空袭躲在地下就安全? 钻地弹了解一下

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  钻地弹是一种携带钻地弹头(又称侵彻战斗部)的对地攻击武器,包括钻地炸弹和携带钻地战斗部的导弹,用于对机场跑道、地面加固目标及地下设施进行攻击。举个栗子,一般炸弹可能在触碰建筑物的瞬间发生爆炸,钻地弹则会穿越屋顶、楼板,直到地下室才会爆炸。一直以来,有给超级炸弹起绰号的惯例,大型钻地弹往往重达数吨,自然不会免俗,军迷熟知的“炸弹之祖”、“掩体粉碎机”就是位列钻深排行榜前列的钻地炸弹。

  

  韩国KTSSM战术导弹展示钻地效果

  自二战以来,空袭已经成为定点打击的主要手段。二战后期,空袭基本摧毁了德国和日本的工业体系,两国渐成强弩之末,反观苏联和美国,大后方开足马力生产武器支援前线;对两国无差别的战略轰炸更是动摇了民众的抵抗意志,让轴心国的失败不可避免。

  

  U型潜艇基地顶部由厚达数米的混凝土浇筑而成 极其坚固

  应对敌方空袭,守方除增强防空火力,最好的办法莫过于给自己加上“金钟罩”,把自己隐蔽和保护起来。重庆和伦敦都大量开挖供居民躲避空袭的防空洞,德国也把工厂(如V-2飞弹)搬进山洞,还给潜艇部队修建了巨大、坚固的混凝土掩体,这些掩体至今还屹立在海边。魔高一尺,道高一丈,面对大量地下工程和混凝土掩体,特别是地下指挥部、兵工厂、导弹洞库,攻方肯定要开发专用武器,这就是钻地弹。

  

  二战后 为防空袭 各国修建了大量地下工程

  第二次世界大战后期,核武器展现了强大的威力。为应对核威胁,各国都修筑了坚固的地下工事,有的深达数百米。为了专门对付这类目标,上世纪80年代各国就着力研发钻地弹药,甚至钻地核弹。

  

  钻地弹战果卓著

  除美国、俄罗斯,韩国军队装备的钻地弹种类全、型号多。韩国提出了“杀伤链”计划,力图在发现目标半小时内将其击毁。作为“杀伤链”的箭头,F-15k携带的“金牛座”巡航导弹、KTSSM战术地地导弹、GBU-28激光制导炸弹,都属于钻地弹或携带钻地弹头。

  

  F15投射GBU-28 毁伤效果下有动图

  (1)串联式钻地弹。主要原理是2次爆炸,弹体前端分级装药依靠触发敏感度(非均质目标)或定时(均质目标)起爆,生成高速自锻弹丸,在弹体前方造成空腔,帮助侵彻战斗部前进。如金牛座空射巡航导弹可携带MEPHISTO(摩菲斯特)串联钻地弹头,打击坚固目标时,先利用第一次爆炸产生的射流在岩石、混凝土、铁板表面撕开一个口子,钻地弹头以250米/秒的速度,最高贯穿6米厚的混凝土或36米厚的泥土层,钻地弹头使用可编程PIMPF光电智能引信,能够感知穿越楼层数,到达预设目标时引爆。

  

  金牛座空射巡航导弹 子弹状物体即钻地弹头

  (2)动能钻地弹。利用动能杀伤地面目标的历史由来已久,落石是古代的常用武器,缺枪少弹的志愿军战士也从坡顶向下投掷石头狙击敌人。一战时曾给飞机加装航空飞镖,飞镖长约13厘米,重25克,一箱约有500枚,飞到敌军上空打开箱底,飞镖高空坠落,威力足矣击穿钢盔和人体。

  

  航空飞镖从天而降可以穿透树干

  这几年还能见到蓝色涂装的精确制导炸弹,其实弹体内装填的并非炸药,而是水泥,主要是控制杀伤范围,免得波及平民。千万不要小看不装填炸药的水泥弹体,从万米高空坠落绝对是“灭顶之灾”,水泥弹有多次击中、砸毁建筑物的记录;基地组织2号人物、本拉登女婿阿马斯里也殒命水泥弹,他乘坐的轿车被命中后,虽然车头完好,弹体从车顶贯穿,包括阿马斯里在内的车内人员殒命,但未波及车外其他人员。

  

  不带炸药的水泥弹命中目标

  动能钻地弹,就是依靠空投或火箭发动机产生的巨大动能侵彻土层、混凝土,钻入目标内部,引爆炸药摧毁目标。钻深与动能直接相关,提高钻地弹侵彻深度最好的办法是提高着地速度、缩小弹体直径(原理同钉钉子);此外,还受弹体材质、弹体形状、侵入角度(原理类似坦克斜面装甲可以产生跳弹)影响。为确保钻地弹头和弹体强度,通常会牺牲装药空间来确保弹壳厚度。

  

  GBU-28体型纤细 比反舰导弹还要长出不少

  于是“掩体粉碎机”GBU-28弹壁约8厘米厚,全重2.3吨,装药却只有306千克;弹长5.84米,最大直径约0.44米,战斗部长径比超过15。总体来看,动能钻地弹比串联式钻地弹钻深大的多,最强悍的“炸弹之祖”对土壤的侵彻深度可达300米,对混凝土侵彻深度可达60米。

  

  韩国空军地勤挂装“掩体粉碎机”

  一是弹体材质。两个物体高速相撞会产生巨大的破坏力(参见车祸),如果外壳不够坚硬,就会在力的作用下产生形变、毁坏,甚至解体。军用匕首削铁如泥,都是金属,被割开的是铁皮而非刀刃就是这个道理。

  钻地弹的壳体,特别是弹头必须采用高强度、高硬度 高韧性、耐高温、耐磨擦等特征的合金钢,在壳体的内外表面还要敷上防热层,确保弹头和壳体在钻地过程中不因碰撞、高温变形,并依靠巨大的动能继续向下钻去。美国通常采用钨、镍钴、铬锰或钨铀合金钢,我国也采用钨合金钢作为钻地弹材质,很庆幸的是能生产坦克用钨合金脱壳穿甲弹的国家没几个,我们就是其中一个。

  

  未爆的钻地炸弹 巨大的冲击让弹体产生形变

  二是定位和引爆。不像导弹可以在飞行中锁定目标,发射钻地弹的时候,要事先确定弹体侵入位置,比如地下掩体的正上方。确定目标深度也很关键,如使用定时触发引信,只有据目标深度设定好延时,才能让钻地弹发挥最大的作用。

  

  夏延山地下监控中心入口

  理论上可以通过探测声响、振动和电磁信号来确定目标,实际中,确定地下目标位置和准确深度难上加难。有时候要依托整个侦察体系综合研判,情报也很重要。

  

  发现有地下设施容易 了解设施构造和深度很难

  三是智能引信。早期,动能钻地弹使用定时触发引信(如GBU-28的FMU-143);新型硬目标灵巧引信(HTSF)的核心部件是微型固态加速度计,可精确测量3个轴向加速度,将测量数值与内装数据库(数据库来源:非万能的理论+大量试验)比较后,判断目标类型(土壤、混凝土还是岩石),精确计算侵彻深度,自动记录穿过的掩体层数,并根据起爆准则在最有利的位置起爆。钻地弹着地速度过低,穿深有限;撞击速度过高,弹体容易产生蘑菇状破坏,引信等部件也容易损坏,引信防撞保护技术一直属于高度机密。目前,美国产专用引信可承受1200米/秒的高速撞击,在研型号可满足最高2200米/秒撞击需求。

  

  智能PIMPF引信的传感器可探测钻透楼层数

  四是体积过大。小型钻地弹侵彻能力有限,所以钻地弹个头都比较大。最经典的“掩体粉碎机”GBU-28,只有F-15E和F-111(已退役)等重型战机可以携带,突防和隐身能力都受到限制。“炸弹之祖”GBU-57(参见下文)只能由B-52、B-2轰炸机搭载,每次可载2枚。美国也意识到了这方面问题,在研发下一代高速钻地弹时候,计划安装火箭发动机,通过推进达到高超音速,获得和现有钻地弹同等的侵彻能力。

  

  “炸弹之祖”GBU-57体积巨大

  (1)GBU-57“重型钻地弹”(MOP)。作为重型炸弹“世家”的最新成员,GBU-57绰号“炸弹之祖”。据说GBU-57单枚造价为250万美元,折合人民币超过1500万元。弹长6.25米,直径0.8米,弹体采用硬化钢制造,总重约13.6吨,装药量超过2.4吨,尾部装有格栅状尾翼,采用GPS制导,精度在1米左右。

  

  B2战略轰炸机最多也就携带2枚

  其侵彻部采用镍钴钢合金制成,可钻透300米深土层、40米坚硬岩石或8米混凝土。因为重量太大,GBU-57只能由B-52、B-2轰炸机搭载,每次可载2枚。MOP是目前钻地深度最深的常规钻地炸弹。

  

  B2战略轰炸机与MOP

  (2)GBU-28“掩体粉碎机”。GBU-28属美国“宝石路”Ⅲ激光制导炸弹系列,绰号“掩体粉碎机”,既形象又贴切。弹体从前至后分为3个部分,分别是制导舱、战斗部舱、尾舱,其中制导舱内含激光导引头、探测器、计算机等组件。GBU-28诞生于海湾战争,为应急,此弹战斗部舱由203毫米榴弹炮管改进而来。

  

  韩国F15K试射GBU-28钻地炸弹-1

  为了提高钻地能力,GBU-28最大直径约0.44米,弹长5.84米,战斗部长径比超过15;弹壁较厚,全重高达2.3吨,装药只有306千克。如此设计,自然钻地威力惊人,可以钻透30米土层或6米高强度混凝土。GBU-28缺点也很明显,因为长度和重量过大,只有F-15E和F-111(已退役)等少数飞机可以携带,突防和隐身能力都受到限制。在2012年珠海航展上,中国也展出了1000公斤级天戈激光制导炸弹,大长径比的气动外形酷似GBU-28,应该是中国空军未来的主力武器。

  

  韩国F15K试射GBU-28钻地炸弹-2

  (3)小直径炸弹(SDB)。GBU39/B是美国第一代小弹径炸弹,重量只有110公斤,其中高爆弹头重23公斤。虽然重量较轻,依旧可穿透1.8米混凝土,对付普通机库足矣!安装滑行套件还能获得更远射程。因个头小,对平台要求非常低,F15通过复合挂架一次可挂载20枚。

  

  SDB轻松击毁机库掩体

  (4)东风-15钻地战斗部。类似韩国KTSSM的钻地战术导弹我们早就有!东风-15C配备的钻地弹头由钨等合金制成,混凝土等坚固物体有很强的穿透能力,试验效果惊人。

  

  东风15C战术导弹 注意其细长的钻地战斗部

  公开数据显示,此侵彻战斗部重500kg,着地速度为6-7倍音速,动能稍大于美国的巨型钻地弹,钻地能力为15-20米混凝土,或60米普通地面。

  

  东风15C弹坑

  (5)B61系列战术核弹。核弹钻入地面1米后爆炸,对地下目标威力要比地面爆炸大20倍,摧毁地下200米加固目标,只需要30万吨当量核弹头钻地3米即可,所以美国一直没有停止钻地战术核弹研发。

  

  B61做到了核弹小型化 2017年试验由F-16投掷

  B61核弹最早生产于上世纪60年代,B61-12是B61的第12次改进型,2017年4月14日空投试验成功,将在2020年投产。B61-12采用卫星制导组件,进一步提升了命中精度,钻入地下后爆炸产生的冲击波能毁坏200米深度范围内各种设施。

  

  B61-12直中靶心

  (6)二战“高脚杯”炸弹。二战期间,为打击坚固目标,盟军也研制了巨型炸弹,典型代表如英国“高脚杯”。“高脚杯”长6.35米,重5.4吨,最大直径只有0.95米,内装2.3吨Torpex D1烈性炸药,由兰开斯特轰炸机携带。

  

  高脚杯与大满贯

  在6100米高度投下时,钻地能力为5米混凝土或24米土层。鉴于当时的技术水平,“高脚杯”主要通过优化气动外形提高撞击速度(1100米/秒)和更大重量提高钻地效果。“高脚杯”只生产了854枚,战果辉煌,曾用于击沉德国提尔皮兹号战列舰,袭击U型潜艇基地、V-2导弹发射场、水坝、桥梁等重要目标。

  

  “高脚杯”撕开了德国潜艇基地混凝土顶盖

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