7.1.1 云爆战斗部作用原理
云爆战斗部经发射后投到目标上方,当离地约1.2m时,第一个引信起爆,爆炸产物将战斗部中的液体或固体燃料抛散到空气中,并形成由液-气、固-气或固-液-气构成的燃料空气炸药。然后在云雾引信适时起爆下使其全部爆轰,由于云雾爆轰区相邻的爆炸冲击波区压力均很高,因此,在这两个区域内的软目标将受到不同程度的破坏。
燃料空气炸药或云爆剂主要由环氧烷炷类有机物(如环氧乙烷、环氧丙烷)构成。环氧烷烃类有机物化学性质非常活跃,在较低温度下呈液态,但温度稍高就极易挥发成气态。这些气体一旦与空气混合,即形成气溶胶混合物,极具爆炸性。并且爆燃时将消耗大量氧气,产生有窒息作用的二氧化碳,同时,产生强大的冲击波和巨大压力。燃料空气炸药主要是利用空气中的氧作为氧化剂,特别是碳氢化合物、铝粉等本身不含氧的燃料,它们只能依靠空气中的氧进行爆炸化学反应。然而常用的军用炸药则不同,它本身就包含足够的氧元素,例如,TNT分子中氧的质量分数为43%,所以它不需要空气中的氧就能进行爆炸化学反应。如以单位质量炸药爆炸时放出的能量来表示炸药的威力,那么燃料空气炸药释放的能量比TNT大得多,见表7.1.1。由表可见,环氧乙烷的爆热约为TNT的6倍,除此之外,FAE燃料的爆热值随碳氢化合物次序的增高而变大。值得指出的是,由于云雾液滴反应不完全以及部分液滴落地失效的损耗,FAE燃料放出的能量低于表中的数值。试验表明,环氧乙烷装药的爆炸破坏效应等于2.7~5.0倍TNT当量,爆炸冲击波的作用面积比TNT大40%,爆炸冲击波比冲量比TNT大得多。云爆武器除爆热大以外,还有下面几个优点。
表7.1.1 轧制均质钢板规格尺寸

(1)云雾爆炸属于分布爆炸,例如,一枚子炸弹BLU-73/B的云雾区直径为15m,高为2.4m。一旦被引信起爆,就构成大面积的爆轰,使软目标受到严重的破坏。
(2)FEE燃料抛散过程中,弥散的云雾不断下沉,并向低处扩展,从而流入堑壕和防御工事一类目标中,增大了破坏效应。然而,对其他弹药来说,破坏这类目标则比较困难。
(3)尽管云雾爆炸的超压不大,但是爆炸冲击波的作用时间较长,因此,冲击波比冲量较大,能够有效地摧毁一些软目标,例如飞机、集结部队、地雷等。(https://www.daowen.com)
总之,FAE武器属于大面积杀伤和破坏的新型武器,可弥补高能炸药武器的不足。
图7.1.1给出了不同装药类型形成的冲击波超压分布比较。云爆战斗部形成的高温、高压持续时间更长,爆炸时产生的闪光强度更大。试验表明,对超压来说,1 kg的环氧乙烷相当于3 kg的TNT爆炸威力。其爆炸威力与固体炸药相比,可用图7.1.2中的曲线定性表示。由图可知,虽然其峰值超压不如固体炸药爆炸所形成的峰值超压高,但对应某一超压值(如A点对应值),其作用区半径远比固体炸药大(环氧乙烷在L点,固体炸药在C点)。

图7.1.1 不同装药类型形成的冲击波超压分布

图7.1.2 超压随距爆点距离的变化图