百搭武器——子母式战斗部

子母式战斗部又称集束式战斗部，由子弹、子弹抛射系统和障碍物排除系统组成。典型子母式战斗部的内部结构如图12-38所示。当战斗部得到引信的起爆指令后，抛射系统中的抛射药被点燃，使子弹以一定的速度和方向飞出。在子弹引信的作用下，子弹爆炸，以冲击波或破片等击毁空中目标。由于子母式战斗部一般都装在舱体内，舱体的蒙皮和构件会影响子弹的正常抛出，因此，需要在子弹抛出前把蒙皮等障碍物排除掉。

（1）子弹

防空导弹子母式战斗部的子弹主要有爆破式、破片杀伤式和聚能式3种。按飞行性能分，子弹有稳定型和非稳定型两种。采用哪一种类型，主要取决于子弹对目标的破坏形式、子弹的形状和子弹引信的性能。例如，聚能式子弹和带有触发引信的爆破式子弹，为了保证可靠地起爆并作用于目标，必须采用稳定型子弹；杀伤型子弹一般呈球形，可采用非稳定形式，子弹的飞行稳定可以通过加装阻力板、阻力伞和尾翼等来实现。

子弹的壳体要能经受抛射时的冲击力。内爆式子弹还要能经受洞穿目标结构时的冲击。

图12-38　典型子母式战斗部的内部结构

①爆破式子弹。爆破式子弹必须装有足够的炸药，以便在命中目标时能给予致命的破坏（通常使用含铝炸药）。装药量根据子弹是内爆型还是外爆型而有所不同。根据经验，子弹在目标表面爆炸时，子弹的装药量为1～1.4 kg（HBX炸药）。装药量为1 kg时，可有效对付小型飞机（如歼击机）；装药为1.4 kg时，可有效对付大型飞机（如轰炸机）。如果子弹在目标内部爆炸，子弹的装药量减小为0.5～1 kg，则可有效对付小型飞机和大型飞机。

爆破式子弹必须是在接触目标以后才爆炸，而且子弹与目标的接触部位是随机的（非稳定子弹），因此必须采用全向触发引信。内爆型子弹的引信还需有短暂的延时。子弹对目标的破坏能力、子弹引信的作用准确性都应通过地面试验予以鉴定。

②杀伤式子弹。杀伤式子弹的破片在打击目标时应具有足够的洞穿目标的能量和适当的分布密度。与破片式战斗部设计相同之处是，破片的质量和速度之间也应协调；不同之处是确定子弹的破片速度时，可不考虑对引战配合的影响。应当指出，由于子弹通常为球形，因此在对付单一的空中目标时，只有接近一半的破片飞散区才能对拦截目标起作用。

杀伤式子弹应选用延时引信。子弹从被抛射出来（引信完全解锁）到子弹爆炸这一段延迟时间的长短，主要取决于抛射速度和要求子弹到达的位置。

③聚能式子弹。装有聚能式子弹的子母式战斗部，主要用来对付结构坚固的弹道导弹的再入弹头。试验表明，直径为25～40 mm的小型聚能装药能够完成这种任务。为了充分发挥聚能装药的作用，子弹应基本是圆柱体，并应带有飞行稳定装置。

④子弹数量。对于新设计的子母式战斗部，为满足一定的杀伤概率，应根据武器的导引精度和要求的子弹散布密度确定子弹的数量。作为基本杀伤单元的爆破式子弹和聚能式子弹，应根据目标的大小确定所需的散布密度，并在此基础上确定子弹的数量。例如，拦截尺寸较小的战术导弹弹头时，为了确保命中，子弹的散布间隔为0.3m左右。如果要求有一个直径为5 m的子弹散布面，则所需的聚能式子弹数为850～900个。杀伤式子弹的基本元素是破片。因而，在类似的情况下，子弹数可以少得多。子弹数初步确定后，还要根据总体设计关于质量和容积的要求进行适当的调整。

⑤子弹引信。除了为保证子弹充分发挥其威力而要求子弹引信具有触发、全向触发或延时起爆的功能外，为了保证子母式战斗部在运输、操作和弹道起始段的安全，要求子弹引信至少具有两级保险。可以利用导弹发射时的过载和子弹被抛射时的过载，先后解除两级保险。对于爆破式或聚能式子弹，子弹引信还应有子弹在脱靶时（大部分子弹不会命中目标）使其自毁的功能。

（2）子弹抛射系统

子弹抛射系统利用火药能量或炸药能量，使子弹获得必要的速度。在此过程中，还必须保证子弹及其引信的全部功能不受到破坏。这样，抛射速度将受到很大的限制。在一般情况下，保证子弹不受破坏的实际安全抛射速度不超过200 m/s。子弹抛射系统的类型有很多种，而那些在常规弹药中适用的子弹抛射系统，如离心抛射、导向抛射等，从总体上说不适用于防空导弹的子母式战斗部系统。在防空导弹子母式战斗部中，子弹抛射系统主要有3种：整体式中心装药子弹抛射系统（图12-39）、枪管式抛射系统和膨胀式抛射系统。

图12-39　整体式中心装药子弹抛射系统

1—蒙皮；2—子弹；3—内衬；4—中心管；5—装药；6—连接件。

①整体式中心装药子弹抛射系统。在此抛射系统中，抛射药被装在位于纵轴的铝管内，而球形子弹沿着纵轴逐圈交错排列，装药与子弹间留有一定的空气间隙，如图12-39所示。若间隙小，子弹的速度就高，但子弹较易受到损坏；反之，若间隙大，子弹的速度就低，但子弹不易受损。

装药可选用火药或炸药。若选择前者，则子弹的速度低，但受到的冲击小；若选择后者，则子弹的速度高，但易受到破坏。沿战斗部轴向装药的形状有3种形式：一是轴向均匀装药，子弹获得的速度大致相等；二是沿轴向阶梯形装药，子弹的速度按装药的阶梯数分成几组；三是装药量沿轴向连续变化，子弹的速度沿轴向成线性分布。

整体式中心装药子弹抛射系统采用了中心爆室，子弹加速的行程短，因此为了达到足够的抛射速度，需要有很大的加速力。

②枪管式抛射系统。枪管式抛射系统通过引燃装填在每个子弹枪膛内的黑火药来实现对子弹的抛射。其结构如图12-40（a）所示。钢制的枪管是子弹结构的组成部分，位于子弹的中心，与子弹的支撑管严密配合，而抛射火药装于支撑管内。火药被点燃后，高压燃气作用于枪管并把子弹推出。径向抛射速度取决于发射药装药产生的压力、抛射管内膛面积、子弹的质量以及行程长度。由于枪管的长度都较短，所以火药必须非常快地建立最大膛压，但相当缓慢地下降。子弹在最大压力建立之前被锁定，便于利用抛射管的行程全长，充分发挥其优点。

另一种枪管式抛射系统的结构如图12-40（b）所示。整个战斗部只有一个共用的火药燃烧室。燃烧室壁装有若干枪管，而每个枪管上都安装一枚子弹。燃气压力通过各个枪管传送给子弹，把子弹抛射出去。这种结构中的子弹获得的速度基本一致。要使子弹具有不同的速度，可使枪管具有不同的口径；同时，子弹与枪管相配的零件也要有不同的尺寸。(www.xing528.com)

图12-40　枪管式抛射系统结构

1，7—枪管；2—燃烧室；3—子弹装药；4—支撑管；5—导弹舱内支架；6—子弹；8—战斗部中心管。

③膨胀式抛射系统。膨胀式抛射系统是通过抛射药产生的高温高压气体使可膨胀衬套快速膨胀，使其周围的子弹获得一定的抛射速度。膨胀式抛射装置的具体结构也有很多，下面以星形框式和橡胶管式为例进行介绍。

一是星形框式抛射装置。如图12-41所示，星形框式的可膨胀衬套是星形。它把弹舱和子弹在径向分成若干个间隔（图中为6个）。衬套中间为柱形燃烧室。燃烧室壁上有与间隔数相应的排气孔。抛射药点燃后，燃气经排气孔向密闭的衬套内腔充气，衬套膨胀并最终把子弹抛射出去。由于衬套膨胀和子弹抛射的过程很快，为了充分利用火药能量，与枪管抛射的情况类似，也要求从火药的性能和药型上保证火药的快速和完全燃烧，以及在峰值压力建立前对子弹进行约束。

二是橡胶管式抛射装置。该抛射装置将橡胶管作为膨胀衬套（图12-42），主要由抛射药、燃烧室、橡胶管、支撑梁等组成。燃烧室产生的燃气经小孔排出，使橡胶管逐渐膨胀，最后把子弹和支撑梁推出。

橡胶管式抛射装置较星形框式抛射装置简单，工艺性好，但在膨胀过程中很快就破裂，燃气从中泄漏，能量利用率低，子弹抛掷初速较低。它一般适用于球形，对付地面目标的杀伤聚能子弹，母弹装填量大，在高空中抛射时，形成一个较大的散布场，有较好的杀伤效果。

图12-41　星形框式抛射装置

1—燃气发生器；2—衬套；3—壳体；4—子弹。

图12-42　橡胶管式抛射装置

1—蒙皮；2—子弹；3—橡胶管；4—燃气发生器；5—切割装药；6—支撑梁；7—抛射药。

（3）障碍物排除装置

导弹的蒙皮，在某些情况下（如不受力的薄蒙皮）能被抛射气体直接排除，而子弹的抛射速度下降不大。但这种作用并不十分可靠，而且障碍物并非如此单一。因此，子母式战斗部一般都必须配有障碍物排除装置。图12-43给出了子母弹母弹舱段蒙皮被切开，使子弹抛射出去的过程的示意图。当战斗部接近目标时，通过引信的作用使安装在支撑梁与蒙皮之间的切割装药点燃，依靠聚能效应将母弹蒙皮切割成大小相等的4块，并在爆炸力的作用下抛离母体，完成障碍物的排除；同时，燃气发生器中的推进剂被点燃，燃气从排气孔逸出，使套在整个中心管上的橡皮管膨胀，从而给子弹一个径向作用力，使之沿径向抛射出去，形成一个较大的散布场。

图12-43　母弹舱段蒙皮被切开及抛射子弹过程

Ⅳ.支撑梁被抛出，子弹被抛射Ⅲ.橡胶管向外膨胀使子弹加速
1—子弹；2—橡胶管；3—燃气发生器；4—抛射药；5—蒙皮；6—切割装药；7—支撑梁。

打开母弹舱段蒙皮可以采用不同的方法，如切割索法、柔爆索法、爆炸螺栓法等。切割索法利用了线性聚能装药结构。它是把炸药装在聚乙烯塑料或其他材料制成的管子内，并使装药截面具有V形或半圆形聚能槽，如图12-44所示。

图12-44　线性聚能装药（切割索）

线性成型装药的方法是实现蒙皮拆除最有效的方法。该法是将线性成型装药装在黄铜槽内并用胶带固定在其中，将雷管和传爆药布置在铜槽各端的结合处，并与子弹抛射同步激发。既可周向切割蒙皮，又可纵向切割。线性成型装药方法虽然是较好的障碍物排除装置，但它在爆炸时存在反向作用和侧向飞溅，使子弹等部件容易受到损伤，需要采用特殊的防护技术措施，如在切割索的外面包覆泡沫塑料、泡沫橡胶或实心橡胶等。

（4）子母式战斗部的应用

与质量相同的其他整体结构战斗部相比，子母式战斗部的主要优点是威力范围较大。整体结构战斗部的破片杀伤作用，特别是冲击波和聚能射流作用，随着爆点至目标距离的增加而迅速衰减，而子母式战斗部中的子弹要抛射一定距离后才爆炸，因而在脱靶量相同时，子弹破片到达目标的实际距离要小得多，破片密度的下降和破片能量的衰减也就小得多。爆破式子弹或聚能式子弹要与目标碰撞或穿入目标后才爆炸，即导引系统的误差将完全由子弹的抛射距离来弥补，因而更有利于摧毁目标。由此可见，脱靶量越大，目标越大，子母式战斗部的优点就越能充分发挥。攻击有适当间距的编队飞机、子母式战斗部，特别是使用杀伤型子弹的子母式战斗部，会有更高的杀伤效率。在脱靶量较小时，子母式战斗部较其他类型的战斗部并不具有优势，因为此时各种杀伤作用的衰减相对较小，而在子母式战斗部中，用作抛射系统及其他辅助结构的质量要比其他整体结构战斗部大。

子母式战斗部结构复杂，因而造价昂贵，一般数倍于甚至更多倍于其他类型战斗部。另外，每枚子弹都需要由子弹引信引爆。所以子弹作用的可靠性也要受到影响。可见，子母式战斗部目前在防空导弹中的应用已不多见。