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高新技术与手榴弹

2001-06-13杨理明

轻兵器 2001年1期
关键词:手榴弹破片雷管

杨理明

20世纪70年代以后,高新技术在常规武器、包括在手榴弹上的应用越来越普遍,这使许多常规武器的性能得到了很大提高,目前,应用在手榴弹上的高新技术主要是电子技术、新材料和新工艺三个方面。

电子技术在手榴弹上的应用

电子技术在手榴弹上的应用探索始于20世纪70年代初,主要应用于手榴弹引信上。

研制电子手榴弹引信的起因是机械或烟火延期引信存在安全性和可靠性较差等缺点;手榴弹在近距离投掷使用时,引信的延期时间过长,还存在投出后被敌人拣起反投回来的危险等。

首先在手榴弹上应用电子技术的是美国。早在20世纪60年代末、70年代初,美国便开始研制电子手榴弹引信,第一个产品于70年代初研制成功,定型号为M217式手榴弹引信,这是第一次在手榴弹引信上尝试应用电子技术,也是美国研制成功的第一代电子手榴弹引信。该引信在M68式手榴弹上首次试用,以后又在M26A2式手榴弹上试用,效果都比较好,可惜因存在微热电源储存后可靠性差、集成电路寿命低与储存后可靠性不高和引信成本过高等诸多问题,导致该引信一直未能正式装备。

M217式电子手榴弹引信的使用方法与M213式手榴弹引信是一样的,投掷手榴弹时,先拔除保险销,投掷出手时释放保险握片后击发火帽,点燃延期药,延期药燃烧时产生的热能使电子引信的电路导通和储电元件充电。该引信既有电子触发机构,又有延期自毁机构,因而它是触发与延期引信的精品。

该引信的核心是微型集成电路和能源转换机构;起爆机构是由一个电雷管和一个微热电源组成的,微热电源的电能由延期药燃烧时产生的热能转换而来,因此在1~2s时间后才有足以起爆电雷管的能量。有了足够的电能后,当手榴弹碰到目标、坚硬地面或其他物体时,电雷管起爆使手榴弹爆炸。如因某些原因使触发机构失效,延期药柱将继续燃烧,大约3~7s时间后,延期药的火焰起爆雷管,使手榴弹自毁。这种结构复杂的引信质量比较大,体积却不太大,全长76.2mm,全重76g。其主要特点是可靠性非常高。据外刊报道,在置信度〖置信度是可靠性科学中表征可靠性的一个特征量。用通俗的语言来表示,则置信度是取得某一可靠度的最小概率(或称为有把握的概率)。〗为90%时的可靠度高达99%。影响引信延期时间的唯一因素是温度,温度在+52℃~-40℃内变化时,延期时间的变化范围在3~7s内。在常温下(20℃时)引信自毁机构的延期时间为4.5s。继美国之后英国开始将电子技术应用到手榴弹上,从20世纪70年代初期开始,英国的费伦第仪器有限公司便和比利时的PRB机械公司防务分公司联合进行EDIS电子手榴弹引信的研制,70年代中期第一代产品EDNON电子引信研制成功,并开始在一些防暴手榴弹上使用,但至今未见在制式手榴弹上使用。

按英国军方的要求,该引信应当能装在英、美等西方国家90%以上的现有手榴弹上,应具有延期触发和延期自毁两种功能,能更换当时装备的绝大多数延期和触发手榴弹引信,从而消除手榴弹使用中存在的各种危险。原计划这种引信在80年代初期投产,但直到90年代中期仍处于研制阶段。其初期产品EDNON触发和延期电子引信,仅配用于各种防暴手榴弹上。

配用EDIS电子触发和延期双作用引信的手榴弹,其使用方法与普通手榴弹相同,投掷前握住保险握片,拔除保险销,出手后,保险握片翻转,引信便开始工作。首先,由保险握片解脱低碳铁心,使它进入磁场,产生电流脉冲,产生的电流脉冲贮存在电容内,为电子线路提供电源并引爆电雷管。在手榴弹飞行中,扭簧驱动电雷管座进入击发位置,在保险握片翻转后,棘轮机构能提供预定的出手保险时间,保证引信在保险握片飞离弹体0.8s后才作用。手榴弹碰击目标时,引信体内电容器与雷管之间的“G”形敏感开关被打开,接通电路,使电雷管起爆,进而引爆主装药。若手榴弹飞行4s后尚未碰击目标,电路将自行接通引爆电雷管,使手榴弹自毁。

早期的EDNON电子引信,体积和质量都比M217式电子引信大,直径为47mm,全长44mm,质量80g,装在防暴手榴弹上,看上去就像叠加在一起的两个手榴弹(图1)。

90年代研制的EDNON电子引信(图2)在结构和性能方面都已接近军方早期的设想,体积也有所减小,但质量仍然比较大。其最大的进步是延期自毁时间可准确地控制在3.95~4.05s之间,解除保险时间在0.55s以上,所以使用时的安全性大大提高。

其工作顺序是:保险握片离开弹体后,引信的电源开始工作,同时接通延期电路,0.55s以后解除保险,4.05s时手榴弹自毁。该引信直径55mm,全长33mm,质量仍为80g。

除英美等国进行过这种探索外,其他国家也进行过一些卓有成效的探索与研究,但因种种原因多数没有成为制式产品,尽管电子技术在手榴弹上的应用还未取得突破性进展,可各国的探索一直没有停止,随着电子工业和电子技术的不断发展,预计在不久的将来,这一高新技术在手榴弹上的应用将会获得成功。

新工艺在手榴弹上的应用

新工艺也是一个相对的概念,在不同时期和不同的国家,新工艺所包含的内容是各不相同的,在六、七十年代,气体保护焊接、摩擦焊接、真空装药和压痕预制破片成型等工艺都是非常先进的新工艺,但到90年代,对发达国家来说,已成为普通工艺。非机加金属破片均匀成型工艺,即使在发达国家,现在也还是处在研究或试用阶段的新工艺。从这个意义上来说,新工艺在手榴弹上的应用比电子技术在手榴弹上的应用要早,也更广泛。

美国早在20世纪50年代初研制M26式手榴弹时,为了解决手榴弹破片不均匀,安全距离过大等问题,就采用了压痕预制破片新工艺,从而解决了手榴弹破片不均匀的问题,使新研制的M26式手榴弹成为当时世界综合性能最好、最先进的手榴弹。

为了提高手榴弹的破片速度和减少连片,主要环节是提高装药密度和装药密度的一致性。80年代,许多发达国家开始采用真空装药新工艺,如美国的M26A2式手榴弹,采用新的装药工艺后,装药量虽然只增加了1g,但装药密度的一致性却有了很大提高,从而大大减少了破片的连片,提高了有效杀伤半径。

非机加金属破片均匀成型工艺是20世纪90年代随着粉末冶金技术的应用而出现的一种新工艺,它的核心是利用粉末冶金中的不同配比做成弹体材料,再配以合适的装药结构,使弹体在爆炸时形成均匀破片,这样一来可以在确保杀伤破片一致性的条件下,极大地简化手榴弹的制造工艺。

应用在手榴弹上的新工艺还有密封新工艺、焊接新工艺等。

新材料在手榴弹上的应用

新材料在手榴弹上的应用始于20世纪70年代。首先应用在手榴弹上的新材料是高性能工程塑料,在不降低综合性能的前提下,使用工程塑料后,可使手榴弹的质量大幅度减轻。有些高性能工程塑料的使用寿命长达几十年,因而也不会降低手榴弹的长储性能。如比利时70年代末生产的NR423式手榴掸(图3),已20多年过去了,塑料弹体和引信体依然亮丽如新。

NR423式手榴弹是由比利时PRB公司研制和生产的,是当代性能最好的手榴弹之一,现装备比利时及其他许多国家军队。

此弹采用钢丝缠绕预制刻槽破片衬套和工程塑料壳体,引信是翻板击针式延期引信,由于采用了钢丝缠绕预制刻槽破片套,使NR423式手榴弹的破片形状、大小和数量、质量都可控制。

杀伤半径大、安全距离小是此弹的两大特点,杀伤半径达9m,安全距离20m(在离炸点处20m处,破片的杀伤概率已经接近于零),因而既可用作防御手榴弹,又可作为进攻手榴弹。

弹体形状是卵形,最外层是橄榄绿色高级工程塑料外壳,外壳内是破片衬套,衬套里面装的是B炸药,爆炸时衬套可形成约900片平均质量为0.105g的破片,底部有22颗钢珠,顶部还有30颗钢珠,钢珠分布在顶部和底部的水平方向上。这样改善了手榴弹爆炸时的破片分布,保证了每个方向都有足量的杀伤破片。

NR423式手榴弹采用延期引信,引信体也是用高级工程塑料制成的,引信延期时间是4s,这段时间可以完全保证投弹士兵的安全,但没有敌人拣起再投回的时间。

此弹全弹质量230g,弹体质量180g,延期引信质量50g,最大弹径35mm,装B炸药60g,破片套质量65g,延期时间4s,钢珠52颗,每颗钢珠质量约0.1g。

进入90年代以后,人们开始探索各种新型材料,如软杀伤材料、环保型材料等在手榴弹上的应用,一些无毒或低毒,对环境无污染的发烟剂(环保型发烟剂)在发烟手榴弹上的使用就是例证。英国近年来研制成功的MK4式发烟手榴弹,采用的发烟剂就是环保型发烟剂,这种发烟剂在生产和使用时都不会产生对人体有害、对环境有污染的有毒物质。它一经问世,就得到各国军队的普遍重视,现已被许多国家采用。此外,性能独特的红外发烟剂、应力波炸药和碳素纤维炸药等新材料在手榴弹上的应用也已纳入议事日程。如果这些材料在手榴弹上的应用取得突破,手榴弹的发展将进入一个崭新的阶段。

高新技术对未来手榴弹发展的影响

20世纪90年代,尤其是海湾战争以后,手榴弹的发展受到严峻的挑战。不少人认为,手榴弹的发展已经到了山穷水尽的地步,但随着高新技术的应用,手榴弹可望出现柳暗花明的美好前景。据分析,高新技术对未来手榴弹发展的影响主要有以下几个方面:首先是为手榴弹的发展开辟了一条更为广阔的道路。随着新技术、新材料和新工艺的应用,手榴弹的发展可能打破传统思想和观念的束缚,出现许多新型弹种,如采用应力波炸药,就可能出现一个新弹种——应力破甲手榴弹;采用红外诱导发烟剂,就可能出现一种对付导弹的红外诱导手榴弹。总之,随着高新技术在手榴弹上的应用,手榴弹的发展将开辟一个崭新的领域。

其次是提高手榴弹的安全性和可靠性。如在手榴弹引信上使用微型集成电路和其他新结构后,人们对手榴弹具有出手保险、失手保险和可靠起爆的愿望将成为现实,使手榴弹的安全性、可靠性出现一个质的飞跃。

三是大幅度降低手榴弹的费效比。传统手榴弹的主要战术作用是自卫,战斗效果非常有限,因而费效比也很高,应用高新技术后,如果特种分队的几枚手榴弹可破坏敌人一个供电系统或指挥系统,抑或将敌人的一枚导弹从重要目标引开,其费效比之低是不言而喻的。

此外,由于高新技术在手榴弹上的应用,还可能在手榴弹的研制、生产和使用等许多方面产生深远影响。如可能使手榴弹的生产从劳动密集型向技术密集型转化,手榴弹的生产将一改过去大批量生产的情况,出现小批量、多品种的局面。高新技术在手榴弹上的应用,将对未来手榴弹的发展产生全面、深远的影响。◆

(编辑/何懿)

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