出品:科普中國

  作者:鴻爪雪梨

  策劃:武玥彤

  監制:光明網科普事業部

彈藥安全守護神系列專題稿件(一)戰斗部的“雙王炸”——引信到底有多重要

  早在古代,祖先們就意識到了在作戰中投射物要比徒手搏斗優越,而投射物本身的能量越大,打擊效果就越好。火藥出現后,不僅用它作為推進劑增加了射程,還用它制造燃燒或爆炸的武器,提高了最終的破壞威力。在公元1044年的《武經總要》中,已記載了火藥的配方和蒺藜火球、霹靂火球等武器的構造及制造方法。據記載,引燃這些武器的方法為將鐵錐加熱燒紅,然后用鐵錐把武器外殼烙熱以引燃其內部裝藥。很明顯,這種方法的危險性較高,古人也一直在尋找更為穩妥的解決辦法,至明朝時期,已出現了由棉線、火藥等制成的火藥捻子,提高了使用火藥武器的安全性。《火龍經》中將捻子稱為“信”或“藥信”,這就是“引信”一詞的由來。

  1 引信的核心地位

  隨著現代科學技術的發展,武器系統的種類不斷增加,但絕大多數武器系統仍是利用烈性炸藥爆炸所產生的能量來摧毀目標的。要使武器系統達到理想的作戰效果,則炸藥必須在適當的時機被完整的引爆,同時在不合適的時間(如運輸、發射、彈道飛行中)內不允許發生意外爆炸。引信的功能即在于此,對于現代彈藥來說,如果將發動機、控制機構等運載系統作為第一控制系統,那么引信就是關鍵性的第二控制系統。

  從炮彈、火箭彈到導彈,從手雷、地雷到水雷,甚至到原子彈,大小各異、功能不同的各類彈藥均配有引信,雖然形狀、尺寸、復雜程度不盡相同,但引信這一發揮終點效應的最終執行裝置,其作為單發成敗的決定性因素的核心地位是不變的。如圖1所示為AIM-9L導彈配裝的激光引信,與圖2火龍140A配用的機電觸發引信相比,復雜程度顯著提高。

  圖1 AIM-9L導彈的激光引信剖視圖(圖片來源:激光制造網)

圖2 航展上展示的火龍140A殺爆彈配用機電引信剖視圖

  進入20世紀以來,引信的功能得到很大的擴展,現代引信的功能得到了很大的擴展,除了基本的安全控制和起爆炸藥功能之外,還具備了如對彈藥運動姿態的調整控制和對發動機的點火控制的功能,簡單來說,現代引信可以利用彈藥發射和飛行環境中的信息,識別引信所處的環境,根據目標獨特性解除保險。說到這里,就必須對引信的結構有一個基本的認識。

  2 引信的基本組成

  引信作為一個集成化的信息系統,承載了將環境力轉化為爆轟輸出的任務,其至少包含發火控制系統、安全系統、能源系統和輸出系統四大模塊。發火控制系統是引信最重要的功能系統,可以感受目標及背景信息或感受飛行或發射的環境力,也可接收彈藥控制系統的直接指令,可以稱之為是引信的“大腦”。

  安全系統則通過機械鎖定、體積干涉限位等方式,保證引信在勤務運輸、發射時和彈道中要求的安全距離內處于保險狀態,同時在合適的條件下解除保險,可以稱之為是引信的“雙臂”。

  而無論大腦還是雙手,均需要“心臟”為之提供能量,即能源裝置。引信能源裝置通過內部(內置電池或發電機)或外部(彈藥電源)的能量輸入,或者利用環境力(空氣動力)轉化為能量,為其他模塊提供能量輸入,保證了引信的正常工作。

  輸出裝置是引信作用流程的末端模塊,在“心臟”的支持下,當經過“大腦”的判斷和操縱,經過“雙臂”的控制,最終將“拳頭”擊出。輸出裝置由傳火序列或傳爆序列構成,將能量逐級放大,最終輸出足以引爆戰斗部主裝藥的爆炸能,至此,引信的整個作用過程結束。

圖3 某空炸炮彈引信結構

(作者注:圖中標注為大致范圍,實際上為減小體積,各個模塊經常會共用空間)

  相對于其他器件或部件來說,引信的可靠度要求極高,如勤務運輸時,引信誤解除保險或保險失效的概率不大于百萬分之一;炮彈引信在出炮口之后,引信誤解除保險的概率不超過萬分之一,同時引信誤爆炸、誤發火的概率不超過百萬分之一。用“牽一發而動全身”來形容引信的作用再合適不過,甚至可以這么說,引信這一“王炸”不出手,戰斗部絕對不敢也絕對不會“輕舉妄動”。

戰斗部的“雙王炸”——引信到底有多重要

圖文簡介

現代武器系統中,引信由發火控制系統、安全系統、能源裝置和輸出裝置等組成,承擔著接受外界信息、識別目標環境、安全保障和可靠起爆的關鍵作用。不同的武器彈藥,引信結構、外形有所差異,但基本的安保與引爆功能,奠定了引信在武器終點打擊效應中的核心地位。