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弹头上的高科技 美国M734多用途迫击炮引信

发布时间:2019-06-12 18:21 来源:未知 编辑:admin

  弹头上的高科技美国M734 多用途迫击炮引信 社保政策 对步兵分队来说,迫击炮轻便可靠,能够方便地配属 步兵战斗,同时因为弹道弯曲能对付各种目标,射击死角小, 是一种非常好用的轻型支援武器。虽然美军有强大的空中支 援,而美国陆军被一些人称为“美国空军地面引导队”,但实 际上因为指挥级别、反应速度、空地协同等多方面的原因,空 中火力支援并不像好莱坞电影里描绘的那么简单及时,只要电 台里一喊,导弹、炸弹、火箭弹、燃烧弹就从天而降。大多数 时候对美军步兵来说,最及时灵活的火力支援还是自己配属的 迫击炮、“标枪”反坦克导弹、MK19 自动榴弹发射器„„由 于有强大科技实力作支撑,美国对迫击炮弹引信的研究也走在 了世界前列。他们给几种口径的迫击炮弹配上了聪明的“大 脑”,也就是本文笔者将要介绍的主角――美国M734 多用途 引信。 M734 多用途引信的研发工作始于上世纪70 年代,到上世 纪80 年代正式装备美军部队,至今仍是美军3 种口径迫击炮 弹(60 毫米、81 毫米、120 毫米)的主用引信。说其是世界 顶尖水平,主要体现在这样几个方面: M734 引信可以适用3 种不同口径的迫击炮弹,能够适应 其不同的初速、弹道特性,实现了不同弹药的引信通用化。 M734 引信的工作模式多样,有PRX(高空炸)、NSB(低空 炸)、IMP(碰炸)和DLY(延迟)四种工作模式。PRX 和NSB 是利用多普勒原理的无线电近炸模式,当炮弹离地一定高度时 内置电路自动点燃电雷管引爆弹药,可以最大限度地发挥空炸 榴弹破片杀伤范围,有效杀伤卧倒或躲在壕沟内的敌军。IMP 模式既可以杀伤暴露的有生目标,也可以摧毁运输车辆等软目 标。DLY 模式提供了0.02 秒的延迟,能够使炮弹穿入目标内 部爆炸,摧毁隐蔽所、掩体、建筑物,杀伤内部人员。而且四 种工作模式的调节不需要专门工具,只需拧动引信头部的塑料 帽即可,非常方便。M734 引信的安全性能非常好,保险的冗 余度很大。它采用的涡轮远解装置,可以使炮弹在飞出炮口 100 米后才解除雷管隔离保险,发电机才产生足够的工作电压 使无线电发射器开始工作,这就保护了炮手的安全,避免膛炸 和出炮口早炸。使用涡轮远解装置还使得M734 引信不需要运 输保险销等勤务保险,发射前也不需要拔出保险销等多余的动 作。只要一发射,惯性加速度和飞行中的气流自动地逐道解除 保险,引信进入战斗状态。此外,引信的四种工作模式依次备 份,一旦空炸装置失灵,落地依然可以爆炸;即使落地不炸, 还有延迟发火模式。纵使是最极端的情况,四种工作模式都没 有启动,落地后0.5 秒电雷管也会自动引爆,使弹药自毁,避 免成为危险的未爆弹危害平民或者成为IED 的来源。 结构初探 在介绍M734 引信的具体结构之前,不妨先看一看传统迫 击炮弹触发引信的工作原理,这里我们就用国产迫-1 引信为 例子。 迫-1 引信是国内在60 年代设计定型投产的一种迫击炮弹 触发引信,它配用于63/63-1 式60 毫米迫击炮用杀伤榴弹和 53/67 式82 毫米迫击炮用杀伤榴弹。迫-1 引信由保险和触发 机构、隔爆机构和传爆序列等组成。在平时,保险和触发装置 中的击针腰部被两颗钢珠卡住,而两颗钢珠又被惯性筒罩住, 惯性筒又被顶部的第三颗钢珠卡住使其无法上升放出卡住击针 的两颗钢珠。在保险和触发机构下方有一个滑块,滑块上装有 针刺雷管。但在平时滑块被击针销住压缩滑块簧偏向一侧,只 要击针不抬起,滑块就不能横向滑动,雷管就不能对准击针和 导爆管,达到隔爆效果,构成了平时的安全状态。使用前先去 掉引信头部的保护帽,在发射的时候由于惯性作用惯性筒压缩 保险簧后坐,卡在惯性筒顶部的钢珠被释放。出膛后,在保险 簧的作用下惯性筒上升,释放卡住击针腰部的两颗钢珠,击针 随惯性筒一起上抬,放开滑块,滑块在滑块簧的作用下横向滑 动,使雷管与击针、导爆管对正,引信就处于待发状态。当炮 弹落地时,击针在地面反作用力的作用下刺击雷管引爆传爆管 内的传爆药,使炮弹爆炸。 迫-1 引信的优点是结构简单、生产成本低廉,但是要论 引信的安全性和战术适应能力,则有着很多缺陷。先说安全方 面:首先,迫-1 引信的保险比较单一,主要依赖被三颗钢珠 卡住的惯性筒固定击针和雷管座,安全冗余度比较小,一旦惯 性筒受到外力冲击或者故障,意外地释放了钢珠,击针就会抬 起,雷管座就会被弹簧推到待发位置,此时引信就进入了战斗 状态,有很大的危险性。实际上这样的事故的确发生过,所以 后来又有了迫-1 甲引信和迫-1 乙引信。迫-1 甲引信将保险钢 珠的直径由原本的3 毫米增至3.5 毫米,相应地击针、惯性 筒、弹簧等零件都做了修改,增加了钢珠、击针和惯性筒之间 的啮合量,安全性得到增强,但是问题没有彻底解决。迫-1 乙在迫-1 甲的基础上增加了一个运输保险销,平时用保险销 固定住惯性筒,发射前将保险销拔掉。这样一来,安全是安全 了,但是多了一个发射前拔掉保险销的动作,增加了操作的复 杂性。第二个问题是,迫-1 系列引信没有可靠的引信远解装 置,所谓远解装置就是指当炮弹飞出炮口时先不解除保险,飞 行一段距离后再解除保险的装置。迫-1 系列引信的解除保险 动作几乎是在出膛后很短的时间完成的,一旦因为意外发生早 炸甚至膛炸,会直接危及到炮手安全。除了安全性上的缺陷, 以迫-1 系列为代表的机械触发引信在战术适应上也比较差, 只能触发爆炸或延期爆炸(迫-1 引信没有,配用大口径迫击 炮弹的迫-4 引信有),不能空炸,对卧倒或者壕沟内的敌人 杀伤力就不足。 接下来,让我们从已知的剖视图入手,一探M734 引信内 部的奥秘。 M734 引信的头部为一个塑料帽,顶端有个圆孔进气道, 进气道下方是一个塑料涡轮。炮弹在飞行时前方的空气流入进 气道,推动塑料涡轮转动,再从塑料帽下的出气口流出。塑料 涡轮的转动一方面带动一个微型交流发电机产生供无线电发射 器工作的电压,并且为引爆电雷管做准备;另一方面,塑料涡 轮通过传动轴和一组齿轮蜗杆带动雷管座内的保险杆逐步抬 起,使雷管座在扭簧的作用下回转180,进入战斗状态。 在涡轮和交流发电机组下面的是可回转的雷管座。平时雷 管座扭过180装配,电雷管和传爆管互相错开,即便因为某 些意外原因电雷管自行爆炸,也无法通过传爆管引爆扩爆药, 保证引信平时的安全。把雷管座卡住的组件一个是之前提到的 由一组齿轮蜗杆带动的保险杆,另一个是在保险杆对面带Z 槽的惯性套筒,平时保险套筒被弹簧顶起,卡在上方的凹槽里。平时运输过程中的震动、摔落虽然可能使惯性套筒后退, 但由于Z 字槽的作用,要使惯性套筒彻底后坐到位需要外部惯 性力维持较长的时间让套筒一边左右扭转一边后坐。如果维持 时间很短,那么惯性套筒短暂后坐后因为Z 字槽的阻碍不能继 续后退,在外部冲击消失后依旧被弹簧顶回原来的位置。即使 是很极端的情况,Z 字槽没有发挥作用,惯性套筒完全后坐到 位了,那么还有另一侧齿轮蜗杆控制的保险杆支撑着,雷管座 还是不能扭转,而保险杆要抬起必须靠空气涡轮持续转动一段 时间,这只有发射出去后才可能实现。因此,雷管座在发射之 前是不可能扭转的,安全冗余度非常高。 此外,在雷 管座上还有一个短路保险。雷管座在扭转以前短路保险接在起 爆电路内,电雷管是被短路的,即便因为意外有外界产生的感 应电流流过,电雷管也处在被短路状态,不会引爆。只有在雷 管座回转后,短路保险才断开,电雷管被接入起爆电路,才有 可能引爆电雷管。 下面我们从一枚迫击炮弹被发射开始,研究下M734 引信 的内部动作,看看保险是如何一道道被解开的。 当炮弹被击发后,由于惯性加速度的作用,带有Z 惯性套筒后坐,解脱对雷管座的控制,此时雷管座仅靠另一侧的保险杆固定。炮弹飞出炮口后,在迎面气流的作用下头部内 的塑料涡轮开始转动,一方面带动微型交流发电机开始发电, 另一方面涡轮下方的传动轴带动一组齿轮和蜗杆把此时卡住雷 管座的保险杆一点点抬升起来。当炮弹飞出炮口100 米左右 时,微型发电机已经产生足够无线电发射器工作的电压,无线 电发射器开始工作发出无线电波,而卡住雷管座的保险杆也被 完全抬起,雷管座在扭簧的作用下回转180,电雷管接入起 爆电路,并且和导爆管对正,引信进入战斗状态。 如果引信模式设定在PRX 或NSB,当炮弹下落到离地面规 定的高度(PRX 米),因为多普勒原理,引信内的微电脑芯片能通过地面回波信号的频率判断到 起爆高度,随即引爆电雷管,电雷管直接通过导爆管引爆扩爆 药和炮弹主装药,使炮弹在空中爆炸。如果引信模式设定在 IMP,那么在炮弹落地的瞬间引信内产生的电信号引爆电雷 管,也是直接通过导爆管扩爆药引爆主装药。如果是设定在 DLY 状态,那么炮弹落地后会延期约0.02 秒爆炸,能够穿入 工事掩体建筑物内部造成更大的破坏。 技术述评 以M734 引信为代表的这类引信,属于涡轮式全保险型电 子近炸引信,是目前为止世界上最可靠、最先进、最容易通用 化和扩展功能最强的高性能引信,它不需要额外的运输保险 销,发射前的准备动作少,不容易发生操作失误。解除远解保 险和惯性保险需要两个以上的外界环境力共同持续作用,安全 冗余度大。采用无线电近炸原理后能够实现近炸、触发、延期 多重功能融合于一体,可实现不同的战术要求,对付不同种类 的目标。而且这类引信可以实现不同口径、不同装药号数、不 同弹种的引信通用。因此,说M734 引信是引信技术的尖端产 品丝毫不为过。 当然了,高性能是需要高科技作为支撑的。迫击炮弹引信 体积小,内部空间逼仄,为了实现多功能、多道保险,引信内 部各种零件的尺寸都要做得非常小,还要有电子芯片和无线电 设备,而迫击炮弹在发射时要承受很高的过载。这些极其小巧 精密的机械和电子零件要在高过载条件下不损坏,正常工作, 这对材料学、工程学、加工技术都是一个相当高的挑战。所 以,世界上装备这类高性能电子引信的国家很少,这类引信的 价格也非常昂贵。以2005 财年中的报价,每个M734A1 引信 (M734 引信的改进型,提高了对不同口径弹药的适应能力) 的价格为230 美元,如此高价大多数国家是支撑不起的,甚至 连美国自己也不敢太过奢侈,在装备M734/M734A1 引信的同 时,老式的机械触发引信也还在用。如今美国深陷阿富汗、伊 拉克两个反恐战场,军费开支居高不下,国内经济又连续低 迷,这轰隆一声几百美刀就灰飞烟灭(230 美刀还是引信的价 格,炮弹还要钱呢)的阔绰不知道还能坚持多久。别忘了,这 还只是成本较低的迫击炮弹的价,那些精确制导的高性能弹药 价格翻几倍几十倍都不止。 话回到中国,其实我国研制无线电近炸引信的历史并不 短。早在1959 年就研制出了基于电子管技术的第一代无线电 近炸引信,性能基本达到二战末期和战后初期美国同类引信的 水平,但因为性能不突出、价格又贵,没有列装。到七八十年 代,我国又集中攻关了晶体管技术和集成电路技术为核心的近 炸引信,定型了供大口径火炮炮弹使用的电-11 引信和供100 毫米高炮使用的电-31 引信,并投入量产。但由于价格因素, 这类无线电近炸引信在我军地炮和高炮弹药上运用均非常少, 地炮榴弹使用的主要还是榴-4、榴-5、榴-7 机械式触发引 信,100 毫米高炮使用的还是时-5 钟表时间引信,迫击炮弹用 近炸引信则长期空白。这里有价格因素,也有背后涉及的一系 列工业技术基础的制约。1997 年,我军第一种采用涡轮保险 装置的迫击炮弹引信――迫-11 涡轮全保险机械触发引信定 型。这种引信也采用头部涡轮作为引信保险解除装置,发火方 式为机械式,有瞬发和延期两种模式,并且实现了多口径弹药 的通用,使我国迫击炮弹引信技术走在了世界最前列,而且在 2012 年央视7 套的《军事报道》中露了脸。不过,迫-11 引信 是机械发火,没有M734 引信这样的空炸能力,功能拓展上尚 有差距。可喜的是,2009 年我国已有一种全新的迫击炮用多 功能无线电近炸引信通过质量审批,并已正式定型。该引信具 有和M734 一样的多道保险和远解装置,具备高空炸、低空 炸、碰炸和延期四种工作模式。如果这种全新的引信能够大批 量装备,那么我军迫击炮弹的杀伤力将大大增强,迫击炮弹引 信技术将迈入世界顶端,和美国等少数发达国家并驾齐驱。 href=社保政策

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