近炸引信预制破片弹优化设计方案

为了提高小口径高炮弹药对空中目标（飞机、导弹）的毁伤威力，近年来人们发展了近炸引信预制破片弹，即凸底弹。预制破片均采用重金属材料（如钨合金）制成，这样可大大提高其侵彻能力。比较典型的有瑞典博福斯40 mm近炸引信预制破片弹，意大利BPD公司的40 mm预制破片弹，比利时FN 40 mm L70预制破片弹和美国的40 mm预制破片弹。

（1）40 mm近炸引信凸底榴弹的特点

图12-1所示为40 mm近炸引信凸底榴弹的典型结构。其主要诸元见表12-3。

图12-1　40 mm近炸引信凸底榴弹

1—炸药；2—弹带；3—预制破片；4—近炸引信。

表12-3　40 mm近炸引信凸底榴弹的主要诸元

40 mm近炸引信凸底榴弹具有以下特点：

①采用重金属做预制破片，侵彻威力大。用重金属做预制破片，可大大提高侵彻能力。一颗直径为3mm而质量为0.245 g的钨球，对目标的贯穿能力相当于5 g破片的效果，这样也就可以大大提高对目标的毁伤效果。一般重金属是用塑料压铸成筒形，套在弹体的前半部分，而在预制破片筒的外面再加一个薄的钢套筒，以提高爆炸后破片的初速。

②采用凸形底部，改善破片分布。底部为凸形，改善了破片的空间分布。一般平底榴弹底部破片均向弹后飞散，故对于迎面攻击方式的战斗，这部分破片用不上。考虑到小口径高炮在防空反导战斗中的绝大部分作战模式为迎面攻击，故将弹丸底部做成凸形，使破片的空间分布呈更加合理的形状。

图12-2所示为该弹在动态条件下的破片空间分布。这是考虑了弹丸速度作为牵连速度的原因。这种破片飞散方式对于迎面攻击的目标将使命中破片的数量增多，从而提高其对目标的毁伤概率。

③采用近炸引信，自动调节灵敏度。这种引信按多普勒原理进行工作，具有近炸、碰炸、自毁功能。它能根据目标离地面（或海面）的不同高度，自动调整作用半径。如果需要引信起着发作用，那么火炮的自动装弹机在装填时就闭锁其近炸作用。这种引信的抗干扰能力较强，可以区别目标信号与地面（海面）的杂波信号。(https://www.xing528.com)

理论计算与试验表明，带近炸引信的预制破片弹比不带近炸引信的普通榴弹杀伤范围要大得多，可以大大提高弹丸对运动目标的毁伤概率，比较适用于防空和反导。

（2）瑞典博福斯40 mm 3P-HV可编程近炸引信预制破片高速弹

可编程近炸引信预制破片高速弹的英文名称为“Prefragmented Programmable Proximityfuzed High-velocity Cartridge”，通常简称为3P-HV弹。该弹是博福斯公司继MK2式40 mm预制破片榴弹之后研制的又一种新型弹药，目的是提高对付所有空中目标的杀伤效果，完成野战防空系统所要求的各种辅助战斗任务。该弹的多用途和对各种目标的适应性，可提高武器系统的战术灵活性，并减少后勤供应方面存在的复杂问题。

该弹重约1 000 g，内含直径为3 mm的钨合金球，数目约为预制破片榴弹的两倍，初速增大到1 100 m/s。这些特性与新型低阻力弹体设计相结合，使该弹具有较远的射程和较短的飞行时间。博福斯公司认为这样做比单纯提高火炮的射速更有价值。根据不同目标，3PHV弹比MK2式预制破片榴弹的杀伤效果增加25%～50%。对付战斗机时，单发弹的毁伤概率可达50%左右。

图12-2　40 mm近炸引信凸底榴弹动态条件下的破片分布

射击时，借助近炸引信编程器可为每发弹独立编程序。编程器在火控系统和3P-HV弹之间起接口作用。近炸引信编程器利用自动装填机上的两个触点提供的直流电压激活引信的电子装置，装定引信的作用方式和其他信息，如飞行时间、位置、距离门限等，并在输弹前以弹丸头部天线中继的高频信号形式提供给弹丸。

可编程近炸引信有6种作用方式：前两种是自动作用方式，用于对付空中目标。每种方式都利用来自火控系统的信息，预测命中点。近炸引信编程器按此命中点位置装定一个距离门限，只有当弹丸到达这个距离门限起始点以后引信才激活。所以，弹丸在到达目标区域之前，引信是不受干扰和其他外界影响的，这样使得传感电路的灵敏度增大，从而可使弹丸飞到距固定飞机或直升机8～9 m的距离时才起爆。如果目标为导弹，引信探测到目标时立即引爆弹丸。尽管如此，与飞机交战时引信也可预先装定编程，使之具有延期作用，以便直接命中飞机。当弹丸飞行到引信距离门限终点时，弹丸自动起爆自毁，此时至少可额外提供一次攻击机动目标的机会。第三种是按火控系统信息预先编程具有定时功能的作用方式，用于对付隐蔽目标，如树林后面悬停的直升机或在开阔地带的进攻部队，此时可在目标上方5～10 m处爆炸。第四种是命中后延期爆炸和自毁作用的方式，用于对付机载或陆基的轻型飞行器，以期获得较大的毁伤概率。延期爆炸时间约300μs，相当于一个弹丸钻入目标的时间。用这种方式时引信编程自毁时间为15 s。第五种是穿甲作用方式，用于对付地面轻型装甲目标，以及将来可能出现的超重装甲直升机。采用这种方式的弹丸依靠命中硬目标时的冲击来起爆。第六种作用方式是当无任何方式可选择或弹丸无法到达目标射程时，引信具有通常的近炸/触发功能，并在15 s后自毁。

3P-HV弹用L/70式40mm舰炮发射时，其弹道与曳光榴弹和目标训练弹相匹配。其主要诸元见表12-4。

表12-4　瑞典博福斯40mm 3P-HV弹的主要诸元