弹药及其发展
弹药一般是指具有外壳体,内部装有火药、炸药或其他装填物,爆炸后能对目标产生毁伤或完成其他战术任务的军械物品。它包括枪弹、炮弹、手榴弹、枪榴弹、航空炸弹、火箭弹、导弹、鱼雷、水雷、地雷、爆破器等,警用弹以及用于非军事目的的礼炮弹和狩猎、射击运动的用弹也属于弹药的范畴。弹药是武器系统中的核心部分,能借助武器(或其他运载工具)发射至目标区域,完成既定战斗任务并实现最终战术目的。T63T64
一、弹药的发展历程
古代用于防身或进攻的投石、弹子、箭等可算是射弹的最早形式,它们利用人力、畜力、机械动力投射,利用本身的动能击伤目标。火药发明之前,攻城守城常用一种抛石机抛掷石头和油脂火球,以此消灭敌人。
火药发明之后,利用抛石机抛掷火药包以代替石头和油脂火球。据宋代路振的《九国志》记载,唐哀帝时,郑王番率军攻打豫章(今江西南昌),“发机飞火”,烧毁该城的龙沙门,这可能是有关用火药攻城的最早记载。13世纪,中国创造了可发射“子窠”的竹管“突火枪”,子窠即是最原始的子弹。随后有了铜和铸铁的管式火器,用黑火药作为发射药。13世纪下半叶,火药及火器技术经阿拉伯传至欧洲。早期火器是滑膛的,发射的弹丸主要是石块、木头、箭,后来普遍采用了石质或铸铁实心球形弹,从膛口装填,依靠发射时获得的动能毁伤目标。
硝酸钾、硫磺、木炭粉末混合而成的火药被称为黑火药或者叫褐色火药。这种混合物极易燃烧,而且烧起来相当猛烈,如果在密闭的容器内燃烧就会发生爆炸。火药燃烧时能产生大量的气体(如氮气、二氧化碳)和热量,这就是火药的爆炸性能。利用火药燃烧和爆炸的性能可以制造各种各样的火器。到了两宋时期,火药武器发展很快,北宋时期使用的那些用途不同的的火药兵器都是利用黑火药燃烧爆炸的原理制造的。据《宋史·兵记》记载:公元970年兵部令史冯继升改进火箭法,这种方法是在箭杆前端缚装火药筒,点燃后利用火药燃烧向后喷出的气体的反作用力把箭簇射出,这是世界上最早的喷射火器。蒺藜火球、毒药烟球是爆炸威力比较小的火器。到了北宋末年,爆炸威力比较大的火器像“霹雳炮”、“震天雷”也出现了。这类火器主要是用于攻坚或守城。公元1126年,李纲守开封时,就是用“霹雳炮”击退金兵的围攻。T65
火器的发展有赖于火药的研究和生产,火药是在制造和使用过程中不断改进和发展的。南宋时出现了管状火器,《永乐大典》所引的《行军须知》一书中提到,在宋代守城时曾用过火筒,用以杀伤登上城头的敌人。到了元明之际,这种用竹筒制造的原始管状火器改为用铜或铁,铸成大炮,称为“火铳”。
火药兵器在战场上的出现,预示着军事史上将发生一系列的变革,从使用冷兵器阶段向使用火器阶段过渡。火药应用于武器的最初形式,主要是利用火药的燃烧性能。《武经总要》中记录的早期火药兵器,还没有脱离传统火攻中纵火兵器的范畴。随着火药和火药武器的发展,逐步过渡到利用火药的爆炸性能。
明代在作战火器方面,发明了多种“多发火箭”。据《武备志》记载,“神火飞鸦”等是具有一定爆炸和燃烧性能的飞弹雏形。“神火飞鸦”用细竹篾绵纸扎糊成乌鸦形,内装火药,由四支火箭推进,是世界上最早的多火药筒并联火箭,与今天的大型捆绑式运载火箭的工作原理很
相近。T66
19世纪,后膛与线膛武器得到了充分的发展,击发火帽及击发点火方式、旋转式弹丸结构、金属壳定装式枪弹结构、雷汞雷管起爆方式、无烟火药的发明和应用、梯恩梯(TNT)炸药的发明和应用等,是这一时期弹药最重要的发展。这些成就全面提高了武器系统的射程、射击精度、威力和发射速度,使弹药进一步完善。与此同时,随着攻击目标的不断发展,弹药类型增多。射击武器弹药除爆炸弹、榴霰弹、燃烧弹外,还出现了对付舰艇装甲的穿甲弹。19世纪下半叶出现了鱼雷,在海战中已普遍使用。T67
20世纪初,梯恩梯已作为一种军用炸药广泛装填于各类弹药中。第一次世界大战中随着飞机的作战使用和坦克的出现,相应发展了各种航空弹药和反坦克弹药,化学弹药也用于战场。第二次世界大战期间和战后,基于聚能效应的破甲弹迅速发展。火箭技术、核装药、制导技术的应用及其结合,是现代弹药技术中最重大的发展,它使弹药的发展水平达到了一个新的高度。
二、弹药的发展方向和未来
未来弹药主要是向“远程攻击、精准制导、高效毁伤”方面发展,也就是我们常说的“远、准、狠”,同时发展各类特种弹药,执行军事侦察、战场监视(听)及通信干扰等任务,适应未来全方位作战需要。T68T69
“远程攻击”是指采用高能发射药、改善弹药外形,或探索简易增程途径,增大弹药射程。此外,在弹药部件结构上,还应实现通用化、标准化、组合化,简化生产及勤务管理。
“精准制导”是指在航空弹药和炮弹上加装简易的末段制导或末段敏感装置,提高弹药对点目标的命中精度。如GBU-38制导炸弹重量只有225千克,是美军航空兵目前在役的最小的精准制导弹药。联合直接攻击弹药(JDAM)采用了全球定位系统(GPS)惯性导航组合制导技术,命中精度可达10米。
“高效毁伤”主要是采用新炸药、新材料,研制新引信,探索新的毁伤原理。利用高破片率钢材制作弹体或装填重金属、可燃金属的预制、半预制破片,提高战斗部的杀伤威力。发展智能引信,实现最佳引信与战斗部配合,提高战斗部对目标的作用效率。研制复合作用战斗部,增加单发弹药的多用途功能,发展集束式、子母式和多弹头战斗部,提高弹药打击集群目标和多个目标的能力。
炮弹的结构与分类
炮弹是指口径在20毫米以上,利用火炮发射,以完成杀伤、爆破、侵彻等战斗任务的弹药。炮弹是火炮系统完成战斗任务的主要核心部分,它广泛配备于地炮、高炮、航空机关炮、舰炮、坦克炮等武器,主要用于压制敌人火力、杀伤有生力量、摧毁工事,毁伤坦克、飞机、舰艇和其他技术装备等各种目标和完成各项战斗任务。T74
一、炮弹的结构
炮弹一般由弹丸和发射装药两部分组成。
1.弹丸
弹丸是炮弹的战斗部,通常由引信、弹体及装填物构成。线膛炮炮弹的弹体上压有弹带,发射时弹带嵌入膛线,使弹丸高速旋转,保证弹丸飞行稳定。滑膛炮炮弹通过尾翼装置实现飞行稳定。引信是使弹丸适时起爆以充分发挥其战斗作用的控制装置。弹丸装填物常为炸药、烟火药或其他物质,用以毁伤目标或达到其他战术目的。
2.发射装药
发射装药由发射药、药筒、底火及其他辅助元件组成。发射药是发射弹丸的能源,制成片状、带状、圆环状、管状或粒状。药筒用来安装底火,盛装发射药和其他辅助元件,平时保护发射药不受潮湿和损坏,发射时密闭火药燃气。在某些无后坐力炮弹的药筒上开有许多排气孔,以便发射时泄出一部分火药燃气从炮尾向后喷出,实现火炮无后坐。底火用来点燃发射药。迫击炮弹的底火和基本装药装在纸筒制成的基本药管内,以保证附加药包中的发射药均匀一致地点火。辅助元件包括密封盖、紧塞盖、除铜剂、消焰剂、护膛剂和点火药等。
中国新型155毫米自行炮武器成功开发了两种单元的模块装药和50千米底排火箭复合增程弹,大大提高了火炮的火力性能。T75
二、炮弹的发展方向
炮弹主要朝着增加射程、精准制导、高效毁伤、多种功能的方向发展。
在增加射程方面,一般采用火箭增程、底凹、底部排气等技术。底凹弹在流线型榴弹底部开出深底凹,以提高底压,减小底阻,并且弹头部形状尖锐,而减小了头部激波阻力,能大大提高射程。底部排气弹在流线型榴弹底凹内加装底部排气装置,能进一步提高底压,减小底阻,以改善弹道性能并提高射程。底部排气弹具有结构简单,改装方便,外弹道散布小,不需要高膛压、高初速火炮就能达到增程的目的。T76T77T78
制导炮弹由火炮发射,却能像导弹那样捕捉目标。依靠其寻的头自动寻找攻击目标,其电子设备能使炮弹准确地跟踪并击中目标。制导炮弹的产生,带来了炮兵的一场革命,它使以往只能进行面射的榴弹炮、加农炮、火箭炮、迫击炮等,有了对点目标实施远距离精准打击的可能。目前,制导炮弹以法国和瑞典正在联合研制的155毫米“博尼斯”为典型代表。今后,随着信息制导技术的进步,将会使制导炮弹具有同时攻击多个目标的能力。XM982式155毫米增程炮弹系列是一种“发射后不管”的制导型尾翼稳定增程155毫米弹,采用全球定位系统和弹载惯性导航系统,可精准投放双用途改进型常规弹药、摧毁装甲弹“萨达姆”或单一侵彻战斗部,可全天候在各种地形有效使用。XM982的引信系统,用便携式增强型火炮引信感应装定器或“十字军战士”火炮用自动感应引信装定器,以感应方法将敌方目标、平台位置和GPS专用数据输入炮弹头部的任务计算机。一旦装有双用途改进型常规弹药的炮弹飞抵预期位置,便射出子母弹筒,弹筒外壳胀开,径向撒布双用途改进型常规弹药子弹药。子弹药一旦命中,就产生向下的空心装药射流,同时子弹体爆炸成小型破片,以起到杀伤人员的效果,落地未起爆的那些子弹药将于几秒后自毁。XM982式模块化炮弹还适合携带产品改进型“萨达姆”子弹药或能侵彻203毫米厚钢筋混凝土的单一战斗部。XM982式模块化炮弹弹径155毫米,重量48.124千克,射程37千米(由M109A6、M198和XM777式榴弹炮发射)或47千米(由“十字军战士”火炮发射),每发炮弹装有64枚双用途改进型常规弹药、子弹药。
在高效毁伤方面,一般采用高威力炸药,提高燃烧性能,高强度高破片率钢做弹体材料,预制破片,并采用子母弹技术等方法来提高炮弹的毁伤性能。
三、炮弹的分类
炮弹按用途可分为主用弹、特种弹和辅助弹。
1.主用弹
主用弹是直接毁伤目标的炮弹,如杀伤弹、爆破弹、杀伤爆破弹、穿甲弹、破甲弹、碎甲弹、燃烧弹、化学弹、榴霰弹、群子弹等。T79
以化学弹为例,化学弹是一种供各种身管火炮和火箭炮发射的装有化学毒剂的炮弹,通常由弹体、化学毒剂、炸药、爆管、引信等组成。爆炸时,借助于炸药的爆炸能量,将弹体炸开,使化学毒剂分散成蒸气、气溶胶、液滴等状态,造成空气及地面染毒,以杀伤对方有生力量,迟滞对方战斗行动。主要类型有装填氢氰酸类毒剂的炮弹,装填沙林类毒剂的炮弹,装填芥子气、维埃克斯类毒剂的炮弹。化学弹具有杀伤面积大、作用范围广、持续时间长等特点,但它的使用效果受气象、地形条件的影响较大。
2.特种弹
特种弹是利用特殊效应达到特定战术目的的炮弹,如发烟弹、照明弹、宣传弹、曳光弹、干扰弹、电视侦察弹等。T80
3.辅助弹
辅助弹是部队训练和靶场试验等非战斗使用的炮弹,如演习弹、教练弹、空包弹以及各种试验弹等。
四、炮弹按配用炮种的分类
炮弹按配用炮种又可分为加农炮弹、榴弹炮弹、坦克炮弹、航空炮弹、高射炮弹、海岸炮弹、舰炮炮弹、迫击炮弹和无后坐力炮弹等。T81
五、火炮按用途分类
地面压制火炮、高射炮、反坦克火炮、坦克炮、航空机关炮、舰炮和海岸炮。其中地面压制火炮包括加农炮、榴弹炮、加农榴弹炮和迫击炮,有些国家还包括火箭炮。反坦克火炮包括反坦克炮和无后坐力炮。
六、按弹道特性分类
加农炮、榴弹炮和迫击炮。加农炮弹道低伸,身管长,初速大,射角一般小于45°,用定装式或分装式炮弹,变装药号数少,适于对装甲目标、垂直目标和远距离目标射击。高射炮、反坦克炮、坦克炮、航空机关炮、舰炮和海岸炮都具有加农炮的弹道特性。榴弹炮弹道较弯曲,炮身较短,初速较小,射角可达75°,用分装式炮弹,变装药号数较多,弹道机动性大,适于对水平目标射击。迫击炮弹道弯曲,炮身短,初速小,射角为45°~85°,变装药号数较多,适于对遮蔽物后的目标射击。
七、按运动方式分类
为自行火炮、牵引火炮、骡马挽曳火炮和骡马驮载火炮。自行火炮为车炮结合,利用本身的动力进行机动的火炮,有轮式和履带式两种。自行火炮行驶速度、越野能力都比较强,有的还具有水陆两栖行动的能力。主要用于伴随步兵和坦克作战。按火炮类型,又分为自行加农炮、自行榴弹炮、自行加农榴弹炮等。按炮膛构造分为线膛炮和滑
膛炮。T8
穿甲弹
当坦克在一战中悄然亮相于欧洲战场的时候,便以其无与伦比的火力和装甲防护迅速成为地面战场的主角,成为最具威慑力和战斗力的武器,为了对付这种可怕的陆地霸王,就也现了反装甲弹药。
在漫长的发展历程中,装甲经历了从均质装甲到复合装甲,进而发展到爆炸反应装甲乃至更先进的防护措施的过程。而反装甲弹药也相应研制出碎甲弹、破甲弹、穿甲弹、串联级战斗部等一系列武器来应对日益先进的装甲防护。装甲防护与反装甲弹药之间的竞争一直延续着,二者的博弈也成为武器发展史的重要主线之一。
一、穿甲弹简介
火炮,自问世以来就倍受军事家们的青睐。从古代战场上的霹雳车、抛石机、火铳、土炮,到现代战争中的榴弹炮、加农炮、迫击炮、火箭炮等等,虽然它们相貌各异、性能不同,但他们都当之无愧地成为同时代兵器王国里的佼佼者,并成为战争舞台上的重要角色。
穿甲弹又称动能弹,是依靠弹丸的动能来穿透装甲达到摧毁目标的炮弹,用于毁伤坦克、自行火炮、装甲车辆、舰艇、飞机等装甲目标,也可用于破坏坚固防御工事。穿甲弹的穿甲效能主要取决于弹丸本身的重量、硬度、密度和速度。其特点为初速高,直射距离大,射击精度高,是坦克炮和反坦克炮的主要配用弹种,也配用于舰炮、海岸炮、高射炮和航空机关炮。T86
穿甲弹主要靠弹丸命中目标时的大动能和本身的高强度来击穿钢甲,以硬碰硬。穿甲弹的弹头一般采用比坦克装甲硬得多的高密度合金钢、钨合金、贫铀合金等材料,弹头很尖,弹体细长,弹芯的长径比可达到18∶1。现代长杆式脱壳穿甲弹在通常的射击距离内,一般能穿透250~400毫米厚的垂直匀质钢装甲。