1.1.2 战斗部的组成
战斗部的类型虽然很多,但其组成基本上是相同的。国外较广泛地采用广义的战斗部系统概念,认为战斗部系统是由战斗部、引信和保险/解决保险机构组成的。国内则将战斗部与引信分为两部分。战斗部由壳体和装填物组成,有时包括部分传爆系列。
1.壳体
它是战斗部的基体,用于装填爆炸装药或子战斗部,起支撑体和连接体作用。根据导弹总体要求,战斗部壳体可作为导弹弹体的组成部分,参与弹体受力,也可不作为导弹弹体的组成部分而安置于战斗部舱内。
壳体应满足各种载荷(包括发射、飞行、碰撞目标时)作用下的强度及刚度要求;结构工艺性好,材料来源广泛。破片战斗部壳体还应具有良好的破片性。
2.装填物
装填物是战斗部毁伤目标的能源。起爆炸破坏作用的装填物有猛炸药和核装料,对于特种战斗部,则有化学毒剂、生物战剂(细菌、微生物)、燃烧剂和发烟剂等。其作用是将本身储藏的化学能量(或核能)通过化学反应(或核反应)释放出来,形成破坏不同目标的杀伤元素。例如,常规装药战斗部在引爆后通过化学反应释放出能量,驱动产生金属射流、爆炸成型弹丸、破片、冲击波等毁伤元素。核装药战斗部在引爆后,通过核反应形成冲击波、光辐射和核辐射等杀伤元素。
常规战斗部的装填物是高能炸药。炸药爆炸时能产生很大破坏作用的原因,一是爆炸反应的速度(即爆速)非常快,通常达6~9 km/s;二是爆炸时产生高压(即爆压),其值在20~40 GPa;三是爆炸时产生大量气体(即爆轰产物),爆轰产物的比容为700~1 000 L/kg。这样,在十几微秒到几十微秒的极短时间内,战斗部壳体内形成一个高温高压环境,使壳体膨胀、破碎,形成许多高速的杀伤元素。同时,高温高压的爆炸气体产物迅速膨胀,推动周围空气,形成在一定距离内有很大破坏力的空气冲击波。因此,炸药爆轰性能的主要表征参数有爆速、爆压或爆热等。
对炸药装药的要求是:对目标造成尽可能大的破坏作用,爆炸性能好,作用可靠、使用安全、冲击和摩擦感度低;有良好的化学、物理安定性,便于长期储存;装药工艺性好、毒性低、成本低、原材料立足于国内。具体要求如下:
(1)使战斗部对目标有最大的毁伤效应。通常聚能破甲战斗部采用高爆压的炸药;杀伤爆破战斗部采用爆热大和爆轰产物比容大的高威力炸药,如含铝炸药;破片战斗部大多采用高爆速的炸药,旨在提高破片初速,增大破片打击目标的动能,同时使壳体质量与炸药质量的比例适配。
(2)机械感度要低,爆轰感度要高。感度是炸药在外界能量作用下产生爆炸反应的难易程度。炸药对不同外能(如机械能、热能、爆轰波能等)的作用具有不同的感度(如冲击感度、摩擦感度、热感度、火焰感度、爆轰感度等)。炸药的冲击感度、摩擦感度低,可确保战斗部在制造、运输、使用中的安全性,爆轰感度高可保证战斗部作用于目标时的可靠性。
(3)具有一定的物理力学性能。炸药装药的物理力学性能对炸药的应用影响很大,如铸装成型和压装成型的工艺性、装药密度和密度的均匀性在很大程度上取决于炸药本身的流变性质;装药结构尺寸在长期储存过程中的稳定性与炸药本身的蠕变性质有关;装药的可加工性也与炸药装药的力学性质有关。另外,冲击感度与装药的变形刚度也是有关联的。(https://www.daowen.com)
(4)储存性能良好。炸药在长期储存或在环境条件变化(如压力、温度、湿度)的影响下,应具有保持性能不变的能力,所以要求炸药的物理、化学安定性好。另外,还要求炸药与接触材料具有一定的相容性(指二者接触不起化学反应,或反应速度极慢),以便于长期储存。
对装填物的要求是对目标有尽可能大的破坏作用,爆轰时起爆完全,具有良好的化学安全性与物理安定性,装药工艺性好,原材料来源广泛等。
为应对复杂的战争形势、严苛的战场环境,突破目前装药当量的限制,以提升自身的生存能力和对目标的毁伤能力等条件,科学家们致力于高能量密度、低感度的含能材料及其制备技术和反应机理的研究。目前,多种高能钝感含能材料相继研制成功,如类TATB含能材料、FOX-7衍生物、新型含能离子盐等高能钝感炸药。炸药爆燃转爆轰条件、炸药热点及其传播机理、炸药摩擦点火机制等理论研究也相继开展,以满足未来严苛环境下战斗部装药的实际需求。
3.传爆系列
传爆系列是由火工元件组成的能量逐级放大、感度逐级降低的装置。其功能是将微弱的激发冲量传递并放大到能引爆主装药,或将微弱的火焰传递并放大到引燃发射药。按该系列输出能量的特性,可将其分为传爆系列(输出爆炸性能量)和传火系列(输出非爆炸性能量)。
传爆系列通常由雷管、传爆药柱(或传爆管)组成,有时在系列中还加入延期药、导爆药柱或扩爆药柱。
传火系列通常由火帽、传火药、发射药组成,有时在系列中还加入延期药。导弹战斗部系统的传爆系列有的和引信装在一起,有的分装在战斗部和引信内。
对传爆系列的要求是,第一级火工元件的感度合适,最末一级火工元件的输出能量务必能引爆主装药,作用时间符合设计要求以及良好的化学安定性与物理安定性。
典型战斗部结构示意图如图1.1.1所示。

图1.1.1 战斗部结构组成示意图