航空炸弹
由航空器投掷使用的炸弹
航空弹药(Aerial bombs),简称航弹,是从飞机上发射和投掷的各种爆炸物重武器,是空军作战的主要弹药,用于破坏和摧毁敌人的政治、经济军事等目标,杀伤敌方有生力量,配合其他军兵种对敌实施进攻。
航空炸弹一般由弹体、装填物、扩爆装置、安定器、弹耳和引信组成,有的可根据用途要求加装减速装置、制导装置和动力装置;航空子炸弹可集装成弹束或集装于母弹箱(撒布器)内构成子母炸弹。航空炸弹按战术任务分为主用与辅助航空炸弹,按毁伤特性分为常规与非常规航空炸弹,按装药性质分为普通与特种航空炸弹,按控制能力分为无控与制导航空炸弹,按弹形分为高阻、低阻与减速航空炸弹,按增程方式分为动力型与滑翔型航空炸弹,按用途(装备、训练与教练)分为制式、航空训练与航空教练炸弹等。
航空炸弹是出现最早的航空弹药。1911年11月1日,意大利军队与土耳其军队作战中,首次从飞机上投放了4枚由手榴弹改制、重量只有2.4kg的炸弹,从此揭开了航空炸弹的发展序幕。奥地利和意大利都声称拥有航空炸弹的发明权第二次世界大战期间,为了克服传统航空弹药命中精度低的缺点,开始研制制导炸弹。随后,德国、美国、苏联英国法国等国家也相继研制成功并装备了制导炸弹。进入20世纪90年代以后,以信息技术为基础和先导的高技术,使航空弹药技术发生了质的变化。1992年,美国空军和海军开始联合研制在恶劣条件下全天候使用的具有主动寻的、发射后不管、高空远距离攻击目标的复合精确制导炸弹“联合直接攻击弹药”(JDAM)和“联合防区外投射武器”(JSOW)。
发展历程
研制背景
飞机诞生之前的1849年,奥地利军队就曾利用不载人气球向意大利威尼斯共和国城投下炸弹,这是世界上首次空投炸弹。航空炸弹是伴随着军用飞机的发展而发展起来的,最初完全采用了炮弹、鱼雷水雷等弹药的技术,只是从飞机上投掷而已。之后,随着军用飞机的发展,炸弹无论从圆径、结构还是种类上都出现了很大的变化和发展,圆径范围从50kg发展到2000kg,出现了带有预制破片壳体的杀伤爆破弹、利用聚能效应的破甲炸弹、可大面积布撒的航空子母炸弹、航空穿甲弹、航空烟幕弹等诸多品种。
研制历程
第一次世界大战
航空炸弹是出现最早的航空弹药。在刚刚使用飞机作战的第一次世界大战初期,从空中投向敌人阵地的只是陆军用的手榴弹和迫击炮,后来逐渐发展出专用的炸弹,其重量也不断增大。1911年11月1日,意大利军队与土耳其军队作战中,首次从飞机上投放了4枚由手榴弹改制、重量只有2.4kg的炸弹,从此揭开了航空炸弹的发展序幕。奥地利和意大利都声称拥有航空炸弹的发明权。1914年第一次世界大战爆发,欧洲各国刚刚建立起来的航空部队,在主要执行侦察任务同时,也经常从飞机上向敌军投掷炸弹。但直到这时,各国使用的还是将普通炮弹加装尾翼或是用手榴弹改制作为航空炸弹。从严格的意义上说,这还不是真正的航空炸弹。
俄国人认为,世界最早的专用航空炸弹是由设计师B.B.奥拉诺夫斯基于1909-1914年研制的。他设计的航空炸弹、杀伤弹有5种型号,爆破弹有8种型号。1916年,俄国的A.雅科夫列夫设计的最早的航空燃烧弹也装备了俄国军队。而德国认为,他们于1912年研制出来的M.A20型炸弹才是世界上第一种航空炸弹。
第二次世界大战
第二次世界大战期间,航空炸弹得到迅速的发展,出现了集束炸弹、子母炸弹、穿甲炸弹和凝固汽油燃烧弹等新型航弹,航弹的重量也达到了数吨以上。英国曾制造过重达10吨的“大满贯”炸弹,1945年3月14日用兰开斯特重型轰炸机投放,炸毁了德国的比勒费尔德高架铁路。“大满贯”至今仍是实战中使用过的世界上最重的航空炸弹。为了克服传统航空弹药命中精度低的缺点,20世纪30年代末至40年代初,德国最先研制成功并使用采用无线电制导方式的炸弹HS-293和FX-1400。HS一293有V2和V3两种型号,分别于1940年5月和7月研制成功,它们是在SC-500型普通航空炸弹上加装弹翼、尾翼和制导装置制成的飞机型无动力滑翔炸弹,重约800公斤。FX-1400是一种轴对称制导炸弹,全弹重1800公斤,无推进系统。美国也研制出了5种制导炸弹,均采用无线电遥控制导,但尚未来得及使用,战争就结束了。
20世纪50年代以后,美、苏等国的航空炸弹分两个系列:一类为多年沿用的,阻力比较大,弹体呈很胖的圆桶形;另一类为“低阻炸弹”,美国称LD型,原苏联称62式。在活塞式飞机时代,炸弹多数挂在飞机的弹舱内,其阻力的大小对飞行性能没有影响,所以炸弹都是短粗矮胖形的,有利于在弹舱内多挂几个;而且为了使弹道稳定,有的炸弹甚至在头部加一个“阻力环”。到了喷气式飞机时代,炸弹多数挂在战斗机的机翼下面或机身腹部,同时飞机的速度比活塞式的大得多,炸弹的阻力给飞行性能带来很大的影响,所以“低阻力”炸弹应运而生。这类炸弹外形细长,弹头较尖,呈流线型。例如美国的MK-81(250磅)、MK-82(500磅)、MK-83(1000 磅)和 mk84(2 000磅)炸弹都是低阻炸弹。之后为了提高低空投放低阻炸弹的杀伤效果和误伤问题,人们在低阻炸弹上加装各种减速装置,制成减速炸弹。比如法国的BAT120型减速炸弹,投放后垂直落地,引爆预制破片,破片水平横扫战场。重34千克,集束炸弹包含18枚,能攻击800米长的装甲车队。
20世纪60年代以后,传统的航空弹药技术又有了很大的发展,先后出现了低阻低空炸弹、云爆弹、远距离投放炸弹、反跑道炸弹、串联式破甲炸弹和自锻破片炸弹。例如,美国和苏联60年代研制并装备的燃料空气炸弹,威力十分巨大,被称为是界于常规弹药和核弹药之间的一类弹药。1962年起,美国开始研制激光制导炸弹,1968年美国军队装备了第一代激光制导炸弹“宝石路I”,并首次在越南战场上使用,该弹的命中圆概率误差(CEP)为7.5m,比普通炸弹命中精度高出近百倍。此后,美国对第一代激光制导炸弹进行了改进,进一步提高命中精度,70年代后期和80年代中期相继装备了第二代激光制导炸弹(“宝石路”I)和第三代激光制导炸弹(“宝石路”Ⅲ)(CEP为0.3~0.6m)。与此同时,苏联、英国、法国等国家也研制成功并装备了激光制导炸弹。
20世纪90年代后
进入20世纪90年代以后,以信息技术为基础和先导的高技术,使航空弹药技术发生了质的变化,智能化精确制导弹药已现端倪。1992年,美国空军和海军开始联合研制在恶劣条件下全天候使用的具有主动寻的、发射后不管、高空远距离攻击目标的复合精确制导炸弹“联合直接攻击弹药”(JDAM)和“联合防区外投射武器”(JSOW)。从战争实践来看,航空弹药在战争中占着极其重要的地位,尤其现代战争,通过飞机轰炸重点军事目标,从而夺取制空权和战争的主动权,已经成为新的战争模式。
装备历程
炸弹通常以重量(磅或公斤)为单位进行度量。一次大战时最重的炸弹不过500磅。二次大战时,飞机最大载弹量为3吨(如美国B29),而现在则达32吨以上(如美国B一52,它能挂250~340公斤的重磅炸弹108枚,而且可在几秒钟内全部投下,破坏面积达1500x400米的面积)。二次大战中,盟军对德投弹420多万吨,仅1945年2月的一次战役,就将15万平方公里的城市夷为平地,13.5万人伤亡。战争中用炸弹击沉的各国海军舰艇达272艘,占被击沉总数的38.3%。战后以来,在历次战争中炸弹的作用也十分明显;在 10年的越南战争中,美国军队出动122.9万架次,共投弹632~672万吨,平均日投弹量1756~1867吨;在3年的朝鲜战争中,美军出动10.4万架次,投弹量70万吨,平均日投弹量630吨;在42天的海湾战争中,美军和多国部队共出动11万架次,投弹量8.85万吨,平均日投弹量2058吨。
基本设计
航空炸弹是从航空器上投掷的完成战斗或训练任务的弹药。这种弹药一般由弹体、装填物、扩爆装置、安定器、弹耳和引信组成,有的可根据用途要求加装减速装置、制导装置和动力装置;航空子炸弹可集装成弹束或集装于母弹箱(撒布器)内构成子母炸弹。航空炸弹的装填系数在10%~80%,常规航空炸弹的圆径(炸弹的名义质量)最小的不到0.5kg,最大可达20000kg。
弹体
弹体即外壳,包括弹头、弹身和弹尾三部分。有的弹头部安有环形,可拆卸,称为弹道环,当炸弹跨音速(0.7≤Ma≤1.2)运动时可提高炸弹的稳定性。为了调整质心和增强碰击作用,弹头一般用合金或铸钢等材料制成较厚的锥形、卵形等形状。弹身用以盛装炸药或其他装填物,一般呈圆柱形、倒截锥形或流线形。弹身的壁厚、材料要适应弹体强度和破片性能等技术要求。弹尾部呈锥形用以承接弹身和弹翼,具有气动力功能,这主要取决于尾锥体的尾部收缩率和锥角。带有尾部引信的尾锥体通常采用截锥形状,并且引信旋翼要伸出截锥的延长线之外,以便在气动力作用下旋脱使引信解除保险。对于低阻炸弹,通常弹体要有较好的流线外形,以减小外挂和投放落下时的阻力。
装填物
装填物通常装填炸药、燃烧剂或发烟剂等特种药剂、照明具、标志具、宣传品、子炸弹等,亦可装化学战剂、生物战剂及核装药等。
扩爆装置
扩爆装置多用于装药量大的炸弹,包括头部传爆管和尾部传爆管,用以增强引信传爆序列的爆轰输出,确保引爆炸弹的主装药。
安定器
安定器是炸弹投放下落运动的稳定装置,目前多采用双圆筒式、圆筒式、方框式和低阻式(对低阻炸弹)结构,也有采用降落伞作为炸弹稳定装置的情况。
弹耳
弹耳是固定在航弹弹体上环状物,航弹通过它悬挂在飞机上。若航弹弹体较厚,则弹耳直接焊在弹身上;若航弹弹身较薄,则在弹身上放置环形箍后,再将弹耳焊在环形箍上。由于弹耳是航弹与载机挂弹架实现物理交联的部件,为满足通用化需要,弹耳尺寸、弹耳之间的距离都已经标准化,如北大西洋公约组织标准的双弹耳间距为355.6mm或762mm等,俄罗斯标准则为250mm、480mm或1000mm。
引信
引信的作用是在最佳引爆点起爆航弹,反之则使其处于安定状态。根据工作方式不同,可分为时间引信、触发引信、近发引信和复合引信,其中“触发十延时”复合引信最为常用,引信在航弹撞击目标时被触发,经过预先设置的延迟时间后再引爆航弹,如使侵彻航弹借助动能钻进硬目标内部后起爆,或使杀伤爆破航弹在地表上方就爆炸杀伤更多软目标;根据工作原理不同,还可分为机械式和电子式两种引信,其中,电子式引信较为复杂优越,其工作方式、参数等均可由地勤手动或由飞行员在飞行中通过外挂管理系统进行设置。为方便更换,引信一般采用标准化的螺口形式与弹体连接,如美国标准将引信螺口定为50mm;为确保可靠起爆,航弹经常用两个以上的引信。如M117通用爆破炸弹在弹头、弹尾分别装有M904电引信和FMU-54机械引信。
为确保航弹的安全,引信还需采取保险措施,如航弹储藏时不装引信,或用可拔除的钢销使引信和雷管物理隔离:或将引信封装在金属外壳里面,使引信必须受到足够的外力作用才会触发;或采取延时、远距保险措施,使引信只有在航弹投下一段时间或距离后才起作用。通常,一枚航弹至少采用两种保险方式,并通过引信上设置的小窗口显示其保险状态。
减速装置
减速装置是起增大飞行阻力和稳定作用的航空炸弹组件,多用于低空、超低空投掷的减速航空炸弹。有伞式减速装置、火箭制动减速装置和阻力板式减速装置等。伞式减速装置又分为降落伞式减速装置、金属伞式减速装置、气伞式减速装置和组合伞式减速装置等。阻力板式减速装置通常由弹头前端装的防跳盘和弹尾后端装的尾阻盘构成。减速装置可使在挂飞中呈低阻外形的炸弹离机达到一定安全距离后所受阻力瞬间增加,飞行速度迅速降低,这就会使弹道弯曲,落角增大,防止产生跳弹,并且随配装弹体的爆炸威力半径大小的不同,相应地增长炸弹落下时间,以保证载机有足够的时间飞离爆炸区。因此,减速装置必须具有以下功能:确保挂飞中减速装置不工作,而在出现意外情况时必须能立即脱离载机,以保证挂飞安全;在弹道上一旦减速装置工作不正常时也能使引信的延期作用正常,从而保证炸弹延迟爆炸,载机有足够时间飞离危险区,确保炸弹连投间隔等。
航弹分类
航空炸弹的分类航空炸弹种类庞杂、使用广泛,各国的分类方法也不尽相同。按战术任务分为主用与辅助航空炸弹,按毁伤特性分为常规与非常规航空炸弹,按装药性质分为普通与特种航空炸弹,按控制能力分为无控与制导航空炸弹,按弹形分为高阻、低阻与减速航空炸弹,按增程方式分为动力型与滑翔型航空炸弹,按用途(装备、训练与教练)分为制式、航空训练与航空教练炸弹等。
主用航空炸弹
主用航空炸弹用于直接毁伤目标,是装备数量最多、使用最多、应用范围最广泛的一类航空炸弹。其作用效率分别以炸弹作用半径、战术毁伤定额、必须命中的平均炸弹数等效率指标表征。使用时,根据目标性质、轰炸条件、要求毁伤程度以及炸弹特性和威力等来选择使用适当功能的弹种和圆径。
普通航空炸弹
普通航空炸弹包括爆破炸弹、杀伤炸弹、低阻炸弹和减速炸弹等。
航空爆破炸弹是以炸药装药的爆破作用为主要毁伤手段的主用航空炸弹,特别是靠坚硬的弹头侵彻目标后以弹体内大量装药爆炸产生强大的冲击波,并辅之以弹体破片的作用毁伤目标。
航空杀伤炸弹指的是以破片杀伤有生目标为主,以爆炸产物和冲击波为辅的主用航空炸弹。
低阻航空炸弹指的是飞行中空气阻力较小的航空炸弹。特点是全弹长细比大、外形流线性好、气动阻力小,适于高速飞机机舱外挂。主要由低阻型战斗部与低阻型弹尾两部分组成。低阻型弹尾是一种带十字形翼片的安定器,用压紧螺帽固装在弹体上。弹耳根据挂弹钩形式可为单耳,也可为双耳。按战斗部的不同分为低阻爆破炸弹、低阻杀伤炸弹、低阻燃烧炸弹、低阻燃烧爆破炸弹和低阻子母炸弹。低阻爆破炸弹圆径一般为100-1000kg级,以250-500kg级使用最广,其弹体一般用普通钢经整体锻造、拉伸或用钢管旋压加工制成。低阻杀伤炸弹圆径常见的为100kg级,弹体多用衬管,外层缠绕钢带,炸药、装药、装填系数和作用性能分别与相应圆径的爆破炸弹和杀伤炸弹相当。
减速航空炸弹指的是带减速装置适于低空投放的航空炸弹。全弹主要由战斗部和带减速装置的弹尾两大部分组成。战斗部多与低阻航空炸弹的战斗部通用,装爆破战斗部的为减速爆破炸弹,装杀伤战斗部的为减速杀伤炸弹。减速装置有多种类型,如柔性伞式减速装置、金属伞式减速装置、组合伞式减速装置、火箭制动减速装置、阻力板式减速装置等。减速炸弹圆径多为100?500 kg。减速航空炸弹的主要特性是:炸弹投下离载机一定距离后减速装置工作,瞬间增大阻力,炸弹迅速减速,使炸弹弹道弯曲,落角增大,飞行时间延长,载机有充分时间飞离爆炸区:低空或超低空投弹时不产生跳弹,可确保载机安全。
侵彻航空炸弹
侵彻航空炸弹包括穿甲炸弹、半穿甲炸弹、反跑道炸弹和硬目标深侵彻炸弹等。
航空穿甲炸弹指的是靠穿甲作用毁伤装甲目标的主用航空炸弹。主要利用动能贯穿装甲,毁坏坚固目标。采用延期弹尾引信起爆。弹体的头部形状和弹壁厚度要有利于贯穿,能确保在穿甲过程中不被破坏,通常用高强度合金钢经锻造加工制成。安定器用普通钢板制造。炸药装药通常为三硝基甲苯、B炸药或其他钝感黑梯混合炸药,装填系数一般不大于0.15o炸弹圆径一般为250?1000 kg级,作用效率以穿透的最大装甲厚度来表征,主要用于攻击大型军舰、钢筋混凝土工事、有防护层的地下工程等坚固目标。
航空半穿甲炸弹又称航空厚壁爆破炸弹,是以贯穿、爆破双重作用毁伤有钢筋混凝土防护目标的主用航空炸弹。其贯穿能力优宇爆破炸弹,而低于穿甲炸弹;爆破作用优于穿甲炸弹,而低于爆破炸弹。结构与航空穿甲炸弹类似,只是弹体厚度稍薄一些。弹体通常由中碳钢合金钢锻造成型,经热处理以确保侵彻过程中有足够的强度;安定器用普通钢板制造;弹体前部通常装普通TNT炸药,中、后部装钝感黑梯混合炸药,以确保装药安定性和提高爆炸威力。装填系数介于爆破炸弹与穿甲炸弹之间,一般约30%,炸弹圆径一般为250?1000 kg级。作用效率以贯穿混凝土障壁作用和爆破作用的诸效率指数来衡量。主要用于攻击轻型装甲舰艇、机库、港口、桥梁和钢筋混凝土等保护目标。
航空反跑道炸弹是以破坏机场混凝土跑道为主的航空半穿甲炸弹。
航空硬目标深侵彻炸弹是利用炸弹本身的动能贯穿深层目标并毁伤各种较硬介质的航空炸弹。其结构特点是,弹体的头部形状和弹壁厚要有利于侵彻过程中弹体不被破坏,通常由中碳钢或合金钢锻造加工成型,炸药装药为TNT、B炸药或其他高能混合炸药,确保炸药安定性,提高爆炸能力。装填系数小于航空爆破炸弹,一般在0.15-0.3内。引信常配置于弹体尾部。炸弹圆径一般为500-1000kg级。作用效率以穿透最大硬目标表征。主要用于攻击大型舰艇、桥梁、钢筋混凝土工事及深层坚固军事目标。
特种航空炸弹
特种航空炸药用来完成某种特定战术任务,主要装填特殊性能装填剂、装填物的航空炸弹,包括定时炸弹、燃烧炸弹、深水炸弹云爆弹和化学炸弹等。
航空定时炸弹是指投放后经预先装定时间才爆炸的航空炸弹。可由航空爆破炸弹、杀伤炸弹、航空杀伤爆破炸弹等配装时间引信构成,有时根据需要还配装防拆装置。主要用于封锁敌人的交通枢纽或战略要地。除具有准确地按所需时间自动爆炸的功能外,还能给敌人精神上的威胁,起牵制敌人的作用。有时也可能配装震动引爆装置或其他敏感引爆装置,兼做航空地雷使用。
航空燃烧炸弹是指内装燃烧剂,利用爆炸后产生高温火焰获得纵火和燃烧效应的主用航空炸弹。用于引燃或烧毁弹药、油料、军用物资和其他易燃目标以及烧伤有生力量。有集中型和分散型两类。集中型燃烧炸弹圆径较小,一般在5 kg级以下,碰击目标后产生一个集中火种;分散型燃烧炸弹圆径较大,一般为100?500kg级,每枚炸弹爆炸后,分散成多个火种,在较大面积上引燃或烧毁目标。按装填的燃烧剂不同,又分为高热剂燃烧炸弹和稠化油料燃烧炸弹。稠化油料燃烧炸弹,常称作火焰炸弹,主要装填凝固汽油、黏性高温燃烧剂和聚苯乙烯燃烧剂等,一般用薄钢板或铝合金板制成薄壁弹体,以提高装填系数。采用白磷管做点火装置,引信作用后,经扩爆管炸开磷管和弹体,抛出黄磷和燃烧剂,并立即燃烧,可产生较大火焰,多用于对付大面积易燃目标。
航空深水炸弹又称航空反潜炸弹,是攻击潜艇及水下目标的主用航空炸弹。按装药不同,分为常规深水炸弹和核深水炸弹两种。小圆径航空深水炸弹专门用于直接攻击水面或水下潜艇;大圆径航空深水炸弹主要用以攻击水下潜艇和其他水下目标。航空深水炸弹的结构与航空爆破炸弹相似,弹体形状适于水中弹道,并能防止水面跳弹,弹壁较薄,装药量大,可装TNT炸药、混合炸药或核装药。配装触发或近炸引信,近炸引信有水压引信、时间引信等。有的为适应低空、高速投放,还在弹尾处配置降落伞装置。炸弹离开飞机一定安全距离后,降落伞张开使炸弹减速下落,入水角增大,以防水面跳弹。经预定时间后伞弹分离机构使降落伞与炸弹分离,炸弹仍保持稳定飞行,入水后下潜接近目标。引信在炸弹击水后进入待发状态。触发引信在碰击水下目标时起爆;水压引信在下沉到预定深度时起爆;时间引信按装定时间起爆;其他近炸引信如声引信、磁感应引信等则在目标附近起爆。
航空子母炸弹
航空子母炸弹包括集束炸弹、破甲炸弹、破甲杀伤炸弹和多功能子弹药等。
航空集束炸弹简称航空炸弹束,集子炸弹成束挂载与投放的航空炸弹, 般由数个多至数十个中小型航空子炸弹组成。按子炸弹类型可分为航空爆破集束炸弹、航空杀伤集束炸弹、航空燃烧集束炸弹等。圆径在50?250 kg级之间。弹束结构简单,可机舱内挂或外挂集中使用。集束方式有箍带捆扎式和梁式集束架两类。箍带捆扎式是沿弹径方向用箍带将数枚子炸弹捆扎在一起,并由保险钢索锁定,弹耳安装在箍带上,投弹后抽脱保险钢索释放箍带,使子炸弹分离。梁式集束架以金属横梁为骨架,架上装有带弹耳的护板和分离用的火药盒,有的用径向箍带将各子炸弹沿弹轴方向紧固在梁架上,再由保险钢索锁定,也有用轴向紧固件、支持器等固装在梁架上。若要求投弹后迅速开放时,抽脱保险钢索,打开箍带,子炸弹分离。若要求投弹后延时开放时,装上时间引信点燃火药盒释放紧固件,使子炸弹分离。由于受结构限制,子炸弹集装数量少,散布面积和密集度较小,效果不十分理想,这种炸弹的发展受到一定限制。
航空破甲炸弹是利用聚能效应毁伤装甲目标的主用航空炸弹。靠空心装药产生高温、高压、高速的金属射流穿透装甲。以子炸弹形式集装于子母弹箱内或集成弹束投放,圆径约为0.5?2 kg级,最常见的是0.5-1 kg级的。炸弹壳体常用普通材质薄壁钢管或钢板卷制而成,安定器由普通薄钢板制成,药型罩多系铜质、钢质等高密度金属旋压或冲压的、空腔呈40°?60°锥角的圆锥形体,通常装填三硝基甲苯黑索金混合炸药。破甲炸弹的作用效率常以静止状态穿透最大装甲厚度或动态模拟落角、着速条件下的穿透最大装甲厚度来表征,一般破甲深度可达药型罩口部直径的5-6.5倍。用于攻击坦克、装甲车、自行火炮和其他有装甲防护的目标。击穿后,金属射流可杀伤装甲背后的乘员,破坏机件,引燃燃料,引爆弹药等。弹体爆炸产生的破片还可杀伤附近的有生力量。当前主要的发展方向是:提高穿透装甲、复合装甲的能力;增加子母炸弹箱装填数量;增大覆盖面积和提蒿命中精度。
航空破甲杀伤炸弹是指兼有破甲作用和杀伤作用的主用航空炸弹。结构和圆径与航空破甲炸弹基本相似。特点是:药型罩角度较大,以利于提高装药量;弹壁较厚,常制成预制刻槽或用钢丝缠绕焊接成型,以利于产生有效破片。为增大子母弹箱装填数量,也有将头尾制成可伸缩的。航空破甲杀伤炸弹的作用效率以破甲厚度和杀伤作用各项效率指数来表征。用以攻击装甲输送车步兵战车等轻型装甲目标,较使用航空破甲炸弹更为有效。
制导航空炸弹
制导航空炸弹包括激光制导炸弹、图像制导炸弹(包括红外成像和电视制导)、毫米波制导炸弹、复合制导炸弹、卫星制导炸弹、机载空对地布撒器等。
激光制导航空炸弹是由弹外或弹上的激光束照射在目标上,弹上的激光寻的器(也叫激光导引头)利用目标漫反射的激光能量实现对目标的跟踪并对炸弹进行控制使之飞向目标的航空炸弹。目前国内外的激光制导炸弹都是半主动寻的方式,其中激光照射方式有地面照射和空中照射两种,空中照射亦可分本机照射和它机照射。激光制导航空炸弹按气动布局不同可分为鸭式气动布局和无尾式气动布局。前者的鸭式舵在全弹质心的前面;后者的质心前面有反安定翼,稳定尾翼在质心后,尾翼后缘是控制舵面。鸭式气动布局的激光制导航空炸弹有美国的“宝石路”系列炸弹;无尾式气动布局的激光制导航空炸弹有俄罗斯的500 kg型和1000 kg型激光制导炸弹,其控制系统有自动驾驶仪,对滚转、俯仰和偏航三个通道分别进行控制。激光制导航空炸弹是由导引头舱、战斗部舱和仪器舱所组成。导引头船接收目标反射的激光,经滤光片和聚焦透镜聚焦到光敏面四象限二极管上,转换成电信号,经信号处理,形成两个方位信号输入到弹上控制系统,控制系统的惯性测量器件和所有的电子器件都安置在仪器舱内;战斗部舱内有战斗部和引爆系统,包括引信,爆控拉杆,传爆管等。激光制导航空炸弹主要用于攻击地面固定的重要点目标和低速运动的目标,现正在朝远射程、高精度、复合制导和全天候作战使用的方向发展。
图像制导航空炸弹是红外成像寻的制导航空炸弹和电视寻的制导航空炸弹重武器。航空炸弹上的红外扫描成像寻的器依据目标和背景的图像实现对目标的捕获与跟踪并将炸弹引向目标的方法称为红外成像寻的制导。一般说红外成像制导系统的成像质量比电视成像质量差,但它可在能见度低的条件下或电视寻的难以工作的夜间工作,与红外点源寻的制导相比,红外成像制导系统有更好的识别能力和更高的制导精度,全天候作战能力和抗干扰能力有较大的改善。实现红外成像的途径有光机扫描和凝视两大类。光机扫描成像寻的器的热图像通过光学系统、扫描机构、红外探测器及其处理电路实现。电视制导的航空炸弹也是图像制导的一种,其工作原理是扫描线圈控制摄像管的电子束作水平和垂直扫描,外界视场内的目标和背景(三维图像)的光能,经大气传输进入镜头聚焦并在摄像管的靶面上成像,由靶面输出视频信号电流,完成光电转换。由视频跟踪处理器中的误差鉴别器自动测量目标与行场扫描中心的水平偏差和俯仰偏差形成的误差电压。该信号加于伺服系统使光轴对准目标,实现对目标的跟踪。在电视摄像机锁定目标后,发射由电视寻的制导系统产生的制导和控制信号。该信号一方面驱动电视寻的器的陀螺进动,另一方面控制舵机使目标始终位于摄像机视场的中心,导引炸弹飞行,直至命中目标。
复合制导航空炸弹是指利用两种或多种制导方法制导的航空炸弹。采用复合制导方式的有串联式复合制导炸弹和并联式复合制导炸弹。串联式复合制导炸弹在制导过程中,由一种制导方式依次转到另一种制导方式接替进行制导;并联式复合制导炸弹是以两种制导方式同时或交替制导。复合制导炸弹多配装滑翔或动力等增程装置,主要用于远程攻击。在全程导引过程中,以不同性质的导引装置在不同的距离范围内发挥各自的特点,以提高航空炸弹的命中精度。
机载空对地布撒器是由作战飞机挂载、远距离投放、具有自主飞行控制和精确制导能力、可携带大质量有效载荷或多种类子弹药的空对地攻击型武器的总称。主要由制导与控制、战斗载荷(子弹药)、动力推进装置和弹翼等四大部分组成。与空射巡航导弹有些相似,重要差别之一是有效战斗载荷大,占全弹总质量的55%-75%。机载空对地布撒器按动力方式可分为无动力滑翔、火箭助推和涡喷动力型。制导系统多采用全球定位系统加惯性导航系统(或加末制导)。战斗载荷可根据预定攻击的目标,选择不同种类子弹药的组合或整体式战斗部,达到最佳毁伤效果。机载布撒器是在原系留式布撒器基础上,应用现代飞行控制与制导技术发展而来的,大多采用模块化设计。利用其防区外发射、精确制导和可携带大量多种类子弹药的特点,可避开敌方防空火力对载机的攻击,对机场跑道及机场设施、集群装甲目标、电力通信系统、军用仓库或其他重要的点、面目标实施有效毁伤。机载布撒器具有较高的作战效费比,是目前机载空对地攻击武器发展的重点和热点。
辅助航空炸弹
辅助航空炸弹不能直接毁伤目标,但能产生烟、光效应或传递信息,起照明、训练、教练、照相、标志、烟幕和宣传等辅助作战的作用,主要用来在特定条件下配合领航、轰炸、支援部队的战术行动。使用时,根据战术技术需求选择适应的弹种和最佳圆径。
航空照明炸弹
航空照明炸弹是指利用照明剂燃烧时产生可见光效应的辅助航空炸弹,供飞机夜间轰炸、侦察和支援地面部队夜间作战照明用。一般圆径在250kg以下,弹体多用薄钢板制成,内装抛射装药和降落伞照明系统。炸弹投下后,尾部风轮旋脱,拉出稳定伞,保持飞行稳定性。时间引信按预定时间作用,点燃抛射装药并引燃照明炬,抛出伞炬系统。照明炬减速伞张开,减缓照明炬下落速度并可减小主伞的开伞动载。伞套受气流作用拉出主伞,将照明炬悬挂在空中缓慢降落。总发光强度一般可达数百万坎德拉,照明时间为5-7min。
航空训练炸弹
航空训练炸弹是模仿航空炸弹弹道性能和外在效果的航空模拟炸弹,供训练和考核飞行员轰炸投弹使用。按弹种不同分为普通航空训练炸弹、深水航空训练炸弹、低阻航空训练炸弹、减速航空训练炸弹、制导航空训练炸弹、训练核炸弹和航空训练地雷等;按功能不同分为模拟各标准落下时间等级并能显示落点的训练炸弹(专供模拟目标瞄准投弹用)、模拟弹道性能的训练炸弹、模拟除爆炸以外其他效果的训练炸弹等。各种训练炸弹的形状、结构依所模仿实弹的训练要求有所不同,有与实弹相同圆径的,也有缩小圆径的,一般多为缩小圆径的。相同圆径的训练炸弹除内部结构和装填物外,弹形、质量、质心等均与实弹相同。航空训练炸弹用量大,应力求结构、工艺简单,材料来源广泛,成本低廉。
航空教练炸弹
航空教练炸弹是模拟某种航空炸弹外形、结构和动作原理的假炸弹,供空勤和地勤人员训练和教学使用。为了与实弹区别,均涂有“教练”字样的标志。因模拟的弹种、教练目的和内容的不同,品种十分繁杂,特点也各有不同。操作训练用的教练炸弹与真实炸弹的圆径、质量、外形等相同或缩小比例,多用钢筋混凝土、铸铁材料制成弹体,或用未装药真弹空体装填惰性装填物而成,供地勤人员练习装配、装引信、挂弹及操作维护等使用。教学用教练炸弹可模拟各种炸弹的结构、工作原理和动作程序,形式与构造多种多样:有与实弹形状相同的等圆径或缩小或放大比例的;有整体、分解和解剖等形式的;有用倒空装药的真实炸弹元、器件,或用木材、塑料、石蜡等代用材料制作的。这种教练炸弹可供培训空勤和地勤及有关人员熟悉炸弹构造、原理、作用等使用。
航空照相炸弹
航空照相炸弹是指内装闪光剂,爆炸后产生瞬间强光源的辅助航空炸弹,供飞机夜间航空摄影作闪光光源使用,圆径一般在100-250kg之间。投弹后,时间引信在预定时间引爆引燃药并点燃闪光剂,使炸弹爆炸闪光,在闪光的同时,飞机照相机的光电效应器产生电流,接通照相电路, 自动拍照。发光强度达数十亿坎德拉,爆炸闪光达到最大光度时间一般不超过0.04 s,可在10000-15000m高空进行航空摄影。
经典型号
美国
Mk80 系列通用炸弹
Mk80系列通用炸弹是当前美海空军主用的低阻型炸弹,共有四个型号,弹体可装填TNT、H6、Tritonal、PBXN-109(IM)等炸药,可配用M904-M905、FMU-139、FMU-152、FBM21、ID260等型号引信。Mk80系列通用炸弹的形状和结构基本相同,不同点主要是尺寸和重量。
BLU 100 系列炸弹
BLU 100系列炸弹也是当前美国军队作战主要使用的通用炸弹,其结构与Mk80系列相同,有两个吊耳,弹体头部的黄色色带表示内部装填的是高能炸药。BLU100系列与Mk80系列的不同点在于弹体装药,BLU100系列炸弹的弹体装药为PBXN-109。PBXN-109属于热不敏感性炸药,因此BLU100系列炸弹可更为安全地储存在舰艇的弹药舱内,主要供舰载航空兵使用,可提高舰艇被打击后的生存能力。装填PBXN-109炸药的Mk82/83/84通用炸弹分别称为BLU-111/110/117,即 Mk 82变种为BLU-111,Mk83变种为BLU-110,mk84变种为BLU-117。
俄国
BETAB-500混凝土侵彻炸弹
俄罗斯联邦武装力量装备的BETAB-500混凝土侵彻炸弹主要用于毁伤钢筋混凝土结构、飞机和军事装备掩体、机场跑道、公路、军舰等目标。它能贯穿1m厚的钢筋混凝土结构,且上面可覆盖3m厚的土层
OFAB-500U通用杀伤爆破炸弹
俄军装备的OFAB-500U通用杀伤爆破炸弹主要用于毁伤军事工业设施、轻装甲、铁路枢纽、军事防御工事、人员等目标。通过引信装定的不同,可实现近地面爆炸、瞬爆和延期爆炸等作用方式。
OFZAB-500 杀伤爆破燃烧炸弹
俄罗斯联邦武装力量装备的OFZAB-500杀伤爆破燃烧炸弹爆炸后能够产生破片杀伤和纵火作用,主要用于杀伤轻装甲、油罐车、燃料库等目标。
FAB-500 M-62杀伤爆破炸弹
俄军装备的FAB-500M-62杀伤爆破炸弹主要用于毁伤军事工业设施、铁路枢纽、轻装甲、人员、军事防御工事等目标。
ODAB-500PMV云爆弹
俄军装备的ODAB-500PMV燃料空气炸弹主要用于毁伤工业设施、软目标、人员等,以及清除反人员和反坦克雷场。
实战运用
1945年2月,美国对德国德累斯顿城进行轰炸,先使用爆破弹,后又投下大量的凝固汽油弹,造成13.5万人的伤亡,15平方公里 内变成一片废墟;1945年3月,美国对东京投弹约2000t,其中大部分是凝固汽油弹,致10万人死亡,4万人受伤,100万人无家可归。“第二次世界大战”战后以来,在历次战争中炸弹的作用也十分明显;在10年的越南战争中,美国军队出动122.9万架次,共投弹632-672万吨,平均日投弹量1756-1867吨;在3年的朝鲜战争中,美军出动10.4万架次,投弹量70万吨,平均日投弹量630吨;在42天的海湾战争中,美军和多国部队共出动11万架次,投弹量8.85万吨,平均日投弹量2058吨。
1976年6月,第三次中东战争的第一天,以色列出动大批飞机绕道地中海上空,超低空突人埃及阿拉伯国家领空,把其主要空军基地和在机场待命的354架飞机全部炸毁,使其彻底丧失了空战能力。对赢得这场战争的胜利发挥了重要作用。1991年1月,在海湾战争中,为了躲避多国部队的空袭和轰炸,伊拉克把飞机全部转入地下机库,尽管如此,装有反跑道炸弹英国“旋风”式战斗机还是把伊主要机场全部炸毁,42天的战争中,伊军飞机几乎没能起飞迎战。
2024年3月27日,俄升级对乌的攻击,首次动用航空炸弹空袭乌东北部哈尔科夫市。
发展趋势
为了适应未来战场的需要,提高局部战争中空中打击效能,航空炸弹采用新型战斗部技术以及子母制导化、小型化甚至微型化、模块化和远程制导化,已成为世界各国航空武器发展的新趋势之一。
提高航弹射程,强调防区外攻击
近十年来增程和制导技术发展较快,采用增程型附加弹翼组件或加装发动机助推器来扩大投放距离,同时中段配置惯性制导加全球定位系统,末段采取毫米波雷达寻的头与电视摄像机进行精确制导,航空炸弹逐渐制导远程化,实现防区外精确攻击,如美国的JDAM、JSOW系列炸弹。
小型化设计,加强智能化
为了满足装备无人机等小载荷平台和隐身战机内埋悬挂需要,以及减少反恐战争中附带损伤的,小型化已经成为弹药发展的必然趋势。美国“手术刀”(SCALPEL)重40.37kg,是目前最小的激光制导炸弹,已完成了投放测试,精度(CEP达到)3m,利用信息技术最新成果,开发智能引信,提高弹药自主攻击能力,使航弹智能化将进一步得到重视和发展。目前,美国军队已完成增强型SFW“传感器引爆武器”的改进,使子弹药搜索区大幅增加。
提高对坚硬目标的侵彻和毁伤能力
随着现代地下防御技术的突飞猛进,战略防护工程建设必将进一步深地下化,向更深层次的地下领域拓展成为现代战争的一个新的发展方向,利用材料、隐身、弹药、制导和推进等方面的最新技术成果,发展和研制对硬、坚目标的具有强侵彻能力的新型钻地航弹必将是航空弹药的一个重要趋势。据报道,美国正在研制利用了先进“超空泡化”技术的“超级”钻地弹,能钻透300米厚的土壤。
探索开发新原理航弹技术
先进装药技术将进一步发展,航弹的杀伤力将得到有效提高和拓展。光杀伤航弹、电磁炸弹,以及采用大威力制导弹药、新型动能弹药和钻地弹药等新体制航弹将是重要的发展方向,美国常规电磁炸弹已在伊拉克进行了实弹运用,“大型云爆弹GBU-27/28激光制导侵彻炸弹43/B和“巨蓝”巨型钻地弹已完成技术验证。
此外,航空炸弹轰炸技术普遍采用了先进的综合火控系统。通常,航空炸弹的投放任务由平视显示器、大气数据计算器、火控计算机、测距雷达等组成的复杂火控系统,以及飞行员及时准确的决策处置来完成。火控系统中的航弹攻击模式包括炸弹连续计算命中点和连续计算投放点两种模式,其中连续计算命中点模式更为常用。在炸弹连续计算命中点模式下,综合火控系统将不间断地计算连续时间段内炸弹最终的命中点。系统根据载机传感器测出的高度、速度、航向等数据,以及预先输入的该型航弹的弹道参数,连续计算出即时投弹条件下,炸弹将落在目标所处水平面的何处,并将这个点的位置作为命中点输出到平面显示器中。飞行员只需在机舱显示器上叠加命中点的目标图像,操纵飞机使命中点与目标重合,并投放炸弹,就可实现攻击目标的操作。装备综合火控系统的作战飞机,其投弹准确度大大提高。
目录
概述
发展历程
研制背景
研制历程
第一次世界大战
第二次世界大战
20世纪90年代后
装备历程
基本设计
弹体
装填物
扩爆装置
安定器
弹耳
引信
减速装置
航弹分类
主用航空炸弹
普通航空炸弹
侵彻航空炸弹
特种航空炸弹
航空子母炸弹
制导航空炸弹
辅助航空炸弹
航空照明炸弹
航空训练炸弹
航空教练炸弹
航空照相炸弹
经典型号
美国
俄国
实战运用
发展趋势
参考资料