“地堡粉碎机”炼成记

2024-03-10 11:13李瑞景陈泳臻
科学24小时 2024年3期
关键词:末速度金刚钻弹头

李瑞景 陈泳臻

以军说在加沙地带发现迄今最大规模的哈马斯地下隧道

《孙子兵法·形篇》中记载:“善守者藏于九地之下。”在加沙这个仅有365平方千米面积的狭小地区,竟然在地下隐藏有号称超过500千米的地道,真正是把加沙打造成了一个错综复杂的“地下堡垒”。然而,“矛”与“盾”相生相克,有地堡就有地堡克星。在加沙战场上,“善攻者动于九天之上”的钻地弹号称“地堡粉碎机”——面对哈马斯的“钢筋混凝土森林”和“地道迷局”,以色列国防军用一枚枚钻地弹将其或夷为平地,或拦腰斩断。

反观乌克兰战场,俄军也动用了许多重炮,如号称“一发拆掉一栋楼”的2S4“郁金香”240毫米重型迫击炮,还有号称“城镇毁灭者”的TOS-1 “重型喷火坦克”,对准乌克兰境内的建筑物一顿猛轰,却远远打不出以色列这种效果,这是为何?还要从钻地弹的工作原理说起。其实这原理一点都不神秘,简单而言就是“穿透硬壳”+“延迟引爆”。

“穿透硬壳”大有文章

钻地弹,顾名思义,就是要穿透地表或贯穿楼层,然后引爆。如何“破壳”,特别是破现代钢筋混凝土筑成的超级“硬壳”?钻地弹拥有几大“金刚钻”助力。

第一大“金刚钻”是高速度,靠“动能大”取胜。钻地弹从天而降,本身就具备势能优势,高速向目标俯冲,将势能转化为动能。为增大钻地弹在击中目标时的末速度,以求更深地穿透土层,早期是给钻地弹直接加装发动机,通过末段加速直接提速,末速度可达450米/秒,甚至更高。对于当代的钻地弹,为提升击中目标时的末速度,美国正在研制用火箭发动机进行推进,甚至直接依靠弹道导弹或高超声速导弹来提速,末速度据说可达1200米/秒以上。当然,这种带有发动机甚至直接借助高超声速导弹的钻地弹,体积和质量大幅上升不说,成本也增加不少,只能用于对付高价值的目标。

第二大“金刚钻”是新材料,靠“弹头硬”取胜。普通弹头虽然比较坚硬,但由于一般无须穿透土层甚至岩层,因此不需要选用特种弹头,而钻地弹则不然,为侵彻硬目标或地下掩体,必须非常“头铁”,对弹头材料的韧性、强度要求非常高。一般而言,钻地弹弹头及壳体材料都选用高强度钢或者钨基重合金,这是因为既要保证弹体在高速飞行时不至于因摩擦高温而烧蚀甚至熔化,又要确保在命中目标后要像“利剑刺豆腐”般高速穿透目标外壳,深入其内部爆炸。当然,世界各军事强国目前最头痛的就是在弹头材料的质量和成本之间作出权衡,质量必须首先保证,但如果因材料不易获取而导致成本过高,也必然导致该型钻地弹大概率只能当“花瓶”摆设。

第三大“金刚钻”是“复合弹头”,靠“接力穿”取胜。所谓“复合弹头”,可以理解为“串联弹头”,由一个先导弹头和一个主体弹头组成。先导弹头在命中目标后,并不依靠速度直接向下穿透目标,而是利用类似穿甲弹的高温金属射流,或者定向爆炸的柱状装药,先在目标表面钻出一个深洞。然后,主体弹头跟进,利用先导弹头开辟的通路深入目标内部爆炸,摧毁目标。复合弹头的原理听起来简单,实则存在较多技术难题。一个最简单的问题就是先导弹头的定向爆炸,如果速度不够快或者方向不够准,那么都将极大影响主体弹头的爆炸效果。

可以这么理解,钻地弹最难的就是“破壳”,因为“壳体”的质地、厚度千差万别。只要能穿透目标“外壳”,深入其内部,钻地弹接下来的工作就相对简单,但也很见功底。

“延迟引爆”见功底

说起引爆,就必然要提到引信。所谓“引信”,也称“信管”,学术上解释为“专门安装在各类炸弹上的一种引爆装置”,简单地理解,就是让炸弹在合适时机爆炸的装置。根据引爆的时机不同,引信可分为触发引信、高度引信、时间引信和延迟引信等。

以最普通的触发引信为例,在炸弹撞击目标时,触发引信在小于1毫秒的时间内使雷管发火,从而引爆炸药。所谓“高度引信”,也称“近炸引信”,可在目标上空引爆炸弹,目的主要是毁伤暴露在外的人员和装备。这两种引爆方式显然都不适合钻地弹。对于深藏地道或地堡的敌方目标,炸弹在空中或表面爆炸,几乎不会造成任何直接杀伤。因此,钻地弹一般都使用延迟引信,少数使用时间引信(即弹头穿透目标表面后,根据预先设定的爆炸时点引爆)。电影《中途岛》中有这样一个细节:当500磅的航空炸弹从空中呼啸而下命中航母甲板的时候并未立即爆炸,而是在穿透甲板到达船舱后引爆,从而让整艘航母遭受灭顶之灾。简而言之,延迟引信的效果就是让航空炸弹不至于在接触甲板时即引爆,从而让破坏能量最大化。同样,在钻地弹撞击目标后,在弹头深入土层或穿透楼层的过程中,炸弹并不被引爆,相反,它非常“冷静”地继续往前穿入,在经过300毫秒以上的延时作用后,雷管方才发火,进而引爆炸药。加沙战场上,我们从视频中经常能见到整栋楼像积木一般地坍塌,就是钻地弹从上往下贯穿,在到达地下室时方才引爆,从根本上破坏大楼结构引发的效果。

“智能钻地”已在路上

从美国研发第一枚钻地弹至今,钻地弹已然走过半个多世纪。虽已“年过半百”, “地堡克星”仍在焕发新的活力。特别需要指出的是,面对越来越深的地道地堡、越来越坚固的特种混凝土、越来越复杂的电磁环境,在科技的加持下,钻地弹正在往“智能”方向发展,主要体现在以下3个方面。

首先是“智能定位目标”。地下指挥所、洲际导弹发射井等高价值地下目标,由于相对固定,对钻地弹最好的对抗方式是进行电磁干扰。然而,具备“智能定位”能力的钻地弹能够自动锁定目标所在位置,排除干扰命中目标。

其次是“智能调整弹着角”。通常而言,目标表面并不总是很平整,相反,一般是高高低低、凹凸不平的。为达到最好的攻击效果,钻地弹的弹着角,也就是弹头与目标表面的夹角,最好是90度。简单而言,就是弹头垂直命中效果最佳。智能钻地弹能够在末段调整飞行姿态,根据目标表面情况自动设定最佳弹着角,从而提升打击效果。

最后是“智能引爆”。延迟引信能够让钻地弹“钻”到更深土层才爆炸,然而延遲时间是预先设计好的,无法依据事实情况变化而变化。目前,美军已开展“智能引信”研究,据称能感知地下环境的变化,或让控制者能近实时掌握钻地弹所在位置,及时修改引爆时间,或干脆让钻地弹根据设定的程序,按照破坏最大化原则自行决定引爆时间。

以色列用钻地弹打击哈马斯地道

钢筋混凝土是最常见的掩体材料

随着智能技术的飞速发展,具备初级智能技术的钻地弹并不像想象中的那么遥远。加沙的激烈冲突,已经让以色列人在思考另一种更具颠覆意义的钻地弹,也可称为“非典型性钻地弹”——从已经发现的地道口投射进去,“缓慢”地遂行探测式飞行或行进,在发现有价值目标后自行引爆。当然,这种“非典型性钻地弹”与常规的钻地弹已经相去甚远,但军工研发的最高法则本就是“没有法则”,只要能因敌变化,保存自己消灭敌方,就是发展方向。

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