4.1.2 聚能装药应用
根据药型罩形状划分,一般有小锥角形罩、大锥角形罩、喇叭形罩、郁金香形罩、半球形罩、球缺形罩等。对反坚固目标而言,聚能装药是比较成熟的技术。根据毁伤元素划分,聚能装药的类型一般分为聚能射流(Shaped Charge Jet,SCJ,也可缩写为JET)、聚能杆式射流(Jetting Projectile Charge,JPC)和爆炸成型弹丸(Explosive Form Projectile,EFP)。JET穿深大,侵彻半径较小,攻击侵彻重型厚装甲;EFP穿深相对较小,但侵彻半径比较大,具有很好的飞行稳定性,可以有效地侵彻打击远距离的轻型薄装甲;而JPC结合了JET和EFP的优点,可用于远距离侵彻中型装甲和反应装甲;对聚能装药的壳体进行设计,在爆炸冲击的过程中可以形成有效打击敌军后方软目标的破片。前三种侵彻体作用性能各参数见表4.1.1。
表4.1.1 三种侵彻体性能参数

为了提高远距离攻击装甲目标的能力,出现了末段制导破甲弹和攻击远距离坦克群的破甲子母弹;为了对付复合装甲和反应装甲爆炸块,出现了串联聚能装药破甲弹;为了提高破甲弹的后效作用,还出现了炸药装药中加入杀伤元素或燃烧元素等随进物的破甲弹,以增加杀伤、燃烧作用。
1.聚能射流破甲战斗部
聚能装药破甲战斗部在导弹中的布局如图4.1.3所示。

图4.1.3 聚能破甲战斗部在导弹中的应用
目前世界各国仍以聚能破甲弹作为主要反坦克弹种,用于正面攻击坦克前装甲。同时,聚能装药也用于地雷,以击毁坦克侧甲和底甲。在反舰艇和反飞行目标方面,聚能破甲弹仍大有作为。
2.爆炸成型弹丸战斗部
一般的聚能装药破甲弹在炸药爆炸后,将形成高速射流和杵体。由于射流速度梯度很大,被拉长甚至断裂,破甲弹存在有利炸高,炸高的大小直接影响了射流的侵彻性能。作为一种改进途径,采用大锥角形药型罩、球缺形药型罩等聚能装药,在爆轰波作用下罩压垮、翻转和闭合形成高速弹体,无射流和柞体的区别,整个质量全部可用于侵彻目标。这种方式形成的高速弹体称为爆炸成型弹丸。图4.1.4展示了典型装药结构下EFP成型过程。(https://www.daowen.com)

图4.1.4 典型结构EFP成型过程示意图
3.聚能杆式射流战斗部
聚能杆式射流,采用新型起爆传爆系统、装药结构及高密度的重金属合金药型罩,通过改善药型罩的结构形状,产生高速杆式射流。既具有射流速度高、侵彻能力强的特征,又具有爆炸成型弹丸药型罩利用率高、直径大、侵彻孔径大、大炸高、破甲稳定性好的特征。由聚能长杆射流组成的战斗部称为聚能杆式射流战斗部。该战斗部集成了破甲战斗部、爆炸成型弹丸战斗部以及穿甲弹的优点,可用于反坦克武器系统,摧毁反应装甲和陶瓷装甲,也可作为串联战斗部的前级装药,为后级装药开辟侵彻通道。
聚能杆式射流结构战斗部还可以通过结构设计、改变起爆方式形成多模毁伤元,相对其他弹药更具有可选择性;可以在使用之前根据打击目标的性质来确定战斗部是产生聚能杆式射流还是形成爆炸成型弹丸。聚能杆式射流装药的这些特点显示出,该新型战斗部在掠飞攻顶的导弹和末敏灵巧弹药、智能武器、攻坚弹药、串联钻地弹战斗部前级装药等领域将有很好的应用前景。
4.聚能装药的发展及其他应用
多聚能装药战斗部是在圆柱形装药侧表面配置若干个聚能装药结构,爆炸后形成射流或射弹向四周飞散,破坏目标。形成爆炸成型弹丸的多聚能装药战斗部简称为MEFP战斗部。为了提高弹丸的命中和毁伤装甲目标的概率,国内外学者在战斗部技术方面进行了广泛的分析和研究,提出了多聚能装药爆炸成型弹丸战斗部,同时也发展了运用射流的多聚能装药战斗部。
为了继续保持破甲弹的生命力,出现了各种类型的串联战斗部。串联战斗部的一个基本形式是在主破甲战斗部前面再加上一个小破甲战斗部。小破甲战斗部率先引爆反应装甲,为主破甲战斗部的破甲射流扫清道路,使其达到穿透主装甲的目的。当前级聚能装药的射流命中目标时,撞击力会引爆置于反应装甲中的炸药,炸药的爆炸威力使外层钢板向外运动,减弱射流的能量。在一定的延时之后,后级主装药形成的射流在没有干扰的情况下得以顺利侵彻主装甲。
除作为破甲战斗部的装药以外,聚能装药结构在多个领域有着广泛的应用。比如,聚能装药用作导弹的自毁装置;不带金属罩的楔形凹槽用于破片战斗部中的预控破片;线型聚能装药被用作飞行器的解脱机构,用于打开液体燃料箱,破坏固体燃料发动机和进行爆炸分离等。在石油工业方面,采用聚能装药(石油射孔弹)进行石油开采,用于井下穿孔,其结构类似于一般射流破甲战斗部。聚能装药对土层穿孔比对金属穿孔深很多,一般可达10倍口径,可用来引爆钻入土层很深的定时炸弹。通讯兵在紧急情况下可用聚能装药在地上打孔,迅速埋杆架线。采矿和掘进工程遇到特硬岩层及矿体时,采用聚能装药打孔可以加快速度。线型聚能装药在工程爆破中应用很广,例如,在野外切割钢板、钢梁等,在水下打捞沉船时切割船体等。
聚能装药结构仍在持续的发展之中,新材料、新结构的应用不断给聚能装药的发展带来一个又一个新的机遇和新的突破,使聚能装药成为一个经久不衰的研究领域。