響戰鬥部的結構，特別是影響戰鬥部的重量和形狀。現在有人提出：如果導彈能直接命中目標，是否還需要戰鬥部？這個問題也許值得考慮。

小結
　　
對於攻擊空中目標，目前的想法是將兩種武器混合裝備使用，即用發射速度很高的小口徑常規火炮攻擊低空目標，而用導彈攻擊各種目標。設計一個對空中目標毀傷概率很高的導彈既困難又費錢，除非脫靶距離很短，而且截擊位置不變。目前所做的大量工作都是為增加戰鬥部的殺傷能力，但看來更有利的途徑可能是縮小脫靶距離和使用比較簡單的戰鬥部。 　        
     
        
   
      
      

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第十章　運載彈(或稱母彈)

引言
　　
大多數武器系統均采用多種彈丸用於各種專門目的。在第六章中已討論了殺傷爆破彈，本章將討論其余各種彈丸，統稱為運載彈。雖然它們種類很多，但總是按下述四種方式之一進行工作。一般地說，運載彈丸是憑借其載荷在目標上產生所要求的效應，而彈體只是作為運載工具使用。
　　
歷史發展
　　
1804年出現的球形彈大概是人們使用的第一種運載彈，可能由於其中的小彈丸和火藥混在一起在發射時發生了反應(由於小彈丸與火藥磨擦生熱引起火藥爆炸)，這種彈丸很容易早炸。1854年，勃克斯爾上校建議將小彈丸(或稱金屬子彈)以一層隔膜與火藥分開以減少早炸問題。後來球形彈體被長彈體取代，其外形已大致與現代彈丸相似。圖10.1為球形與長彈體彈丸示例。



這種彈丸裏的小彈丸，過去和現在都用於殺傷人員，而且還用於切割鐵絲網和對空射擊。彈體最初用鑄鐵制作，很久以後才改用鋼彈體。在設計出現代運載彈以前，還使用過其他種運載彈，如在薄壁金屬筒裏裝入小彈丸並填充上泥或沙子用以殺傷人員。圖10.2為這種彈的示例。值得註意的是這種彈的現代品種稱為榴彈筒(或榴霰彈)。



工作方式
　　
運載彈有四種基本工作方式：爆破、底拋，前拋和底泄。
　　
爆破
　　
爆破式運載彈通常采用標準殺傷爆破彈體，其斷面形狀也與之相同，但其中除炸藥外還裝有其他物質。這種彈靠撞擊目標發火，最理想的應該是與殺傷爆破彈具有相同的射程，它裝有起爆引信與少量炸藥相連，從而在撞擊目標時通過小量炸藥的爆炸炸開彈體，將內容物體拋射出去，其基本結構見圖10.3。但以後在結構上明顯地有多種變型。



底拋
　　
這是最常用的結構形式。顧名思義，可知是按底拋原理工作，即在彈丸飛行中將其載荷從底部拋出。由於其彈體與標準殺傷爆破彈彈體不同，射程也無需和殺傷爆破彈一樣。對於這種彈丸，重要的是要有一個圓柱形內腔和強度較弱的彈底，保證有效地噴射或拋出裏面的物體。彈底是用圓底板封蓋並用螺釘或剪切銷固定，也可以直接用短螺紋擰上。還可用其他方法固定底板，但都必須在發射時有足夠強度，且在彈丸需要炸開時便於靠其內力將裏面物體拋出，圖10.4為其示例。由時間引信點燃引爆炸藥裝藥後，靠彈丸內腔中的壓力將裏面物體拋出。這些物體開始拋出時沿彈道運動，稍後即適當散開。如有必要還可用爆破裝藥的火焰再點燃裏面的物體。



前拋
　　
前拋式運載彈的結構在工作原理上與底拋彈相似，只是裏面的物體從前端拋出。這種彈丸在其彈體的圓柱體部分前端有一較脆弱的部位，來自時間引信點火藥室的火焰向下穿過中心管點燃起爆藥盒。現代運載彈一般都不采用整個前拋式結構，但有些采用了前拋與爆破相結合的改進形式。
　　　　　
底泄
　　
按底泄方式工作的運載彈，一般只適用於作為坦克炮和迫擊炮之類武器的發煙彈。發煙劑通過位於彈體底部的點火藥和延期裝置由發射時發射藥氣體的熱量點燃，在目標上經彈底泄孔泄出煙霧。底泄式運載彈示例見圖10.5。



彈丸類型
　　
爆破發煙彈
　　
爆破發煙彈裝有白(黃)磷(WP)，當彈丸被其中少量炸藥炸開時白磷自燃。炸藥裝在彈丸中心管內，四周裝填白磷。早期的爆破運載彈只裝一炸藥爆炸管，用以炸開彈丸頭部。典型的爆破發煙彈見前面圖10.3，下面圖10.6是坦克炮用裝有彈底引信的爆破發煙彈。

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爆破彩色發煙彈
　　
爆破彩色發煙彈在其彈帶前部裝有由季戍四醇即太安炸藥(PETN)、石蠟和染料組成的混合藥柱，其中染料是為了使炸煙具有紅色或桔色效應。在該藥柱後還有用石蠟和染料組成的藥柱。在彈丸前端引信後面有炸藥柱，以它爆開彈丸並引燃發煙劑。這種彈丸通常用於以彩色炸煙指示目標，圖10.7即為爆破彩色發煙彈。



底拋發煙彈
　　
底拋發煙彈使用可以預先裝定時間的“時間－著發引信”。彈體內裝有三個或者更多的發煙罐，發煙罐在彈丸飛行中被拋出。發煙劑通常為六氯乙烷，它一點燃即與氧化鋅作用而成氯化鋅，大氣中水分可增強發煙劑的發煙效果。彩色煙幕是靠添加適當的染料、糖和氯酸鉀獲得的。發煙罐可一端封閉或兩端都封閉，並以一中空管點燃。發煙罐的長度不得小於0.8倍該罐直徑，否則在拋出時會堵住或在拋出時翻個。各種發煙罐的詳細情況見圖10.8所示。在拋射裝藥下面設計了一個隔板有利於拋射裝藥在發煙罐被拋出前達到一定的壓力，中心孔則供火焰通往每個容器。調整拋射裝藥的數量和粒度即可改變拋出的壓力和時間。來自拋射裝藥的火焰先點燃由薄呢料制的套管，套管點燃後延及套管裏裝的點火藥。在這裏使用點火藥是必要的，因為六氯乙烷很難點燃。如果沒有點火藥要使發煙罐達到正常發煙速度須延遲10～20秒鐘。典型的底拋發煙彈及其工作原理見圖10.9。





爆破型與底拋型發煙系統的比較
　　
這兩種發煙運載彈的比較見圖10.10附表。爆破發煙彈由於反應產生的熱量使煙霧形成很快，適合在緊急情況下使用。它另外還附帶有燃燒效應，可對人員起殺傷作用。不足之處是反應熱量過大，容易發生柱狀效應，除丘陵地外對其他地形都不利。過去裝的白磷發煙彈不受用戶歡迎，但用現在的裝填技術和密封技術生產的發煙彈。泄漏事故已極少發生。為了形成緩慢而持久的煙幕，底拋型發煙彈可能是最合適的，但它的發煙罐不應散布過廣。發煙罐外形平直有利於觸地時不被埋入地裏，除非是撞及軟土或雪地。但若撞到巖石或硬地面時可能跳飛。

圖10.10　爆破發煙彈(白磷)與底拋發煙彈(六氯乙烷)的性能比較

爆破式和底拋式發煙彈的比較表

	爆破型(白磷)	底拋型(六氯乙烷)
1．迅速產生煙幕	是的	不是的
2．發煙持續時間長	不長	長
3．煙霧呈柱狀	是的	不是的
4．在軟質地面的效果	埋入地下效果減弱	埋入深雪中
5．著發引信(可避免時間引信誤差和不用裝定延期)	是的	不是
6．與殺爆彈射程一致	是的	如果殺爆彈呈流線型很難一致
7．在彈丸著地處發煙	是的	發煙罐在硬地面或斜坡處會跳滾。
8．第二種效應	有燃燒效應	無
9．與大氣濕度無關	是的	不、有關
10．生產的經濟性	較貴	便宜
11．貯存安全性	泄漏後有引起火災的危險	安全

            
底拋照明彈
　　
作戰時往往需要在目標或戰場上空照明，這一要求可通過拋射一個由降落傘懸掛的照明炬實現。降落傘多裝在彈丸底端遠離拋射裝藥處，通常用兩個鋼質半圓瓦保護以免在發射時受後座力損壞，這兩塊半圓瓦還能加強照明彈內部的剛度，使照明劑承受住彈丸的旋轉。降落傘材料是防火的，在降落傘吊索與照明炬之間用球狀關節連接以防吊索纏住打結或扭在一起。這種照明運載彈發出極明亮光度的燃燒時間約為一分鐘。圖10.11為照明運載彈示例及工作方式。



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其他底拋彈丸
　　
還有一些其他類型按正常方式工作的底拋彈，包括宣傳彈、雷達回波彈、燃燒彈和照明彈等。宣傳彈內裝若幹小型紙頁，在空中炸裂後任意散落到地面。雷達回波彈內含成千個鋁箔、銷、釘等，炸裂後懸浮在空中以反射雷達波。雷達回波彈還用以幹擾敵方雷達，也可供我軍氣象雷達作測距標記。燃燒劑載荷裝在鋼質或鎂合金容器內，用於燃燒目標。照明彈用於目視觀察還可作為夜間信號或用於目標指示。另外還有一些其他類型的底拋彈丸，其結構一般與標準的這類彈丸一致。
　　
殺傷運載彈
　　
最後必須提到的是攻擊人員使用的殺傷型運載彈。在本章前面提到的第一個運載彈是榴霰彈型的殺傷彈，很可能就是控制爆破彈破片大小的首次嘗試。在許多現代用於殺傷人員的地雷和某種引進的武器上用的爆破殺傷彈上也可看到類似結構。雖然英國的現代運載彈還沒有使用這種系統，但有一種卻采用了很早就提出的很古老的原理，這就是榴彈筒。它是在舊的筒式發射概念基礎上發展起來的，用於當部隊沒有裝甲車支援，且受到大量步兵威脅時進行反擊之用。它主要是近射程武器(射程最大為300米)，在薄壁金屬殼體內緊密裝填大量尺寸接近的小鋼珠或小鋼柱，彈體在炮口處破裂，內裝的鋼珠或鋼柱即以錐形束密集地向前飛射，見圖10.12示例。



最後，一種更新式的殺傷型彈丸就是所謂“蜂窩”型或“箭式”殺傷彈。由形如小箭的載荷組成，小箭從炸裂彈丸中向前拋出彈體。此彈裝有引信，可像榴彈筒那樣作為直接瞄準射擊火力，也可用於空炸系統。
　　
未來發展趨勢
　　
大口徑武器現正用來投送在彈體內有不同結構的小炸彈和小地雷，對人、裝甲車輛、運輸車輛和防禦工事等各種目標進行攻擊。但隨這類彈丸的發展，價格日趨昂貴，因此只能有選擇地使用它。它們的一些基本結構見圖10.13，彈體內可裝入球形體、立方體、似立方體、楔形體和滑行體等小炸彈或小地雷。 　



其他異型彈
　　
還有一些不一定是運載型彈丸，但可能會見到的其他種彈丸，簡述如下。通常以白磷爆破彈作為靶彈，將其發射至適當彈道高處可供高射火炮作目標用。
　　
各種練習彈可用於射擊精度訓練和彈著觀測，通常在爆破殺傷彈體內裝炸藥代用品。特制的空彈體經批準也可用於練習。
　　
自碎彈可用於對武器機構檢驗和彈丸裝填與在對射程無特定要求時的發射訓練。自碎彈多用鋼或膠木制成，重量與常規彈丸接近，但一出炮口即破碎。
　　
試驗彈是射入靶垛內用於驗收火炮、藥筒和發射藥的。試驗彈為平頭，失速很快並能回收。計算這種彈丸的外彈道必須留出適當余量。另外一種是試驗引信用的試驗彈，基本上是殺傷爆破彈，但裝的是重量合適的炸藥代用品，並有少量閃光劑以顯示炸點，其結構應使它在炮膛內有與裝備的爆破殺傷彈相同的加速度和動量。還有一種不常見的用厚紙筒作成的紙彈，內裝鋼砂，發射後在炮口破裂，用於調試炮架固定的火炮或坦克炮的後座機構。為達到與使用實彈相同的後坐效果，其長度和重量均應增加一些，以補償因紙的密度小和發射藥氣體漏氣而引起的後坐損失。最後一種是水彈，用途與紙彈相類似，但需在發射前裝水，其彈體很長，須分為二或三段以便於搬運。

小結
　　
運載彈品種很多，可提供部隊最多的、可適應各種目標、各種效應要求的彈種，這方面的進一步改進也是大有可為的，如可研制新的化學成分，延長照明彈的燃燒時間，進一步提高照明亮度等。總之運載彈是今後發展的重要領域之一。     .

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第十一章　引信

引言
　　
隨著彈丸的發展，生產引爆彈丸的裝置就變得必要了。大致是從16世紀起就開始使用較原始的引信，這些引信裝有碾碎的火藥、硫磺和硝石。起初，這些引信在射擊時由人手點燃，後來改由發射藥氣體點燃。到18世紀出現了時間引信，它有一個木塞，木塞空腔內裝有火藥。火藥緩慢燃燒並可在適當位置上切斷，即達到所需時間時終止燃燒，從而點燃彈丸內的爆炸裝藥。到19世紀中葉開始采用勃克斯爾引信，這是一大進展。該引信加工成木錐體，裝進彈丸內就象瓶子的瓶塞。大致與此同時，弗裏朋發明了木制觸發引信，彼特曼也發明了碰炸(著發)引信。此後，曾經設計、研制和使用過很多種引信，其中很多現已停止使用，但這些引信都采用了某些基本裝置，其中一部分將在本章討論。下面將介紹絕大多數炮彈、迫擊炮彈、地雷、某些手榴彈和煙火彈使用的引信。

對引信的要求
　　
引信是用於在正確的時間和地點引爆炸藥裝藥的裝置，必須保證該裝藥在存貯、搬運和發射過程中絕對安全，而且還要保證在需要時可靠地發火。總的要求就是安全和可靠，其次是符合標準外形要求。引信應該具有多種功能，而且應在戰場上易於裝定所需功能。這裏還應註意，導彈引信多為電子裝置，且其引爆炸藥的裝置是裝在一個與保險和解除保險機構不相連的地方。
　　
安全性
　　
英國設計的引信是屬於世界上最保險的一類引信，經試驗其防早炸性能現已達到很高的標準。武器中出現早炸，會使自己的部隊和設備遭受損失並有嚴重降低士氣的作用，因此凡是彈藥(特別是引信)必須從結構上保證在各種存貯、運輸和發射條件下是安全的。英國軍械部的“引爆系統設計安全準則”被推薦為引爆系統安全特性的設計基礎。
　　
可靠性
　　
對可靠性的要求，盡管不如安全性那麽嚴格，但是如果要保證彈丸正確而適時地發火，可靠性仍然是個重要要求。一般地說，引信結構越復雜則引信的可靠性越低，因此保險裝置和機構越多就越容易降低引信的可靠性。不論現代高性能武器對引信的安全要求如何，它的可靠性要求也達到很高的程度。設計人員必須全面地考慮武器的工作環境、粗暴的操作、振動、氣候和極限溫度等因素，除此以外，再加上生產中先進的測試和鑒定手段，才能生產出優質產品。

分類
　　
引信按下述三種方法進行分類：引信的安裝位置、作用及其裝藥。安裝位置是指引信安裝在母體彈丸上的部位，按傳統習慣這種分類法只與彈丸有關，包括彈頭引信和彈底引信兩種類型。炮兵用殺傷爆破彈多裝彈頭引信，而彈底引信多用於碎甲彈，見圖11.1示例。



制作者cdhyy註：原圖上“12英寸”明顯是個錯誤，改為“1.2英寸”。
　　
引信按作用分類最常用，即按其作用分為時間、近炸、擦炸、瞬發和延期等引信。從這種分類系統可分辨出引信包括的作用類型及各類引信的工作方式。最後一種是按它的技術形式分類，即按引信的裝藥或爆炸鏈類型分類。引信的能量輸出有兩種類型稱之為點燃輸出和引爆輸出。許多現代引信是多用途的，如“瞬發與擦炸”引信，“時間與瞬發”引信，其中大部分符合北約規定的標準尺寸和插入彈丸的引信腔尺寸。

作用在引信上的力
　　
作用在旋轉彈丸上的力也作用在和它配用的引信上。引信中所有部件，或相對於引信是固定的，或在一定範圍內運動，但其運動可根據需要以摩擦力或彈簧或兩者兼用加以控制或限制，主要根據發射條件下產生的各種力而定。這些力包括旋轉、加速、減速和有時在線膛火炮中因側向撞擊而產生的力，以及只是施加在地雷引信上的壓力。設計人員利用這些力即可提供能滿足引信基本要求的機械裝置。引信解除保險的過程乃是此類裝置在要求的時間按正確順序開鎖的過程。
　　
彈丸加速時
　　
加速時使引信部件向後移動。加速度很大時使零件產生後坐，加速度很小時則使之向後蠕動。
　　
彈丸減速時
　　
彈丸減速時以兩種方式影響引信。彈丸發射後由於前端有空氣阻力而後端已無發射藥氣體壓力，彈丸將輕微減速，從而使引信部件“向前蠕動”。當彈丸撞擊目標時突然減速，使引信部件“前沖”。
　　
彈丸旋轉時
　　
飛行時離心力與彈丸飛行軌跡線成直角，使引信中沒有被固定的部件向外運動。彈丸在膛內運動時，由於後坐力大，離心力通常不起太大作用，此時的後坐力足以產生相當大的摩擦力，可阻止動件從其後坐位置移開。
　　
彈丸側向撞擊時
　　
在已磨損的炮管中，彈丸的側向撞擊有時會對引信產生震動作用，使引信中未被固定住的部件從其後坐位置移開。這一現象並不常見，只要將此部件鎖定在“開”或“閉”的位置上即可解決。
　　
壓力
　　
壓力通常只用於接觸式引信上，如地雷引信。對靜止設置式的彈藥，壓力往往是設計人員唯一可用的力。

機械裝置
　　
機械裝置可分為下面三部分進行討論：支撐裝置、隔離裝置和發火裝置。
　　
支撐裝置
　　
支撐裝置至少須保證彈丸在離開武器前的安全，因此必須對撞針約束以防止它觸發炸藥鏈。使用剪斷銷和軸向定位銷(卡銷、卡套)等裝置屬於一級支撐裝置；而將離心保險珠與解除保險套筒合起來用這一類的裝置則屬於多級支撐裝置，見圖11.2。

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隔離裝置
　　
隔離裝置在炸藥鏈中提供可靠的隔離，防止發射中在引爆裝置偶爾發生事故時出現早炸。隔離裝置有兩種基本類型：延期隔離裝置和非延期隔離裝置，二者通常均稱為隔離裝置。非延期解除保險隔板中有一塊金屬滑塊或轉動塊，它阻止引爆管等爆炸物與傳爆管相通。延期解除保險隔板具有旋轉作用，先是在發射時起到隔離作用，隨即在適當時間使爆炸鏈對直並連通，其示例見圖11.3。



發火裝置
　　
發火裝置須保證引信可靠地發火，它有一個用以撞擊引爆裝置的撞針或擊針。這種裝置的異型結構之一是慣性塊，這是一種裝有引爆裝置的金屬慣性塊，其引爆裝置正對撞針；或相反是裝有撞針的慣性塊，其撞針正對引爆裝置。發火裝置示例見圖11.4。



其他引信部件
　　
除上述機械裝置外，引信還有完成整個爆炸鏈的各式各樣部件。這些部件包括起爆裝置(雷管)、炸藥塞、中繼藥柱(傳爆藥柱)和傳爆管殼。起爆裝置通常是個裝有一種或多種炸藥的容器。中繼藥裝在引信的連接通道內以保證爆炸鏈的連續性。中繼藥柱通常是用炸藥壓制成，其作用是加強火焰或延時。傳爆管殼與引信體分開裝在引信體後面，也可成為引信體的一部分藥室，傳爆管室內的炸藥將引爆系統與彈丸內的炸藥主裝藥或主藥室相連接。上述部件中的某些實例見圖11.5所示。



引信類型
　　
時間引信
　　
這種引信可在預定時間上發火，裝定時間可在彈丸裝膛前用手裝定或自動裝定。裝定過程就是使藥盤相對於引信體轉動，而轉動多少，可從刻在引信體上的分劃看出。時間引信有兩類，即藥盤時間引信和機械時間引信。藥盤時間引信依靠燃速恒定的壓制火藥環的燃燒，火藥裝在相鄰各藥盤的環形槽內，先燃燒一個藥盤，然後再燃燒另一個藥盤。機械時間引信的定時裝置為鐘表機構，可使引信在預選時間解除保險。很明顯，機械時間引信比藥盤時間引信準確，有取代的趨勢。這兩種引信示例見圖11.6。



著發引信(碰炸引信)
　　
著發引信在碰擊目標時或受嚴重阻滯時發火，還可設計成在碰擊後穿入一定深度才發火。用於這種引信的大部分機械裝置已在前面討論過。屬於這類引信的有直接碰炸引信(DA)即瞬發引信、擦炸引信或延期擦炸引信。還有其他叫法，如彈頭起爆引信和彈底延期碰炸引信等，但在英國一般不用後面這些名稱。直接碰炸型引信通常是發火最快的瞬發引信；擦炸引信稍慢一些；延期型引信發火更慢。對空射擊用引信一般多配有自毀裝置，其作用在於使彈丸脫靶時空炸而不致落地爆炸。瞬發引信示例見圖11.7。用於某些破甲彈的從彈頭向彈底傳火的“逆火式”引信，雖然嚴格地說不屬於這種類型，但它也是在引信碰擊目標時開始工作的，參見第八章。



時間和藥盤引信
　　
時間和藥盤引信是一種配有碰炸頭和碰炸機構組成的時間引信。
　　
彈底引信
　　
彈底引信也屬於著發引信類，當彈丸碰擊目標時，它依靠一個在固定擊針後的慣性體中的引爆管向前撞擊擊針(或相反引爆管固定而擊針向前撞擊)而發火。此種引信還可裝有延期機構，目前只用於碎甲彈，見圖11.8示例。



近炸引信(無線電引信，電子引信)
　　
近炸引信是一種自動定時的時間引信，當引信的發射信號按某一預定強度回收時引信即啟動並工作。現代近炸引信原來稱為變時引信，實際上是一個與機電裝置相連且自備電源的無線電收發綜合體，在距目標有最佳殺傷效力處爆炸，其示例見圖11.9。



電引信
　　
電引信雖無大多數引信中裝有的一些機械裝置或其他裝置，但也是完整成套的。電引信通常依靠流經導線的電流工作，導線連通某種電源。電引信示例見圖11.10。  



接觸式引信(壓力引信)
　　
接觸式引信即壓力引信，通常依靠目標與引信接觸時產生的壓力工作。它的工作方式是靜態的，因而結構比較簡單，目前主要用於地雷，其示例見圖11.11。



小結
　　
過去已經用過幾百種引信，其中很多現已停用或將逐漸淘汰。目前的趨勢是選用多功能引信以擴大使用範圍，並為用戶減少在戰場條件下出現問題。雖然仍在為引信部件尋找新材料，但目前的設計方向主要是引信的可靠性和降低成本。電子元件制造廠商已具有使元件微型化以適應現代線路組裝和焊接技術的能力，因而引信的可靠性已得到改善。重量也已減輕。毫無疑問，所有引信都有一個或多個本章提到的保險裝置，這對武器系統進一步提高性能越來越重要了。

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第十二章　迫擊炮用彈藥

引言
　　
最初，迫擊炮被用作攻城武器，可將彈丸曲射越過防禦工事攻擊火炮射擊不到的近距離目標。迫擊炮過去和現在都是滑膛武器，出現了線膛火炮後其重要性有所下降。到第二次世界大戰，迫擊炮又重新被當作塹壕戰的重要武器，以後迫擊炮的基本結構很少改變。迫擊炮是一種簡單武器，通常為滑膛，按預定彈道將彈丸射入空中。但現在它已不再象過去那樣便宜和簡單了(雖然搬運還比較簡便)，在設計武器和彈藥方面已變得相當復雜。迫擊炮和一般火炮的主要區別在於對後坐力的吸收方式不同。迫擊炮的主要後坐力經底盤直接傳地，而一般火炮則靠後坐系統吸收後坐力。

武器特征
　　
為了徹底了解迫擊炮彈藥，必須對那些影響其彈藥設計的迫擊炮的主要特性有所了解。雖然迫擊炮已在本叢書第2冊詳細介紹過，本章僅介紹一些基本特性還是必要的。
　　
　　　　
裝填方法
　　
英國部隊使用的所有迫擊炮均為炮口裝填，而某些國家也有後膛裝填的(在此不加討論)。炮口裝填簡化了結構，可使炮管和炮閂很容易連接；但對彈丸的設計卻帶來不利影響，因為彈丸與炮口之間須留有足夠間隙才能使彈丸迅速地落入炮膛，而在發射時彈丸與身管間又要能保持相當的閉氣性。
　　
　　　　
炮管類型
　　
炮口裝填系統的炮管一般均為滑膛，因線膛炮管將使炮口裝填操作復雜並拖長裝填過程。滑膛炮管比線膛炮管薄，因而重量也輕。英國的迫擊炮全部使用滑膛炮管。
　　
　　　　
工作壓力
　　
迫擊炮是一種要求重量輕且便於攜帶的武器，因此，它的工作膛壓必須比一般火炮低。使用很輕的發射裝藥藥量滿足短射程要求，即以較輕的發射藥量提供用高射角射擊所需的推力，達到最遠的近距離支援步兵的射程要求。
　　
　　　　
發射應力
　　
由於發射時炮管內膛壓較低，作用在迫擊炮及其彈藥上的應力也相應地比一般火炮及其彈藥上的低，因而迫擊炮彈丸彈壁可較薄，這有助於改善彈丸破片性能和減輕彈重。較低的膛壓和不旋轉彈丸，為引信設計卻又帶來了問題，特別在保險機構設計方面。
　　
高射角射擊
　　
在高射角射擊時，迫擊炮彈在空中飛行的時間較長，因而同一門迫擊炮先後發射的若幹發炮彈甚至會同時在空中飛行。另外，由於高射角射擊迫擊炮彈落角較大，有利於提高破片殺傷效果。
　　
　　　　
穩定性
　　
滑膛武器必須用尾翼穩定彈，不能用旋轉穩定彈。這就對彈的設計提出了一些問題，要求彈的尾翼在發射過程中絕不能被損壞或扭曲。

彈藥結構
　　
迫擊炮彈可視為全裝彈，因為彈丸與發射藥裝藥合在一起一次裝填。裝填時，迫擊炮彈中包括戰鬥部、發射藥裝藥和點火尾管，而發射後炮膛可完全空出以待裝下一發炮彈。由於發射後不存在抽筒和退筒問題，迫擊炮發射速度可以很高，這是迫擊炮的一個重要特點。標準迫擊炮彈如圖12.1所示。迫擊炮彈的彈種包括殺傷爆破彈、發煙彈和照明彈。其他彈種，如在彈體上裝鐵鉤鉤住鐵絲在發射時當做拉火線，這種彈過去曾生產過，但現已停用；還生產了練習彈和教練彈供訓練和教學用。目前，英國迫擊炮系統僅有51毫米和81毫米兩種口徑，已取代了早先曾使用的2英寸和3英寸迫擊炮。



彈藥結構的改進
　　
迫擊炮彈的一致性比一般火炮彈丸差，其因素主要是迫擊炮彈閉氣性不良、彈重公差和彈丸尺寸公差較大、尾翼容易變形、發射裝藥結構較差並且普遍地產品質量欠佳所致。
　　
閉氣性不良
　　
閉氣性不良是因為迫擊炮彈在沿炮膛運動時無法有效地使發射藥氣體實現閉氣。一發具有緊配合公差的迫擊炮彈，在裝填時很難既方便又迅速地沿炮管直下。迫擊炮彈的導帶在最大直徑處進行了加工，雖能在一定程度上改進其閉氣性，但不能完全解決，特別是將“小”炮彈與已磨損的“大”炮膛相配時更無法解決。迫擊炮彈還須在各種溫度下裝填，這就使問題更為復雜。現代迫擊炮彈大多有一個可膨脹的塑料閉氣環，裝彈時閉氣環在彈體的槽內與彈體齊平，發射時在發射藥氣體作用下向外膨脹而實現良好的閉氣性。這種閉氣環在彈丸離開炮口後一般自行脫落。
　　
公差
　　
重量、重量分布和尺寸的公差較大，是迫擊炮彈被視為粗陋結構的必然結果。在戰爭中迫擊炮彈的消耗量很大，在第二次世界大戰中曾生產並發射過數以百萬計的鑄鐵迫擊炮彈。為降低生產成本，迫擊炮彈的公差很寬，加工量也往往是維持在最低水平上。出於同樣理由，其同心度公差也偏大，從而使整個武器系統精度降低。現代迫擊炮彈彈體的加工公差已縮小，彈尾部件的公差也較嚴，保征了彈尾與彈體同軸——但成本當然增高。
　　
尾翼變形
　　
尾翼變形是因將尾翼裝到尾管或尾桿上的加工方法而引起的。過去使用的辦法是把尾翼成對焊接到尾管上，這很容易使尾翼不正和不對齊。在裝填前尾翼也可能損壞或彎曲而降低精度。若尾翼脫落則更無精度可言。圖12.2是早期的尾翼結構。



現代迫擊炮彈多為整體尾翼，即將尾翼與尾管合成為一個金屬件(見圖12.3)。

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裝藥結構
　　
裝在尾管內的基本藥管用紙卷成，頗象獵槍彈筒。藥管表面塗有清漆，但一受潮或弄濕將會膨脹，因而影響其性能。附加藥包(對51毫米迫擊炮不適用)，發射藥包裝在圓筒形賽璐珞袋裏並用螺旋形彈簧裝到尾管上。主要是由於彈簧擦傷，賽璐珞藥袋會開裂而撒藥，但不易發現，結果是產生近彈。圖12.4為這種裝藥系統示例。



現代迫擊炮彈的藥筒結構，包括一個以螺紋擰到尾管上的基本藥管鋁質管體，以及幾個卡在尾管上用賽璐珞制成的馬蹄形附加藥包。圖12.5為現代迫擊炮彈的裝藥系統示例。



破片性能
　　
除上述有利於現代迫擊炮精度和彈著一致性的結構改進外，其終點效應也有所改進。由於早期鑄鐵迫擊炮彈易產生大塊破片，其中只有一部分是最佳尺寸殺傷破片，剩下的都是一些作用不大的破片和大量碎屑，殺傷效果不大。采用現代炸藥和改善彈體材料之後，現代迫擊炮彈的破片更有效，終點效應也更一致。小型迫擊炮彈現用薄壁彈體，其內面貼上一圈帶切口的鋼絲繞成的線圈，從而得到預定尺寸和形狀的破片。
　　
引信
　　
迫擊炮彈引信和其它引信一樣也須遵守引信設計的安全準則。但由於用滑膛炮射擊不存在離心力，因而常使用“長行程”定位銷以利用慣性力。迫擊炮彈引信通常多使用保險銷以防止過早地解除保險，只是在裝填以前才拔出。迫擊炮彈引信其外型的空氣動力性能不佳，但對亞音速的迫擊炮彈其影響不大，遠不如對超音速彈丸嚴重。

新老迫擊炮彈的比較
　　
圖12.6表示新式和老式迫擊炮彈的比較。新式迫擊炮彈的彈形更適合空氣動力要求，且炸藥裝藥量也增加了。新式迫擊炮彈雖然成本增大兩倍，但畢竟從第二次世界大戰時期的粗放型面積殺傷效果轉變為比較復雜，精度和成本效能較高的迫擊炮彈，其終點效應及射彈散布與近距離支援野戰火炮差不多。



迫擊炮彈的類型
　　
英國部隊現役使用的迫擊炮彈有若幹種，包括殺傷爆破彈、發煙彈、照明彈、練習彈和教練彈等。它們在結構上有所不同，簡述如下。盡管內容是以81毫米迫擊炮彈為主，但對其他結構不同的迫擊炮彈也有所涉及。
　　
殺傷爆破彈
　　
殺傷爆破迫擊炮彈體多用可鍛鑄鐵制成，加工精細。在彈體頭部和尾端均有內孔和螺紋，分別裝入口螺(螺紋套管)和尾端部件。彈體上加工一環形槽作為閉氣環座槽。閉氣環用塑料制成，而口螺(螺紋套管)則用鋼或鋁合金制成。尾端部件以輕合金擠壓成形。這種迫擊炮彈的炸藥裝藥一般用RDX／TNT(黑索金／梯恩梯)，其爆炸鏈與後膛彈丸相似。發射藥裝藥由基本藥管和六個附加藥包組成，藥包數量可根據射程要求增減。
　　
發煙迫擊炮彈
　　
發煙迫擊炮彈與殺傷爆破迫擊炮彈相似，只是在尾部有臺階以便識別。發煙彈裝白磷，用引信引燃後即發煙。
　　
照明迫擊炮彈
　　
照明迫擊炮彈彈體分兩截，分別裝照明炬和降落傘。引信沿彈道在預定時間引爆炮彈而使彈體分離，拋射出照明炬和降落傘，然後降落傘開傘，照亮需要照明的地區。
　　
練習用和教練用迫擊炮彈
　　
練習用和教練用迫擊炮彈均供訓練和教學應用。

小結
　　
迫擊炮仍然可能是步兵局部火力支援的主要手段，而采用更為精確完善的武器和彈藥，更肯定了這一點。現代的迫擊炮武器系統比老一代有更遠的射程和更高的精度與效能。.

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第十三章　輕武器彈藥

引言
　　
輕武器彈藥通常包括用於機槍、卡賓槍、步槍和手槍等口徑小於15毫米的彈藥，但也有分類法則指40毫米口徑以下的彈藥。輕武器彈藥一般都是全裝彈(圖13.1)，有時也稱槍彈或子彈，二者所指相同。



發展歷史
　　
輕武器彈藥大約於黑藥傳入後於公元1320年問世，但經過500年之久，使用滑膛槍的士兵仍然是分別地將子彈、發射藥和底火裝入武器內。直到19世紀出現了雷汞和底火火帽之後，才使組合式彈殼結構的應用成為現實。最主要的改進是在後來采用金屬子彈殼以後才實現的，這使輕武器的許多方面得到改善。但采用金屬子彈殼也增加了彈重，還增添了諸如抽殼與退殼等部件，使武器結構復雜化。而目前，彈藥設計人員又在試圖回到原來的想法上，又在研究生產無子彈殼槍彈了。
　　
子彈(彈頭)的發展更為復雜。首先出現的是短粗而且初速小的子彈，口徑約10～15毫米。1880年，為減少鉛彈對槍膛掛鉛，出現了帶外殼的鉛彈丸，即以較堅固的金屬外殼包住鉛芯(圖13.2)。外殼現稱彈頭殼。後來，英國和德國的槍彈口徑越來越小，直到小於0.303英寸(8毫米)，但彈頭殼卻更厚了，因為要防止彈芯向外崩出。由於槍彈口徑減小，人們認為會影響它的“制動能力”因而采取了若幹糾正措施，例如設計可在軟目標上展開或壓扁的子彈。印度達姆達姆兵工廠負責人切掉了標準子彈的彈尖以改進彈丸對人殺傷的“制動能力”，但是這種子彈已由1900年海牙公約宣布禁用，規定只能用於對付“野蠻”敵人！？目前存以著一種不斷減小槍彈口徑的趨勢，從而也減小了彈藥的重量和容積。許多國家現正采用5.56毫米口徑彈藥，其重量比口徑為0.303英寸彈藥的一半還小。



輕武器彈藥的結構
　　
影響槍彈(全裝彈)的因素
　　
要使射擊準確，必須使槍彈有高速度，而高速度則相應地要求有盡可能高的設計膛壓。此外，為達最大射程還應盡可能提高彈丸維持速度的能力，可是槍彈又不能太長，後坐力也不允許過大。同時速度的增大一般必然使發射藥裝藥重量不成比例地增加，而且不可避免地子彈殼也要增大尺寸。這些都是互相矛盾的因素。
　　
很明顯，槍彈的重量和大小必須適中，只有這樣才能使士兵攜帶合理數量的彈藥。另外，槍彈經受粗暴操作和適應不同環境的能力，也是對其結構設計上的一項要求，但從輕武器彈藥的通用尺寸和普遍接受的發射速度來看，這並不是一個容易解決的問題。
　　
安全性和可靠性也是結構設計上的另一重要問題。對槍彈安全性和可靠性的試驗是在惡劣的氣候和環境條件下以很高的發射速度進行持續射擊。
　　
影響子彈的幾個因素
　　
討論這些因素的目的，在於增大子彈的射程和精度，並使子彈對目標具有最大殺傷力，同時盡量減少武器的磨損。
　　
增大射程取決於：改善子彈頭外形以減少空氣阻力；增大飛行穩定性；減少偏轉和增加發射藥裝藥。
　　
提高射擊精度取決於子彈生產的穩定性，從而使各發彈的彈重、尺寸和對稱性盡可能一致；而減少子彈出槍口時的偏轉和保證子彈在飛行全過程中的穩定性，也都是重要的。

子彈頭的特性
　　
子彈頭有兩種，即實心子彈頭和裝藥子彈頭。實心彈頭用於殺傷和穿甲；而裝藥彈頭主要是裝曳光劑和燃燒劑。子彈頭一般均無彈帶，靠彈頭殼嵌入膛線而旋轉。標準子彈頭主要由彈頭殼和彈頭殼包住的鉛合金彈芯組成。彈頭殼材料通常為銅鎳合金或鍍金屬的材料，因為這些合金延展性好且不易掛膛。彈芯為鉛銻合金，它使彈頭具有適當的重量和穿透能力，並在發射時使彈頭腰部鼓脹，有助於彈頭殼嵌入膛線。
　　
槍彈的飛行穩定性可以通過後移彈丸重心得到改善，即在鉛合金彈芯前面用輕質材料制成尖頭部。這種輕質材料包括增強紙質材料、鋁、增強纖維和塑料等。
　　
為減少空氣阻力，子彈頭部圓弧的半徑應大於彈徑，即其卵形部的弧半徑應比子彈口徑大，如達到八倍口徑時阻力最小，效果最好。如子彈的速度超過聲速，彈尾須加工成流線型；但對速度高達600米／秒的線膛步槍子彈，這種彈尾卻難於使子彈實現令人滿意的鼓脹，因而有損其射擊精度。因此步槍子彈頭一般多為圓柱形彈尾，而機槍子彈頭則為流線型彈尾。
　　
穿甲用子彈頭除使用韌性鋼或鎢基金屬制做彈芯外，其他與一般子彈頭相似。穿甲槍彈和一般槍彈都在彈頭尾部有一圈滾花槽，為的是使子彈頭被彈殼卡緊。
　　
裝藥子彈內裝曳光劑或燃燒劑：曳光劑在發射時點燃；燃燒劑則在撞擊目標時點燃。還有把曳光劑和燃燒劑結合使用的子彈，用於觀察和指示彈著。各種子彈示例見圖13.3。

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子彈殼
　　
在輕武器系統中，子彈殼起重要作用。對子彈殼的要求包括：以恒定的力卡緊子彈頭、有閉氣作用、可容納並保護發射藥和點燃系統。子彈殼還可使子彈頭置於膛內一定的位置上並起到定心作用，以利於退膛並防止藥室、槍機表面和擊針被火藥氣體腐蝕。
　　
子彈殼一般用黃銅制成，有時也用銅鎳合金、鍍銅料、鋼和塑料。
　　
現代高性能輕武器需用較多的發射藥，因此子彈殼直徑通常都比子彈頭大，這樣才能在長度合理的子彈殼內裝下發射藥。子彈殼的前端須收口以卡緊彈頭，子彈殼與彈頭的連接方式見圖13.4。  



子彈殼殼體稍有坡度有助於退殼操作，相應地也有助於提高發射速度。但象手槍一類射程不遠的武器，對其速度和壓力要求不高，故裝藥量相當少，因而其子彈殼殼體幾乎是平行的無坡度。圖13.5表明高速與低速的全裝槍彈。



武器的裝彈和退殼機構以及如何裝入點燃系統，都影響子彈殼底緣結構。圖13.6為已生產的若幹種子彈殼底緣形狀。  



由於有緣子彈殼在自動武器中不如無緣子彈殼有效，因而失去了通用性。這是因為有緣子彈殼在彈倉中裝彈不當時，其突出底緣容易卡住下一發彈丸。目前最普遍采用的是無緣子彈殼槍彈，而半無緣式子彈殼和彈帶式無緣子彈殼在英國很少見到。
　　
輕武器槍彈的點火方法一般是利用武器槍機中的擊針擊發裝在子彈殼底部且內裝少量敏感炸藥的小火帽，這種擊發使火帽和火臺之間的敏感炸藥受到擠夾作用，因而發火引燃。它產生的火焰和高溫固體顆粒穿入子彈殼即點燃發射藥裝藥。槍彈使用的點火系統有三種，即整體火臺、分離式火臺和靠子彈殼底緣發火的點火系統等二種，見圖13.7。



整體火臺指火臺是子彈殼的一部分；分離火臺是火臺與火帽組裝成一體。底緣發火子彈殼主要用於0.22英寸彈藥，無需火帽和火臺，直接將點火藥裝在彈殼底緣內側。

子彈殼的制作
　　
子彈殼均用黃銅薄板沖出餅狀後再經深度拉伸制成。拉伸分若幹道工序中間經過一次或多次退火，最後一道退火工序——可使高速槍彈的子彈殼從殼頸到底緣逐漸增加硬度，對於低速槍彈子彈殼則使之從頸部到底緣硬度均勻一致。高速槍彈在殼頸部較軟；為的是使殼頸在火藥氣體作用下能迅速膨脹以保證閉氣，而子彈殼底部較硬則有利於抽殼和抵擋發射藥氣體的後向壓力。
　　
火帽和子彈殼配合的松緊度很重要，配合過松火帽會在發射時受壓脫落。可用下述辦法之一把火帽配裝到彈殼上：壓配合可用於空包彈和槍榴彈等低膛壓彈殼上；環鉚是最常用的方法，即在彈殼底上鉚出一圈小翻邊包住火帽的周邊；鉚齒狀粗邊是環鉚的一種特殊類型，專用於試驗彈等高膛壓彈丸；點鉚，即在彈殼底部沿火帽周邊點鉚三、四點。

輕武器用發射藥
　　
發射藥已在本書其他章節介紹過，因而在此處只著重介紹輕武器彈藥中發射藥的一些特殊要求及某些細節。由於輕武器射擊周期較短，而且通常發射速度較高，故其發射藥必須速燃，且藥粒應很細。現用的片狀藥或短管狀藥，因火焰溫度很高，容易腐蝕槍管。硝化纖維單基槍藥，如英國帝國化學工業公司尼奧奈特(Neonite，專利名稱)一類發射藥，則對槍管磨損較少。常用的硝化纖維單基發射藥的含氮量為12.6％至13.4％。偶爾也可采用某些有更高能量的發射藥，但他們大多腐蝕性較大，會縮短槍管壽命。用於作槍藥的其他類型發射藥還有片狀多孔性藥粒、巴裏斯太藥、迫擊炮發射藥、諾貝爾尼邁特(Nemite)槍藥和諾貝爾尼奧奈特槍藥等。

起爆藥
　　
起爆藥是一種對撞擊敏感的混合物，與用於底火火帽等其他起爆部件的起爆藥相似。槍彈起爆藥曾經用過雷汞，後來添加氯酸鉀以增加火焰和產生熱固體顆粒，再後又添加硫化銻以增強火焰和提高溫度。盡管碰炸點火系統迄今已使用一個多世紀，但是還沒有發現有哪種單一的炸藥能滿足輕武器起爆系統的全部要求。有些槍用火帽現在仍然沿用上述成分，稱為A1起爆藥，但是現代火帽多用VH2起爆藥，後者含有斯蒂芬酸鉛、特屈拉辛、硝酸鋇、矽化鈣、過氧化鉛和硫化銻。

槍彈(全裝彈)的類型
　　
各類輕武器彈藥示例見圖13.8，並附若幹簡註。



無殼輕武器彈藥
　　
研究無子彈殼彈藥以大大減輕全裝彈重量，並非新工作，早在1891年就提出過一個德國專利，稱為“將金屬彈頭殼向後延長以容納發射藥的一種子彈”。在第一次世界大戰中，由於銅短缺且價格昂貴，因而另行研究其他材料如鋼、塑料和鋁等作彈殼材料。第二次世界大戰中德國開始研究無殼彈藥，曾生產過9毫米毛瑟火箭子彈和幾種無殼型彈藥，但其中沒有很成功的。美國開始卷入這一項目是因為常規彈殼的研究設計已無出路，於是企求於無殼彈藥這一解決辦法。目前普遍認為必須研制出新式樣的武器彈藥，亦即使用無殼彈藥的武器本身也必須重新設計，而不能用現行武器發射無殼彈藥。不用昂貴的黃銅彈殼，彈藥成本可降低30％，重量可減輕50％。目前，無殼彈藥的研究工作仍在若幹國家進行，試圖尋找解決辦法，但研究工作受到很多問題的困擾，例如點火火帽的位置、點火火帽如系不完全燃燒類型則怎樣抽出未燃盡的部分、如何保持內彈道性能的一致性和膛內裝藥的烤燃。以及瞎火時如何退出子彈頭等等。
　　
毫無疑問，使用無殼彈藥今後必將實現，上述所有問題也必將得到解決，由此即可減輕士兵的負重。

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第十四章　手(槍)榴彈

引言
　　
手(槍)榴彈是個小炸彈，就象一個能用手投、槍射或用其他投擲工具投擲的彈丸一樣。手(槍)榴彈可內裝炸藥進行殺傷或反坦克，也可內裝某些化學藥劑以實現發煙、照明或發信號等目的。早期的手榴彈只用於投，常常有像尾巴一樣的木柄；有的拖一條帶子增大投擲距離和提高投擲精度。一旦拖的帶子纏住了投擲工具，帶子就會很快脫落。不論是過去還是現在，手(槍)榴彈都有很多種專用於不同目的的樣式，英國部隊使用的只不過是其中很少幾種。

結構
　　
典型的現代手榴彈如圖14.1所示。它由殼體和起爆系統組成，起爆系統裝有保險裝置和延期裝置(原來稱為點火部件、起爆裝置，有時也叫引信)。它還有一個引爆管(雷管)或以火焰點燃的起爆雷管和裝藥。裝藥可以是起殺傷作用的炸藥；也可以是起屏蔽或指示作用的化學藥劑；還可以是起信號或縱火作用的煙火劑。用於驅散群眾的所謂“防暴”手榴彈也屬於化學裝藥。大部分非殺傷型手榴彈的名稱也可象炮彈一樣稱之為運載手榴彈，只是這種手榴彈的類型相當少。為了手(槍)榴彈的有效性、可靠性和所需的終點效應，手榴彈的裝藥必須與殼體匹配。另外，由於手榴彈通常都是由人攜帶的，故其結構務必不可危及戰士的人身安全。



操作
　　
手榴彈引信通常由擊針、保險把和延期裝置組成。引信通常裝有保險銷(環)，保險銷(環)由投擲者或投擲裝置拔出。保險把控制擊針，除非打開保險把，否則擊針不工作。準備投擲時，投擲者先拔掉保險銷(環)，但手榴彈和保險把仍握在投擲者手中，保險把並沒有打開。投擲時保險把脫手飛離，擊針即撞擊起爆藥而發火，隨之開始延期，延期終結時手榴彈即按設計要求爆炸。圖14.2表示引信擊針系統。



投射
　　
手榴彈投擲距離有限，因而要采用一些不同的投擲手段以增大投擲距離。老式槍榴彈裝有一長鋼桿，插入步槍口後發射，但此法後坐力太大，槍管磨損也極快，另外還有其他一些缺點，不受歡迎，現已停用。過去還采用過專門的槍榴彈投射器，但這實際上為步兵另增加了一套武器，也未獲得推廣。滑膛擲彈筒是另一種可使槍榴彈取得更大射程的手段，它是一個裝在步槍上的短筒，其射程大小可通過改變步槍射角或利用改變發射藥氣體曳出速度的氣門進行調整。還可以使用與槍管膛線配合的線膛擲彈筒，但配用的槍榴彈也須相應地有預刻膛線槽的彈帶。此法投射精度較高，但也有問題，例如使用的槍榴彈大小受到限制，槍榴彈較大則發射時步槍有可能被扭曲。另一可行的簡單投擲法是在步槍前端加連接套管，所用的槍榴彈在靠近其端部有一空心尾管，投射時將尾管與投擲套管相接，尾管即變成此投擲系統的槍管。最後一種更新穎的槍榴彈投射裝置是子彈頭推動型，即與槍管相連的槍榴彈尾管被步槍射出的標準子彈射入，槍彈動能傳給槍榴彈，推動它射到所要求的距離。這些投射系統使用的某些槍榴彈示例見圖14.3。



手(槍)榴彈的結構設計
　　
有許多因素影響手(槍)榴彈的結構，手(槍)榴彈的目的是將最大的載荷盡可能準確地投送到預定距離處，但很明顯，彈重和投擲距離都受限制。不論是手投還是槍射，其重量受到對投擲者或步槍強度的制約。殺傷面積受手榴彈炸藥和金屬殼體的影響，在某些情況下還要求有保護投擲者的保護措施，因而還受保護投擲者的限制。有些國家采取的辦法是將手榴彈分為攻擊型與防禦型，前者主要產生爆轟效應，殺傷面積有限，對投擲者無需保護措施；後者殺傷面積較大，投擲者必須位於掩體後面。理想的手榴彈是可以在上述兩種情況下兼用。
　　
其他的結構設計要求是使用安全、可靠，防水及性能穩定等等。

手(槍)榴彈類型
　　
殺傷手榴彈
　　
殺傷手榴彈是一個由內面帶刻槽的金屬殼體或是內含帶刻槽的金屬線的薄殼彈體，內裝有炸藥，當引信引爆時產生速度約為1000米／秒的破片，造成傷亡或破壞的手榴彈。另外一種英國目前已不用的手榴彈是爆轟手榴彈，只依靠炸藥的爆轟效應。可兼用於破片殺傷和爆轟效應的手榴彈如圖14.4所示，其中破片和爆轟的兩部分可彼此分開，因而這種手榴彈既可用於進攻又可用於防禦。



反坦克手(槍)榴彈
　　
大部分反坦克手(槍)榴彈都使用空心裝藥，以便在重量和大小都受到嚴格限制的條件下使手(槍)榴彈具有最大的穿甲效果。圖14.5為英國部隊使用的94號槍榴彈，乃是最新一代反坦克槍榴彈。該彈以在槍管前端裝套管的步槍發射，所用彈殼內裝有巴裏斯太發射藥，槍榴彈前端裝有瞬發反點火式引信，它點燃位於空心裝藥底部的雷管。該槍榴彈的最遠射程約為300米，但遠距離時命中率不高。目前坦克裝甲很厚且形狀復雜，用如此大小的槍榴彈對付現代裝甲能否有效，值得懷疑。



運載型手(槍)榴彈
　　
這種手(槍)榴彈可裝入各種裝填物，包括白色或彩色發煙劑及防暴亂用刺激性氣體。有些國家還使用照明劑、燃燒劑和其他裝填物。
　　
目前傾向於縮小手(槍)榴彈尺寸，以減輕士兵的攜帶重量。圖14.6反映了這一傾向，從正規的83號手(槍)榴彈演變為新式的“米地”型手(槍)榴彈。



發煙手榴彈以白煙遮蔽目標；而彩色煙則用以指示目標，有藍、綠、紅、黃等色。
　　
防暴亂手榴彈可產生刺激性煙霧從而驅散“暴亂群眾”，煙霧既不持久也無傷害。
　　
發射手(槍)榴彈用的擲彈器(發射裝置)
　　
擲彈器有兩種主要類型。一種是供戰車使用而裝在車上的，這種擲彈器原來是為保護車輛本身而設計的，可提供持續時間很短而快速形成的煙幕，但現已發展到用於控制暴亂。另一種是肩扛的炮口裝填用手發射的擲彈器，每次一發。圖14.7為這兩種擲彈器示例，使用它們可發射多種手(槍)榴彈。



環形翼手榴彈
　　
為爭取達到更高的精度，正研制一種流線型(中空)圓環形手(槍)榴彈。這種空氣動力性能良好的發射物可在飛行中產生升力，從而保持彈道低伸又無須增大初速，因而射程可更遠。
　　
多用途手(槍)榴彈
　　
最理想的情況是手榴彈能一彈多用。法國已研制出一種既可手投又可發射的手榴彈，無論是進攻還是防禦它都適用。

小結
　　
手(槍)榴彈現在仍然是彈藥中的重要組成部分。盡管它的結構本來很簡單，但由於現代戰爭要求和從安全考慮，手(槍)榴彈的結構已采用某些復雜技術。現代材料和技術的應用已使手(槍)榴彈的性能更為有效，成本效能也提高了。由於控制暴亂的需要，在手(槍)榴彈的產品系列中現在又增加了一個新的重要品種。  

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第十五章　地雷

引言
　　
從其彈藥含義來說，地(水)雷是一種可置於地面或地下以毀傷敵方人員和物資，也可漂浮在水面或接近水面的水中，甚或系在水下以摧毀或阻止敵人艦船裏面裝有炸藥的一種容器。這一定義包含各類地(水)雷。通常地(水)雷按其攻擊目標或使用的環境分類，如殺傷地雷、淺水雷、反坦克地雷等等。有時也按其結構特征分類，如音響水雷、壓力雷和非金屬雷等等。
　　
本章只討論陸地作戰使用的地雷中的一些主要類型，如反坦克地雷和殺傷地雷。
　　
地雷的一般特性
　　
組成部件
　　
地雷的主要零部件包括外殼、引信、爆炸鏈和主炸藥裝藥系統。這適用於除化學地雷等特種地雷以外的所有地雷。
　　
外殼是整個地雷組合件的容器，其形狀、大小就像制作其外殼所用材料一樣都是非常重要的。在任何使用地雷的環境中外殼都必須保護其內容物，而且還必須相當堅固，足以經受人工或機械搬運時的碰撞或磨損。
　　
引信是使地雷能正確識別出在地雷上面的是哪一種目標並在適當時機將發火沖量傳到起爆裝置(雷管)而使地雷給予目標以最大破壞的一種機械裝置。地雷引信即可是簡單到像殺傷人員地雷用的腳踩觸發壓力引信，也可是極其復雜的多傳感器全寬面攻擊引信。後者還可裝入遙控、自行失效或自毀元件，它通常由一個發現目標用的傳感器、一個保險與解除保險裝置和一個使起爆裝置(雷管)發火的起動器組成。
　　
爆炸鏈是將雷管起爆後經傳爆藥增強再傳至炸藥主裝藥的一種手段，然後再由主裝藥攻擊目標。攻擊目標既可依靠空心裝藥化學能產生的爆轟效應，也可依靠炸裂地雷外殼破片的動能，或者由一種特殊的裝藥結構如米日內－夏爾丁裝藥或其他種碟形裝藥所生成的錐形桿體(參見第八章圖8.25)的動能。

地雷的性能要求
　　
殺傷力
　　
地雷要達到目的必須有足夠的殺傷力，否則不但無用而且還會從戰術上帶來嚴重後果，打擊我軍士氣和部隊對我方武器、設備及彈藥的信心。另一方面，地雷殺傷力也不宜過大。一個殺傷地雷如果把人炸碎，與只斷其部分手足相比，前者比較浪費。因為兩種情況同樣均可使傷員喪失進一步作戰能力，但後者更為便宜，且可給敵人醫療上增加負擔。
　　
敏感度
　　
地雷引信必須相當敏感才能對其選定的正確目標產生反應，但也不能過於敏感，否則會對不合適的目標爆炸。通常對壓力引信要求的起動壓力，對殺傷地雷為8～50公斤，對反坦克地雷為200～250公斤。
　　
安全性
　　
地雷必須存貯安全，運輸安全，鋪設安全和在解除保險進入戰鬥準備時安全。地雷如果在存貯中變得不穩定而處於起爆狀態，或在解除保險過程中及運輸過程中不小心失手落地而處於起爆狀態，都決不允許再配備部隊。需要清除雷區時，這些地雷對我方部隊也應是安全的。
　　
易於鋪設
　　
地雷必須易於解除保險又易於鋪設，這一方面與引信結構的作用有關，一方面也與引信形狀和大小有關。如英國MK7型反坦克地雷的鋪設需專門的操作才能使地雷解除保險，既乏味又費時間，因而使之采用機械布雷也是很困難的。然而，英國的條形地雷，只用一根保險桿就能解除了保險，非常容易鋪設。
　　
可靠性
　　
當適宜目標越過時地雷必須發火。如地雷發生故障不能工作，或其自行失效或自毀機構不可靠，則應立即棄置不用。若地雷鋪設在潮濕地帶或水中等不利環境下，至少六個月內仍應可靠地起作用。
　　
對抗反措施的能力
　　
地雷必須有盡可能大的對抗犁翻、掃雷、輾壓和爆炸的超壓等反地雷措施的能力，還必須能對抗地雷探測器並能裝上防搬動裝置，以防敵人人工探雷或挖雷。
　　
偽裝
　　
地雷的偽裝視地雷的大小、形狀、顏色、制作材料及鋪設方法等而異。地雷尺寸應力求小些以利隱蔽——通過偽裝或埋設，而且還應小到從空中或地面不容易看出機械布雷的埋設痕跡。
　　
有利於後勤供應
　　
地雷及其包裝容器應力求節省運輸費用，這反過來又要求地雷具有經濟的外形和最小的重量，當然應以能實現所要求的效果為前提。
　　
存貯
　　
英國地雷的設計使用壽命為10至20年。這意味一個地雷可在各種不同環境下運輸和存貯多年後再埋設而不失原有的可靠性。與其他常用於訓練的彈藥品種不同，裝有炸藥的庫存地雷平時很少交付使用。
　　
成本
　　
地雷的使用量很大。一個現代化裝甲師在戰鬥開始時可能需要反坦克地雷和殺傷地雷各約十萬個。地雷可以按使用者要求力求完善，但問題在於成本。由於預算有限，要求越完善則地雷越少。因此降低地雷成本非常重要，但不能以犧牲其安全性和可靠性為代價。地雷的成本不僅與設計和制造有關，而且還與檢驗、運輸與存貯有關。
　　
延期解除保險
　　
延期解除保險通常采用簡單的定時裝置，它要求地雷在鋪設後延遲一定時間才解除保險，從而保證布雷人員在地雷解除保險之前有充分時間離開，此時間可從15秒至40分鐘不等。這種延期解除保險方式多裝在可撒布雷的地雷中；在任何需要這個裝置的遠投或空投的地雷系統中，或在布雷車噪聲或其他信號作用下就能引爆的地雷起爆系統中，也都需用這種裝置。這種定時裝置可以是機械型，也可以是機電結合型。
　　
自行恢復保險
　　
地雷的自行恢復保險功能有助於地雷在戰鬥中使用的靈活性，因為它可使地雷在鋪設後經過一段規定時間自動地恢復保險，有利於反攻擊，且可排除最後清除地雷時的危害。大約只需經過四天，原布雷地域就很少可能仍然符合戰術需要了。自行恢復保險時間可長可短，短的可以小時計，長的則可以若幹星期計。短期自行恢復保險裝置通常采用電子裝置，因為現代微電路的有效性日增，又能做到耐用、可靠和準確。長期的自行恢復保險裝置可以很多方式制成，但用電子引信時可利用控制電池電壓衰減的辦法，也即使電池長期放電，待放完電地雷引信就不再起作用。自行恢復保險可采取多種形式，如使引信失效和使爆炸鏈中斷，甚至還可使地雷自毀。最後一種辦法可確保地雷不能再危害原鋪設人員。遠投地雷一般都設計成具有自毀能力。
　　
遙控
　　
在布雷地帶必須留有空隙作為後撤通路，而空隙的關閉常常是困難又危險的過程，但可設計一種遙控機構使在空隙處鋪設的地雷能在遠距離處控制它，而電子手段可能是實現遙控的唯一可靠辦法，但這種遙控裝置又可能遇到敵人的電子幹擾措施。不過這也可解決，只要以編碼信號向地雷發送，使敵人來不及進行電子幹擾。這種編碼信號既可使地雷通電又可使之斷路。也可用更復雜的可詢問地雷待用狀態的引信，但這種裝置要求每一個地雷都有信號發射器，故成本相當高。
　　
遙控恢復保險
　　
可以使我方坦克在通過我方布雷區時發出某些預定頻率的信號，使坦克下面及前面地雷中的電路在短時間內受激而使之失效，待坦克通過雷區後地雷即再次自動打開恢復正常狀態。

地雷特性小結
　　
任何一種地雷都可設計成有多種特性，但和其他設備一樣，最後如何確定還是要看成本。要求性能過多(見前述各種性能)，顯然將相應地增加地雷的成本和尺寸，並影響其長期可靠性。這是設計人員和用戶共同面對的問題。

反坦克地雷
　　
引言
　　
在一個裝甲車輛占優勢的戰場上，設置障礙物對作戰計劃起很大作用。天然障礙物不是總能有的，即使有也不一定能有效地制止敵人，因此必須以人工障礙物加強。人工障礙物有多種形式，如溝渠、塹壕、鋼筋混凝土結構物、打滑劑和多孔軟性材料障礙物等。但最通用而且在戰場上增強天然障礙物用得最多的障礙物，還是反坦克地雷。作為一種反坦克武器，地雷的長處是可以攻擊坦克要害部位(底部，也即“軟腹部”)。事實上，反坦克地雷集中攻擊的部位，主要就是坦克履帶和坦克腹部裝甲。



坦克履帶與地面接觸，寬度通常為500～700毫米。坦克腹部裝甲較薄(約20～30毫米厚)，距地面高度約為400～500毫米。目前還沒有特別著重於防止地雷攻擊的裝甲車，大多數坦克裝甲通常都著眼於防備常規直射武器的攻擊，因此將裝甲主要配置在坦克正前方，其次是炮塔和車身兩側面。

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反坦克地雷的類型
　　
反坦克地雷通常按其攻擊坦克的方式進行分類。攻擊裝甲車輛的履帶或輪子的，稱為“履帶切斷雷”。只攻擊車輛腹部而其攻擊面寬度不足以切斷履帶的地雷稱為“腹部攻擊雷”。最後一種既攻擊腹部又攻擊履帶，通常就是腹部攻擊雷，但更正確的名稱應是全寬攻擊雷。這種全寬攻擊雷往往是履帶切斷爆轟雷，但在引爆後又能攻擊坦克腹部；也可能是裝有足夠炸藥的腹部攻擊雷，可產生充分的爆轟效應以切斷履帶。圖15.2為典型的反坦克地雷示例。



路旁地雷
　　
另一種反坦克地雷叫路旁地雷。這種地雷鋪設在敵人坦克可能前來的進攻路線一旁，靠引發米日內－夏爾丁碟形裝藥或空心裝藥擊穿坦克側甲板。另外的替代攻擊辦法是用現有反坦克火箭或槍榴彈從遠處固定火力點射擊。
　　
反坦克地雷炸藥裝藥
　　
大多數反坦克地雷的大小決定於地雷的炸藥用量，或決定於其鋪設或投放方法。炸藥用量決定於攻擊方式。爆轟地雷至少需2.5至3公斤炸藥才能可靠地切斷坦克履帶和傳動輪。空心裝藥地雷使用的炸藥裝藥量可少些，用這種地雷攻擊坦克通常由於投放方式限制而必須采用較小地雷，實際上只適用於攻擊坦克腹部。米日內－夏爾丁碟式裝藥地雷使用的炸藥量比爆轟地雷少，尺寸也比爆轟地雷小，因此削弱了對坦克履帶和傳動輪的攻擊能力。
　　
反坦克地雷引信
　　
履帶切斷地雷使用三種引信：一次沖擊引信、二次沖擊引信和抗幹擾引信。
　　
靠壓力工作的一次沖擊引信是最簡單的方式，它依靠目標的履帶或輪子壓力而工作。引信或引信的傳感元件通常裝在地雷頂部，靠簡單的垂直加壓產生位移而工作。對這種引信即便是簡單的幹擾手段也容易使它受影響，但它很便宜。世界各國普遍使用的大多數反坦克地雷引信都屬於這種類型。
　　
二次沖擊引信是用來對付簡單的掃雷壓輥的，在受到第二次沖擊時它才起爆。掃雷壓輥壓過地雷時是第一次沖擊；坦克本身壓過地雷時才是使引信引爆地雷的第二次沖擊。如果坦克未裝掃雷壓輥，則坦克的第一個負重輪加壓即是第一次沖擊，而隨後的負重輪加壓即將地雷引爆。
　
防干擾引信是用來對抗手工挖雷或掃雷器等裝置對地雷的機械挖掘的，掃雷器可裝在坦克前端。
　　
為保證腹部攻擊地雷和全寬攻擊地雷對坦克的破壞效果最大，設計了若幹種專用引信。直立式斜桿引信就是一種最簡單的全寬攻擊引信，斜桿直立在地雷外面，當此桿被坦克車體或履帶碰斷或碰彎時，地雷稍經延期即爆炸。延期是為了使坦克在地雷上繼續前移一小段距離。
　　
另一種引信是水平觸須式引信。觸須由四根細絲或軟管組成，沿引信徑向伸開，彼此相隔約90°。當兩根相對的觸須同時被跨越而過的坦克履帶壓過，地雷即爆炸。
　　
感應引信是被目標的某種特性而不是靠與目標實際接觸或直接壓力而觸發的。感應引信可因目標的熱量、地面震動、聲或磁等特性而觸發，也可由於反射雷達波束或激光束而觸發，或是由上述一種以上的特性復合而觸發。
　　
路旁地雷使用的引信可有多種觸發方式，目前一般用拉／絆索、易斷絲或易感絲等方式。其他更先進的觸發形式包括電觸發機構、遮斷紅外線光束觸發機構，以及綜合上述各種方式的觸發機構等。
　　
河川雷
　　
荷蘭研制過一種河流及溝渠用雷，它由一個傳感器組件和引信組成，引信起爆地雷。傳感器組件放出一個起動浮子(即誘餌)，當一個遊過來、潛水過來或涉水過來的坦克接近浮子時，浮子即起爆在它下面的地雷。

殺傷地雷
　　
引言
　　
殺傷地雷的作用是殺死或重創敵方步行士兵，有些殺傷地雷也可毀壞車輛輪胎。殺傷地雷的使用方式很多，它可以與反坦克雷區配合以防止步行士兵穿越和偵察雷區或手工排雷，並可攻擊從被擊毀的車輛中下來的坦克乘員。殺傷地雷還可用來阻止敵人步行通過一些估計可能通過的道路和特殊地區，例如城市狹窄街道和林區。它們也可以圍繞步兵陣地設置防護性布雷區，形成局部防禦。特別是將地雷或地雷群不規則地埋沒或在對敵人有吸引力的地區埋設，其騷擾作用特別有效。但這些地雷必須仔細地記錄和控制，否則對反攻擊的我方部隊或居民卻會造成巨大損害。

殺傷地雷分類
　　
單兵殺傷地雷
　　
單兵殺傷地雷只用於殺傷敵人單個土兵，其殺傷面積有限。最理想的情況是使敵步兵腿部受傷，但效果有時難以預料。單兵殺傷地雷又分為地面鋪設式和可撒布式兩種。地面鋪設式單兵地雷的埋設或定位應是仔細計劃的布雷方案中的一部分，雖然埋設工作費時而單調，但對地雷的位置和數量可嚴格地控制和記載。圖15.3為典型的單兵殺傷地雷，即英國埃爾西和丁巴特兩種殺傷地雷。埃爾西地雷有一小型塑料殼，腳踩入地後裝入小的空心裝藥即成為待炸地雷。丁巴特地雷為爆轟型，其大小如皮鞋油盒。可撒布型地雷專供車輛或直升機快速布雷，通常不埋入地下而以其較小的尺寸不為人註意，或以其上下表面的偽裝布片隱蔽。由於撒布落地時不能保證雷體擺放正合適，所以這種地雷一般都是爆轟型。這種地雷很小，很難在地面上發現。英國的別動隊員地雷是典型的撒布式單兵殺傷地雷，可用發射器無規則地撒布到60～100米遠處。

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密集殺傷地雷
　　
密集殺傷地雷是一種以通常的爆炸作川達到攻擊目的的大型地雷，以爆炸推動諸如鋼球和短鋼柱等預制破片而殺傷密集人群，殺傷距離可達100米。密集殺傷地雷又分全向任意型和定向型兩種。前者通常在距地面一定高度處爆炸，可裝在架上，或雖整個地埋在地下但其中心部分先由柯達型發射藥射到距地面一米左右高處，然後由定時器或按在上面的拉線引爆。這種地雷通常由腳踏開關或絆索觸發。另一種定向型地雷是一種裝有預制破片並按指定方向炸飛的地雷，美國M18定向殺傷霰雷即其一例，它將700個鋼球限定在90°弧內從地雷爆出，殺傷半徑達50米。定向型地雷利用絆索操作或按操作人員指令起爆。

小結
　　
殺傷地雷有嚴重的缺點，不但鋪設時危險，排雷時也非常困難和危險。除非引信中有可靠的自爆或自行恢復保險機構，地雷會在多年內威脅和危害居民，但這一特點幾乎在所有殺傷地雷設計中均被忽視。在朝鮮戰爭中，殺傷地雷傷害自己部隊多於使敵方傷亡；在越南，澳大利亞部隊埋設的地雷反被越南遊擊隊取出圖15.4別動隊員撒布式單兵殺傷地雷及其撒布工具而對付美國人、南越人和澳大利亞人。殺傷地雷(實際上包括各類通用地雷在內)，都必須認為是一種雙方可用的雙邊武器，只有在嚴格控制的條件下才可使用，而且使用地雷的地區應詳加記錄並對自己一方公布。  



布雷方法
　　
地雷的鋪設方法很多，可人工或機械鋪設；可由行駛車輛在地面鋪設；還可由直升機、火炮、火箭、迫擊炮和投雷器等遠距離撒布。
　　
人工布雷
　　
人工布雷是鋪設地雷的一種傳統辦法，雖緩慢而繁瑣，但不失為可成功地偽裝雷區的最好辦法，多用於騷擾性布雷或小型保護性布雷區。在地雷或地雷引信不允許機械化布雷時，也必須利用人工布雷。人工布雷很費時間，這一點在考慮采用這個方法時必須註意。
　　
機械化布雷
　　
用機械化布雷裝置可以把地雷鋪設在地面下。為此機械化布雷裝置須先用圓盤犁破開地面，然後用雙面犁排土，再用一種裝置使地雷引信解除保險(可能是一組人)並以布雷槽將已解除保險的地雷按要求間距放入壟溝，最後用括板推平地面，恢復原狀。
　　
地面布雷
　　
地面布雷也可由機械化布雷裝置和配有布雷槽的一般車輛進行。此法相當快而且靈活，可取代埋設法，在夜間即使坦克停車也難發現。如果時間允許，地面布雷還可在以後挖出。但地面布雷也有缺點，例如，挖松的地面失去了天然彈性，坦克越過地雷時，張緊的履帶不能使引信隔膜簧回到原位，因而當同一坦克的第二個或繼後的負重輪越過地雷時不能使復式沖擊引信起爆，即第二次壓力不起作用，除非後繼的車輛再次越過同一地雷。塑性地雷則可能被坦克履帶壓碎。
　　
此外，還可用直升機布雷。此法從表面看很可取，實際上它載雷有限，而且由於布雷槽的裝雷速度跟不上，布雷間距一般是很大的，除非飛得很慢。因此，直升機布雷由於其航速緩慢到猶如步行，且緊貼地面飛行，很容易受傷害。
　　
遠距離撒布地雷
　　
用於遠距離可撒布的地雷都很小，可由飛機、炮彈、火箭或短程迫擊炮彈等撒布。用上述發射手段發射的地雷，不但必須很小(否則裝不進運載彈丸或火箭內)，而且還必須很結實(否則承受不住發射時很高的加速度和觸及地面時的撞擊壓力)。如美國M718 155毫米口徑子母地雷彈，裝有九個很輕的對坦克腹部攻擊的動能地雷。

反地雷措施
　　
引言
　　
反地雷措施包括旨在使地雷失效、毀壞、破裂或使地雷暫時停用等任何一種措施，既可通過人工的或機械的排雷來實現；也可通過抗炸裝置、炸藥或以電子裝置對裝有感應引信的地雷等進行引爆的方法使地雷爆炸來實現；還可采用以泥土或泡沫塑料掩埋地雷的方法。
　　
人工挖雷
　　
人工挖雷是排雷的傳統辦法，恐怕也是排除非金屬地雷並使之失效的唯一可靠辦法。但這也是一種緩慢和危險的作業，對小型和易於隱藏的現代非金屬殺傷地雷更是如此。排雷作業可分為探測和排除兩個步驟。
　　
探測
　　
人工排雷時，既可用插桿或刺刀手探，也可用地雷探測器。使用插桿探測地雷較慢，但比較安全，不過有些地雷所用引信對金屬插桿很敏感，或者一搬動就會引發地雷。現用的地雷探測器是按低頻感應和電阻抗原理工作，只能探測金屬地雷或在結構上金屬部件比例較大的地雷。這種探測器對完全是非金屬的地雷無用，甚至還會觸發某些感應引信。
　　
排除
　　
發現地雷後即予以標誌並繞行，以後再拖出或摧毀。有些地雷引信可能會裝有防動開關，因而使排雷工作變得非常危險。應再次指出，排雷是很費時間的任務，例如，以現有的地雷探測器和插桿的功能進行這項工作，一個30人的排雷分隊在無月光黑夜打開一條長120米寬8米的通道，需6小時。
　　
機械化排雷
　　
最簡單的機械化排雷方式是犁式排雷器。用此種排雷器犁開坦克履帶前面的泥土、將泥土和泥土中的地雷推到一邊。目前仍在使用的此種排雷器有蘇聯的KMT－4和KMT－6。這些掃雷器用梳齒叉將地雷扒出地面，再用斜刮板把地雷推離履帶經過地帶。在華沙條約國家部隊中廣泛使用KMT－4和KMT－6排雷器。
　　
在標準坦克上裝排雷器會使坦克的駕駛和傳動離合器等機構受到強大應力，而這種應力又由於碰到石塊或樹根變得更大，它們和梳齒叉扭纏在一起迫使排雷器滑出地面或使發動機停車。此外，這種排雷器還可能被深埋的地雷損壞，或者因深埋而使排雷器越過而不觸及地雷，還可能因地雷裝有防動引信而損壞排雷器，但這些也只會損傷排雷器而不會對其後的坦克造成危害。排雷坦克還可能被從排雷器梳齒梳漏的裝有感應引信的腹部攻擊地雷損壞，或被裝有斜桿引信的地雷損壞。對裝有斜桿引信的地雷，坦克可在前邊裝鏈條或格柵，從而使坦克在其腹部越過地雷之前即觸發地雷爆炸。

用抗炸裝置使地雷爆炸
　　
排雷的最基本方式是以沖擊或大重量碾壓使其爆炸，這可通過掃雷裝置、壓輥或其他抗炸車輛實現。
　　
掃雷車是從1941年以馬蒂爾達坦克改裝的男爵掃雷車開始的，而以謝爾曼坦克作基體的蟹型掃雷車最為有名。這種掃雷裝置裝有一個壓輥輪，壓輥輪上的鋼索或鏈條系有43個重砣。掃雷裝置裝在車輛前面，並以來自發動機的動力高速旋轉，掃雷時車輛的運行速度為1.5公裏／小時。這種掃雷方式並不能百分之百有效，而且有可能對裝有二次沖擊引信的地雷無效。
　　
關於壓輥輪的大小，小的約1/4噸，有若幹個裝在車輛前面的傳動鏈上；大的是單輥輪，直徑達8英尺 [ 譯者註：原文如此 ] ，重3.1噸。最著名的壓輥是目前華沙條約國家部隊使用的壓輥輪，這些壓輥輪先裝在T54及T55型坦克上，目前與T62型坦克掃雷裝置聯用。壓輥輪的不足之處是過於笨重，非常嚴重地降低了坦克的越野性能，而且還會對裝有二次沖擊引信的地雷失效。但它們的抗炸性較好，而且無需專門訓練人員，因此，經常被用來引爆雷區邊界的頭排地雷以探測雷區邊界，然後用犁式排雷器清除雷區的剩余部分。



關於能抵抗地雷爆炸的特種履帶車輛，英國和美國曾在不同時間進行過試驗，這可能是目前以部隊可接受的工作速度進行探測，並能引爆所有類型反坦克地雷的唯一方法。但迄今全世界還沒有任何部隊裝備了這種遙控的或人工操縱的抗炸車輛。

用炸藥爆炸引爆或擊毀地雷
　　
火箭布放的炸藥軟管
　　
大多數地雷都對在其附近的炸藥的爆炸敏感，爆炸可觸發地雷或直接炸毀地雷。能達到上述目的辦法之一就是用火箭發射一條炸藥軟管橫跨雷區，然後引爆軟管，以其爆轟作用在雷區開辟通道。英國“大毒蛇”就用這種辦法在雷區開辟一條180米長、8米寬的通道。
　　
燃料空氣炸藥
　　
對雷區也可用燃料空氣炸藥爆炸產生的具有很高超壓值的爆轟沖擊波引爆埋在地下的或放在地表上的地雷。燃料空氣炸藥裝在迫擊炮彈或火箭彈內，或裝在用直升飛機投放的或火箭發動機推動的子母戰鬥部內用火箭發射時，載運火箭的車輛可布署在靠近雷區前沿處，然後將火箭炮彈射入雷區，其各發間距約十米左右。從理論上說，裝在火箭炮彈或迫擊炮彈中的燃料空氣炸藥，足以引爆半徑為10～25米圓區域內的任何地雷。
　　
只可惜用火箭發射的炸藥排雷裝置對發射條件很敏感，而且要準確地將炸藥軟管對正所要求的方向也很困難，其精度隨側風和其他氣象條件的影響而下降。另外還有些引信具有抗爆轟能力，對它們的主要要求是較長的沖擊時間而不是爆炸時產生的急劇增大的壓力。沒有任何一種用爆轟清除地雷區的方法是完全可靠的，因此，在實踐上爆轟掃雷多與犁式排雷裝置配合使用。

用電子手段使裝感應引信的地雷爆炸
　　
對以感應引信引爆的地雷，也可使其受幹擾而引爆，因此，對用地震感應引信或磁感應引信的地雷，可以用人工方法產生與目標(坦克)相同的地震或磁信號以引爆在坦克前方的地雷。此外，還可采用與艦船去磁相同的技術降低坦克的磁特性，使其不足以引爆地雷。

用泥土或多孔軟性材料覆蓋地雷
　　
地雷也可用泥土或多孔軟性材料加以覆蓋，使車輛通過雷區時不致觸發引信。這樣，用推土機在疑為雷區的地面上堆集大量泥土即可覆蓋雷區，但這是嘈雜而費時的工作，實際上只在後方雷區清除工作開始時或者只企圖使雷區暫時失效時使用此法。另一種辦法是用膨體聚氨酯多孔(泡沫)材料覆蓋疑為雷區的地區。這種多孔材料不但可覆蓋地雷因而頂住坦克的向下壓力，或覆蓋殺傷地雷因而頂住腳踩壓力，而且還可把斜桿引信的斜桿鎖定在直立位置上而不引爆(只要斜桿伸出地面有足夠高度)，但多孔材料不能阻止易於折斷的斜桿引爆在它下面的地雷。這種使地雷暫時失效的覆蓋方法的缺點是它需要用大量生產多孔材料的化學原料，而且在敵人觀察射擊和突擊的條件下完成雷區覆蓋很不容易。目前，用多孔材料覆蓋雷區還需有一定的硬化和塑化時間，因而布置多孔材料的車輛前進速度緩慢。

雷區
　　
地雷，特別是反坦克地雷，很少單獨使用。它們的最有效使用方式是布成若幹個雷區以遲滯敵人裝甲威脅力量並使之轉移方向。盡管地雷本身是一種可直接摧毀坦克的有力武器，但地雷及雷區對自己部隊的最大優越性卻在於能誘逼敵方裝甲部隊進入易由我方用直接瞄準火力射擊的地區。駛入雷區的坦克縱隊即使其前衛坦克裝有排雷犁，其通過速度也會受掃雷坦克的限制，每小時只不過4－8公裏，正好是反坦克火力的良好目標。當然，這是假定在各種情況下雷區都在直射反坦克火力的瞄準和射擊範圍內為前提的。
　　
在理論上，雷區的構成是由它的效能——也即所謂阻遏能力(對於任何特定雷區的地點都是必要的)決定的，這種阻遏能力則取決於地雷和引信的類型以及布雷的排數，即取決於可用的地雷數量、可利用的時間和可用的布雷方法。
　　
雷區的分類
　　
為規劃雷區，雷區還可再分為戰術性、防護性、虛假性和幹擾性四種雷區。戰術性雷區用於誘敵轉向所設的聚殲戰場上，並在限定的時間內抗拒敵方占領雷區地帶。防護性雷區是小型雷區，由非工程兵兵種布雷，只用於自身局部防護。虛假性雷區，顧名思義，只不過是做些標誌和障礙物欺騙敵人，實際上並無地雷。最後一種是幹擾性雷區也是小型雷區，用於遲滯和瓦解敵人部隊，使其士氣低落，在我方部隊撤離時，可沿撤離主軸線縱深布雷而組成幹擾性雷區。有時還采用“微型雷區”，即倉促布雷組成的只有少量的幾排地雷的雷區。由於時間不夠或是組成戰術性雷區的資源不足，這種雷場往往只能在地面布雷。
　　
雷區的記錄和標誌
　　
非常明顯，雷區的布置、記錄和標誌是絕對必要的，而且必須由當時直接執行任務的最高指揮員極為嚴格地控制。為了防止：以後對布雷計劃和戰術企圖起破壞作用，在布雷前必須清除擬布雷地區，這一點是很重要的。布雷時必須保存詳細的雷區記錄，此記錄必須相當詳盡，要指明各行地雷的起止位置、布雷數量及殺傷地雷與防動裝置的用法。在雷區後邊及兩側須以雙股鐵絲網圍欄標誌，圍欄的高度不低於1.25米，圍欄上還須有紅三角雷區記號。雷區前方，即接敵方向，也應圍以單股鐵絲網，高及膝部，但不標以紅三角記號。出於明顯的戰術理由，雷區圍欄並不一定要與雷區的實際形狀完全一致。

小結
　　
地雷用來加強現有障礙物，迫使敵方通向或轉向選定地區，從而在更有利於防禦一方的地域與之作戰。但地雷是雙邊武器，不分敵我，一旦鋪設決不可忘記。盡管雷區可布置成能挫敗各種反措施，但畢竟有限度，而且布置雷區不論在時間、人力和資源上，代價都很昂貴。  

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第十六章　煙火彈藥

引言
　　
煙火術(Pyrotechnics)一詞是從希臘文火(Pgr)和術(Techny)演變而來。煙火劑是指能用來提供聲、光、煙等各種特定效應的一系列制劑。長期以來，與其說它是一種科學，不如說它是以英國11月5日這一節日的煙火而聞名的技藝。近代軍用煙火劑起源於19世紀康格裏夫和勃克斯爾等人的工作，後者曾設計了一個相當可靠的大型火箭。在第一次世界大戰中，由於塹壕戰及飛機的出現，導致了對信號、照明之類各種煙火彈藥的進一步需求，此後即研制出多種不同類型的煙火產品並裝備了部隊。近十年來，煙火領域又再次大為活躍起來，這一方面是由於空間探索的迫切需要，另一方面是由於特殊軍事用途對煙火劑提出了極為嚴格的要求。這些要求著重於可靠性、長期存貯壽命和最佳性能。

範圍
　　
煙火劑包括照明、發煙、燃燒、信號、曳光、延期和點火等藥劑；還包括模擬器材，而且常常包括將上述兩三種效應結合起來的器材。

煙火劑的主要化學成分
　　
煙火劑的基本成分是一種由固體燃料和氧化劑組成的均勻混合物，再加上各種需用的添加劑以保證煙火劑按預定速度均勻燃燒。其中的固體燃料是燃燒所必需的，有時也用來增強照明性能。鎂、鋁和硼等均可作為固體燃料。氧化劑提供燃料燃燒時所需的氧，例如氯酸鹽，硝酸鹽和過氧化物等。選定氧化物有時也取決於煙火劑的火焰色澤需要。此外，還使用粘結劑以加強各種粉狀配料間的粘結力，保護金屬粉末不受腐蝕，降低煙火劑對沖擊與震動的感度，有時還可全部或部分地當作燃料。常用的粘結劑有石蠟、樹脂、油和清漆，但在煙火劑中並不一定都需要用粘合劑，特別是在需要燃燒很快的煙火劑中。煙火劑有時還須使用緩沖劑，當必須降低燃速或燃燒溫度時用之。

照明劑
　　
照明劑的用途是為對某一區域照相或目視偵察而進行照明之用。它主要有兩大類：一類為快速照相用閃光；另一類為目視偵察川的燃燒時間較長的照明彈。
　　
照相閃光劑
　　
照相閃光劑為夜間空中照相提供必需的亮度。可以藥筒或炸彈形式由飛機投放。閃光照明劑必須能發出很強的亮度，燃燒時間短，而且還應在一瞬間達到所預測的最大亮度。照相閃光劑主要用鋁粉和鎂粉作燃料，用鈉、鉀、鋇、鍶等的硝酸鹽類和高氯酸鉀為氧化劑。
　　
照明彈
　　
照明彈可用各種炮彈拋射，或用飛機(直升機)空投，還可在接近地平面的高度點燃。照明彈可用也可不用降落傘，但具有很高的亮度和較長的燃燒時間。它的成分與照明閃光劑類似，但線燃燒速度顯然比前者緩慢。典型的照明彈見圖16.1示例。



發煙劑
　　
對發煙劑的要求是產生濃密的煙雲，包括用於白天的可識別的彩色信號煙和用以屏蔽某一地區的白色煙雲。
　　
彩煙
　　
彩煙通常呈紅、藍、綠、橙或黃色。彩色發煙彈的尺寸可從1英寸的信號發煙彈殼到大口徑發煙彈，大小不一。煙幕的散布方式，有些從炮彈中噴出或爆炸後散開，也有些從手榴彈中均勻地冒出。所有彩煙都用細粉末狀染料，並由其他成分供熱使其充分揮發。這些發煙混合劑必須燃燒平穩且放熱適中，既能使染料氣化又不使染料分解。圖16.2為其示例。



遮蔽煙幕
　　
遮蔽煙幕用來在短時間內遮蔽自己部隊或車輛不被敵方發現，通常是以化學或煙火方法造成的白色或灰色氣溶膠煙雲。化學煙雲是通過某些液體如四氯化鈦等快速水解形成的，雖使用簡便，但這類液體的操作搬運令人生厭。用煙火方法產生的煙幕多用白磷和紅磷，白磷可在空氣中自燃，紅磷則須借助炸藥發煙。兩者裝入炮彈內在部隊均稱為爆炸煙幕彈。另一種使用效果較好的煙幕劑采用六氯乙烷，它形成煙幕的速度較慢，但較為均勻－致。煙幕的性能部分地取決於大氣濕度，因為反應產生的極細反光微粒或液滴會散射光線。

燃燒劑
　　
燃燒劑從很早以前就以多種形式應用。從前用過彈弓彈射如瀝青、硫橫等易燃混合物來點燃敵人的木質結構庇護所。在很多有關戰爭的書籍中都提到的希臘縱火具，據說在公元700年左右就已經使用。現代燃燒劑問世於第一次世界大戰，在第二次世界大戰中得到了進一步發展。燃燒物質必須有高熱反應，而熱量的釋放速度又不能過快。燃燒劑有兩種基本類型：一點燃就可在空氣中燃燒的金屬型和能覆蓋在目標表面上燃燒的液體燃燒劑。前者的典型為鋁及鎂，後者則為汽油及凝固汽油。

信號藥劑
　　
信號藥劑通常為彩色，可在各種不同的距離上傳遞信息或情報。這些信號可以是簡單的警告、識別密碼或指示標誌等等，不論戰場與氣候條件如何，各類信號都必須容易識別，具有清楚而穩定的顏色。信號藥劑通常是自發光的，以彩色火焰燃燒。為供軍用，信號藥劑的燃速必須逐發一致，並在規定的距離和時間內有足夠亮度。最容易識別的顏色是紅、黃、綠和白。鍶用於紅色信號；鈉用於黃色信號；鋇和鉀用於綠色信號；鋇和鉀的硝酸鹽類則用於白色信號。此外，信號藥劑還配用各種染料。信號彈示例見圖16.3。


曳光劑
　　
曳光劑用於指示彈道和彈丸的飛行路線。曳光劑必須在高速旋轉下仍能正常燃燒。並能經受發射時的應力。其主要成分為鎂粉，另外還有硝酸鹽、高氯酸鹽或過氧化物等氧化劑。其中的氯可提高發光色彩質量，而鎂粉則須用石蠟、蟲膠樹脂等物保護使其不致氧化，石蠟、樹脂同時又是粘結劑。有些曳光管有一段暗燃期以免發射光使射手眩目，經過一段必要時間後曳光管才轉入正常燃燒。曳光管結構示例見圖16.4。



延期藥
　　
煙火延期部件是一種定時裝置，它是利用可燃藥藥索在燃燒時具有一定的燃燒時間可用以提供兩個動作之間的時間間隔。形式最簡單的延期部件就是具一定燃燒時間的壓制延期藥柱以及燃速緩慢的定長安全導火索。由於結構和裝藥方法都有允許誤差，所以它們的燃燒時間不絕對準確，也允許有適當的誤差。比較準確的延期部件是在某些彈道導彈上使用的炸藥延期開關。這種開關延期部件的延期時間範圍可以很廣，從幾微秒到幾分鐘，視需要而定。
　　
現有的兩種煙火延期藥分別稱為產氣和無氣延期藥。產氣延期藥通常含有有機物，一燃燒即產生大量氣體，其燃速與環境壓力有關，如果要使延期藥燃速恒定，燃燒產生的氣體必須能導人大氣。無氣延期藥在燃燒時主要產生固體殘留物，不產生或極少產生氣體，受環境壓力影響甚小，因而可在密閉空間內燃燒。這種無氣延期藥的主要成分一般是金屬粉末和金屬氧化物，它們以氧化和還原方式相互作用，釋放大量熱量。具有延期藥盤的引信示例於圖16.5。



點火藥
　　
煙火劑由各種點火源產生的火焰引燃，引燃的難易視所用煙火劑材料的著火點(或發火點)、材料表面的狀況和火焰本身的性能而異。氯酸鹽和有機物的混合物的著火點為150～250°C；磨碎的澱粉和樹脂的混合物為250～350°C；而金屬粉末和硝酸鹽的混合物則為500～600°C。引燃是一種熱效應，煙火劑表面需要一段時間才能使溫度上升到著火點。只有在點火藥燃燒後在所需時間內將足夠的熱量傳向煙火劑，才可使煙火藥表面達到著火點。
　　
點火藥的特點是：必須易於被火焰或火花點燃；能釋放大量熱能；不經劇烈燃燒即可產生某些固體生成物(粒子)；混合物中各組分間彼此相容。點火藥雖易於點燃，但對沖擊和震動不應過分敏感。
　　
典型的點火藥含硝酸鉀、矽粉和無硫粗粒黑火藥。

模擬器
　　
盡管模擬器的用途與煙火劑大不相同，但必須指出它們仍屬於煙火彈藥。需由模擬器實現的主要目的有二：一是模擬各種彈藥產品的爆炸；二是模擬各種武器的操作和發射。已裝備的模擬器品種很多，其中一部分用於訓練，其余的則作為作戰裝備。
　　
步槍和機槍火力模擬器可用飛機空投到戰鬥地域，它由各種部件組成裝在底板上並用夾子、卡板、鋼絲等固定住。
　　
迫擊炮火力模擬器是一種由裝在盒內的發火元件引發的若幹音響裝置，也可空投。
　　
甚至還有用飛機空投的信號槍模擬器。
　　
火炮射擊和炮口閃光模擬器是一個紙殼容器，裝有雷管和閃光劑。有些這類模擬器為雙層壁容器，中部裝爆炸裝藥，四周夾層內裝丙酮和航空酒精以產生閃光效應。火炮射擊炮口閃光和聲響模擬器見圖16.6示例。



雷閃模擬器作為訓練器材使用，模擬炮彈、手榴彈及炸彈等戰場爆炸噪音。這種模擬器是一個卷紙圓筒，內裝閃光劑和點火管，還附有一個靠摩擦點燃點火管的可拆撞針，見圖16.7所示。



近幾年來采用了一種稱為模擬射擊器的系統，它模擬坦克機槍和主炮的射擊，包括瞄準和發射過程，並可指示彈著。它采用的煙火部件可模擬裝甲戰鬥車輛的炮火和聲光，還可以橙色煙模擬炮彈的爆炸。裝有整套這種設備的坦克，既可扮作進攻者，也可扮作被進攻的目標。

小結
　　
在現代戰爭和訓練中使用的各種煙火器材和彈藥，各有其專門用途和特性。毫無疑問，這些器材和彈藥在部隊服役期間仍將繼續起重要作用，而凡各種不同類型的煙火器材、彈藥也正在不斷地更新和改進。

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第十七章　改進型常規彈藥、增程彈和末端制導彈藥

引言
　　
常規火炮用彈藥的今後發展，集中於如何使彈丸在殺傷力、增大射程和精度幾方面更為有效。為了滿足這些要求，具有新一代性能的常規彈藥已在60年代末期服役，分別稱為改進型常規彈藥、增程彈和末端制導彈藥。本章介紹上述各類型彈藥。

改進型常規彈藥
　　
所以稱為改進型常規彈，是由於這類彈藥用於硬目標或半硬目標比標準殺傷爆破彈有更高的性能。標準殺傷爆破彈主要用於殺傷人員，但對於攻擊現代機械化部隊，還應要求彈藥在間瞄射擊火力中能有效地對付坦克和裝甲人員輸送車。
　　
常規彈藥為對付坦克和裝甲人員輸送車等目標，可有兩種改進途徑：一是在運載型母體彈丸內裝許多具有殺傷能力的子彈丸；另一是在彈丸的炸藥裝藥四周放置許多預制破片。
　　
以下首先研究能在目標上空發射許多子彈丸的運載彈。在這種情況下要使它比標準殺傷爆破彈具有更大效果，主要問題在於解決子彈丸的大小與其數量多少的矛盾。即解決投擲足夠多的子彈丸以取得令人滿意的命中率與投擲足夠大的子彈丸使其命中目標時有足夠的破壞力兩者之間的矛盾。
　　
美國M483型子母彈(見第十章及同章圖10.13)裝有88個破甲和殺傷兩用的小榴彈或小炸彈。每個小炸彈都是空心裝藥破甲彈，而且其彈體內表面有預刻槽，從而達到可控的破片殺傷效果。但實際上其中有24個小炸彈在其彈壁內不刻槽，裝在運載彈體底部以承受發射時後座力引起的較大負荷。運載彈還可用來運投小地雷(即小地雷子母彈)，見第十五章所述。
　　
改進常規彈藥的另一途徑是用預制破片，見圖17.1。它可裝配近炸引信以攻擊裝甲人員輸送車，特別有效。它實際上是用滾珠軸承中的鋼珠作為預制破片，裝在炸藥裝藥四周的樹脂固定層裏。



也考慮使用各種可燃合金作為提高彈丸效果的手段。屬於這類合金的如類似鋯一類的合金，在炸藥爆炸時其燃燒溫度可達3500°F(1930℃)。它是一種容易加工而且廉價的合金，可用來制作象引信之類的整個部件或其外殼。

增程彈
　　
引言
　　
一種新武器系統一投入使用，隨之就要求它和它所用的彈藥增大射程，對於炮兵武器尤其如此。要求增大射程的理由很多而且是多方面的，但起碼是希望在敵人可能接近之前即與其交戰和打擊他們使其傷亡。特別是面對敵人在人員、物資和裝備上明顯占優勢時。增大射程尤為重要。除設計全新武器外，增大現用武器系統的射程有三種選擇方案。一是采取各種方法提高武器性能；二是通過改進或使彈道性能最優化以提高彈藥性能；三是在彈丸發射出炮口後在其飛向目標的過程中為它提供某種形式的推力。圖17.2表示上述三種選擇方案的大要，在本章後面還將較詳細地闡述。



提高武器性能
　　
在這種情況下，所有的考慮多集中在如何增加彈丸初速，從而增大射程。如果彈重不變，要增大初速必然要改變後坐系統，故提高初速就必須改變火炮結構。因此，大多數武器系統在設計時往往在其現有後坐系統中留有潛力，允許炮口動量適當增大：也可以另加炮口制退器或對它進一步改進而使炮口動量略可增大。另外，還可使用美國研制的軟後坐裝置。軟後座裝置是一種新研制的可提高後坐系統效率的裝置，它利用的是一種存貯能量，使火炮在實際後坐前必須先克服這一能量。軟後坐系統的主要問題是如何縮短已經相當短的點燃發射裝藥的延遲時間。標準發射藥裝藥的點燃延遲時間為40－80微秒，對一般火炮，該數量級的延遲時間不會帶來任何問題；但對軟後坐火炮，如果發射前火炮後坐部分向前滑移量太大，則在現行火炮上采用這種裝置會造成很大的結構問題。軟後坐系統如果使用得當可降低後坐量30％左右，這是一個有意義並有價值的改進，因為既增大了初速又對火炮結構變動不太大。關於軟後坐的詳細說明見本叢書第2冊第五章。
　　
火炮加長身管也可增大初速，但要付出增加炮重為代價，這將全面地影響火炮各方面的性能，如運動性、輕便性、大小、形狀及其它一些因素。
　　
另一個辦法是增多發射藥以提高膛壓。提高膛壓會使彈丸在從炮口射出時受到更大的沖擊力，但這樣做不但增大藥室壓力，還影響後坐系統。除非利用軟後坐原理，否則火炮後坐系統會變得更大、更重，當然，不言而喻火炮也是更大更重了。另外增大發射藥量就要提高火炮藥室強度以承受更高的藥室壓力，這又要使火炮結構增大。另外，還有“膛壓臨界值”問題，即超過此臨界值繼續增多發射藥並不能賦予彈丸更多能量，由此所增大的能量只不過消耗在加速那部分增多的氣體質量上。最後，彈丸本身也得改變或重新設計以增大強度來承受增大的發射應力。
　　
因此，用提高火炮性能的辦法增大射程是有限度的。火炮的尺寸、重量、復雜性和完善程度如超過一定限度，火炮就失去了野戰實際應用的可能，因而必須另辟途徑來增大射程。由此可見在提高武器性能方面已達實用極限，而提高彈丸或彈藥本身的性能來解決增大射程的要求則是可能的。
　　
提高彈藥性能
　　
如前述，彈藥可按兩種主要方式改進以增大射程。一是從結構上集中地提高彈丸的彈道系數；二是可使彈丸本身載有能源，在彈丸離開火炮後再一次給它施加推力。
　　
提高彈道系數。彈丸的彈道系數可通過減少彈丸氣動阻力或減少彈丸口徑來提高。
　　
減少阻力。減小阻力系數涉及改進彈形，但改進彈形要從根本上重新設計彈丸。具有最佳空氣動力性能的彈丸見圖17.3所示。這種彈丸彈頭和彈尾均呈流線形且平滑相接，沒有周圍平行的圓柱部分(比較圖17.3與第三章圖3.1中的常規殺傷爆破彈)。  



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在這種彈丸上，很長的流線形卵形部上必須按有能在膛內支托用的凸起部以防止彈丸在發射時沿膛內運動出現側面撞擊現象。
　　
楔形凸起部須仔細設計才能使彈丸有良好的空氣動力特性。楔形凸起部在離炮口後如不脫落，則必須以能斜楔入氣流的角度裝在彈體上，以免彈丸失速而減少射程；如離炮口後脫落，則由此引起的問題將是如何使其強度能承受火炮發射應力，以及在膛內如何使它保持在彈體上支托彈體，而在離炮口後又易於很快脫落。如果彈丸從自己部隊上空飛過，楔形凸起部不應危及自己部隊，造成傷亡。這問題也同樣存在於彈帶，因為這種彈丸一飛出炮口其彈帶也應立即脫落。其所以必要，是為了減少彈丸在飛行全過程中出現的圍繞彈帶的氣流擾動。
　　
彈丸阻力還可通過使彈尾呈流線形而進一步減小。眾所周知，使彈尾呈流線形的方法即將彈尾制成船尾形，這種彈丸的主要缺點是它使彈丸炸藥裝藥量減少。外形呈流線形的彈丸將減少可利用的炸藥裝藥空間，使彈丸的炸藥裝藥重量對彈重的比值下降約10～15％。因此，具有良好流線形外形的彈丸其射程雖可增大15％，但這是以減少炸藥裝藥量和增加制造成本為代價的(約比一般彈丸成本高出15％)。
　　
另一種可減少彈底阻力的辦法稱為“底部排氣”，此法是瑞典在60年代末研制成功的，見圖17.4。它是將裝在彈丸底部的一定數量發射藥燃燒，這種發射藥燃燒時壓力很低，所產生的氣體只能填補彈底後的局部真空——彈丸飛行時在彈底後面總是存在這種局部真空。底部排氣不同於從底部噴出氣流(火箭效應)。使用底部排氣可減少彈底阻力約50％，從而使射程增大約10～20％，但底部排氣有副作用，即減少了炸藥裝藥量。不過與本章討論的其他一些增程辦法相比，此法使炸藥裝藥重量的減少還是較少的。



第三種減少阻力的辦法是“外部排氣”，實際是底部排氣法的一種更完善的變型。它使用的發射藥較多，發射藥產生的氣體經彈底周圍小孔橫向噴入後面環流的擾動氣流邊界層內。理論上外部排氣法除了使氣流平滑以減少阻力外，還對彈丸提供了一個純推力。這種外部排氣技術目前(1981年)仍處於早期研制階段，尚有待驗證。
　　
次口徑脫殼彈。作為一種增大初速從而增大射程的手段，次口徑脫殼彈曾長期用於坦克炮等的動能彈藥上。脫殼穿甲彈和尾翼穩定脫殼穿甲彈已在第五章中詳述。顯然，由於炸藥裝藥量大為減少和脫殼時彈托可能傷及我方部隊等原因，次口徑脫殼彈丸不宜作為常規炮兵的常用彈藥。常規炮兵射擊多半越過自己部隊射向敵人，脫殼彈托傷及自己部隊的可能性很大。但對大口徑火炮這種次口徑脫殼彈丸看來還很有前途。大口徑火炮是指口徑至少為175毫米的火炮，其所用次口徑彈丸在脫殼後實際彈徑仍然很大，以其炸藥裝藥繼續射向目標當然還能發揮相當大的作用。
　　
發射後助推。提高彈藥性能而額外增大射程的另一個主要領域，是在彈丸離炮口後采用某種助推方式。為此可在彈丸內裝入火箭發動機或采用沖壓噴氣原理。
　　
沖壓式噴氣助推彈。最早研制沖壓式噴氣型(即空氣噴氣型)彈的是第二次世界大戰中的德國。沖壓式噴氣彈需有進氣口、燃燒室和一個噴向燃燒室的噴咀。曾經研究過周邊型和中心型兩種沖壓式噴氣系統。。但是沖壓式噴氣彈成本很高，結構復雜，且內部零件占用了大量原來的炸藥裝藥容積。沖壓式噴氣彈增大射程的潛力很大，可增程20％以上。發射沖壓式噴氣彈丸的火炮盡管需要作一些特殊處理，但不需要做很多改變。由於沖壓式噴氣彈丸成本很高而且復雜，還大大減少了彈丸的炸藥裝藥，目前仍未普遍裝備使用。
　　
火箭助推彈丸。火箭助推彈丸的設想也起源於第二次世界大戰中的德國，目前美國和瑞典也正在大規模研制。在火箭助推彈丸的後部裝有一個固體燃料火箭發動機，因而同樣也要占用炸藥裝藥容積。圖17.5為美國M549　155毫米火箭助推彈，可從中了解這種彈丸的基本結構特點。



理論上這種彈丸的射程只受所裝火箭燃料的類型和數量限制，實際上限制射程的因素卻很多，如需要運載的有效載荷、在彈道性能上要與標準彈丸一致、在跨音速區的空氣動力穩定性要求，以及必須采用標準型引信等等。使用火箭助推法可增大射程20％左右。例如圖17.5中的M549火箭助推彈，其射程比標準155毫米炮彈增程6公裏，最大射程達30公裏。另外，這種彈在外形上與標準彈極為相似，不需要對火炮作任何特殊變動或修改。但使用火箭助推彈也有很多問題，如火箭發射時火箭發動機的推進劑因承受巨大發射應力難於保持其完整性易產生變形或破裂，而造成燃燒一致性差，從而影響射擊精度。另外，由於彈丸沿彈道飛行時發動機的推進劑不斷燃燒，因而彈丸重心也在不斷變化，也會影響彈丸精度。貼近發動機周圍的彈體須采用不同等級的鋼種制作以經受發動機燃燒的高溫，這也增加了生產成本和復雜性，並降低了彈丸摧毀目標的破片性能。最後是所有各種增程彈都存在的缺點，即彈丸的有效載荷減少。圖17.6雖是一極端情況，但也表明為留出火箭發動機需用空間而減少了多少有效載荷(炸藥裝藥)。



小結
　　
盡管從技術上對常規炮兵武器不斷要求的增程問題是可以解決的，但為此要付出很大代價，通過改進武器性能以實現增程要求，實際上有很多限制，如火炮變得太重、身管太長、藥室應力或後座系統應力太大、火炮磨損太快、不僅成本高且設計和制造公差要求也太高而難以做到等等。另一種增程辦法是提高彈藥性能，但彈藥性能提高也會使彈丸成本和目標搜索的費用增大——因為射程增大則搜索距離也必然增大。此外，有效載荷減少了，殺傷力也減小了——這還因為常規火炮的彈丸散布精度與射程成正比，隨射程增大彈丸散布也加大了。

末端制導彈藥
　　
只要常規火炮能夠更為有效，也就是在現有射程上能夠具有更高的殺傷概率，則這種盡可能遠地與敵人交戰的願望就會消失，由此而產生的若幹附帶問題也會大大減少。據估計，目前每擊毀一輛坦克需消耗常規殺傷爆破彈藥1500發，或改進型常規彈藥250發。而使用末端制導彈丸就有可能達到只用一兩發炮彈就可擊毀一輛坦克的目的。因此，常規炮兵目前的發展趨勢是生產末端制導彈藥，也即精密制導彈藥，而不是過分復雜而昂貴的火炮或其他類型的發射裝置。美國155毫米銅斑蛇型炮彈官方名稱為“火炮發射制導彈丸”就是在這種趨勢下首先研制出來的第一代彈丸。典型的末端制導彈藥示意圖見圖17.7。



.使用這種彈丸必需配有一個“指示器”用以指示目標並在彈丸飛行時盯在目標上以便彈丸能自動尋的。銅斑蛇彈丸使用的激光制導系統可自動跟蹤從被指示的目標所反射的激光束，如圖17.8所示。有關此種彈藥的全面介紹及其有關問題見本叢書第2冊。盡管銅斑蛇彈丸使用激光自動尋的，但其他尋的方法如紅外尋的系統及被動式磁尋的系統等也正在考慮使用，但有關目標識別的一些問題仍待解決。非常明顯，末端制導彈藥是復雜而昂貴的，而且必須註意發射末端制導彈還須依賴於附加的造價高昂的目標照射系統，此外，為使該系統真正發揮效能，還需要與發射末端制導彈藥的火炮有專用通訊聯系。末端制導彈丸不但要有一個戰鬥部(通常為破甲戰鬥部)，而且還需有制導和控制用的電子部件、陀螺儀、電源和空氣動力(或沖量)控制系統。這種彈丸還必須能經受在火炮內的發射應力。第一代末端制導彈丸的性能，會因為氣候惡劣、敵方武器的火力、煙霧和塵土等自然條件及其它誘發條件的幹擾而降低，尤其易受電子幹擾和專門用於破壞制導聯系的其他光電措施的幹擾。盡管目前像銅斑蛇彈丸這種第一代末端制導彈丸具有這樣和那樣的局限性，但在這個方向上，進一步研究發展是會大有可為的。  



小結
　　
近年來，常規炮兵射擊用彈藥在殺傷力、射程和精度幾方面部有明顯的提高。用改進型常規彈對硬目標或半硬目標，都因其性能有所提高而使間瞄射擊炮兵現在能夠更有效地與裝甲目標作戰。增程彈已經使常規炮兵具有在30公裏以外與目標作戰的能力，從而增強了靈活性和自身的生存能力。末端制導彈藥的發展指明進一步提高間接瞄準射擊火炮炮彈的效能是有可能的。

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