伊朗该如何对付美军的钻地弹?西西河的碎玉轩
当地时间 3 月 17 日,美国中央司令部在社交平台 X 发布消息称,美军当天向霍尔木兹海峡沿线的伊朗导弹阵地投放了 5000 磅级的钻地弹。
钻地弹这个弹种听起来似乎很 “牛”,那么伊朗方面该如何应对呢?
飞机登上人类战争舞台后,空袭与防空的较量愈演愈烈。二战时期,各国纷纷将重要设施转入地下,无法转入地下的潜艇洞库、桥梁、水坝等战略目标也纷纷提高了防护等级。虽说普通炸弹也可通过设置延时引信,让炸弹侵彻入目标一定距离后再爆炸,但对付地下加固掩体的效果很糟糕。
战场需求催生了 “钻地弹” 这种特种炸弹。世界上首款应用于实战的钻地弹是英国研发的 “高脚杯”,其外形呈水滴状,弹长 6.4 米,最大弹径 0.965 米,长径比为 6.63。为保证炸弹在钻地过程中不变形、不碎裂、引信不失效,其外壳由经过硬化处理的高强度合金钢制成,头锥厚达 0.1 米。装在尾部的弹翼有 5 度的扭转,该设计使 “高脚杯” 在下落过程中绕自身中轴线旋转,从而保证了弹道的稳定。根据测算,轰炸机以 279 千米 / 小时的时速从 5500 米高度水平投掷重达 5443 千克的 “高脚杯”,其触地速度为 334 米 / 秒。巨大的动能集中在相对较小的接触面上,使 “高脚杯” 能穿透 5 米厚的钢筋混凝土层,其内部装填的 2359 千克铝末混合 D1 炸药,足以炸开直径 30 米、深 24 米的弹坑。
1944 年 6 月 8 日,“高脚杯” 首次投入实战,就击穿了 18 米厚的土层,成功摧毁了一座铁道隧道;当年 11 月 12 日,该弹更是以击穿并击沉德国 “提尔皮茨” 号战列舰而声名远扬。美国为了对付太平洋诸岛上日军构筑的地下洞穴,也借鉴 “高脚杯” 的设计,研发了 T-10 钻地炸弹。该弹重 5665 千克,内装 2496 千克黄色炸药,装填系数略高于 “高脚杯”。为提高对加固目标的侵彻力,T-10 在高强度合金钢制造的弹壳头部还增设了穿甲弹芯。不过,由于太平洋战争进程快于预期,T-10 没能在二战中一显身手。战后,美国为 T-10 加装无线电制导系统,将其升格为 “塔松” 制导钻地弹,该弹曾出现在朝鲜战场上,但实战效果远不及预期,遂很快被弃用。
作为钻地弹的始祖,“高脚杯” 奠定了此类弹药的基本技术框架,但它也存在明显弱点:体积、重量过于庞大,二战时期只有 “兰开斯特”“B-29” 这样的重型战略轰炸机才能携带,且每架仅能携带 1 枚,不仅使用上严重受限,任务弹性也明显不足。对于二战时期的诸多地下加固目标来说,“高脚杯” 的威力要么过剩(导致效费比不高),要么不足以 “一锤定音”(针对超加固目标)。
有鉴于此,二战结束至今,钻地弹的发展呈现出多元化、谱系化的趋势。从毁伤原理上,可分为核钻地弹和常规钻地弹两大类;按目标性质的不同,可区分为反跑道、反地面掩体和反地下坚固设施三种类型;结构上也由早期的一体化设计,发展为由载具和侵彻战斗部两部分组成 —— 载具既可以是自由落体炸弹、制导炸弹、滑翔增程制导炸弹,也可以是巡航导弹、弹道导弹,甚至大口径火箭弹。
以钻地弹品类最为丰富的美国为例,早在上世纪 60 年代就装备了当量为 900 万吨的 B-53 型核钻地弹,宣称能摧毁 250 米土层以下的深埋目标。冷战结束后,美国在核钻地弹的小型化、精确化和使用灵活性上不断取得新进展,其装备的 B61-11 核钻地弹当量为 40 万吨左右,弹长仅 3.7 米、弹径 0.34 米、弹重 545 千克,却号称能穿透 15 米厚的钢筋混凝土。在此基础上进一步发展而来的 B61-12 核钻地弹,加装了尾翼制导组件和自旋火箭发动机,不仅增大了投射距离,圆概率误差还降至 30 米左右,爆炸当量有 300 吨、5000 吨、1 万吨、5 万吨四档可供选择,极大拓展了使用灵活性。
在常规钻地弹方面,美军用于反地面掩体(典型目标是加固机堡)的钻地弹发展了两代:第一代以 GBU-39、GBU-40 为典型代表,弹长 1.76 米,弹径 0.18 米,弹重 129 千克,其中侵彻战斗部重 27 千克;第二代以 GBU-53 为代表,弹长 1.8 米,弹径 0.19 米,弹重 93 千克。
美国用于反地下坚固掩体的侵彻战斗部,仅有资料可查就有 7 个级别,分别是:
500 磅级别(227 千克)的 I-500 型、BLU111B 型侵彻战斗部(配装 GBU-38 型钻地弹);
1000 磅级别(454 千克)的 WDU-42B 型(配装 AGM-158 巡航导弹)、WDU-43B 型(配装 UGM-109 巡航导弹)、BLU110B 型侵彻战斗部(配装 GBU-32、GBU-35 型钻地弹);
1200 磅级别(544 千克)的 APU-3M 型侵彻战斗部(配装 AGM-86D 巡航导弹);
2000 磅级别(907 千克)的 BLU-109 型(配装 GBU-12、GBU-16、GBU-31 型钻地弹)、BLU-116B 型(配装 GBU-24、GBU-31、GBU-34 型钻地弹)、BLU-117B 型侵彻战斗部(配装 GBU-10、GBU-31 型钻地弹);
3000 磅级别(1361 千克)的 BLU-119 型侵彻战斗部(配装 GBU-31、GBU-55 型钻地弹);
4500 磅级别(2041 千克)的 BLU113 型侵彻战斗部(配装 GBU-37 型钻地弹);
5000 磅级别(2268 千克)的 BLU-122 型侵彻战斗部(配装 GBU-28 型钻地弹)。
上述各型钻地弹中,以 GBU-31 型设计最为特殊:它既可以配备 1 枚 BLU-116 型或 BLU-119 型侵彻战斗部,也可串联配置 BLU-109 和 BLU-117 型侵彻战斗部各 1 枚。
由于美方严格保密,其现役体积与重量最大的 GBU-57A/B 型钻地弹究竟配备了何种侵彻战斗部、性能如何,外界迄今为止仍一无所知。
钻地弹的技术路径
目前,绝大多数型号的钻地弹头部为尖锥形,弹体仍是具备较大长径比的圆柱形。近年来,越来越多的钻地弹在弹体中部安装了一对带下反角的小展弦比边条翼,在追求增大投掷距离的同时,也在极力控制飞行阻力,尽可能将弹翼对钻地弹着地撞击速度造成的负面影响降至最低,并加强对弹体的滚转控制。
众所周知,钻地弹只有以尽可能高的速度、以 90 度垂直角撞击目标地面时,侵彻深度才最大,这就要求其空中弹道必须以大角度急坠才行,但如此一来,投掷距离必然较常规弹道大为缩短。例如,当 F-22 在高空以超音速巡航状态投放 GBU-39 攻击普通目标时,GBU-39 凭借大展弦比的菱形弹翼可达 180 千米射程;但在同等投射条件下垂直攻击飞机洞库时,GBU-39 的射程就急剧减少为 20 余千米。
钻地弹的投掷距离越小,意味着在高烈度战争中载机遭敌防空火力威胁程度就越高。加装弹翼固然能明显增加钻地弹的射程,但弹翼阻力会降低钻地弹触地速度,对提高侵彻深度不利。小展弦比边条翼的升阻比较高,是最适用于钻地弹提高射程的翼型;给弹翼设置下反角,虽然会降低钻地弹的横向稳定性,但有利于减少弹翼的诱导阻力,且增加的弹体横向敏捷性和滚转控制能力,有助于其在下坠过程中调整姿态,提高投掷精度并让撞击角度尽可能接近理想值。
一些型号的钻地弹借鉴串联反坦克战斗部的设计,由前置聚能破甲战斗部形成的金属射流像高压水柱冲击烂泥一样,在土壤中开出一条通道,主侵彻战斗部顺着这条通道继续往下钻,直到预定深度才爆炸,如此可降低对钻地弹撞击速度的要求。这种设计在破障弹、攻坚弹上应用较多,在反跑道弹药上也有使用,但深入研究表明,反地下坚固设施的钻地弹若采用这种设计,金属射流对土壤和岩石的作用效果远不及预期 —— 聚能破甲战斗部对炸高有严格要求,在钻地弹长度一定的情况下,势必要明显削弱主侵彻战斗部的长度及重量,算下来很可能得不偿失。综合考虑,还是在主侵彻战斗部前面设置一个坚硬的动能穿甲锥更靠谱。
钻地弹的侵彻能力,很大程度上取决于自身动能(动能公式为质量乘以速度的平方除以二),也就是说,提高撞击速度所取得的动能增益要高于单纯提高质量。由于空气阻力的存在,自由落体炸弹落地速度很难超过音速。理论上,在钻地弹尾部增设火箭发动机,在接近地面时点火 “冲刺”,可以明显提升着地撞击速度,但这对弹体材料的强度和韧性提出了更为苛刻的要求 —— 否则无法保证内置电子器件、延时引信等装置能在高速侵彻形成的高温、高压等极端环境下正常工作。如果壳体材料不过关,甚至可能因撞击温度接近或超过弹头材料的熔点导致弹头变形,出现 “蘑菇弹头效应”,使侵彻深度不升反降,因此这是个 “水多了加面,面多了加水” 的难题。
为提高攻击精度,一些型号的钻地弹加装了激光制导控制组件。这种制导方式精度极高,但要求载机或其他飞机在炸弹命中前一直保持对目标的激光照射 —— 在高烈度战争中,这意味着照射飞机不能作大范围或大过载机动,很可能成为防空火力的绝佳目标,且激光制导受浓云、雨雾等不良天候影响很大,全天候作战能力不足。


