第1 章緒論
戰(zhàn)斗部是各類彈藥(包括導彈)等武器系統(tǒng)毀傷目標的最終毀傷單元。各類彈藥都是借助于各自相應的投射系統(tǒng)，將戰(zhàn)斗部準確地投射到預定目標處或其附近，然后適時引爆戰(zhàn)斗部并產生毀傷元素(沖擊波或高速侵徹體等)，從而實現(xiàn)對目標的毀傷。毫無疑問，戰(zhàn)斗部是各類彈藥的一個重要部件。
通�？梢詫�戰(zhàn)斗部分為常規(guī)戰(zhàn)斗部和核戰(zhàn)斗部兩大類①。常規(guī)戰(zhàn)斗部內部裝填高能炸藥，以炸藥的化學能或者戰(zhàn)斗部自身的動能作為毀傷目標的能量；核戰(zhàn)斗部內部裝填核裝料(核裂變或核聚變材料)，以核裂變或核聚變反應釋放的核能為毀傷目標的能量。雖然核戰(zhàn)斗部威力巨大，但由于眾所周知的原因，在實際作戰(zhàn)中的應用概率較低。目前常規(guī)戰(zhàn)斗部仍然是應用最廣泛的戰(zhàn)斗部。本章將對常規(guī)戰(zhàn)斗部、核戰(zhàn)斗部的結構組成、基本原理和分類等知識進行介紹。
在戰(zhàn)斗部的實際作戰(zhàn)應用中，除了解其結構組成和原理外，還需要知道戰(zhàn)斗部對目標的毀傷效果，即判斷是否達到了預期的毀傷目的，這就是毀傷效應分析需要解決的問題。毀傷效應分析包括兩個方面的內容，一方面是戰(zhàn)斗部威力分析，即基于戰(zhàn)斗部的結構原理，分析戰(zhàn)斗部產生的毀傷元素特點及其與目標的相互作用過程，獲得毀傷元素對目標的毀傷機制；另一方面是目標易損性分析，即研究在不同毀傷元素作用下，目標對毀傷的敏感性，并建立目標的毀傷標準，獲得目標的毀傷評估結論。本章將對毀傷效應分析的基本知識進行介紹，主要包括戰(zhàn)斗部的基本毀傷效應和目標易損性的有關知識。
需要注意，戰(zhàn)斗部的結構組成原理和毀傷效應分析是相互聯(lián)系的。戰(zhàn)斗部結構原理是其毀傷效應分析的主要出發(fā)點，而毀傷效應分析不僅能夠得到戰(zhàn)斗部對目標的毀傷效果，也能夠反饋戰(zhàn)斗部的設計研制，同時還是指導戰(zhàn)斗部戰(zhàn)術使用的科學依據(jù)。所以，要實現(xiàn)戰(zhàn)斗部對目標的高效毀傷，必須對戰(zhàn)斗部結構組成原理及其毀傷效應分析都具有充分的認識和掌握。
1.1 戰(zhàn)斗部結構組成和分類
1.1.1 戰(zhàn)斗部的結構組成
在彈藥和導彈系統(tǒng)中，關于戰(zhàn)斗部的界定，有狹義和廣義的兩種觀點。狹義的
① 此外還有一些難以歸入這兩大類的特種戰(zhàn)斗部，以實現(xiàn)一些特殊功能。
觀點認為，戰(zhàn)斗部一般只由殼體、裝填物和傳爆序列所組成；廣義的觀點認為，戰(zhàn)斗部是彈藥或導彈的一個子系統(tǒng)，除了包含狹義的戰(zhàn)斗部以外，還包括一些必要的輔助部件(主要是保險裝置和引信)。戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)是彈藥和導彈的重要子系統(tǒng)之一，有的彈藥系統(tǒng)甚至僅由戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)單獨構成，如地雷、水雷、手榴彈等。除了個別特殊設計外，在大多數(shù)情況下，不同的戰(zhàn)斗部和戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)的結構組成大體相近。在應用中，上述關于戰(zhàn)斗部的狹義和廣義的觀點并不矛盾，這兩種觀點只是反映了研究的側重不同。在本書中，
把狹義的戰(zhàn)斗部就稱為戰(zhàn)斗部，把廣義的戰(zhàn)斗部稱為戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)。
一、戰(zhàn)斗部
戰(zhàn)斗部一般由殼體、裝填物和傳爆序列所組成，圖1.1.1是典型戰(zhàn)斗部的結構組成示意圖。
圖1.1.1典型戰(zhàn)斗部結構組成示意圖
1. 殼體
殼體是戰(zhàn)斗部的基體，是容納裝填物的容器，也起到支撐體和連接體的作用(在有的導彈上，殼體使戰(zhàn)斗部與導彈艙體連接，并成為導彈外殼的一部分，是導彈的承力構件之一)。另外，在戰(zhàn)斗部被引爆后，殼體破裂可形成能毀傷目標的高速破片或其他形式的毀傷元素。
戰(zhàn)斗部殼體需要滿足各種過載條件下(包括彈藥發(fā)射和飛行過程中、重返大氣層和碰撞目標時)的強度要求；若戰(zhàn)斗部位于彈藥的頭部，還應具有良好的氣動外形。戰(zhàn)斗部殼體形狀因其性能和毀傷機制的不同而有所不同，一般有圓柱形、鼓形和截錐形等。所用材料根據(jù)不同實際需求，可采用優(yōu)質金屬合金或新型復合材料等。對于重返大氣層的戰(zhàn)斗部，一般還要在殼體外面加裝熱防護層。
2. 裝填物
裝填物是戰(zhàn)斗部毀傷目標的能源物質，其作用是將本身儲藏的能量(如化學能或核能)通過劇烈的反應(化學反應或核反應)釋放出來，產生毀傷目標的毀傷元素。
常規(guī)戰(zhàn)斗部的主要裝填物為高能炸藥(highexplosive)，在引爆后，炸藥通過劇烈的化學反應釋放出能量，并產生金屬射流、破片、沖擊波等毀傷元素。核戰(zhàn)斗部
的主要裝填物為核裝料(核裂變和核聚變材料)，引爆后，核裝料通過劇烈的核反應(核裂變和核聚變反應)釋放出巨大能量，并引發(fā)一系列復雜的物理過程，產生熱輻射(光輻射)、沖擊波、核輻射、核電磁脈沖以及放射性塵埃等毀傷元素。對于其他特種戰(zhàn)斗部，其裝填物還可能是各種化學、生物戰(zhàn)劑，如化學毒劑、細菌、病毒以及燃燒劑、發(fā)煙劑等。
3. 傳爆序列
戰(zhàn)斗部的傳爆序列是把引信所接收到的起始信號轉變?yōu)楸�轟波(或火焰)，并逐級放大，最終引爆戰(zhàn)斗部主裝藥的裝置。它通常由雷管、主傳爆藥柱、輔助傳爆藥柱和擴爆藥柱等組成。其工作過程一般是當引信受到觸發(fā)并輸出電脈沖或其他物理信號時，雷管、傳爆藥柱和擴爆藥柱相繼爆炸，最后引發(fā)主裝藥的爆炸，如圖
1.1.2的II部分所示。在傳爆序列中，雷管是非常重要的火工品。常用的雷管有電雷管，電雷管內部裝有適量的對熱能較敏感的起爆藥，并在其中埋置橋式電阻絲。當電雷管接收到引信輸出的電脈沖時，電阻絲被灼熱，使起爆藥爆炸，從而把電脈沖轉化為爆
炸脈沖，繼而引發(fā)后續(xù)傳爆藥柱和其圖1.1.2機械觸發(fā)引信(I)及傳爆序列他爆轟元件的爆炸。(II)工作過程示意圖
對傳爆序列的要求是：結構簡單、便于儲存，平時安全，作用可靠。傳爆序列通常作為戰(zhàn)斗部的一個單獨組件設計，對于現(xiàn)代智能化的戰(zhàn)斗部，可能還需要采用更加復雜的傳爆序列，以實現(xiàn)多功能或保證起爆的可靠性，如采用爆炸邏輯網(wǎng)絡。
二、戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)
戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)由戰(zhàn)斗部、保險裝置和引信組成。
1. 保險裝置
戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)中有大量的火工品，在平時日常維護中，需要保證其安全，而在戰(zhàn)時應用中(戰(zhàn)斗部與目標交會時)，需要保證其可靠工作。這個任務就是由保險裝置來完成的。保險裝置通常是一個機械系統(tǒng)，主要由底座、活塞、殼體、慣性塊和電磁裝置等組件組成。保險裝置在平時通過隔離引信的信號來保證安全，戰(zhàn)時可通過彈藥發(fā)射時的后座力、彈簧儲能和氣壓的變化來觸發(fā)并自動解除。
2. 引信
引信是使戰(zhàn)斗部按預定的策略(預定的時間和地點)實施起爆的控制裝置。引信對戰(zhàn)斗部起爆的優(yōu)化控制能夠對目標實現(xiàn)最大程度的毀傷。例如，引信可以根據(jù)需要，控制戰(zhàn)斗部在撞擊目標之前(距離目標一定距離處)、撞擊的瞬時和撞擊之后起爆。這些時間特性和戰(zhàn)斗部的毀傷機制有關，如聚能破甲戰(zhàn)斗部要求一觸即發(fā)，在戰(zhàn)斗部未回跳之前爆炸而將目標毀傷；深侵徹戰(zhàn)斗部要求引信延時，待戰(zhàn)斗部侵入目標內部一定深度后再起爆，以達到更好的毀傷效果；而當毀傷飛行目標時，戰(zhàn)斗部直接撞擊目標是困難的，此時則要求一定距離非接觸引爆，等等。
引信在戰(zhàn)斗部子系統(tǒng)中是一個非常重要的專用裝置，可置于彈體內的不同位置，如彈頭、彈底(尾)、彈身(側面引爆)、復合位置(多向引爆)等。它是一個小型的精密器件，具有高度的準確性和可靠性。有時火工品和主傳爆藥柱都裝設在引信里面，成為引信的一個組件。按作用原理，引信的種類可分為觸發(fā)引信、近炸引信和執(zhí)行引信等。隨著信息科學和光電技術的發(fā)展，先進的引信系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，為戰(zhàn)斗部實現(xiàn)高效毀傷提供了更豐富和有效的技術支撐。下面介紹幾種主要引信的結構和原理。
1) 觸發(fā)引信
觸發(fā)引信靠碰撞產生的信號引爆戰(zhàn)斗部。
(1) 機械觸發(fā)引信
機械觸發(fā)引信的構造和作用原理可參見圖1.1.2。這類引信的結構類型非常多，圖1.1.3是一種機械觸發(fā)引信的結構圖。該引信當彈著角較大時，慣性撞針座在引信碰擊目標時使撞針刺入火帽。當彈著角較小時，慣性力的側向分量使慣性環(huán)壓倒叉頭保險裝置后產生側移，迫使環(huán)上的襯筒連同撞針座一起上移，完成針刺動作。圖上的安全銷是在發(fā)射前預先拔除掉的。機械觸發(fā)引信常用于各類炮彈、火箭彈、航空炸彈及導彈上。
(2) 電觸發(fā)引信
在觸發(fā)引信中，也可以設計成電觸發(fā)方式。例如,采用電流通過時引發(fā)電雷管，而不是由擊針引發(fā)火帽再起爆雷管。電流的接通是當戰(zhàn)斗部碰撞目標時通過一個觸點被閉合而實現(xiàn)的。電觸發(fā)引信主要應用于破甲戰(zhàn)斗部等。
(3) 壓電引信
壓電晶體在碰撞壓力下能產生高壓電流將電雷管引爆。利用壓電觸發(fā)的引信瞬發(fā)性很好，完成引爆只需幾十微秒。壓電引信的作用原理如圖1.1.4所示，圖上
圖1.1.3頭部觸發(fā)引信的結構圖圖1.1.4壓電引信的結構圖
2) 非觸發(fā)引信
非觸發(fā)引信不靠碰撞引爆，而是受傳媒信息的作用引爆戰(zhàn)斗部，有時也稱為近炸引信或近感引信。根據(jù)信息的形成方式有主動式、被動式和半主動式非觸發(fā)引信，根據(jù)傳媒信號不同可分為無線電引信、紅外引信、激光引信等。

圖1.1.5無線電引信的組成及工作原理示意圖
(2) 紅外引信紅外引信是指依據(jù)目標本身的紅外輻射特性工作的近炸引信，通常特指被
動紅外引信。引信的紅外接收器(光敏電阻元件)感受目標輻射來的紅外線能量，并將其轉變?yōu)殡娦盘�，經放大后引爆電雷管。圖1.1.6是一種紅外引信引爆過程示意圖。引信接收到β1、β2兩處的信號后再延遲t2時間，并滿足
圖1.1.6紅外引信引爆過程示意圖彈目距離等于或小于殺傷半徑R的條件時才引爆。
紅外引信的優(yōu)點是不易受外界電磁場和靜電場的影響，抗干擾能力強；缺點是易受惡劣氣象條件的影響，對目標紅外輻射特性的依賴性較大。近年來出現(xiàn)了紅外成像引信，其目標探測識別能力顯著提高，發(fā)展前景很好。
(3) 激光引信
激光引信是利用激光束探測目標的近炸引信，屬于主動式非觸發(fā)引信，其結構組成和工作框圖如圖
1.1.7所示，激光引信具有全向探測目標的能力和良好的距離截止特性。對于周視探測的激光引信和前視探測的激光引信都可采用光學交叉的原理實現(xiàn)距離截止。
激光引信對電磁干擾不敏感，因此可廣泛配用于反輻射導彈。配用于空空導彈、地空導彈的多象限激光引信，與定向戰(zhàn)斗部相匹配，對提高導彈對目標的毀傷效能具有重要作用。激光引信配用于反坦克導彈，可進一步提高定距精度，并避免與目標碰撞引起的彈體變形。激光引信的缺陷是易受到干擾，主要是在中、高空受陽光背景干擾，在低空受云、霧、煙、塵等大氣懸浮顆粒的影響及地、海雜波干擾和人工遮蔽式干擾等，所以激光引信的進一步發(fā)展是提高抗干擾能力。
圖1.1.7激光引信的組成和工作原理
3) 執(zhí)行引信執(zhí)行引信是指直接獲取專門設備發(fā)出的信號而作用的引信，按獲取的方式可