国外碳纤维焦点应用:美国空军碳纤维炸弹

美国空军已连续第三年要求拨款购买少量带有特殊碳纤维弹的炸弹,这样炸弹不太可能危及友军,甚至不会造成附带损害并意外杀死平民。2018年2月初发布的美国空军最新的2019财年预算要求中,该服务要求仅购买70磅重500磅级的碳纤维BLU-129/B,价格略高于800万美元,它被称为超低附带伤害武器或VLCDW。

美国空军的碳纤维炸弹
美国空军的碳纤维炸弹

按照这样的价格计算,每枚炸药的成本都超过116,000美元,至少是普通500磅级BLU-111/B高爆炸弹的40倍,甚至是新2,000磅级BLU-137/B掩体克星成本的五倍以上,这个数字不包括精密制导套件的成本。

尽管价格昂贵,但该武器的基本概念相对简单。当炸弹爆炸时,碳纤维主体蒸发,不会产生弹片,这些弹片最终可能会飞离引爆点,从而不会伤害无辜平民。精确制导虽然可以帮助减少意外伤害,但是一旦武器爆炸,它就无济于事。根据美国空军的预算文件,碳纤维炸弹对标准目标以外的任何东西造成伤害的可能性比标准的500磅级高爆炸弹低三倍。

用于BLU-129/B炸弹的碳纤维主体结构
用于BLU-129/B炸弹的碳纤维主体结构

碳纤维炸弹显然也是工程和材料科学的壮举,它是由美国空军与劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)共同打造,LLNL是美国能源部以设计核武器而闻名的研究中心。自1985年以来,美国能源部已与国防部建立正式关系,以使这些资源可用于常规武器的开发。

尽管碳纤维是众所周知的材料,但开发BLU-129/B的科学家和工程师不得不制造复杂的外壳,使其坚固到可以在飞行迅速的战斗机上飞行,数千英尺的坠落,可能会突破障碍物如典型建筑物的屋顶,但炸弹爆炸时仍不会产生碎片。特殊的多相爆炸(MBX)炸药可帮助确保套管完全崩解。

美国空军仅用一种配置就可以部署炸弹,并与联合直接攻击弹药(JDAM)GPS指导套件结合使用,该服务将整个系统称为GBU-38(V)5/B。地勤人员通常会使用带有DSU-33 / B接近传感器的空气炸弹引信来组装武器,炸药会在地面上方预设高度处引爆炸弹。由于炸弹的设计不能够穿透加固材料或形成致命的弹片云,因此无论在哪种配置下,炸弹的爆炸半径都相对较小,因此对坚硬的目标或散布在大范围内的敌军没有太大用处。

带有BLU-129/B炸弹的完整GBU-31(V) 5/B JDAM
带有BLU-129/B炸弹的完整GBU-31(V) 5/B JDAM

该项目自2010年启动,为了加快该项目速度,LLNL的人员大量使用了超级计算机驱动的模型和仿真来确定炸弹的外壳如何应对各种压力,从而确定其能否正常运行。根据实验室内部《科学与技术评论》2013年3月期的一篇文章,科学家和工程师通过建模而非物理测试和原型制作完成了95%的设计工作。[钱 鑫 博士]

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