图1.44活性药型罩聚能装药毁伤威力及性能要求抗过载能力。活性药型罩材料应具有一定的激活延时特性，在活性聚能侵彻体成形阶段尽量不发生反应，而侵入目标内适时发生爆燃反应，从而实现动能侵彻和爆燃化学能的双重高效毁伤机理。图1.46活性聚能侵彻体对本体功能型目标毁伤机理打击机库类目标，开孔大，后效毁伤强。......
2023-06-18
探析活性聚能毁伤技术的发展
【摘要】：活性聚能毁伤技术的发展以活性毁伤材料为基础。图1.36不同材料聚能射流对混凝土靶侵彻毁伤效应对比图1.37不同炸高下活性聚能装药侵彻混凝土靶实验结果2007年，美国陆军武器研发工程中心再一次公布了活性材料药型罩及聚能装药战斗部技术研究进展。
活性聚能毁伤技术的发展以活性毁伤材料为基础。活性毁伤材料研究始于20世纪90年代末，催生这项研究最直接的原因是海湾战争中美国爱国者-Ⅱ型防空导弹暴露出的严重威力不足问题。战后统计表明，爱国者-Ⅱ型防空导弹有效拦截并引爆飞毛腿导弹战斗部的成功率不足5%。研究局海军水面作战中心进一步评估分析认为，造成爱国者-Ⅱ型防空导弹出现这种“击而不毁”拦截效果的根本原因，是其战斗部赖以杀伤目标的钨合金破片威力不足，特别是引爆导弹战斗部装药的能力严重不足。在这一重大军事需求的牵引下，美军开始着手活性毁伤材料及其应用方面的研究，以期突破现役防空导弹战斗部的“命中而不能完成预定作战任务”设计局限。
2001年，美国海军地面与空中武器技术项目评估报告表明，美国在活性毁伤材料配方、制备工艺、毁伤效能评估、武器化应用等方面取得了显著进展。美国陆军武器研发工程中心提出了一种整体式终点化学能战斗部（Terminal Chemical Energy Unitary Demolition Warheads）的设计概念，采用活性药型罩实现两级串联聚能战斗部侵爆效应的单级聚能装药战斗部，其作用原理是活性药型罩在聚能装药爆轰波加载作用下形成高速活性射流，在侵彻目标的过程中快速释放化学能，产生强烈的爆炸效应。与传统动能侵彻（KEP）和串联随进型（MWS）战斗部比较，它不仅毁伤威力更大，结构更简单，质量更小，且可有效避免战斗部受着速、着角、攻角等因素的影响。
2003年，TACOM-ARDEC研究中心针对这一聚能战斗部技术理念，设计了4种同质量不同材料（金属铝、零氧平衡型、富氧型和缺氧型）药型罩，并进行了聚能战斗部静爆威力验证实验，结果如图1.36所示。实验结果表明，在相同炸高下，活性药型罩聚能战斗部终点威力比传统金属铝药型罩聚能战斗部的毁伤威力大很多，尤其是零氧平衡型活性聚能装药具有最佳毁伤威力，活性药型罩聚能战斗部比采用同质量金属铝药型罩的聚能战斗部的毁伤威力提高了5倍左右。不同炸高对比实验结果如图1.37所示，当炸高为1.0 CD时，活性射流可显著提高对混凝土靶毁伤效应，但当炸高增至2.0 CD时，活性射流的毁伤效应急剧下降，可见活性射流有利炸高较小，为0.5～1.5 CD。
图1.36 不同材料聚能射流对混凝土靶侵彻毁伤效应对比
图1.37 不同炸高下活性聚能装药侵彻混凝土靶实验结果
2007年，美国陆军武器研发工程中心再一次公布了活性材料药型罩及聚能装药战斗部技术研究进展。他们将活性药型罩聚能装药的口径增大到216 mm，在1.0 CD炸高下，这种大口径活性聚能战斗部可一举摧毁尺寸为1.5 m×2 m的柱形钢箍混凝土墩靶，如图1.38所示；对标准机场跑道靶标造成的炸坑直径约为1.5 m，如图1.39所示；对尺寸为1.5 m×1.5 m×5.5 m的钢筋混凝土墙侵爆联合毁伤实验结果如图1.40所示。研究人员认为这项聚能-爆破两级串联战斗部毁伤机理的单级聚爆战斗部技术，是迄今为止反混凝土/钢筋混凝土类硬目标最有效的整体爆裂毁伤战斗部，军事应用潜力巨大。
除活性射流技术外，美国于2005年还提出活性毁伤材料爆炸成型弹丸战斗部技术理念，开展了活性材料爆炸成型弹丸成型技术和终点效应实验。结果表明，与惰性金属爆炸成型弹丸相比，活性材料爆炸成型弹丸的毁伤威力显著提高，虽然侵彻能力不如金属爆炸成型弹丸，但侵孔和靶后毁伤范围远大于金属爆炸成型弹丸，毁伤后效可达几十米甚至几百米范围（金属爆炸成型弹丸毁伤范围仅为1～2 m）。美国已将该项技术率先应用于SLAM远程多用途导弹和特种部队地雷等武器平台，如图1.41所示。
图1.38 大口径活性药型罩聚能战斗部侵彻柱形钢箍混凝土墩靶实验结果
图1.39 大口径活性药型罩聚能战斗部侵彻标准机场跑道靶标实验结果
图1.40 大口径活性药型罩聚能战斗部对钢筋混凝土墙侵爆联合毁伤实验结果
图1.41 活性材料爆炸成型弹丸战斗部打击油箱威力验证实验
在第42届武器系统年会火炮和导弹分会上，Steven N.等人介绍了包覆式活性材料弹丸增强爆炸成型弹丸技术，其作用原理如图1.42所示，活性材料弹丸预制在金属药型罩前，药型罩在聚能装药爆炸的驱动下发生变形，一部分形成爆炸成型弹丸用来破甲，另一部分包裹住活性材料弹丸以较慢的速度在前驱射流后向前飞行，待其碰撞靶板或进入目标内部后，活性材料弹丸发生剧烈爆燃反应，从而提高对靶后目标的毁伤效应，图1.43所示为X光实验结果。
图1.42 包覆式活性材料弹丸增强爆炸成型弹丸作用原理
图1.43 包覆式活性材料弹丸增强爆炸成型弹丸X光实验结果
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