战斗部的“双王炸”——引信到底有多重要

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  军事科技前沿微平台2019.7.30我要分享

  早在古代,祖先们就意识到了在作战中投射物要比徒手搏斗优越,而投射物本身的能量越大,打击效果就越好。火药出现后,不仅用它作为推进剂增加了射程,还用它制造燃烧或爆炸的武器,提高了最终的破坏威力。在公元1044年的《武经总要》中,已记载了火药的配方和蒺藜火球、霹雳火球等武器的构造及制造方法。据记载,引燃这些武器的方法为将铁锥加热烧红,然后用铁锥把武器外壳烙热以引燃其内部装药。很明显,这种方法的危险性较高,古人也一直在寻找更为稳妥的解决办法,至明朝时期,已出现了由棉线、火药等制成的火药捻子,提高了使用火药武器的安全性。《火龙经》中将捻子称为“信”或“药信”,这就是“引信”一词的由来。

  1

  引信的核心地位

  随着现代科学技术的发展,武器系统的种类不断增加,但绝大多数武器系统仍是利用烈性炸药爆炸所产生的能量来摧毁目标的。要使武器系统达到理想的作战效果,则炸药必须在适当的时机被完整的引爆,同时在不合适的时间(如运输、发射、弹道飞行中)内不允许发生意外爆炸。引信的功能即在于此,对于现代弹药来说,如果将发动机、控制机构等运载系统作为第一控制系统,那么引信就是关键性的第二控制系统。

  从炮弹、火箭弹到导弹,从手雷、地雷到水雷,甚至到原子弹,大小各异、功能不同的各类弹药均配有引信,虽然形状、尺寸、复杂程度不尽相同,但引信这一发挥终点效应的最终执行装置,其作为单发成败的决定性因素的核心地位是不变的。如图1所示为AIM-9L导弹配装的激光引信,与图2火龙140A配用的机电触发引信相比,复杂程度显著提高。

  

  图1 AIM-9L导弹的激光引信剖视图(图片来源:激光制造网)

  

  图2 航展上展示的火龙140A杀爆弹配用机电引信剖视图

  进入20世纪以来,引信的功能得到很大的扩展,现代引信的功能得到了很大的扩展,除了基本的安全控制和起爆炸药功能之外,还具备了如对弹药运动姿态的调整控制和对发动机的点火控制的功能,简单来说,现代引信可以利用弹药发射和飞行环境中的信息,识别引信所处的环境,根据目标独特性解除保险。说到这里,就必须对引信的结构有一个基本的认识。

  2

  引信的基本组成

  引信作为一个集成化的信息系统,承载了将环境力转化为爆轰输出的任务,其至少包含发火控制系统、安全系统、能源系统和输出系统四大模块。发火控制系统是引信最重要的功能系统,可以感受目标及背景信息或感受飞行或发射的环境力,也可接收弹药控制系统的直接指令,可以称之为是引信的“大脑”。

  安全系统则通过机械锁定、体积干涉限位等方式,保证引信在勤务运输、发射时和弹道中要求的安全距离内处于保险状态,同时在合适的条件下解除保险,可以称之为是引信的“双臂”。

  而无论大脑还是双手,均需要“心脏”为之提供能量,即能源装置。引信能源装置通过内部(内置电池或发电机)或外部(弹药电源)的能量输入,或者利用环境力(空气动力)转化为能量,为其他模块提供能量输入,保证了引信的正常工作。

  输出装置是引信作用流程的末端模块,在“心脏”的支持下,当经过“大脑”的判断和操纵,经过“双臂”的控制,最终将“拳头”击出。输出装置由传火序列或传爆序列构成,将能量逐级放大,最终输出足以引爆战斗部主装药的爆炸能,至此,引信的整个作用过程结束。

  

  图3 某空炸炮弹引信结构

  (作者注:图中标注为大致范围,实际上为减小体积,各个模块经常会共用空间)

  相对于其他器件或部件来说,引信的可靠度要求极高,如勤务运输时,引信误解除保险或保险失效的概率不大于百万分之一;炮弹引信在出炮口之后,引信误解除保险的概率不超过万分之一,同时引信误爆炸、误发火的概率不超过百万分之一。用“牵一发而动全身”来形容引信的作用再合适不过,甚至可以这么说,引信这一“王炸”不出手,战斗部绝对不敢也绝对不会“轻举妄动”。

  划重点

  现代武器系统中,引信由发火控制系统、安全系统、能源装置和输出装置等组成,承担着接受外界信息、识别目标环境、安全保障和可靠起爆的关键作用。不同的武器弹药,引信结构、外形有所差异,但基本的安保与引爆功能,奠定了引信在武器终点打击效应中的核心地位。

  图 | 源自网络

  

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  早在古代,祖先们就意识到了在作战中投射物要比徒手搏斗优越,而投射物本身的能量越大,打击效果就越好。火药出现后,不仅用它作为推进剂增加了射程,还用它制造燃烧或爆炸的武器,提高了最终的破坏威力。在公元1044年的《武经总要》中,已记载了火药的配方和蒺藜火球、霹雳火球等武器的构造及制造方法。据记载,引燃这些武器的方法为将铁锥加热烧红,然后用铁锥把武器外壳烙热以引燃其内部装药。很明显,这种方法的危险性较高,古人也一直在寻找更为稳妥的解决办法,至明朝时期,已出现了由棉线、火药等制成的火药捻子,提高了使用火药武器的安全性。《火龙经》中将捻子称为“信”或“药信”,这就是“引信”一词的由来。

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  引信的核心地位

  随着现代科学技术的发展,武器系统的种类不断增加,但绝大多数武器系统仍是利用烈性炸药爆炸所产生的能量来摧毁目标的。要使武器系统达到理想的作战效果,则炸药必须在适当的时机被完整的引爆,同时在不合适的时间(如运输、发射、弹道飞行中)内不允许发生意外爆炸。引信的功能即在于此,对于现代弹药来说,如果将发动机、控制机构等运载系统作为第一控制系统,那么引信就是关键性的第二控制系统。

  从炮弹、火箭弹到导弹,从手雷、地雷到水雷,甚至到原子弹,大小各异、功能不同的各类弹药均配有引信,虽然形状、尺寸、复杂程度不尽相同,但引信这一发挥终点效应的最终执行装置,其作为单发成败的决定性因素的核心地位是不变的。如图1所示为AIM-9L导弹配装的激光引信,与图2火龙140A配用的机电触发引信相比,复杂程度显著提高。

  

  图1 AIM-9L导弹的激光引信剖视图(图片来源:激光制造网)

  

  图2 航展上展示的火龙140A杀爆弹配用机电引信剖视图

  进入20世纪以来,引信的功能得到很大的扩展,现代引信的功能得到了很大的扩展,除了基本的安全控制和起爆炸药功能之外,还具备了如对弹药运动姿态的调整控制和对发动机的点火控制的功能,简单来说,现代引信可以利用弹药发射和飞行环境中的信息,识别引信所处的环境,根据目标独特性解除保险。说到这里,就必须对引信的结构有一个基本的认识。

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  引信的基本组成

  引信作为一个集成化的信息系统,承载了将环境力转化为爆轰输出的任务,其至少包含发火控制系统、安全系统、能源系统和输出系统四大模块。发火控制系统是引信最重要的功能系统,可以感受目标及背景信息或感受飞行或发射的环境力,也可接收弹药控制系统的直接指令,可以称之为是引信的“大脑”。

  安全系统则通过机械锁定、体积干涉限位等方式,保证引信在勤务运输、发射时和弹道中要求的安全距离内处于保险状态,同时在合适的条件下解除保险,可以称之为是引信的“双臂”。

  而无论大脑还是双手,均需要“心脏”为之提供能量,即能源装置。引信能源装置通过内部(内置电池或发电机)或外部(弹药电源)的能量输入,或者利用环境力(空气动力)转化为能量,为其他模块提供能量输入,保证了引信的正常工作。

  输出装置是引信作用流程的末端模块,在“心脏”的支持下,当经过“大脑”的判断和操纵,经过“双臂”的控制,最终将“拳头”击出。输出装置由传火序列或传爆序列构成,将能量逐级放大,最终输出足以引爆战斗部主装药的爆炸能,至此,引信的整个作用过程结束。

  

  图3 某空炸炮弹引信结构

  (作者注:图中标注为大致范围,实际上为减小体积,各个模块经常会共用空间)

  相对于其他器件或部件来说,引信的可靠度要求极高,如勤务运输时,引信误解除保险或保险失效的概率不大于百万分之一;炮弹引信在出炮口之后,引信误解除保险的概率不超过万分之一,同时引信误爆炸、误发火的概率不超过百万分之一。用“牵一发而动全身”来形容引信的作用再合适不过,甚至可以这么说,引信这一“王炸”不出手,战斗部绝对不敢也绝对不会“轻举妄动”。

  划重点

  现代武器系统中,引信由发火控制系统、安全系统、能源装置和输出装置等组成,承担着接受外界信息、识别目标环境、安全保障和可靠起爆的关键作用。不同的武器弹药,引信结构、外形有所差异,但基本的安保与引爆功能,奠定了引信在武器终点打击效应中的核心地位。

  图 | 源自网络

  

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