一種功能復合型燃燒彈的研究

李 多，唐恩博，劉曉輝

(北方華安工業集團有限公司 特種彈藥研究院，黑龍江 齊齊哈爾 161006)

燃燒彈，又稱縱火彈，是裝有燃燒劑的航空炸彈、炮彈、火箭彈、槍榴彈和手榴彈的統稱。它主要用于燒傷敵方的有生力量，燒毀易燃的軍事技術裝備和設備。目前，國內燃燒彈已定型30種，其中代表有250公斤航空燃燒彈(低阻型)、87式82毫米燃燒彈、96式152毫米殺傷爆破燃燒彈、120毫米迫擊炮燃燒彈、76式海雙57毫米穿甲爆破燃燒彈、PL96式122毫米榴彈炮燃燒彈、90毫米Ⅰ型航空火箭燃燒彈。燃燒彈中使用的燃燒劑主要有石油基燃燒劑、金屬燃燒劑、鋁熱燃燒劑、油基-金屬燃燒劑及自燃燃燒劑[1]。現代戰爭的特點是陸海空三軍立體協同作戰，戰爭器材的智能化、機械化程度不斷提高，伴隨高度機械化作戰的是對燃料油的需求急劇增加，在此形勢下，針對敵方燃料油貯存、補給和運輸系統的攻擊就顯得十分重要；同時，在野戰條件下彈藥堆垛(包裝箱)、野營裝備、土木建筑群、戰場可燃隱蔽物、可燃偽裝物等特定目標仍然是燃燒彈攻擊的主要目標。

針對現代戰場目標的多樣性和復雜性，傳統單一縱火功能的燃燒彈藥已經無法滿足作戰需求，需要一種既可對油料、被服、糧食庫、彈藥場等實施縱火，又能通過穿甲打擊油料貯存設備、指揮中心設備、發射車輛、通信樞紐、機動平臺及人員的多功能燃燒彈藥。本文主要介紹一種可同時對易燃物資和燃油貯存、運輸設施進行縱火打擊，又附帶穿甲、殺傷功能的多功能燃燒彈。

1 結構組成

該燃燒彈主要由拋射系統、縱火炬、穿燃組件、彈體、彈底等組成，其結構如圖1所示。其中，穿燃組件主要由無線電近炸引信、縱火子彈、序列傳爆裝置、縱火環、預制破片、炸藥柱、筒體等組成。

圖1 燃燒彈結構圖

2 作用原理

該燃燒彈利用拋爆式設計，當彈丸飛行至預定區域時，彈頭配用的電子時間引信點燃拋射藥，拋出縱火炬和穿燃組件，縱火炬落到木質彈藥箱、土木工事等易燃物實施縱火；穿燃組件經減旋、減速調姿后，穩定下落，當穿燃組件前端的無線電近炸引信判定距地面一定距離時作用，將穿燃組件內的縱火子彈徑向拋出，同時通過序列傳爆裝置推動預制破片及筒體破片擊穿儲油容器或輕型裝甲，縱火子彈飛散時碰到儲油容器落下，引燃被擊穿容器內噴濺、流淌出的柴油；縱火環與縱火子彈飛散到干草、棉服等易燃物上將其引燃。

3 創新設計分析

該燃燒彈在結構的創新設計、新型高效燃燒劑的使用、新型材料應用等方面有著明顯的優勢，該燃燒彈的技術水平可以代表國內燃燒彈技術發展的最高水平。

3.1 結構創新設計

該燃燒彈能實現穿甲、縱火、殺傷復合功能，源于它在結構上的創新設計。以往的大多數燃燒彈都只有單一縱火功能，比如250公斤航空燃燒彈(低阻型)、87式82毫米燃燒彈等。還有一種是穿甲燃燒彈，比如76式海雙57毫米穿甲爆破燃燒彈。穿甲燃燒彈的結構：中間是尖頭流線型鋼芯，在尖頭上包裹著一層鋁鎂粉，外層再包著一層鉛，然后整個彈頭外形再包一層鐵皮。當彈頭擊中鋼板或者鐵皮時，彈頭的外層鐵皮在被擊中的鋼板與彈頭鋼芯的擠壓下變形，從而壓迫鋼芯頭上鋁鎂粉，產生高溫，鋁鎂粉燃燒，而同時鋼芯擊穿鋼板，將熱量帶至鋼板后面的易燃物(如油箱)，導致易燃物燃燒[2]。這種穿甲燃燒彈有一個致命的弱點，就是需要與硬質目標擠壓才能引燃，像枯草、被服等軟目標不能直接被引燃。在越南戰爭中，越軍各種防御工事中有一種被稱為土木結構的遮眼部，這種土木結構上面蓋了一層枯草，還有浮土，我國部隊配備的一種56式7.62毫米的穿甲燃燒彈，想用其引燃這種土木結構草棚，由于穿甲燃燒彈需要撞擊硬目標才對燃燒劑發生強烈擠壓，才會摩擦發火，對于越軍這種軟目標無法引燃。

該燃燒彈在結構上的創新設計，不依賴于撞擊引燃，利用拋爆式設計，當彈丸飛行至預定區域，彈頭配用的電子時間引信點燃拋射藥，拋出縱火炬和穿燃組件，縱火炬落到木質彈藥箱、土木工事等易燃物均可以實施縱火[3]。穿燃組件通過吊傘調姿減旋，達到預定高度，控制它的近炸引信作用，輸出火焰后，點燃黑火藥拋出縱火子彈，同時啟動用來起爆炸藥的延期雷管，雷管運動至炸藥處起爆炸藥，炸藥驅動預制破片及筒體破片擊穿儲油容器或輕型裝甲，縱火子彈飛散時碰到儲油容器落下，引燃被擊穿容器內噴濺、流淌出的柴油，縱火環與縱火子彈飛散到干草、棉服等易燃物上實施縱火[4]。該燃燒彈的穿燃效果如圖2所示。

圖2 燃燒彈穿燃效果圖

3.2 新型高效燃燒劑的使用

該燃燒彈能夠實現有效縱火是因為使用了新型高效燃燒劑。該燃燒劑是由金屬合金、可燃劑、氧化劑和粘合劑等組成的一種新型燃燒劑，與鎂基合金燃燒劑相比，具有燃燒溫度高(2 000 ℃以上)、產生的熾熱熔渣熱侵蝕能力強、引燃燒穿木質彈藥箱時間短、有效引燃柴油等特點，具有創新性和先進性[5]。該燃燒彈內有2種縱火元件：一種是獨立的縱火炬，另一種是穿燃組件內的縱火子彈[6]。由該新型高效燃燒劑制成的縱火炬密度大、體積小，在同等裝填條件下，裝填的縱火炬數量多，裝填系數高；縱火炬強度高，抗沖擊過載能力強；其點火可靠性好，有效火種率高[7]。眾所周知，柴油燃點為220 ℃，閃點為五六十度，平均分子含碳原子10～20，很難揮發，所以在外部的火源以點狀刺激下，柴油很難被點燃，更不容易引發整體燃燒，以往的燃燒劑對柴油無能為力。由該新型高效燃燒劑制成縱火子彈，火焰噴射長度長，溫度較高，熔渣噴射范圍大，柴油引燃率高，有效引燃柴油是該燃燒的一項重要技術突破[8]。該新型高效燃燒劑制備工藝簡單，可操作性強，安定性及長貯性能好，適合批量生產要求[9]。該新型高效燃燒劑已通過技術鑒定，具有廣泛的應用前景。新型高效燃燒劑引燃柴油和木箱的效果如圖3所示。

圖3 新型高效燃燒劑的縱火效果圖

3.3 新型材料的應用

新型材料的使用是該燃燒彈能實現復合功能的保障。該燃燒彈中除了有常規金屬材料和作為密封和緩沖作用的非金屬材料外，還使用了高纖維非金屬材料作為功能部件[10]，非金屬材料作為功能部件的材料使用是特種彈結構設計上的是一次大膽嘗試，具有創新性。目前，所有彈用鎢基合金預制破片大多都是采用外表光滑的圓球形，需要的附件較多，工藝復雜，彈腔內空間使用率低，同時圓球形鎢基合金預制破片飛行時速損失較快，穿透面積小。該燃燒彈采用的是一種扇形結構的鎢基合金預制破片，在扇形上開槽形成的破片單體是多面體形狀，有效增加了炸藥對預制破片的應力，使其達到目標點的動量變大，增大了穿透面積和殺傷力。新型材料在特種彈上的應用對特種彈發展起著關鍵和決定性的作用。

4 結語

本文所介紹的燃燒彈改變了傳統燃燒彈單一縱火功能，是集穿甲、縱火、殺傷為一體的多功能燃燒彈，為我軍提供了“頂用”的裝備。在結構的創新設計、新型高效燃燒劑的使用、新型材料應用等方面有著明顯的優勢，提升了作戰效能，擴展了作戰領域，高精度、高水準實現戰技指標，能適應現代化戰爭，引領燃燒彈藥設計的方向，功能復合型為特種彈藥的發展指引了方向，在某種程度上提供了一體化解決方案。