普通榴弹要求直接命中目标才能起到毁伤作用,而在实战条件下小口径弹药的直接命中概率是相当小的。带近炸引信的预制破片弹,由于破片在弹的圆周方向上起爆后向弹轴的径向飞散,即使在有牵连速度条件下,仍无法完全集中向前方目标攻击。为解决这个问题,瑞士厄利空-康特拉夫斯公司成功研制出一种全新概念的35 mm AHEAD弹药(“AHEAD”是“Advanced Hit Efficiency and Destruction”的缩写,表示“先进的有效命中和摧毁”弹药的意思,同时也表示超前拦截的意思)。这是一种集束定向式预制破片弹。破片全部向弹丸前方抛出,利用弹丸与来袭目标的相对速度对目标进行毁伤。35 mm AHEAD弹药的主要诸元见表12-5。
表12-5 35 mm AHEAD编程弹主要诸元
AHEAD弹本身结构是比较简单的。它区别于弹丸依靠炸药爆炸将弹体炸成高速破片或将预制破片高速抛出的常规特点,而是在弹丸内仅装有少量抛射药。其目的是将预制破片舱打开,将其中的152个钨合金杀伤元抛出。它不是靠抛射装药实现对目标的毁伤,而是利用弹丸的弹道存速与目标运动形成的高相对速度将目标摧毁。这是因为小口径高炮弹丸初速较高,直射距离较近,速度衰减小。例如当初速为1 050 m/s时,其在1 000 m处的存速仍有900 m/s以上,此时若来袭导弹的速度为300 m/s,则动能杀伤元撞击目标的速度将达到1 200 m/s以上。即便是只有3.3 g重的重金属动能杀伤元,也可以给来袭导弹以沉重的打击;同时,由于小口径高炮武器系统射速高、火力猛,如果以25发为一组,通过引信的精确控制,则可以在目标运动的前方形成一个直径为8 m、具有3 800个动能杀伤元的弹幕,这就大大提高了命中目标的杀伤密度。因此,AHEAD弹在设计上体现的是一种完全新颖的设计思想。
(1)结构特点
AHEAD弹是靠旋转稳定的。整个弹丸由风帽、弹体、杀伤元(子弹)系、弹底和引信等部件组成,如图12-3所示。
图12-3 AHEAD弹结构示意
1—风帽;2—上垫片;3—弹体;4—杀伤元;5—下垫片;6—抛射药;7—弹带;8—弹底;9—引信安装孔。
AHEAD弹共装有152枚子弹,单枚子弹质量为3.3 g。为了提高单枚子弹的杀伤力,减少飞行时的空气阻力,子弹采用高密度的重金属材料。此外,在保持单枚子弹质量相同的条件下,重金属材料还有利于缩短子弹的长径比,在外弹道上更具良好的飞行稳定性。
子弹外形可有两种选择:圆柱形和六角柱形。六角柱形的优点是装填密实,节省空间,有利于增加弹体舱室的壁厚,保证其发射强度;易于装填,排列稳定,不易产生晃动;对毁伤目标亦相对有利。六角柱形子弹的缺点是工艺性较圆柱形稍差,适于在大量生产的定型产品上采用。圆柱形子弹工艺性好,但装填后中间有空隙。
风帽的主要作用是减少弹丸在飞行中的头部阻力,质量不应太大,所以风帽采用截锥形薄壳结构,下部采用螺纹和弹体连接。材料采用高强度铝合金。
弹体是弹丸的主要构件。其主要作用是装填杀伤元素,上连风帽,下连弹底。弹体的内腔为柱形,有利于柱形子弹的装填。弹体的外部设有上、下定心突起,保证发射时的定心作用,利于弹丸在膛内的正确运动。在目标前方,在开舱药作用下,弹体撕裂成6瓣,释放内部的杀伤元素。
为了均化发射时作用在弹底上的惯性力,同时固紧子弹系在弹体内的轴向位置,在子弹的上、下端设计了上、下垫片。弹底的主要作用是连接弹体、引信等部件。外部装有弹带,弹带下部刻有2个环形槽,分别用于安装测速及引信装定线圈。(www.xing528.com)
AHEAD弹之所以能完成上述功能,其关键在于装备了一个可编程的电子时间弹底引信。它可以迅速实现时间装定,具有极高的计时精度,可使弹丸在目标前方精确位置抛射出动能元。引信作用距离为70~4 600 m,时间精度为1/1 000 s,距离精度达1 m。
(2)作用原理
AHEAD弹的作用原理:通过炮口装定可编程弹底时间引信控制弹丸适时开舱,抛射出呈前倾锥形分布的重金属钨破片,在目标前面形成高动能、高分布密度并带有一定纵深的破片弹幕,拦截并摧毁目标,如图12-4所示。
图12-4 AHEAD弹的作战过程
AHEAD弹发射时的工作过程可分为5个阶段:
①首先雷达发现并探测到来袭目标,并对目标进行跟踪。
③火炮发射弹丸。
④火炮计算机通过炮口线圈测出每发弹的炮口速度,并根据目标运动参数,对每发弹的弹底引信进行时间装定。
⑤弹丸出炮口后,引信上的计时装置将以ms为单位进行倒计时,当达到零标志时,引信作用,点燃抛射药,将动能杀伤元向前抛出。弹体采用前开舱方式,抛射药很少,对动能杀伤元起不到加速作用。152个动能杀伤元被抛出后,向前形成一个顶角为10°~12°的锥形弹束。理论计算和试验都表明,动能杀伤元在离心力作用下在空中形成一个较均匀的弹幕。
因此,AHEAD弹作为地面防空反导的先进武器已经得到理论与试验的证实。它具有先进性、准确性、有效性和高毁伤效果,是对付导弹威胁的重要手段之一。
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