科普知识大揭秘:为什么弹药能选择最佳的时机爆炸 ？
一般来说 ， 炮弹、导弹和炸弹是通过弹头（弹丸）内安装的炸药、燃烧剂或其他药剂的爆炸、燃烧来摧毁目标的 。 而爆炸、燃烧时机的选择非常重要 。 炸得太早无法伤及目标 ， 炸得太晚可能就错过了目标 。 而且 ， 当炮弹、导弹和炸弹还没有投射出去的时候 ， 还要设法控制装药 ， 不能让它在自己人手里爆炸 。
文章图片
如果没有近炸引信 ， 美军在日军的自杀性攻击中遭受的损失可能会严重得多 。 图为“大黄蜂号”航空母舰使用近炸引信进行防空作战
所有这些职责 ， 都是由引信负责的 。 简单说 ， 引信就是保证“该炸的时候炸 ， 不该炸的时候不炸” 。
【科普知识大揭秘:为什么弹药能选择最佳的时机爆炸 ？】一般来说 ， 引信由发火控制系统、传爆序列 ， 以及保险和保险解除系统三大部分组成 。 发火控制系统是用来感知目标的信息 。 这个系统要测量自身与目标的距离 ， 当距离最适合 ， 弹头（弹丸）能发挥最大威力时 ， 就控制起爆源发火 。 不过起爆源的能量只能点燃附近的一小块装药 ， 于是就需要传爆序列用更多的能量激发装置 ， 充分点燃弹头（弹丸）内的所有装药 ， 在最短的时间内把所有能量释放出去 。 但是 ， 发火控制装置一旦发生失误 ， 向起爆源和传爆序列发出错误的发火命令时 ， 就有可能在不该炸的时候爆炸了 。 如何才能避免悲剧发生呢？这就要用到保险装置 。 保险装置中设置了一些基本的门槛条件 ， 如加速度门槛 。 以炮弹为例 ， 如果保险装置发现炮弹并没有经历发射时的急剧加速过程和命中目标时的猛烈碰撞减速过程 ， 就判定发火控制装置发出的发火指令出现了错误 ， 无论如何也不允许起爆和传爆 。 早期的炮弹没有这种功能 ， 只是在弹丸上装了一个雷管用来引爆 。 士兵如果失手把炮弹跌落在地上或把弹丸撞在硬物上 ， 都会导致爆炸 。 为此付出了很多血的代价 ， 有时候整个炮班就这样被“消灭”了 。 有了保险装置 ， 就可以在很大程度上避免这种悲剧 。 当然 ， 在正常的发射和命中情况下 ， 还要解除保险让弹丸爆炸 ， 否则就等于是扔石头砸人了 。 这就要用到保险解除装置 。 有些弹药的保险是在发射前解除的 。 比如前面说到的雷管 ， 就是平时不装雷管 ， 发射前才装 。 多数现代引信可以在发射后自动解除保险 ， 如上面提到的加速度测量装置 。 也有些保险是通过感知弹药飞行距离工作的 ， 当发现自己已经被发射出去 ， 并飞到了距离己方发射阵地足够远的地方 ， 保险就自动解除 。
文章图片
日军进行“神风”攻击的零式战斗机
当今引信所采用的技术 ， 主要是触发引信、非触发引信和时间引信三种 。 在引信的学科中 ， 主要也是按这三种方式来开展研究和研制的 。
文章图片
“斯特赖克”发射的“陶”式导弹就采用压电引信
最早的引信就是鞭炮和烟花用的火药捻子 。 捻子发明于12世纪的中国 ， 是一种时间引信 ， 靠定时燃烧来控制起爆的时间 。 后来又发展出所谓的药盘时间引信 ， 工作原理和捻子接近 。 它简单、成本低 ， 易于使用 。 但它的定时不精确 ， 容易受潮失效 ， 需要靠明火点燃 ， 所以在军事领域的应用已越来越少 。 现在常用的时间引信主要是机械时间引信和电子时间引信 。 机械时间引信的基本原理和操作方法与厨房用的定时器近似 ， 但更加精密和复杂 。 它是目前使用量最大的时间引信 ， 多用于控制子母弹在预定位置投放子弹药 。 在发射之前 ， 士兵要用一个特殊的扳手转动引信上的定时器 ， 设定起爆时间 。 电子时间引信是美国发明的 ， 它的精度更高 ， 设定起来更容易 。 美国还研制过遥控设定的电子时间引信 ， 先把炮弹发射出去 ， 再通过无线电自动设定 。 这样就可以根据目标情况的变化 ， 及时调整起爆时间 ， 提高杀伤效果 。
文章图片
但是 ， 士兵常常并不能精确地知道炮弹会在空中飞多久 ， 因此现在使用最多的是触发引信 。 触发引信可以让炮弹、导弹和炸弹在撞到目标的一瞬间起爆 ， 因此触发引信也被称为碰炸引信 。 触发引信 ， 有机械引信、压电引信和电磁引信 。 机械引信是直接用撞击的方式激发雷管 。 压电引信采用了类似于打火机的压电陶瓷器件 ， 引信碰到目标后发出电力 ， 引爆雷管 。 这种引信只要100微秒就可以起爆 ， 常用于反坦克导弹和反坦克火箭弹 。 装在弹头尖部 ， 由于反应敏捷 ， 它可以保证破甲战斗部与装甲板在最恰当距离时起爆 ， 形成最优形状的金属射流 。 但如今装甲防护技术不断进步 ， 需要引信的反应速度更快 ， 因此出现了电磁引信 。 电磁引信只需要不到50毫秒就可以引爆 ， 这对保证串联战斗部正常工作具有决定性作用 。 
文章图片
为炮弹设置引信的士兵
触发引信一定要打到目标才爆炸 ， 在某些情况下这个要求显得过于苛刻 。 比如 ， 高射炮打飞机时 ， 发射的多数炮弹就很难直接命中敌机 ， 因此早期高炮要发射数千发甚至上万发炮弹才能击落一架敌机 。 第二次世界大战期间 ， 美国发明了无线电近炸引信 ， 有效提高了防空作战效能 ， 与原子弹、雷达并称为“第二次世界大战三大军事发明” 。 近炸引信也叫非触发引信 ， 它可以发射无线电波、激光 ， 通过反射回来的这些电波 ， 或者通过测量电容、磁场的变化来判断自己与目标的距离 。 近炸引信一旦发现目标进入了理想的杀伤范围就立刻引爆 ， 为防空反导和反坦克提供了良好手段 。 激光近炸引信在打击低空突防飞机和低空导弹时 ， 其性能比无线电近炸引信好得多 。 而磁感应近炸引信用于反坦克地雷 ， 对付坦克这种大铁家伙非常有效 。
推荐阅读
- 凉茶|凉茶最大的问题不是添加西药，而是冒充饮料
- 上汽大众途观x|颜值比途观L高！上汽大众途观X将亮相2020北京车展，明年初上市
- 未来的大学生活“长啥样”？ 来看学长为你写下的万字指南
- the|新冠肺炎成美国第三大致死原因 仅次于心脏病和癌症
- 科学探索|揭秘星际物种起源：多个行星孵化器组成“生命之树”
- 多所在京大学录取线来了 各校设置多条投档线
- 旅行路上阿|成都反差最大景区，一边是游客专属一边本地人最爱，门票相差4倍
- 旅行在路上啊|成都反差最大景区，一边是游客专属一边本地人最爱，门票相差4倍
- 腾讯任天堂Switch国行《健身环大冒险》将于8月19日发布
- 珠海生活资讯交流|推动琴澳旅游合作, 大横琴文旅展示中心18日在横琴口岸正式开放