钻地弹(一种对地攻击弹药)

钻地弹是携带钻地弹头(又称侵彻战斗部),用于对机场跑道、地面加固目标及地下设施进行攻击的对地攻击弹药。钻地炸弹可以摧毁敌人的地下掩体或实验室,这可以对敌人造成巨大心理震慑。1999年5月8月,炸毁中国驻南联盟大使馆的“杰达姆”(JDAM)炸弹就是一种钻地弹。

钻地弹(一种对地攻击弹药)

起源发展

钻地弹是携带钻地弹头(又称侵彻战斗部),用于对机场跑道、地面加固目标及地下设施进行攻击的对地攻击弹药。

普通的炸弹一触地就会爆炸,但钻地弹打到地面时,不会立即爆炸,而是继续向下钻,当钻到一定深度后,才发生爆炸,从而将地下深处的目标摧毁。一般的钻地弹都能钻透数百毫米厚的水泥地,有的钻地弹甚至能钻到180米的地下深处爆炸。

钻地弹从80年代起开始研制。这种钻地弹最初用于攻击飞机跑道,由飞机挂载,如德国的MW-2机载布撒器携带的戴维斯反跑道动能侵彻弹和法国的强盗AP反跑道布撒器携带的10枚520公斤的反跑道侵彻子弹药。海湾战争中,GBU-28掩体破坏者取得了较好的战果。其后,钻地弹受到各国的重视,并得到迅速发展。

1999年5月8月,炸毁中国驻南联盟大使馆的“杰达姆”(JDAM)炸弹就是一种钻地弹。当时,B-2轰炸机共发射了5枚“杰达姆”炸弹,其中,两枚从大使馆办公楼的顶部进入,从上到下贯穿了5层楼房,一直钻进楼底和地下室,然后才爆炸。

原理

钻地弹的主要原理是动能挤压和延时引信。

钻地弹之所以能钻进地下深处,是依靠其强大的动能实现的。物体的动能受速度的影响特别大。具有一定质量的两个物体,只要具有较大的相对速度,碰撞时就会具有巨大的破坏力。如果相撞的两个物体没有足够强度的外壳支撑,它们就会因承受不住这一外力而变形、毁坏。如果其中一个物体具有坚固的外壳,能够保护物体内部结构在碰撞过程中免遭破坏,那么,这个物体就不会被损坏,就可能对另一物体产生强大的挤压力而钻进被撞物体内部。钻地弹就是利用这一原理钻进地下深处的。钻地弹的钻地深度与其重量、头部的形状、撞击目标的角度和速度等因素密切相关。钻地弹的壳体一般用高强度的材料制成,在壳体的内外表面还要敷上防热层。这样,当高速运动的钻地弹到达地面时,其壳体就不会被撞裂,钻地弹就会依靠自身巨大的动能,顺着尖锐的弹头方向继续向下钻去。打个通俗的比喻,钻地弹的钻地原理就像我们向木板上钉钉子一样。当我们用力砸钉子,钉子就会以极快的速度向下运动而进木板。但是,如果钉子头部不尖,就很难钉进去;如果这个钉子不是铁钉或钢钉,而是用木头做成的,也难于钉进木板里。

钻地弹触地不爆炸,只有钻到地下深处才爆炸。还有延时引信在起作用。所谓引信,简单地说,就是引爆弹头的装置。钻地弹的引信可以保证钻地弹平时处于保险状态,不发生爆炸,当钻进地下一定深度后,能按特定的指令工作,以便适时引爆弹头,产生爆炸。钻地弹的引信可以分为很多种。常用的一种叫作延时引信。普通炸弹撞击目标后,弹头内的引信触点接通,在小于一毫秒的时间内使雷管发火,从而引爆炸药发生爆炸。当钻地弹撞击目标后,由于延时引信起作用,雷管这时并不发火,而是经过300毫秒以上的延期作用,才发火并进而引爆炸药。

钻地弹对地下目标的摧毁效果,与弹头威力、钻地深度、目标周围地质条件等因素有关。钻地弹的技术涉及到钻地动力学,钻地器壳体结构、材料、引控系统,目标地层结构等方面的科学。

用途

钻地弹之所以引起人们的高度重视,是因为它能够满足一些国家在军事上的需求,完成普通炸弹无法完成的任务。

美国是最先研制钻地弹的国家。20世纪70年代,美军在战场上经常遇到这样的情况:想摧毁敌人的地下工厂或实验室,但却不想对地面目标造成过大的破坏。由于用普通炸弹难以实现这样的需求,所以,专家们便把目光瞄向了能够钻地的弹头。

试验证明,钻地弹与同等威力的普通炸弹相比,不仅体积小,而且重量轻,造成的附带损伤很小,不仅可以破坏敌方加固的地下军事目标,如导弹发射井、地下指挥所等,也可用于攻击藏在极深冰层下的敌方潜艇等目标。所以,美国研制钻地弹,可以用来对付利比亚、伊拉克和伊朗等国研制核武器、化学武器或生物武器的地下设施。

美、英若攻击伊拉克的地下设施,最有效的方式之一就是采用巡航导弹和机载炸弹携带钻地弹头进行攻击。其防区外发射的战斧式巡航导弹,采用联合GPS制导,使装定时间由原来的20多个小时减到2小时,制导精度也有所提高。其载荷可达450公斤,装药直径50厘米,弹着地速度达260~335米/秒。若采用MWS战斗部,可钻透6~9米土层后,再钻透3.6~5.5米混凝土,引爆23~70公斤装药;若携带动能侵彻战斗部,则可钻透18~36米土层,1.8~3.6米混凝土,起爆23~135公斤炸药;若采用在研先进型号,则破坏效果可能更佳,将对伊地下设施给予沉重打击。

另外,钻地炸弹可以摧毁敌人的地下工厂或实验室,这可以对敌造成巨大心理震慑。

海湾战争中,为打击伊拉克地下工事,美军委派波音公司用废旧的203毫米炮管改制出一款制导钻地弹,打击效果显著。此后美军对钻地弹兴趣浓厚。2002年,美军委托诺格公司与洛-马公司联手研制一款大型钻地炸弹,代号“碉堡破坏者”。2011年,第一枚“碉堡破坏者”装备部队,被命名为GBU-57精确制导侵袭炸弹。此后经过多次升级,该弹的侵袭钻地能力不断加强。近日美空军在网上展示该弹进行第四次升级后测试状况,显示出较强的作战能力。

结构组成

钻地弹一般由载体和侵彻战斗部组成。

载体一般为巡航导弹弹体、航空炸弹弹体及火箭等,其运载功能是使侵彻战斗部在末段达到足够的速度。

侵彻战斗部由内侵彻弹头、高爆装药和引信组成,侵彻头一般为高强度钢或重金属合金材料,采用破片杀伤方式,引信通常为延时近炸引信或智能引信。侵彻战斗部一般采用大长径比,因武器携载能力限制,其直径一般不超过50厘米。

此外,为进行精确打击,弹上还装有控制、导引机构。

分类性能

1、按功能分:钻地弹可分为反跑道、反地面掩体和反地下坚固设施三种类型;

2、按携带工具:钻地弹可分为巡航导弹(包括空射、舰射、陆射巡航导弹)型钻地弹、航空炸弹型钻地弹、精确制导型钻地弹(如GBU-28激光制导钻地弹)、航空布撒器携带的侵彻子弹药、炮射钻地弹药及肩射火箭型侵彻弹药等;

3、按侵彻头类型分:钻地弹可分为动能侵彻型和复合弹头型。

动能侵彻型:依靠弹体飞行动能侵彻到掩体内部后,引爆弹头内的高爆装药,毁伤目标。美国研制的450公斤的J-1000型、225公斤的I-500型、900公斤的BLO-109型及特制的1800公斤的BLU-113型战斗部,均属这种类型。因重量受携带能力的限制,要提高战斗效能,一是选取适当长径比,以提高对目标单位面积上的压力;二是提高末速度,以450米/秒的速度侵入的战斗部,就足以钻透1米厚的混凝土结构。除以上因素,弹着角和攻击角对战斗效果也影响较大。一般弹着角90度为最佳,攻击角限制在±5度。为了增加末速度,美国目前还正在研制带火箭发动机或其它动力装置的可推进侵彻战斗部,末速度可达1200米/秒,这种战斗部将用于联合直接攻击弹药(JDAM)。

复合弹头系统(MWS):包括一个预侵彻弹头(先导弹头)和一个主侵彻弹头(后继弹头)。预侵彻弹头内含一个或多个预制装药,爆炸能量及柱状装药在轴向产生的射束流使弹头破片速度达6000米/秒,将目标炸开一个洞口,主侵彻战斗部沿此洞口继续侵彻,弹头上以延时或智能引信最终引爆主侵彻战斗部装药,毁伤目标。MWS的战斗效能取决于预侵彻战斗部装药直径、主侵彻战斗部速度和主侵彻战斗部单位面积压力三大因素。与动能侵彻战斗部相比,MWS减轻了重量,增加了弹着角范围(25~90度),更适于加装到标准武器上。

4、按照不同爆炸原理:可将钻地弹划分为核钻地弹和常规钻地弹两大类。

核钻地弹是一种能钻入地下一定深度后爆炸的核炸弹或核导弹弹头。核钻地弹是在普通核弹头基础上,经过特殊处理后改装成的核武器。与其他核武器相比,由于核钻地弹具有特殊的杀伤破坏效果,所以,格外引人注目。目前,已经装备部队的核钻地弹主要有美国的B61-11核航弹。该航弹是由一种氢弹改装而成的。爆炸威力为30万~300万吨TNT当量。弹头可以钻进深达15米的地下爆炸。

常规钻地弹主要有“杰达姆”炸弹和“三军通用防区外攻击导弹”(TSSAM)等。“三军通用防区外攻击导弹”具有很强的钻地能力。在1994年7月的一次不爆炸钻地试验中,该弹头曾使质量为230吨、厚为1.5米的钢筋混凝土靶标连同其固定机构后移了100毫米,而弹头却在贯穿靶标后继续前移了172米,弹头壳体却没有受到明显的损坏。

在研型号

麦菲斯托(MEphisto):为德国KEPD-150标准导弹而研制。KEPD-150是在德国、瑞典合作研制的KEPD-350动能钻地导弹的基础?上开发的。麦菲斯托的预侵彻战斗部装有光电探测器近炸引信。

主侵彻战斗部尾部装有程序化智能多用途引信,可装定空爆、触发和侵彻3种工作模式。在侵彻模式下,战斗部可在钻透沙石、混凝土等多层结构后,在掩体内部敏感到空间而爆炸。研制计划从1997年开始,目前已成功地进行了三个阶段的试验。

扩孔器(broach):由英国研制,将装备到常规标准导弹上。美国也在对其进行试验,以装备到AGM-86C常规空射巡航导弹、AGM-154C、AGM-129先进巡航导弹、战斧巡航导弹上。

此外,扩孔器还可装在炮弹和肩射火箭上。

带矛者(LAnCEr):英、美、意三国合作研制,由较小的长矛(LAnCE)战斗部发展而来(后者长300毫米、直径160毫米,装5公斤炸药,用于攻击加固飞机掩体),用于至少1450公斤重的钻地炸弹,由鹞式和美洲虎战斗机挂载,还可装到空中霍克导弹上。

此外,美国目前还在进行几项研究计划,主要针对钻地弹头材料、智能引信、爆炸材料等进行研究,以改进F-15等飞机的挂载武器性能。另外,美国还在研制大贯穿力的高超音速导弹,最高速度可达6马赫。

防御设想

一是阻止敌方对地下设施具体位置的探测侦察;

二是改进地下掩体结构;

三是尽早攻击钻地弹发射平台,如飞机、巡航导弹等。

这些都有待于进一步深入研究。

最后需说明的是,钻地弹不仅可以攻击地下掩体,而且还能有效地攻击地面上的坚固防护掩体,如C3I系统的保护掩体、防空隐蔽所等。

相关报道

2011年5月29日,英国国防部宣布给参与对利比亚军事行动的英国战机加装钻地弹“掩体毁灭者”。英国国防大臣利亚姆·福克斯说,加装这一武器传递出清晰信号:利比亚领导人穆阿迈尔·卡扎菲必须马上交出权力。钻地弹“掩体毁灭者”可直接钻入地面以下所需深度再行爆炸,可精确击毁地下掩体工事内目标,通常被用于重要目标的定点清除。据称这种炸弹有能力连续穿透三层混凝土建筑。英国国防部消息源向媒体披露,这种钻地弹名为“加强型清道3型炸弹”,重达1吨,可精确击穿屋顶、墙体或地面。

2011年11月19日,美国空军发言人杰克·米勒中校证实,美国空军已经接收了一种可以穿透61米厚的钢筋混凝土的巨型钻地炸弹。这种巨型钻地弹能够在大规模杀伤性武器离开地面前将其击毁。美国空军从今年9月份开始接收这种巨型钻地弹。这批炸弹一共8枚,由波音公司生产,约合2亿元人民币。作为炸弹中的“巨无霸”,美军接受的这种钻地弹重约13.6吨,长达6米,内装有约2.5吨炸药,威力是现役钻地弹“掩体毁灭者”的10倍。该钻地弹搭配美军最先进的B-2隐形轰炸机使用,威力更加惊人。

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