温压弹 :利用高温和超压效应产生杀伤效果的弹药

更新时间:2024-09-20 15:03

温压弹(英文:Thermobaric Bomb)是指采用温压炸药,利用爆炸后产生的高温和压力效应来对目标进行杀伤的弹药。它是在燃料空气弹药的基础上发展而来的,但是威力更强。温压弹爆炸时具有超压大、冲量高、杀伤威力大等特性,对于有生力量、软目标、轻型装甲目标有很大的毁伤威力,而且特别适合于杀伤封闭空间内的敌人。

温压弹是在云爆弹药的基础上研发的,在初期研制阶段,它的装药主要采用半液态浆糊状装药,需通过二次引爆来触发爆炸。随着不断的迭代改良,温压弹的药剂逐渐转向一次引爆的固体装药,其装药主要包含铝、 硼、硅、钛、镁、锆等纳米级金属粉末,爆炸效果兼具高爆炸药和燃料空气炸药的特点。其爆速比高爆炸药慢,但是杀伤效果持续时间更长,具体的爆炸过程最初是无氧爆炸,然后是无氧燃烧,最后是有氧燃烧 。

自从20世纪80年代诞生以来,温压弹已被广泛用于阿富汗战争车臣战争、叙利亚战争和俄乌冲突。其最早研制方主要是俄罗斯美国,之后保加利亚英国瑞士等国家也纷纷加入研制行列。在各国研发的温压武器中,不仅涌现出单兵使用的温压火箭弹、炮兵使用的温压榴弹,还出现了使用温压战斗部战术导弹巡飞导弹,甚至美俄还推出了巨型温压炸弹,如“炸弹之母”和“炸弹之父”等特殊弹药。

发展历程

研制背景

80年代阿富汗战争中,苏联军队需要能对洞穴和隧道系统中的目标进行破坏的武器。苏联航空兵曾大量使用云爆弹来杀伤山地和坑道中的目标。当时的燃料空气弹已发展到第二代,在理想条件下可以产生高温、高压、缺氧以及有毒气体来杀伤战壕和洞穴中的目标,但在复杂地形和不利的气候条件下效果会大受影响。燃料空气弹的杀伤效果与二次起爆时的高度有直接的关系,实战中暴露出燃料空气弹无法二次起爆的可靠性问题。燃料空气炸弹受装药和爆炸原理的限制不适合作为高速武器,没有穿透性破坏能力,不容易小型化。为了能保持燃料空气弹杀伤效果,同时增强可靠性、装药利用率和适应性,苏联研制出了温压弹并于1984年装备部队。

研制及装备历程

温压弹自20世纪80年代问世,在80年代阿富汗战争及之后的车臣战争、美国入侵阿富汗战争和伊拉克战争等中一展身手,研制国家也从俄、美两国扩大到保加利亚英国瑞士等多个国家。

冷战诞生

1984年,苏联军队率先装备了“什米尔”单兵温压弹,这被广泛认可为首款温压武器。该弹的战斗部药剂重量为2kg,相较常规炸药,其引爆所产生的爆炸温度和压力更高,持续时间更长,爆炸闪光的强度也更高。初期研制阶段采用了两次起爆方式,第一次将燃料抛撒成云雾状,第二次将云雾团引爆以产生爆轰反应。由于这种方式的可靠性较低,后来简化为一次起爆完成燃料抛撒和云雾爆轰的全过程。随后,苏联还研制了口径分别为93mm和105mm的TBG-7以及RShG-1温压榴弹。与现代多为固体的温压装药不同,早期的温压装药多为半液体浆糊状。

新世纪的发展

美国

2001年12月21日,美国成功研制出一种代号为BLU-118B的侵彻型温压弹。该温压弹装药为PBXIH-135钝感塑料粘结炸药,可以在相对标准高能炸药更长的时间内释放能量。随后,美国通过改进燃料的配方与性能,研制了多种新型温压药剂。例如替代“肩射多用途武器”中A-3炸药而研制的PBXIH-18炸药。PBXIH-18炸药利用不同尺寸的铝粉以及将含材料包裹在铝粉外,有效的增强了炸药的效能。通过改进引信,提高引信起爆性能,可以针对不同目标产生不同的毁伤效果。例如:代号为M72 NE的RPG7火箭炮,如果碰撞到较薄的墙壁则延期起爆战斗部,如果碰撞到钢筋混凝土目标则触发引爆战斗部。还通过发展弹体材料和结构技术增强温压武器的侵彻能力和毁伤效果。经过多年发展,美国目前拥有从单兵武器到大直径航空炸弹等多种类多用途的温压武器。

俄罗斯

俄罗斯通过应用纳米技术和高效能炸药,提高温压弹的杀伤力。2007年,俄罗斯研制出代号为“炸弹之父”的温压武器,这款温压弹被宣称其威力是美国“炸弹之母”的4倍。俄罗斯还开发了大量的温压型步兵武器,多种反坦克导弹,不同口径的火箭弹。例如:RShG-1式105mm火箭攻击榴弹,该弹同时具有高效叠加、爆炸、杀伤和燃烧效应。

其他国家温压弹的研制

在俄罗斯和美国之后,保加利亚、英国、瑞士等国也开始了温压弹的研究。保加利亚在苏联TBG-7的基础上研发了GTB-7温压榴弹,这种榴弹能够有效摧毁野战工事和轻装甲车辆。英国则在步兵反掩体武器领域引入了温压战斗部的应用。瑞士也成功地研制出一种温压战斗部,可以用来摧毁符合美国军队标准的土木掩体。

基本设计

温压弹包含多种类型,如温压炸弹、单兵温压弹、温压火箭弹、温压导弹等,还有专门针对硬目标的温压型侵彻弹。这些温压弹的构造因不同类型而异,通常由弹体、装药、引信、稳定装置等要素组成。

以俄罗斯的“什米尔”单兵温压弹为例,这种单兵武器旨在通过冲击波来摧毁建筑物等目标。它采用固体(粉末状)和液体燃料的混合装药,通过一个引信和一次起爆将燃料抛撒并点火,最终引发爆轰

美国BLU-118B温压弹的弹体则是具有较大的长细比,其弹体材料能在侵彻过程中保持完整。同时该弹装备了FMU-143J/B延时引信,能够确保侵彻效果。武器装药选用PBXIH-135装药。在爆炸引爆后,会产生大量云雾状炸药粉末,经过粉末弥漫散开后,延时爆炸装置再次引爆,其效果比普通炸弹更为强劲和持久。

以美国炸弹之母温压弹为代表的温压炸弹则具备8165千克碳氢化合物液体燃料装药。它配备了复合制导,能够依靠弹翼和尾翼自主飞向目标。在距离地面1.8米的高度,一次爆炸将燃料释放,形成气溶胶云雾,从而引发气溶胶云雾爆轰。爆炸会产生2500度高温和区域性爆轰冲击波,同时耗尽氧气,产生大量二氧化碳一氧化碳,造成局部严重缺氧和空气中毒。

装药特点

温压弹的装药是一种经过特殊研制的炸药,利用了燃烧和爆炸两种方式释放高能量的特性,以产生高强度的热量和持续时间较长的压力。这种装药与传统的弹药装药有显著不同之处,目前温压炸药已经发展到第三代。

各国都在改进燃料的配方与性能,研究新型温压药剂比如:在温压炸药配方中采用材料包覆技术、发展多元装药和异形装药结构,充分发挥其能量输出效能,提高温压炸药的毁伤效果。

爆炸机理

温压弹的毁伤原理与其名称相同,就是利用高温和高压造成杀伤。在配置药剂时,常常会添加铝、镁、硅、钛、硼、硞等单质粉末,使得在爆炸瞬间燃烧并消耗氧气,进而提升能量,有效增强热毁伤效应,造成更为强烈的破坏性。

相较于其他弹药的爆炸过程,温压弹的爆炸机理更加复杂,可分为三个阶段:

温压战斗部装药的爆速为3-4千米/秒,明显低于军用高爆弹。温压炸药中的金属粉末(如铝、硼等)在加热状态下燃烧并释放大量能量,从而大幅增强温压炸药的热效应和压力效应。与此同时,温压战斗部常使用少氧装药,燃烧时需要与外界氧气结合。由于微小炸药颗粒的爆炸力极为强大,温压弹的爆炸效果较常规爆炸物甚至传统的云爆弹更为强劲和持久。因此,温压弹被认为融合了高爆炸药和燃料空气炸药的混合爆炸性能。

杀伤效果

温压弹并不符合《特定常规武器公约》所定义的燃烧武器范畴。虽然其作用基于化学反应,但其主要设计目的不在于引发火焰或造成灼伤。

温压弹的杀伤效应主要体现在高压冲击波热能杀伤上,其次是冲击波与建筑物相互作用产生的次生碎片,以及有毒气体和烟雾引发的窒息效应。在这些杀伤效应中,冲击波对人体的影响最为致命。冲击波能够作用于多种人体组织,导致其受到压缩、扭曲和撕裂。含氧的内脏器官更容易受到冲击波伤害。此外,冲击波还会引发神经和血液方面的化学变化。

根据美国中央情报局的研究,在封闭空间内发生燃烧空气爆炸会产生巨大影响。靠近点火位置的人可能会被冲击波摧毁,而处于边缘的人可能会受到许多内部、不可见的伤害,包括鼓膜破裂和内耳器官受损、严重脑震荡、肺部和内脏破裂,甚至可能导致失明。美国国防情报局的另一份文件推测,脑组织受到冲击波和压力波的损害最小。在燃烧空气爆炸中,受害者可能没有被爆炸昏迷,而是在窒息的情况下经历了几秒钟或几分钟的痛苦。

实战运用

车臣战争

在1994年至2000年的两次俄罗斯车臣共和国之间的战争中,俄罗斯联邦武装力量多次采用了PRO-ASHMEL“清剿”洞穴,对付车臣反政府武装的狙击手。

俄罗斯别斯兰学校人质事件

2004年9月1日别斯兰人质事件中,俄罗斯军队解救人质过程中对车臣分离主义武装分子使用了RPO-A温压弹。事件导致大量人质和武装分子死亡。

阿富汗战争

在2002年的3月2日,美国军队首次在阿富汗战场运用了BLU-118B温压弹,用以打击藏身于加德兹地区山洞的塔利班和“基地”组织成员。此外,美军还在阿富汗行动中采用了多种温压武器,包括XM1060 40毫米温压榴弹、SMAW-NE(肩射多用途突击武器/新型炸药)以及使用温压战斗部的AGM-114N导弹。这些武器被广泛用于清除藏匿在山洞和地道中的塔利班和“基地”组织武装分子,显示出很高的效能。

2017年4月13日美军向阿富汗境内的极端组织“伊斯兰国”目标投放了有“炸弹之母”之称的GBU-43大型温压炸弹。这是美军首次在战斗中使用这种炸弹。

伊拉克战争

在2003年的5月,伊拉克战争初始阶段,美国海军陆战队使用了配备了温压战斗部的AGM-114N导弹,对建筑物内的人员以及涉嫌储存生化武器的仓库进行了攻击。此外,他们还使用了SMAW(肩扛式反装甲火箭发射器)来发射温压弹,以打击建筑物内的敌人。同时,美军还使用了其他温压武器,包括空投的BLU-118/B温压弹、XM1060 40毫米温压榴弹。

叙利亚战争

2017年,俄罗斯军队在叙利亚战场针对“伊斯兰国”恐怖组织的行动中,使用了便携式的单兵温压火箭发射器。每个团级作战部队都装备了日炙 (TOS-1/TOS-2) 温压火箭弹,以及射程高达90公里的“龙卷风-M”火箭炮发射的温压高爆弹。2019年,俄罗斯在叙利亚投掷了5枚ODAB-500PM型温压弹,直接导致上千名恐怖分子和多名美军军事顾问丧生。叙利亚空军也使用俄制的ODAB-500PM航空温压弹打击“伊斯兰国”恐怖组织。

俄乌战争

2022年5月28日塔斯社援引俄罗斯执法机构的消息源称,TOS-2‘托索奇卡(Tosochka)’系统用于哈尔科夫方向,袭击乌克兰的阵地。TOS-2‘托索奇卡(Tosochka)’系统可以发射包括温压弹在内的多种火箭弹,使用温压弹时“一次齐射能够烧毁两个足球场大小的区域。”西方媒体认为,俄罗斯联邦武装力量动用温压弹给乌军造成极大的心理压力。

2024年5月,俄军第98空降师与乌军在恰索夫亚尔的诺维微区激战。战斗中,俄军装甲集群在乌军的炮火阻截下突破进入高层建筑区域,并向作为乌军主要防御中心的一所废弃的大学使用TOS-1A温压弹攻击。8月10日凌晨,俄军一架苏-34战斗轰炸机使用ODAB-500炸弹(俗称“温压弹”)打击了位于库尔斯克州边境地区的乌军有生力量和装备。

典型温压弹

未来发展

温压弹药将在未来得到广泛应用,包括机载武器和单兵武器。美国正在研制性能更高的温压武器,包括对付地下掩体和生化武器库的。温压战斗部将成为各种导弹和武器的有效载荷。此外,未来的温压武器将重点发展适用于深侵彻、具有高过载能力以及对高价值目标的打击能力。

在未来的研究中,温压武器需要解决以下技术问题:

未来温压武器将广泛应用并不断改进,以满足各种现代军事需求。

参考资料

Vacuum bombs: What are thermobaric weapons and how do they work?.WPXI Now.2023-04-02

There Is No Escape From the Thermobaric Bomb.SOFREP.2023-03-31

What is a thermobaric bomb?.FOX 29 News Philadelphia.2023-03-31

..2023-09-03

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俄炸弹之父杀伤力堪比核弹 力压美国炸弹之母-新闻中心-北方网.北方网.2023-09-06

ARE THERMOBARIC WEAPONS LAWFUL?.Lieber Institute West Point.2023-03-31

温压弹已成大国战争首选作战效能仅次于核武器-新闻中心-北方网.北方网.2023-08-24

Russian forces faulted in Beslan school tragedy.基督教科学箴言报.2023-08-24

廉价“核武”很恐怖!美军为保命大量使用温压弹.参考消息网.2023-08-24

美军首次在阿富汗使用“炸弹之母” - 中国军网.中国军网.2023-08-24

俄军在叙使用温压弹:亚核武器 人间噩梦制造者.今日头条.2023-08-24

俄军在叙利亚战场出动哪些兵器 - 中国军网.中国军网.2023-08-24

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