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引信

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引信的主要功能是引爆弹头。

设计重点

引信的设计重点可以归纳如下:

  • 设计与结构的简单化。
  • 对武器外型的影响程度极小。
  • 制造成本必须经济。
  • 结构紧致以利安装于武器系统内。
  • 储藏、运输和装卸简便。
  • 良好的安全性。
  • 对武器射击或发射时产生的额外力量有足够的保护。
  • 可靠性佳,不易失效。

在实务层面,这些考量重点往往互相矛盾,例如为增加引信的安全性,则引信结构就会变得复杂,进而增加制造的成本;反之,简单的引信设计随之而来的就是不安全性和不可靠性。

截至目前为止,已有各式各样的引信被设计、制造和使用,但这些引信都具有一个共同的目标:使弹头能于“最佳引爆点”启动“弹头酬载”,发挥其内含的能量,以摧毁目标。以下依引信的作用方式来对引信进行分类。

时间引信

时间引信(Time Fuze)是利用机械、电子、烟火、化学、辐射或其他方式计量时间,一旦达到预定时间,便启动以引爆酬载。

这类引信通常可于事先设定启动时间。例如机械定时方式是利用一简单的齿轮时钟;而电子定时方式类似钟表,利用类比或数位电子计时器,大多用于照明弹、地雷、炸弹以及少数高爆炮弹上。时间调整的范围依弹头种类可短至数秒,长至数小时甚至数天。

触发引信

触发引信(Impact Fuze)为一种借由与目标的直接物理性接触,进而引爆弹头的引信。至于实际的引爆时间则视触发引信的设计而定,可在目标外或目标内启动。

此种引信设计的困难点在于与目标产生直接物理性接触时的感测效果,特别是目标硬度不足,或并不垂直于弹头弹道时最为明显。以飞机为例,其蒙皮薄且硬度低,若触发引信避免飞行时的空气阻力引爆弹头而将感测和启动临界值设定较高,下场就是弹头在飞机上穿孔而未引爆,对目标不构成致命性破坏。

依其在弹头内的位置,又可分为三类:

弹尖引爆(Point-Detonating)触发引信

引信设置于弹头鼻锥部,其优点为在撞击目标可立即反应。早期弹头所使用的引信多属此类,目的在破坏目标表面。

弹底引爆(Base-Detonating)触发引信

引信设置于弹头底部,主要为穿甲类武器采用。当弹头撞击至目标时,需经一段时间后引信方能因压力而启动,因此酬载被引爆时,弹头已深入目标内部,又称为触发延时(impact delayaction)引信。

弹尖激发-弹底引爆触发引信

这类引信主体部分仍装置于弹底,但弹尖处仍装置一感测器,当撞击目标时感测器会产生电流并传导至弹底的引信,并引爆底火和酬载。此类引信多用于反装甲成形弹头,这是因为当其在与目标接触瞬间,即须产生爆波由后向前传递造成喷流,以熔穿装甲。

近发引信

近接信管是一种在弹头未与目标接触的情形下,引爆酬载以获致最大摧毁效应的引信。

不同于触发引信借由直接接触来启动或引爆弹头酬载,而是以目标特性为启动依据。目标特性可能包括反射无线电信号、感应磁场、截断光波、制造压力或产生音波等。此种引信的优点在于使弹头酬载对目标的摧毁几率和效应增大,但相对地也会使引信对“最佳起爆点”的性能需求提高,增加设计困难性和制造成本;又如果同时出现多个目标,此类引信还必须能辨认并锁定弹头所应攻击的目标。

引信的启动可经由任何机械结构或能量形式来启动,如电磁(Electromagnetic)、静磁(Magnetostatic)、静电(Electrostatic)或音响(Acoustic)等,然而,自然环境会影响能量的扩散或衰减等参数,进而直接关系到引信的启动效率和效能。依启动引信方式的不同,可以将近发引信作以下的区分:

静磁式近发引信

因飞机或战舰等物体具有一定磁场,在移动时会使地球磁场产生某种程度的干扰与微小变化,借由侦测这些干扰或变化,经过一适当的放大和转换,达成启动和引爆酬载的一种引信。

声波式近发引信

声波式引信借由感测来自目标产生的声波以启动和引爆酬载的一种引信。由于声波的特性与目标的物理性质直接相关,因此引信的设计必须避免误判而提早或延迟启动和引爆弹头酬载。

静电式近发引信

本类引信借由感应目标与弹头之间的电荷差异和彼此强度以启动和引爆弹头酬载,但在实际设计与使用上,遇有天候不佳或其他原因时,雨水或水蒸气会将弹头与目标上的电荷带走,导致引信功能的丧失。

压力式近发引信

本类引信具一压力感测器,用以感测环境的坚力变化,当压力到达一临界值就会启动并引爆弹头酬载。然而迄今为止,气压或水压感测型引信在技术面上仍有未臻之处,故尚未进入实用阶段。

光学式近发引信

本类引信借由目标辐射或反射的光学讯号,经由引信内部的元件过滤、聚焦和放大后,某一特定波长(如红外线)的光学讯号将转换为电流,以启动和引爆弹头酬载。此类引信具有高度精确性,但易受天候影响,且特殊类型的引信量产困难度高。

参见

参考文献

  • 翁健台,陈仁和。电子引信技术发展。新新季刊,34卷2期,民95年4月,页57-66。
  • 林澄贵。认识电场引信水雷与重力引信水雷。海军学术月刊,35卷10期,民90年10月,页34-44。
  • 朱锡璋译。现代化的引信。军品科技新知,104期,民87年5月,页77-86。
  • 引信设计手册编写组。引信设计手册。北京,国防工业出版社,1978年出版。
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