一种功能复合型燃烧弹的研究

李 多，唐恩博，刘晓辉

(北方华安工业集团有限公司 特种弹药研究院，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

燃烧弹，又称纵火弹，是装有燃烧剂的航空炸弹、炮弹、火箭弹、枪榴弹和手榴弹的统称。它主要用于烧伤敌方的有生力量，烧毁易燃的军事技术装备和设备。目前，国内燃烧弹已定型30种，其中代表有250公斤航空燃烧弹(低阻型)、87式82毫米燃烧弹、96式152毫米杀伤爆破燃烧弹、120毫米迫击炮燃烧弹、76式海双57毫米穿甲爆破燃烧弹、PL96式122毫米榴弹炮燃烧弹、90毫米Ⅰ型航空火箭燃烧弹。燃烧弹中使用的燃烧剂主要有石油基燃烧剂、金属燃烧剂、铝热燃烧剂、油基-金属燃烧剂及自燃燃烧剂[1]。现代战争的特点是陆海空三军立体协同作战，战争器材的智能化、机械化程度不断提高，伴随高度机械化作战的是对燃料油的需求急剧增加，在此形势下，针对敌方燃料油贮存、补给和运输系统的攻击就显得十分重要；同时，在野战条件下弹药堆垛(包装箱)、野营装备、土木建筑群、战场可燃隐蔽物、可燃伪装物等特定目标仍然是燃烧弹攻击的主要目标。

针对现代战场目标的多样性和复杂性，传统单一纵火功能的燃烧弹药已经无法满足作战需求，需要一种既可对油料、被服、粮食库、弹药场等实施纵火，又能通过穿甲打击油料贮存设备、指挥中心设备、发射车辆、通信枢纽、机动平台及人员的多功能燃烧弹药。本文主要介绍一种可同时对易燃物资和燃油贮存、运输设施进行纵火打击，又附带穿甲、杀伤功能的多功能燃烧弹。

1 结构组成

该燃烧弹主要由抛射系统、纵火炬、穿燃组件、弹体、弹底等组成，其结构如图1所示。其中，穿燃组件主要由无线电近炸引信、纵火子弹、序列传爆装置、纵火环、预制破片、炸药柱、筒体等组成。

图1 燃烧弹结构图

2 作用原理

该燃烧弹利用抛爆式设计，当弹丸飞行至预定区域时，弹头配用的电子时间引信点燃抛射药，抛出纵火炬和穿燃组件，纵火炬落到木质弹药箱、土木工事等易燃物实施纵火；穿燃组件经减旋、减速调姿后，稳定下落，当穿燃组件前端的无线电近炸引信判定距地面一定距离时作用，将穿燃组件内的纵火子弹径向抛出，同时通过序列传爆装置推动预制破片及筒体破片击穿储油容器或轻型装甲，纵火子弹飞散时碰到储油容器落下，引燃被击穿容器内喷溅、流淌出的柴油；纵火环与纵火子弹飞散到干草、棉服等易燃物上将其引燃。

3 创新设计分析

该燃烧弹在结构的创新设计、新型高效燃烧剂的使用、新型材料应用等方面有着明显的优势，该燃烧弹的技术水平可以代表国内燃烧弹技术发展的最高水平。

3.1 结构创新设计

该燃烧弹能实现穿甲、纵火、杀伤复合功能，源于它在结构上的创新设计。以往的大多数燃烧弹都只有单一纵火功能，比如250公斤航空燃烧弹(低阻型)、87式82毫米燃烧弹等。还有一种是穿甲燃烧弹，比如76式海双57毫米穿甲爆破燃烧弹。穿甲燃烧弹的结构：中间是尖头流线型钢芯，在尖头上包裹着一层铝镁粉，外层再包着一层铅，然后整个弹头外形再包一层铁皮。当弹头击中钢板或者铁皮时，弹头的外层铁皮在被击中的钢板与弹头钢芯的挤压下变形，从而压迫钢芯头上铝镁粉，产生高温，铝镁粉燃烧，而同时钢芯击穿钢板，将热量带至钢板后面的易燃物(如油箱)，导致易燃物燃烧[2]。这种穿甲燃烧弹有一个致命的弱点，就是需要与硬质目标挤压才能引燃，像枯草、被服等软目标不能直接被引燃。在越南战争中，越军各种防御工事中有一种被称为土木结构的遮眼部，这种土木结构上面盖了一层枯草，还有浮土，我国部队配备的一种56式7.62毫米的穿甲燃烧弹，想用其引燃这种土木结构草棚，由于穿甲燃烧弹需要撞击硬目标才对燃烧剂发生强烈挤压，才会摩擦发火，对于越军这种软目标无法引燃。

该燃烧弹在结构上的创新设计，不依赖于撞击引燃，利用抛爆式设计，当弹丸飞行至预定区域，弹头配用的电子时间引信点燃抛射药，抛出纵火炬和穿燃组件，纵火炬落到木质弹药箱、土木工事等易燃物均可以实施纵火[3]。穿燃组件通过吊伞调姿减旋，达到预定高度，控制它的近炸引信作用，输出火焰后，点燃黑火药抛出纵火子弹，同时启动用来起爆炸药的延期雷管，雷管运动至炸药处起爆炸药，炸药驱动预制破片及筒体破片击穿储油容器或轻型装甲，纵火子弹飞散时碰到储油容器落下，引燃被击穿容器内喷溅、流淌出的柴油，纵火环与纵火子弹飞散到干草、棉服等易燃物上实施纵火[4]。该燃烧弹的穿燃效果如图2所示。

图2 燃烧弹穿燃效果图

3.2 新型高效燃烧剂的使用

该燃烧弹能够实现有效纵火是因为使用了新型高效燃烧剂。该燃烧剂是由金属合金、可燃剂、氧化剂和粘合剂等组成的一种新型燃烧剂，与镁基合金燃烧剂相比，具有燃烧温度高(2 000 ℃以上)、产生的炽热熔渣热侵蚀能力强、引燃烧穿木质弹药箱时间短、有效引燃柴油等特点，具有创新性和先进性[5]。该燃烧弹内有2种纵火元件：一种是独立的纵火炬，另一种是穿燃组件内的纵火子弹[6]。由该新型高效燃烧剂制成的纵火炬密度大、体积小，在同等装填条件下，装填的纵火炬数量多，装填系数高；纵火炬强度高，抗冲击过载能力强；其点火可靠性好，有效火种率高[7]。众所周知，柴油燃点为220 ℃，闪点为五六十度，平均分子含碳原子10～20，很难挥发，所以在外部的火源以点状刺激下，柴油很难被点燃，更不容易引发整体燃烧，以往的燃烧剂对柴油无能为力。由该新型高效燃烧剂制成纵火子弹，火焰喷射长度长，温度较高，熔渣喷射范围大，柴油引燃率高，有效引燃柴油是该燃烧的一项重要技术突破[8]。该新型高效燃烧剂制备工艺简单，可操作性强，安定性及长贮性能好，适合批量生产要求[9]。该新型高效燃烧剂已通过技术鉴定，具有广泛的应用前景。新型高效燃烧剂引燃柴油和木箱的效果如图3所示。

图3 新型高效燃烧剂的纵火效果图

3.3 新型材料的应用

新型材料的使用是该燃烧弹能实现复合功能的保障。该燃烧弹中除了有常规金属材料和作为密封和缓冲作用的非金属材料外，还使用了高纤维非金属材料作为功能部件[10]，非金属材料作为功能部件的材料使用是特种弹结构设计上的是一次大胆尝试，具有创新性。目前，所有弹用钨基合金预制破片大多都是采用外表光滑的圆球形，需要的附件较多，工艺复杂，弹腔内空间使用率低，同时圆球形钨基合金预制破片飞行时速损失较快，穿透面积小。该燃烧弹采用的是一种扇形结构的钨基合金预制破片，在扇形上开槽形成的破片单体是多面体形状，有效增加了炸药对预制破片的应力，使其达到目标点的动量变大，增大了穿透面积和杀伤力。新型材料在特种弹上的应用对特种弹发展起着关键和决定性的作用。

4 结语

本文所介绍的燃烧弹改变了传统燃烧弹单一纵火功能，是集穿甲、纵火、杀伤为一体的多功能燃烧弹，为我军提供了“顶用”的装备。在结构的创新设计、新型高效燃烧剂的使用、新型材料应用等方面有着明显的优势，提升了作战效能，扩展了作战领域，高精度、高水准实现战技指标，能适应现代化战争，引领燃烧弹药设计的方向，功能复合型为特种弹药的发展指引了方向，在某种程度上提供了一体化解决方案。