前瞻科技
| 综述与述评 2022, 1(4): 113-124
高效毁伤技术进展及未来趋势展望
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作者信息
- 1.北京理工大学，爆炸科学与技术国家重点实验室，北京 100081
- 2.西安现代控制技术研究所，西安 710065
王海福，北京理工大学杰出教授，博士研究生导师。国防科技某计划项目首席科学家，国务院政府特殊津贴专家。长期致力于活性毁伤体制弹药战斗部理论与工程技术创新工作。主持演示验证、型号研制等重大、重点项目11项。获国家技术发明奖二等奖2项、全国创新争先奖状、国防科技创新团队奖。出版专著7部，发表论文130余篇，获授权发明专利27项。电子信箱：wanghf@bit.edu.cn。
Progress and Development Trend of Efficient Damage Technology
Affiliations
- 1. Beijing Institute of Technology, State Key Laboratory of Explosion Science and Technology, Beijing 100081, China
- 2. Xi’an Modern Control Technology Research Institute, Xi’an 710065, China
出版时间: 2022-12-20
doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.008
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摘要
收起
毁伤技术先进与否，决定武器打击力的强弱。高效毁伤技术是高新武器的核心关键技术，买不来，引不进，必须自主创新。在系统分析国外高效毁伤技术发展的基础上，结合建设世界一流军队的国家战略目标，对中国高效毁伤技术的发展现状、需求与挑战进行系统梳理，对未来发展趋势进行展望。重点围绕先进战斗部技术、先进含能材料技术和先进引信技术3个方向，提出近期、中期和长期发展目标，构建体系完整、技术领先的高效毁伤技术发展图谱。
高效毁伤技术
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先进战斗部技术
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先进含能材料技术
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先进引信技术
Efficient damage technology is the key guarantee technology to win the future warfare and reflects the core performance of high-tech weapon equipment. This technology which cannot be bought and imported must be obtained through independent innovation. Based on the analysis of development and characteristics of foreign efficient damage technology, we systematically review the development status, demand and disparity of efficient damage technology in China and prospect future development trend, combing national strategic goal to build world-class army. Focusing on the three directions of advanced warhead technology, advanced energetic materials technology and advanced fuze technology, we propose short-term, medium-term and long-term development goals to build the development graph of efficient damage with complete system and leading technology.
efficient damage technology
/
advanced warhead technology
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advanced energetic materials technology
/
advanced fuze technology
王海福, 谢剑文, 姬龙.
高效毁伤技术进展及未来趋势展望.
前瞻科技,
2022
, 1
(4)
: 113
-124
.
DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.008
Haifu WANG, Jianwen XIE, Long JI.
Progress and Development Trend of Efficient Damage Technology[J].
Science and Technology Foresight,
2022
, 1
(4)
: 113
-124
.
DOI: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.008
正文
收起
毁伤目标是武器打击链路的“临门一脚”环节，具备高效打击，特别是命中即摧毁目标的能力，是陆海空天武器的共性重大需求。毁伤技术高效与否，决定武器终端摧毁目标能力的强弱。高效毁伤技术，特别是先进战斗部技术、先进含能材料技术、先进引信技术等，是支撑、推动和引领高新武器装备研发的重大核心技术[1]，更是世界军事强国的核心技术机密，买不来，引不进，必须自主创新。
1 国外高效毁伤技术发展态势
收起
毁伤技术创新发展，一是受战场目标发展牵引，二是受高新技术发展推动，核心是毁伤能量与目标信息的深度融合，并最终决定战争形态的演化。当今世界，常规高效毁伤技术正呈现出传统毁伤技术改进升级愈发成熟、新质毁伤技术研究应用不断深入的发展格局。
1.1 传统毁伤技术
面对种类繁多、特性迥异的战场目标，世界各国传统毁伤技术历经多年发展，已兼顾防空反导、反辐射、反舰反潜、反装甲、反硬目标攻坚等多种作战需求，成熟应用于各类毁伤弹药。弹药战斗部是毁伤链路的终端系统，提升战斗部威力，特别是命中即摧毁的能力，一直是高效毁伤技术领域的研究重点。传统常规毁伤弹药所搭载的战斗部按有无装填高能炸药，大致分为两大类：一类为爆炸能转化型，如杀爆、聚能、侵爆等战斗部；另一类为动能毁伤型，如穿甲、动能拦截器等战斗部。依据现役传统常规战斗部威力形成的技术特点，世界各国均致力于战斗部威力的提高，其技术途径大致可分为以下3方面：一是提高炸药能量，二是改进战斗部结构设计，三是增强毁伤元对目标的毁伤能力。
炸药作为传统毁伤能量的最主要来源，自第1代高能炸药“梯恩梯”（Trinitrotoluene，TNT，1863年）诞生以来，历经百余年发展，其能量密度、应用安全性不断提升。目前，第2代高能炸药“黑索金”（Hexogen，1899年）、“奥克托金”（Octogen，1941年）的工程化应用已日趋成熟，以CL-20（Hexanitrohexaazaisowurtzitane，六硝基六氮杂异伍兹烷，1987年）等富氮化合物为代表的第3代高能炸药正步入规模化生产和工程化运用关键阶段。近年来，美国、法国、德国等国家相继开展高密度/钝感化CL-20共晶、唑类/嗪类/呋咱类富氮化合物合成等技术的攻关研究，以CL-20为主要组分的PAX（Picatinny Arsenal Explosive，阿森纳炸药）11/PAX29含铝炸药等已投入生产与使用[2,3]。在此基础上，新一代超高能材料的研究也愈发深入，如全氮化合物、金属氢、核同质异能素等，其威力有望达到TNT的数十倍，可大幅提高能量密度和爆轰性能，但目前均处于实验室合成阶段，距离实际应用还有较长距离[4,5]。
除提升毁伤能量外，各国在战斗部结构设计与金属毁伤元改进方面均做出了大量探索，力求在毁伤能量利用分配方式以及毁伤元威力上取得突破。具体而言，杀爆战斗部方面，定向/聚焦战斗部技术已成为结构设计主流发展方向，该技术通过自适应引信、起爆控制、优化战斗部母线形状等方式实现向目标方位集中输出高速度、高密度毁伤元，广泛应用于防空反导反辐射等领域，如美国PAC（Patriot Advanced Capability，爱国者）-3/AIM（Air Intercept Missile，空中截击导弹）-120、俄罗斯S-300V/S-400系列防空导弹、以色列“箭-2”反导拦截弹等[6]。随着城市作战中低附带毁伤需求日益增长，美国还研发出碳纤维无破片壳体、钨合金粉末混合装药等低附带毁伤战斗部技术，已应用于BLU（Bomb Live Unit，实用炸弹）-126/B“低附带毁伤炸弹”在内的多种弹药[7]。金属毁伤元优化方面，高密度钨合金应用最为广泛，其具备优良弹道保持及存速能力，可显著提高毁伤能力。
聚能战斗部方面，其药型罩材料以紫铜应用最为广泛，各国也在大力发展其他高性能药型罩材料技术，如钽、钼、镍、钨、钨钼、钨镍、贫铀合金等高密度材料，可显著提升穿深，已应用于德国“斯马特”（Suchzünder-Munition für die Artillerie, SMArt）末敏弹、美国“萨达姆”（Sense and Destroy Armor, SADARM）末敏弹/“海尔法”AGM（Air to Ground Missile，空对地导弹）-114K/R3（图1）等多型弹药战斗部；低密度药型罩材料如铝合金、钛合金等，可显著提升破孔孔径，已应用于反混凝土类硬目标。战斗部结构方面，通过药型罩形状、壁厚等设计可实现对毁伤元形态（射流、杆流、爆炸成型弹丸）、数量等性能的控制。在此基础上，聚能战斗部还常用于串联结构形式，通过引信延时技术实现前后级战斗部的适时起爆控制，前级聚能战斗部可实现对爆炸反应装甲及硬目标的干扰或开孔，后级战斗部随进并实现对目标的高效毁伤，广泛应用于反装甲、反硬目标等，如美国“标枪”“海尔法”、俄罗斯“短号”等导弹战斗部[8]。
侵爆战斗部方面，按其结构主要划分为动能侵彻型与串联侵彻型，主要以高强度、高韧性的合金钢、钨合金、贫铀合金等材料作为战斗部壳体，并采用大长细比、大壁厚、尖锐头部等外形设计，且其炸药装药具有较高抗过载能力。其中，动能侵彻型战斗部主要依靠弹体动能侵入或穿透目标后爆炸，具有结构简单、作用可靠、威力稳定等特点，广泛应用于反硬目标攻坚、反跑道、反舰等，如美国BLU-109（图2）/BLU-113/BLU-116战斗部、法国“迪朗达尔”反跑道弹药等[9]。串联侵彻型战斗部中，后级侵爆战斗部可通过前级战斗部所形成的大孔径通道随进至目标内部进行侵爆，其对弹着角及动能的要求较低，具有较好的弹道适应性，如法国与德国联合研制的“麦菲斯特”（Mephisto）战斗部[10]。
穿甲战斗部方面，尾翼稳定脱壳穿甲技术已成为主流发展方向，其弹芯多采用钨合金、贫铀合金等高密度、高强度材料，同时弹芯外形细长、长径比大，已广泛应用于多种口径的枪弹、炮弹。美国现役最新一代M829A3贫铀合金穿甲弹，炮口初速高达1555 m/s，可在2000 m射距上击穿800 mm厚的均质钢装甲[11]。在此基础上，各国正在研制密度更高、强度更大的复合弹芯材料，如增强纤维铀钨和石墨纤维复合弹芯。作为另一种典型动能毁伤型战斗部，动能拦截器是目前导弹防御系统和反卫星系统的重要组成，其具备低成本、自主性强等特点，未来还将向小型化、微型化、智能化方向发展，其典型应用如美国标准-3型导弹所搭载的大气层外轻型动能拦截器（Lightweight Exoatmospheric Projectile, LEAP）、地基拦截弹所搭载的大气层外杀伤拦截器（Exoatmospheric Kill Vehicle, EKV）等（图3[12]）。
随着战场环境的日益复杂，作战需求瞬息万变，战斗部模块化、系列化、通用化设计受到广泛关注，多用途战斗部的重要性也愈发凸显。美国“战斧”巡航导弹发展至今，已具备陆、舰、潜、空等多平台发射能力，同时配备半穿甲、子母、碳纤维、大功率微波等多型模块化战斗部，可根据作战任务进行快速更换，其系列化、模块化、通用化程度极高；美国BLU-109硬目标侵彻战斗部既可作为独立弹种使用，也可配备GBU（Guided Bomb Unit，制导炸弹）-27/B、AGM-130C等制导炸弹或导弹使用；美国AGM-114“海尔法”II型反坦克导弹可搭载破甲/杀伤多用途战斗部，并根据目标选择近炸或触发，实现对装甲车辆、建筑等多种目标的毁伤；美国“洛卡斯”（Low Cost Autonomous Attack System, LOCAAS）巡飞弹所采用的三模战斗部可形成爆炸成型弹丸/杆流/破片3种毁伤元（图4[13]），从而满足对轻/重装甲、有生力量等多种目标的打击需求。战斗部模块化、系列化、通用化及多用途化设计可极大降低武器研发成本并简化后勤保障需求，已成为未来高效毁伤技术的重要发展方向。
1.2 新质毁伤技术
传统毁伤技术发展多年，技术日趋成熟，应用愈发广泛，但其面对复杂战场环境时的技术局限不可避免，惰性金属毁伤元的毁伤能力不足问题也日益凸显。第一次海湾战争中，美国“爱国者”II型防空导弹对伊拉克“飞毛腿”导弹的拦截成功率超过90%，但对战斗部的有效引爆率却不足10%，甚至因为“击而未爆”的“飞毛腿”导弹战斗部导致了己方人员伤亡，对地面人员和设施构成了极大威胁。因传统惰性金属毁伤元单一动能毁伤机理的局限，战斗部威力提升亟需从新型毁伤材料、新型毁伤机理和武器化应用上寻求突破。
近年来，世界各国均在新质毁伤技术方面开展了相应探索，其中又以活性毁伤技术研究最为深入。2000年以来，美国陆续开展了活性毁伤材料战斗部先进技术演示项目及多项战斗部试验。其中，某新型活性破片战斗部采用氟聚物基活性破片取代现役钨合金破片，初步试验表明，其杀伤半径同比增大了100%（图5），并有望进一步增大到500%；新型活性聚能战斗部采用活性毁伤材料药型罩技术，初步试验表明，该聚能战斗部（装药直径约216 mm）对标准沥青混凝土公路及标准钢筋混凝土桥墩模拟靶标爆裂毁伤增强效应显著（图6[14]）。国外同样披露了包覆式活性毁伤材料增强爆炸成型弹丸技术相关进展（图7[15]），其可通过形成的复合式爆炸成型弹丸实现对目标的随进侵爆式高效毁伤。活性毁伤技术所依托的活性毁伤材料集类惰性金属材料强度和类火炸药爆炸能量双重属性优势于一体，由该材料制备而成的活性毁伤元（破片、射流、杆条、弹丸等）高速命中目标时，不仅能产生类似惰性金属毁伤元的动能侵彻贯穿毁伤作用，又能发挥类似含能材料的爆炸毁伤优势，从而创造一种全新的动能与爆炸能双重时序联合毁伤机理和模式，显著增强毁伤元对目标的毁伤能力，实现战斗部威力大幅度提升。目前，国外相关研究正不断开展，并逐步应用于多平台、多类型弹药战斗部，正成为支撑和推动引领武器换代发展的重大核心技术。
除活性毁伤技术外，各国还积极研发定向能、高超声速等其他新质毁伤技术。近年来，美国在定向能武器研究与运用方面已取得系列突破，成功研制出机动远征高能激光系统（Mobile Expeditionary High Energy Laser, MEHEL）、自防御高能激光演示器（Self-protect High Energy Laser Demon-strator, SHiELD）等高能激光武器，正逐步推进相位器（Phaser）反无人机装置、战术高功率作战响应器（Tactical High-power Operational Responder, THOR）等高功率微波武器实战化[16]。在高超声速武器领域，俄罗斯已成功研制列装“锆石”“匕首”等高超声速导弹，其中“锆石”导弹最高速度已达9 Ma，并具备末端机动变轨能力，突防能力极强[17]。此外，各国在云爆/温压、碳纤维、强电磁脉冲、强闪光致盲、次声等毁伤技术方面的研究同样活跃，可实现对地下工事、电力设施、电子设备、有生力量等多种目标的高效毁伤，典型应用如美国GBU-43巨型云爆弹、俄罗斯空投高功率真空炸弹（Aviation Thermobaric Bomb of Increased Power, ATBIP）、美国BLU-114B碳纤维战斗部、高功率微波（High-Power Microwave, HPM）战斗部等[18]。
随着精确制导、智能无人协同等技术的不断发展，战斗部的精准化、协同化毁伤研究正逐渐深入。以巡飞弹、弹药集群等为代表的智能协同组网弹药可实现多枚战斗部的协同毁伤，大幅度提高作战效能，如美国“弹簧刀”巡飞弹、“金帐汗国”智能弹药集成通信组网项目[19,20]。未来战场环境同样对引战配合提出了更高要求，推动智能化引信技术不断深入发展。20世纪末以来，美国、德国等国家开展了大量智能引信及关键技术研究。其中，联合可编程引信（Joint Programmable Fuze, JPF）可选择触发、延期与近炸3种作用模式，并在飞行中改变装订数据；硬目标灵巧引信（Hard Target Smart Fuze, HTSF）及多效应硬目标引信（Multi-Event Hard Target Fuze, MEHTF）兼具侵彻精确计层和定点起爆功能，已用于多种反硬目标深侵彻战斗部。
2 中国高效毁伤技术发展现状、需求与挑战
收起
当今世界正值百年未有之大变局，近年来，中国紧跟世界新军事革命前沿动态，全面实施科技兴军战略。
目前，以“东风-17”高超声速武器为代表的一批国之利器不断列装，标志着中国在高效毁伤技术领域正逐步实现从跟研、仿研再到独立自主研制的历史性跨越。高效毁伤技术的蓬勃发展正推动中国国防建设在从跟跑、并跑再到领跑的道路上不断向前，有力支撑了国民经济稳步发展，是确保国家安全、实现中华民族伟大复兴的重要基础和根本保障。
2.1 发展现状
2.1.1 传统毁伤技术
自20世纪90年代以来，中国传统毁伤技术领域历经数十年发展，已形成涵盖防空反导、反舰反潜、反装甲等的全面技术体系，有效支撑了高度立体化战场环境下的作战需求。近年来，中国更是紧跟世界军事科技前沿发展方向，不断优化传统战斗部设计，大力推进各类传统毁伤技术的研发与应用，目前已有多型系列化武器列装部队，如“红旗”系列防空导弹、“霹雳”系列空空导弹、“鹰击”系列反舰导弹、“红箭”系列反装甲导弹等。
纵观中国传统毁伤技术多年发展历程，在战斗部威力提高的技术途径上，同样聚焦在毁伤能量水平提升、毁伤能量分配利用方式优化及金属毁伤元威力增强3方面。具体而言，毁伤能量水平提升方面，自20世纪50年代起，中国长期致力于先进含能材料的研究与应用，先后研发了包括8701、“海萨尔”等在内的多型第2代高能炸药。近年来，中国在第3代高能炸药特别是CL-20研究方面实现重大突破，先后攻克样品制备、合成路线优化、工程化应用等系列难题，成功实现从实验室合成到规模化工程应用的关键性跨越，正不断助力武器毁伤能量迈上新台阶。此外，中国在新一代超高能材料的研究方面也取得了重要进展，于2017年在国际上首次合成了具有良好热稳定性的全氮阴离子盐 金属盐，于2018年采用超快探测方法与极端高温高压实验技术成功合成聚合氮和金属氮[21,22]。
在毁伤能量分配利用方式优化方面，中国近年来在战斗部定向毁伤、多模式转换、威力可调毁伤、协同毁伤等方面均实现了重要突破。战斗部定向毁伤方面，中国在“十三五”期间对爆炸变形式、展开式、径向随动等多型定向战斗部开展了理论、模拟及实验研究，并突破了战斗部定向毁伤控制机理、定向毁伤威力场特性等关键技术；多模式转换方面，在聚能/破片效应转换、杆流/爆炸成型弹丸双模毁伤元转换等技术方面开展了系列攻关研究；威力可调毁伤方面，在装药爆燃/爆轰转换机理、隔层复合装药、低附带毁伤弹体等技术方面开展了大量研究，并对装药能量释放及输出特性等机理进行了系统分析；协同毁伤方面，在空中/地面/水中阵列爆炸、云爆等空间协同毁伤效应上开展了相应的理论和实验研究。
在金属毁伤元威力增强方面，相应的粉末冶金、化学气相沉淀等材料制备及加工技术也已取得重要突破，钨合金预制破片/穿甲弹芯、钽/镍/合金药型罩等高性能材料技术已不断应用于杀爆、穿甲、聚能类战斗部。
2.1.2 新质毁伤技术
立足传统毁伤技术多年发展，近年来，中国着眼未来战场攻防对抗需求，不断深入开展新质毁伤技术研究与应用，在活性、高超声速、定向能等毁伤技术领域均取得了较大进展。具体而言，在活性毁伤技术方面，“十五”规划以来，中国基本与美国同步开展了相关研究工作，特别是在装备前沿技术创新、专用技术预研、重大专项技术攻关、关键技术系统集成演示验证、工程型号研制等国防科技发展规划的支持下，实现了从技术概念探索与验证，关键技术攻关与突破，到各军兵种武器平台上推广应用的全面跨越。其中，重点突破了活性毁伤材料设计与制备、终点效应表征及各类型弹药战斗部上的工程化应用等关键技术，形成了系列自主知识产权，推动了系列武器的换代发展（图8和图9）[23⇓⇓⇓-27]。在高超声速毁伤技术方面，中国成功掌握了足以突破现役所有导弹防御系统的颠覆性技术，填补了中国在高超声速武器领域的空白（图10）。在定向能毁伤技术方面，中国定向能武器已在反无人机、隐身战机、弹道导弹等对空防御系统中不断深入应用（图10），取得了显著进展。
面对高效毁伤技术发展需求，中国还长期致力于先进引信技术研发。自20世纪50年代起，逐步经历了仿制、仿研和自主设计研制3个阶段，持续开展引信多功能化、智能化研究与关键技术攻关。近年来，已实现二维修正精确制导引信的工程化应用，在引信小型化、多功能化、自适应起爆等方面也取得了一定突破。现阶段，正聚焦开展引信智能毁伤控制与安全控制技术的自主研究，以进一步提高引信自主信息获取、自主决策执行等能力。
目前，中国传统毁伤技术应用日趋成熟，新质毁伤技术蓬勃发展，标志着在高效毁伤技术的整体研究水平和应用深度均有了显著提升，具体表现在以下几方面。
（1）设计、试验与制造能力实现升级换代。在先进战斗部设计和研制过程中，中国逐步攻关突破了多模式转换、威力可控等多种关键技术，战斗部整体技术水平实现了实质性跨越。在试验与制造方面，一大批国家重大实验设备成功研制和投入使用，增材制造、数字化设计与加工等高新制造技术正加速应用于高效毁伤技术领域。
（2）系列化、模块化、通用化水平显著提升。多型弹药均逐步实现战斗部模块化设计、多发射平台适配，为应对复杂战场下的多作战任务需求提供了有力支撑，标志着中国战斗部系列化、模块化、通用化水平正不断提升。
（3）新质毁伤技术实现跨越式发展。面对未来不断扩展至陆、海、空、天、网络和电磁频谱的全域作战环境及作战需求，中国近年来不断发展依托新质毁伤的先进战斗部技术。目前，中国基于活性毁伤技术在防空反装甲等多领域实现毁伤倍增，依托高超声速技术在高效突防领域取得突破，并积极研发与应用定向能等其他新质毁伤技术。
2.2 发展需求与挑战
2.2.1 发展需求
“科技是现代战争的核心战斗力”，高效毁伤技术更是赢得未来战争的核心关键技术。面对未来中国国防建设需求与科技兴军时代要求，高效毁伤技术将面临以下需求。
1）一流军队建设战略需求
中国高效毁伤技术历经近30年发展，走过了从跟研到仿研、再到独立自主研制的奋斗历程，构建起了谱系相对完整的可控可调、新质等关键毁伤技术群，有力地支撑了国防和军队现代化建设。新时代背景下，面向世界一流军队建设的战略需求，中国高效毁伤技术仍需在现有基础之上砥砺前行，迈出从紧跟世界一流水平到引领世界顶尖水平的重要一步，在毁伤技术多维化、信息化、智能化等指标上实现新的突破。
2）国家重点国防项目需求
“军强才能国安”，中国始终坚持富国与强军相统一，新时代下国民经济建设和国家安全需求均对军事前沿科技领域的研发提出了更高、更为迫切的要求。近年来，中国周边不断部署“萨德”反导系统，岛链封锁态势进一步加剧，面对日趋复杂的周边军事环境，国家重点国防项目对大型舰船高效打击、机场跑道有效封锁等能力提出了更高的要求，亟需开展命中即摧毁式颠覆性战斗力建设，需求迫切，意义重大。
3）主要毁伤技术群发展需求
针对中国高效毁伤技术在主要关键指标上与世界顶尖水平之间的差距，亟需面向未来战场复杂体系、强防御集群等高价值目标打击需求，开展战斗部智能毁伤、协同毁伤等主要技术群攻关，逐步构建谱系完整的高效毁伤技术图谱，强有力地支撑国防现代化建设。
2.2.2 面临的挑战
纵观世界高效毁伤技术发展，中国高效毁伤技术虽已有了长足进步，但对标当前世界顶尖水平和世界一流军队建设要求，仍在以下方面存在差距和不足，面临诸多挑战。
1）先进战斗部技术
中国所列装的多模可调、智能协同等战斗部谱系不全，整体智能化水平不高、模块化程度不够、多用途打击能力不足，同时在战斗部智能感知与协同、自主可控精确毁伤等关键技术方面尚处于起步阶段，亟需建设针对战场复杂体系目标的智能毁伤、协同打击能力，从而有效提高打击效费比。
2）先进含能材料技术
中国目前仍以第2代高能炸药的应用为主，以CL-20为代表的第3代高能炸药尚未大规模应用，存在能量水平不高、安全性不足、应用规模不广等问题，亟需开展第3代含能材料高能化、钝感化、工程化应用研究，同时大力推进以全氮材料为代表的第4代超高能含能材料的研究探索。
3）先进引信技术
目前中国引信研制多依托于型号，在引信的智能安全控制与智能毁伤控制方面仍处于预研状态，多项关键技术均处于攻关与验证阶段，难以满足防空反导、深层硬目标侵彻等领域的自适应毁伤控制等需求[28]。
3 中国高效毁伤技术未来趋势展望
收起
立足中国国防发展国情，中国高效毁伤技术未来发展应服务于世界一流军队建设的战略目标，并以科技兴军发展需求为牵引，以打赢新时代信息化、智能化全域战为根本遵循，最终建设成为取得尖端武器优势、赢得未来战争的核心技术保障，具体包括以下两方面。
（1）构建谱系完整、技术全面、水平先进的高效毁伤技术体系，大幅提升中国在全球到达、全维作战、全域打击方面的能力，强有力支撑中国一流国防建设任务；推动高效毁伤技术领域核心科技的研究水平达到世界领先，打造瞄准未来战场的颠覆性技术群，支撑“杀手锏”武器装备建设，赢得未来战场新代差优势。
（2）构建全面、完备的先进战斗部技术体系，工程应用覆盖陆、海、空、天、网、电全域，研发水平达到智能精准、命中即摧毁的未来全域战指标要求；构建高能、可靠、安全的先进含能材料技术体系，在高能量密度、高作用可靠性、高不敏感性等关键指标上实现突破，并具备大规模生产与工程化应用能力；构建智能、多模的先进引信技术体系，有效支撑新概念、新质毁伤武器的研发；搭建可支撑高效毁伤技术发展的先进设计、制造、试验和保障体系，确保先进设计理念及时落地并形成颠覆性战斗力。
3.1 先进战斗部技术
战斗部作为武器毁伤链路的最终载体，其技术先进与否，直接决定着武器毁伤效能的高低，先进战斗部技术将是高效毁伤技术的发展核心。未来发展重点是构建可覆盖全域作战、可满足全域目标打击需求的先进战斗部技术体系，具备发现即摧毁的高效打击能力。为推进中国先进战斗部技术稳步、高效、高质量发展，未来需要在下列几方面开展重点研究。
1）全面加强顶层规划，深化改革研制模式
基于未来战场高价值体系目标易损性研究，以未来战场攻防对抗需求为牵引，强化战略布局与顶层规划，加快推进传统战斗部设计理念转型，逐步向模块化、系统化、通用化、多用途化研制模式迈进，构建型谱完善、成熟可靠的研制体系。
2）统筹推进总体技术，协调攻关核心技术
融合现有技术基础与高新前沿技术，统筹推进总体技术发展，协调开展智能协同毁伤、可控可调毁伤、新质毁伤等核心技术攻关，不断提升先进战斗部整体技术水平；落实目标自主探测识别、多模复合制导、战场快速评估等支撑性技术应用，实现战场精准投送与任务灵活规划，提升战斗部任务适应性与打击可靠性。
3）分期制定发展目标，稳步实现升级换代
按照现有国情与技术积累，分阶段制定技术发展目标。近期，将已取得突破的部分先进毁伤技术应用于现役战斗部的性能升级和更新换代，同时开展智能协同等基础技术的预先研究，实现主战弹种智能化更替，切实提升部队作战能力；中期，聚焦自主协同规划和智能毁伤技术，突破网络化、可控毁伤、新质毁伤等关键技术，实现部队战斗力倍增；远期，融合仿生感知、仿生动力、智能突防、终端智能集成等顶尖技术，研发可应用于未来侦-控-打-评一体化弹药的高度智能化、集成化、协同化战斗部，赋予部队颠覆性战斗力优势。
4）深入应用先进制造，全面落实试验保障
依托中国制造发展契机，不断引入增材制造、精密铸/锻/旋压、粉末冶金、搅拌摩擦焊接等先进制造技术，同时配套发展智能装配及检测技术，切实提升战斗部生产制造水平，有力支撑先进设计理念转化落地；大力推进国防相关系列重点试验平台、保障体系建设，构建全面、系统、有效的测试与试验方法，形成设计论证、演示研制、生产列装全链条与全方位保障体系，有效提升先进战斗部体系的试验保障能力。
3.2 先进含能材料技术
先进含能材料作为毁伤能量的最重要来源，是毁伤链路的起点与物质基础，是高效毁伤技术发展中的重要一环。未来需研制兼具高能量水平、钝感、绿色的先进含能材料技术，有效助力中国武器装备毁伤能量迈上新台阶。具体发展路线方面，近期，聚焦高能化、不敏感化技术发展，大力推进第3代含能材料的工程化应用，切实提升现役武器毁伤能量水平，同时紧跟新一代超高能材料前沿方向开展基础研究；中期，成熟掌握能量释放形态、方式等优化控制关键技术，实现化学能量与目标的精准耦合，突破制约武器毁伤威力提升的关键技术群，同时探索超高能材料的初步工程化应用；远期，加快实现全氮、金属氢等超高能材料的安全化、可靠化工程应用，实现武器毁伤能量倍增。
3.3 先进引信技术
先进引信技术关乎引战配合精准与否，是高效毁伤打击链路中的重要一环。锚定未来战场非线性特征和侦-控-打-评一体化弹药发展需求，未来引信发展将主要聚焦安全控制智能化与毁伤控制智能化，逐步实现综合功能/效能控制智能化。近期，基于太赫兹探测、多微机电系统等先进技术，聚力开展作用复合探测、自适应毁伤控制等技术攻关，助力智能化安全控制达到国际先进水平；中期，依托仿生探测、自主感知决策等高新技术，实现智能化毁伤控制，构建智能化引信效应数据库，形成完善的引信设计、性能评估、工艺标准和制造检验体系；远期，突破多状态自适应协同控制、动态多点高速网络化信息交联等技术，研制兼备智能化安全和毁伤控制、多要素自适应协同的智能化引信[28]。
4 结束语
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强国必须强军，军强才能国安，建设世界一流军队需要坚实牢固的国防基石，赢得世界新军事革命契机需要深刻把握高效毁伤技术发展规律，科学规划、奋力耕耘。当前，中国高效毁伤技术应瞄准世界一流水平，聚焦先进战斗部、先进含能材料和先进引信等重点发展方向，突破核心关键技术，构建体系完整、技术领先的发展图谱，支撑中国“杀手锏”武器研制、颠覆性战斗力建设等重大工程任务实施，推动中国国防事业发展取得新突破，为维护国家安全稳定、实现中华民族伟大复兴提供核心保障。
文献
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参考文献
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2022年第1卷第4期
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文章信息
doi: 10.3981/j.issn.2097-0781.2022.04.008
- 接收时间：2022-10-26
- 出版时间：2022-12-20
- 发布时间：2023-01-17
补充材料
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表12种不同金属材料的力学参数
| 科 Family | 属数 Number of genus | 种数 Number of species | 占总种数比例 Percentage of total species (%) | 属 Genus | 种数 Number of species | 占总种数比例 Percentage of total species (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 鹅膏菌科Amanitaceae | 2 | 11 | 5.26 | 鹅膏菌属 Amanita | 10 | 4.78 |
| 小菇科 Mycenaceae | 2 | 12 | 5.74 | 丝盖伞属 Inocybe | 5 | 2.39 |
| 多孔菌科 Polyporaceae | 8 | 14 | 6.70 | 蜡蘑属 Laccaria | 5 | 2.39 |
| 红菇科 Russulaceae | 3 | 23 | 11.00 | 小皮伞属 Marasmius | 6 | 2.87 |
| 小菇属 Mycena | 11 | 5.26 | ||||
| 光柄菇属 Pluteus | 5 | 2.39 | ||||
| 红菇属 Russula | 17 | 8.13 | ||||
| 栓菌属 Trametes | 5 | 2.39 |
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