「亞核武器」溫壓彈,威力究竟有多大?高溫摧毀一切

雜談天下匯 發佈 2022-08-07T22:13:25.208732+00:00

這是一款比核彈還恐怖的武器,是人類有史以來開發出的最強非核武器之一,其爆炸後就連微生物都無法生存,當今世界上也僅有美俄兩國使用過,美國是在海灣戰爭、科索沃戰爭,阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等幾場局部戰爭中使用過。

這是一款比核彈還恐怖的武器,是人類有史以來開發出的最強非核武器之一,其爆炸後就連微生物都無法生存,當今世界上也僅有美俄兩國使用過,美國是在海灣戰爭、科索沃戰爭,阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等幾場局部戰爭中使用過。俄羅斯則在車臣戰爭、敘利亞戰爭,以及最近的亞速鋼鐵廠圍攻戰中使用過,這款武器就是溫壓彈。


這種炸彈有何特別之處,在講溫壓彈之前,先來聊一聊普通炸藥,首先確認一個概念,爆炸和燃燒都是氧化還原反應,決定是爆炸還是燃燒的是反應進行的劇烈程度。炸藥之所以能夠爆炸,是因內部燃料的燃燒速度足夠快,並且能在短時間之內加熱大量空氣,空氣受熱產生劇烈膨脹從而就可以發生爆炸。普通的炸彈爆炸,燃燒速度非常高,可以認為所有的炸藥都是同時消耗掉了,所以發出的超壓與熱效應維持的時間非常短暫。


舉個例子,麵粉這種食物大家都覺得沒什麼危險根本想不到會爆炸,但是諸如麵粉這樣的粉塵爆炸威力卻是非常巨大的。當瀰漫在空氣中的粉塵達到了一定的濃度,充分混合氧氣一旦遇到火星就可以極速燃燒產生爆炸,因此在全世界各個國家工廠里的粉塵爆炸是工業生產中時時刻刻都要注意的安全隱患之一。美國的糖廠之前就發生過一次粉塵爆炸,整個工廠都被炸沒了,導致多人遇難和受傷。溫壓彈的原理其實和粉塵爆炸差不多,只不過是依靠汽化燃料在空氣中的爆炸,產生高熱量和超大衝擊力從而獲得大面積殺傷和破壞效果。


溫壓彈的高熱量大家肯定能想像得到有多高,但其產生衝擊力,估計很多人都想像不到有多強烈,這裡給大家用一個形象的說法來形容,一般的衝擊力也就讓人「啊……」的驚嘆一聲,但溫壓彈的衝擊力則能夠讓人原地爆炸,是真的原地爆炸,物理上的那種原地爆炸。溫壓彈有一個非常富有衝擊力的特點,叫做超壓。在其殺傷範圍內,燃料與空氣充分混合以後瞬間爆燃,會產生人類目前在戰場上製造出的最大的超壓,甚至比核武器產生的超壓還要大,在座的各位朋友如果生活中接觸過爆炸,都會感覺到有一股衝擊波撲面而來,如果離爆炸比較近的話這股衝擊波會讓人很難受,對人體造成呼吸不暢、耳鳴、眩暈之類的影響。我們想像一下,把這股衝擊波放大10000倍會對身體產生什麼樣的影響。


溫壓彈的爆炸中心五米範圍內其產生的超壓可以達到300千帕以上,而人體最多能夠承受50千帕的超壓,大於98千帕基本上無防護的個體會立刻死亡。即使在爆炸中心50米以外,溫壓彈產生的超壓還有100千帕以上。人體內部有很多個腔體,比如顱腔、胸腔、腹腔,這些腔體在巨大的超壓下會瞬間被壓塌陷,比較脆弱的臟器如大腦、肝臟、腎臟會瞬間粉碎。這還沒完,緊隨而來的是負壓,爆燃瞬間排開大量空氣形成一個低壓區,爆燃完成後壓力急劇降低,剛剛被擠扁的胸腔、腹腔會迅速爆炸,滿天飛舞的都是腸子、肚子和血肉渣。


除此之外溫壓彈爆炸還會產生極高的溫度,大約為2500攝氏度左右,會形成一個類似於蘑菇雲一樣的巨大火球,在這樣的溫度下什麼東西都能被融化掉。即使有幸運的士兵開掛躲過了前面的一切,由於空氣中氧氣被燃料完全燃燒,爆炸範圍內的空氣里氧氣被消耗殆盡,因此也會無可奈何的窒息而死。看到這裡,相信各位對這種恐怖的武器應該有了形象的認知。


接下來我就為大家介紹溫壓彈的由來。在溫壓彈出現之前,雲爆彈才是各國最受關注的大威力武器。雲爆彈本身攜帶有大量的易爆物質即雲爆劑,這是一種極易燃燒的燃料,在依靠內部攜帶的炸藥產生首次爆炸後,就會向周圍散布大量的氣溶膠狀雲爆劑,雲爆劑與周圍氧氣接觸後快速燃燒進而產生爆炸效果。但云爆彈只有在開闊環境氧氣充足時才會引爆,在空間狹窄的地方使用時會出現氧氣不足導致爆劑出現啞火現象,因此雲爆彈的使用範圍就受到一定限制,溫壓彈便是瘋狂科學家為了解決雲爆彈使用條件限制而誕生的武器。


溫壓彈與雲爆彈最大的不同之處是其爆拋灑的不是易燃的雲爆劑,而是易燃金屬顆粒物等,溫壓彈一般使用的裝藥形式是常規炸藥(如TNT)加金屬粉末的固體混合物,金屬粉末一般由鎂、鋁、鈦、鋯等組成,爆炸過程中這些金屬粉末燃燒會釋放大量熱量,達到增強爆炸後溫度和壓力的效果,同時金屬粉末的燃燒也會迅速消耗周圍環境中的氧氣,從而造成局部缺氧。由於對於氧氣的依賴程度大幅降低,因此溫壓彈相比於雲爆彈其殺傷隱蔽目標能力更強,特別適合對付隱蔽在地下或洞穴內的各種目標。一枚普通的溫壓彈爆炸瞬間,可以在手指尖大小的面積上產生500公斤的超重壓力,不僅可使爆炸直徑80米範圍內的物體瞬間化為烏有,更可將4米厚的混凝土直接炸穿,其威力絲毫不亞於核武器。目前已經研製出來的溫壓彈爆炸後會在空中生成巨大火球,隨之騰空而起的蘑菇雲,不僅殺傷效果顯著,還可以產生強烈的心理威懾作用。


世界上首款溫壓彈是1984年由蘇聯研製的什米卡火箭彈(PRO-ASHMEL),裝備部隊後便用在了車臣戰爭中,俄軍曾多次使用該武器清剿洞穴,對付車臣的反政府武裝以及狙擊手。美國方面則相對落後於蘇聯,美國僅在越南戰爭時期使用過BLU-82雲爆彈,攻擊的也是叢林等開闊地帶。


進入20世紀80年代後,美軍越來越強調非對稱戰爭理念,美軍對手越來越多地通過深藏地下工事的辦法來對抗美軍的狂轟濫炸。對此美國國防部提出了要研製一種能最大限度打擊地下洞穴加固掩體工事的新型武器,要能夠鑽透地道上方較薄的岩層或穿過外部裸露的洞穴入口,讓炸彈的戰鬥部深入地下工事內部後爆炸,進而使炸彈摧毀整個地下工事系統,最大限度地殺傷其人員。


2001年10月,為了在阿富汗作戰中可以使用新研製的武器,美國國防部開發了先期概念技術演示(ACTD)項目,隨即美國國防部威脅降低局(DTRA)組建了快速應對專家小組,其中包括海軍、空軍、能源部和工業方面的專家,加速研究反地下加固掩體工事的增強型武器,美國海軍水面武器研究中心的炸藥專家研製出了溫壓炸藥,美國空軍精確打擊項目組負責武器系統的集成、驗證其安全性和允許的飛行高度,以及為新戰鬥部生產改進新型引信,印第安海德實驗場(Indian Head facility)負責測試引信的靜態測試,檢驗引爆新型炸藥的可靠性,最後在內華達測試中心進行靜態測試和飛行測試,並進行全規模洞穴試驗。


2001年12月14日,內華達測試中心成功進行了帶溫壓彈頭的BLU-118B雷射制導炸彈測試,測試中第53飛行試驗聯隊的F-15E戰機投放了BLU-118B雷射制導炸彈,雷射制導炸彈跳入洞穴然後延遲引爆,在洞穴內產生了顯著的超壓和高溫。2002年1月末,美國空軍完成了使用BLU-118B溫壓彈戰鬥部的技術數據和飛行允許高度驗證,隨即便開始生產並裝備於美國空軍。


BLU-118B溫壓彈長2.5米,直徑為0.37米,重量為910公斤,採用洛馬公司的BLU-109鑽地戰鬥部,以及美國海軍水面武器中心研製的PBXIH-135型延遲引信,具有120毫秒的起爆延時。內部填充爆炸物重250公斤,F-15E戰機被指定為投擲溫壓彈的主要作戰平台,並於2002年3月3日首次用F-15E戰機在阿富汗戰場行實戰投放,用於打擊阿富汗加德茲地區山洞內躲藏的塔利班和基地組織成員,這開創了空投溫壓彈的先例,標誌著美軍使用溫壓彈時代的來臨。


美軍對於該款溫壓彈的作戰投放方式有四種,首先是垂直投放,在洞穴或地下工事的入口處爆炸;第二依舊是垂直投放,不過要穿透防護工事表層在洞穴內爆炸;其次是採用短延時引信的跳彈爆炸,將其投放在目標附近然後跳向目標爆炸;最後一種也是採用長延時引信的跳彈爆炸,將其投放在目標附近然後穿透防護工事門在掩體深處爆炸。BLU-118B通過裝載不同的引信來搭配不同的工作模式,該款溫壓彈的爆炸過程由三個反應步驟組成,最初的是無氧爆炸,不需要從周圍空氣中吸取氧氣,持續時間為百萬分之一秒,主要是分子形式的氧化還原反應,此階段僅釋放一部分能量並產生大量富含燃料的產物。其次是爆炸後的無氧燃燒反應,同樣不需要從周圍空氣中吸取氧氣,持續時間為萬分之一秒,主要是燃料粒子的燃燒。最後即爆炸後的有氧燃燒反應,這時才需要從周圍空氣中吸取氧氣,持續時間為千分之一秒,主要是富含燃料的產物與周圍空氣混合燃燒,此階段釋放大量能量延長了高壓衝擊波的持續時間並使火球越來越大。


BLU-118B使用的炸藥為固體燃料,爆炸後以粒子云形式擴散,其微小的炸藥顆粒充滿空間,其爆炸效果比常規爆炸物和雲爆彈更強,釋放能量的時間與形成的壓力波的時間持續更長。BLU-118B爆炸後產生的高溫高壓可以向四面八方擴散,通過掩體內的各種通道如射擊孔,炮塔座圈縫隙、通氣部位等空隙進入結構內部。其爆炸後形成三個毀傷區,第一個區域為中心區,該區域內人員和大部分設備,會受爆炸超壓和高熱而毀傷。在中心區的外圍一定範圍內為第二區,具有較強爆炸和燃燒效能,會造成人員燒傷和內臟損傷。其餘範圍為第三區,仍有爆炸衝擊效果,會造成人員身體的嚴重損傷和燒傷。


從破壞威力上講,溫壓彈的爆炸相當於一次小型核爆,同時由於不會像核武器般產生強烈的核輻射,因而不受相關國際條約的限制。從20世紀90年代起,美國在海灣戰爭、科索沃戰爭,阿富汗戰爭、伊拉克戰爭等幾場局部戰爭中均使用了溫壓彈武器。為追求更猛烈的爆炸效果,並進一步縮小溫壓彈的體積。各個軍事大國也在不斷開發新型溫壓彈武器,美國就在伊拉克戰爭和阿富汗戰爭中除了使用BLU-118B溫壓彈外,還使用了XM1060型40毫米溫壓榴彈,以及AGM-114N增強型地獄火溫壓飛彈。


2017年4月13日美國更是首次使用了超大威力的GBU-43B溫壓彈,該炸彈重9.5噸,由MC-130飛機投放,是美國至今為止使用過的最大的一枚非核炸彈。


溫壓彈作為威力巨大的武器,在小型化方面各國也不斷加大投入,甚至已經研製的單兵使用的迷你型溫壓彈,不僅個頭小方便易攜帶,而且還可直接使用槍械發射,可專門用於進攻小型封閉工事,在城市攻堅和反恐作戰中發揮重要作用。溫壓彈除了可用於殺傷有生力量外,還可用作特殊用途,比如排除戰場上的雷區,地雷的工作原理就是依靠壓力觸發來引爆,當在雷區上空投放排雷溫壓彈時,就可以利用溫壓彈爆炸產生的巨大氣壓誘導地雷爆炸,在戰場上起到快速清雷的效果。


到目前為止,溫壓彈的彈藥技術已經發展了三代,典型配方有俄羅斯的液固相體系,和美國的全固相體系兩大類。


俄羅斯的液固相配方,一般採用高能液體燃料與可燃金屬粉末混合,優點是配製工藝簡單且毀傷能量大,輸出能量也易於調整。缺點是其裝填密度低,環境適應性差和抗超載的安定性差,彈藥壽命也不易過長。


而美國的全固相配方一般採用高含鋁的PBX炸藥技術,優點是裝填密度高並且毀傷能量更大,抗超載性及環境適應性好,具有低易損特性,彈藥壽命長達20年以上。前面提到的BLU-118B溫壓彈裝填的就是全固體PBXIH135溫壓炸藥,其配方由奧克托今炸藥和聚氯酯燃料混合而成,並加入了精確比例的鋁粉,可在較長時間內釋放大量能量。而新一代的溫壓彈藥技術克服了以往同類炸藥需要二次起爆的應用難題,提高彈藥性能並大大簡化武器結構,具備全天候作戰的能力,不再受氣象條件的限制。


近年來隨著各類制導系統的快速發展,溫壓彈也逐漸裝配了智能化系統,不僅可在制導系統的指揮下迅速跟蹤並鎖定目標,更可實現自動延時引信,自主選擇精確引爆時機,隨著相關技術的日漸成熟,未來溫壓彈將進一步改進燃料配方與熱釋放性能,推動溫壓彈的更大規模發展。

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