手投式强光爆震弹发展现状研究*

2024-04-16马永忠

火力与指挥控制 2024年3期

季顶，马永忠

（1.武警工程大学研究生大队，西安 710086；2.武警工程大学装备管理与保障学院，西安 710086）

0 引言

社会稳定是我党治国理政的重要目标。党的十八大以来，党中央高度重视国家安全和社会稳定工作，并做出了一系列的重大部署。2021 年，首次把“统筹发展和安全”列入指导思想，将“安全”提升至与“发展”同等重要的地位。当前，我国改革处于攻坚期和深水期，社会转型进入关键期，所以社会的稳定与安全是必要的、紧迫的［1-3］。而武警部队在担负执勤、处突、反恐、维稳等任务时，传统的作战理念和方式已不能完全适用于处置这些事件。如果处置不当反会激化矛盾，进一步扩大事态，对任务的完成造成更大阻碍。

强光爆震弹作为一种具有良好的声光威慑效应和作战适应性的声光类非致命弹药，久经各个国家无数作战考验，被广泛应用于强行驱散、武装突击等多种场合［4-6］。当前，国内和国际处突维稳形势不断变化，民族矛盾、宗教斗争以及地区之间的冲突暗流涌动，随时都可能在毫无预兆的情况下发生各类突发事件［7］。因此，现役强光爆震弹的优化设计与研制对满足武警部队任务需要具有重要意义。

1 强光爆震弹发展现状

1.1 国外强光爆震弹发展现状

国外对警用声光类非致命弹的研究较多、起步较早、发展较快，已取得一定成果［8］。声光弹是美国国防部1998—1999 年优先发展的国防项目，研制的声光弹多为子母弹和催泪、闪光、爆震多源弹，其声光效应在5～15 m 能够发挥作用。目前，美、英、法等国结合各国特色，不断在实践和实战中总结经验，研制出了多种强光爆震弹，已成为各个国家的主战装备之一，并取得了较好的作战效果［9］。

1.1.1 M84 震晕弹

M84 非致命眩晕手榴弹是一种非致命、低危险、无弹片的爆炸装置，旨在混淆、迷惑或暂时驱散潜在威胁人员的注意力。M84 震晕弹于2002 年6月被美军首次使用，其能够使目标人员眩晕、耳鸣、暂时性失明，特别是在封闭空间使用效果更好。M84震晕弹结构组成主要包括核心和外壳两部分，核心装有烟火闪光剂，用来进行爆炸，与开孔外壳一同作用，达到预期的爆震和闪光效果。该弹爆炸后弹药不解体，无杀伤破片，有较强的声响和闪光，作用威力较大，而且体积较小，弹体两端最大直径约44 mm，中间握持部分直径约为35 mm，人机功效较好，在外军和其警察部门中装备使用较多。

图1 M84 震晕弹Fig.1 M84 distracting bomb

1.1.2 7290 系列声光弹

美国联合战术系统公司（CTS）研制生产的7290系列手榴弹以其较好的作战效果，大量装备部队，主要包括7290 型闪光震晕手榴弹、7290T 型闪光震晕训练手榴弹以及7290M 型闪光震晕袖珍手榴弹。其中，7290 型闪光震晕手榴弹是一种功能多、安全性高的防暴手榴弹［10-11］。在弹的顶部和底部各有10个与弹体轴线成15°的小孔，在距离1.5 m 处，发出175 dB 巨响，6 百万～8 百万烛光亮度［12-13］，其爆炸产生的光强和声强以放射状均匀扩散、平衡输出，以确保不会发生危险。该弹的钢质弹体表面经黑色氧化，弹的顶部和底部用阳极氧化的铝合金制作。使用后无破损的弹体还可以再利用。

图2 7290 系列声光弹Fig.2 Series 7290 flash-bang bomb

1.1.3 美国ALS 公司声光弹系列

美国ALS 公司声光弹系列凭借着良好的非致命效应受到欧美发达国家的关注［14］。该公司生产的T459 型强闪光震晕弹，将子母弹概念引入该型弹药研制设计中，引信安装在母弹上，利用火药能量将引信在子弹爆炸前抛出，避免致伤金属破片产生，提高弹药的使用安全性。在距炸点2.1 m 处能产生175 dB的声强和2×107cd 的光强。同时，能够产生使人精神恍惚、恐惧的白色火星［15］。该弹威力较大，不能在距离人群较近的区域投射，以免造成人员伤害。

图3 T459 型强闪光震晕弹Fig.3 Type T459 strong flash stun grenade

1.1.4 韩国C-RICH 眩晕手榴弹

韩国C-RICH 公司自2004 年以来，一直以自己的军事服务经验致力于为全球客户提供这种军事和警察设备。其中，DK-3M 眩晕弹为爆炸型手榴弹，包含单响和3 响两种型号。当通过拔下安全销来激活它时，2～3 s 后它会在空中或地面爆炸，发出大约120 dB 的巨大咆哮声。它的外壳是用塑料制成的，不会分裂，而且没有任何金属部件，所以爆炸时可以确保安全。因此，控制靠近或在建筑物密闭空间内的示威者或逮捕暴力罪犯是有效的［16］。

图4 DK-3M 眩晕手榴弹Fig.4 DK-3M stun grennade

1.2 国内强光爆震弹发展现状

与国外相比，国内相关技术的研究较晚，但发展较快，强光爆震弹也在武警和公安部门大量装备使用。目前武警部队主要装备的是37 mm 手投强光爆震弹和DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹，并在武力突击、强行驱散等处突维稳任务中发挥着重要作用［17］。

1.2.1 37 mm 手投强光爆震弹

37 mm 手投强光爆震弹由武警工程大学生产，2015 年部队停止采购，该弹的储存期为5 年。该弹弹体采用圆柱型结构，弹体材料为工程塑料，爆震威力较大，距爆心1 m 处的声压峰值达180 dB，发光强度达6×107cd，但是在爆炸时会产生杀伤性破片，安全半径为6 m，容易对近距离上的人员造成伤害。

图5 37 mm 手投强光爆震弹Fig.5 37 mm hand dropped strong light stun grenade

1.2.2 DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹

DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹为陆军2015 年定型的型号装备，主要用于装备地面作战士兵，用于近距离作战，对目标实施光、声压制，降低其作战能力，必要时用以驱散骚乱人群。该弹弹体为全塑结构，作用后距爆心1 m 处的声压峰值为174～185 dB，闪光强度（1.0～2.0）×107cd。爆炸后弹体破片、延期引信构件激射，有一定杀伤性，主要用于军事行动和防范、处置恐怖活动作战中实施声光压制，不适合处置一般性群体性事件。此外，该弹采用隔爆机构保证勤务安全，但缺乏延期解保机构，不能完全解决脱手炸和早炸的安全隐患。

图6 DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹Fig.6 Type DSB151 48 mm stun grenade

1.2.3 CS/BHS1 型45 mm 闪光震晕手榴弹

CS/BHS1 型45 mm 闪光震晕手榴弹是一种无破片型震晕手榴弹，该弹利用烟火闪光剂爆炸瞬时产生的强亮光和强声响的威慑作用，使作用对象暂时失明、失聪而失去反抗能力。该弹弹体采用铝合金圆柱弹体（侧壁上打孔），内衬牛皮纸药（内装闪光药剂），药管为全密封包装，主装药剂采用散装药，装药量40 g，点火方式为燃烧型，采用制式手榴弹的击针翻板式发火机构进行点火。爆炸时，金属壳体不破坏，只有内衬纸管破碎，起爆后1 m 距离峰值声压为167～183 dB，发光强度为3.5×107cd～4.5×107cd。

图7 CS/BHS1 型45 mm 闪光震晕手榴弹Fig.7 Type CS/BHS1 45 mm flash stun grenade

几种强光爆震弹性能指标对比如下页表1 所示。

表1 几种国内外典型强光爆震弹性能指标对比表Table 1 Performance index comparison table of several kinds of typical strong light stun grenades at home and abroad

当前，国内外的强光爆震弹均是立足于安全性的前提下最大化提高非致命效应而设计的。主要是通过材料的选择、结构的设计等方式来实现非致命效果。1）采用金属弹体材料且弹体上下或侧面开泄压孔结构，爆炸时不产生金属破片，如M84 震晕弹、7290 系列声光弹、CS/BHS1 型45 mm 闪光震晕手榴弹；2）采用子母式结构，可实现对目标的连续打击，如T459 型强闪光震晕弹；3）结构装药量大、威慑效果好，但是会有杀伤性破片产生，如37 mm 手投强光爆震弹、DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹。

1）从安全性角度对比

强光爆震弹弹体的材料对破片、冲击波、声响和闪光等指标会产生直接影响。国外强光爆震弹主要采用金属结构，原因是金属的强度和刚度绝对值比较高，在爆震弹作用过程中通过泄压孔对能量与力的平衡效果，使得弹体不解体，不产生破片，从而提高安全性［18］。而我国现役的强光爆震弹主要是采用塑料结构，目的是为了减弱破片的致伤能力，使破片达到非杀伤要求。其特点是质轻，具有较好的破碎性能，对热和电具有良好的绝热性和绝缘性，比强度、比刚度接近甚至超过金属［19］，同时能降低生产成本，提高经济效益和勤务性能。

2）从性能指标角度对比

国外科学家对不同声压级的噪声对人体器官的影响进行了汇总分级。当声压级大于140 dB 时，受刺激的人可能会形成严重的脑损伤，使两耳暂时失聪或永久性损伤。有资料表明，180 dB 的瞬时噪声，会使一定比例的人耳部损伤，185 dB 的噪声会造成人的鼓膜破裂，大于187 dB 的噪声，会造成一定的肺部损伤［20］。从表1 看出，各国强光爆震弹的声强效果相当，均能控制在较好的安全阈值区间。但按照美军所设定的140 dB 安全阈值，各国弹药的声压级均存在一定威胁。而从光强看，人眼强光致伤标准为1×107cd，基本上各国弹药均对人体存在一定伤害［21］。

3）从人机工效角度对比

从重量来看，由于国外强光爆震弹大多采用金属材料弹体，致使弹重偏大，均大于400 g，而我国强光爆震弹的重量大致在200 g 左右，更具轻便、更易携带。从弹径来看，国内弹径较国外更小，符合人体工学，持握舒适，人机功效好。

2 现役强光爆震弹存在问题

2.1 破片杀伤问题

当前我国装备的现役强光爆震弹弹体均采用塑料材料，爆炸后弹药解体，产生的尖锐塑料破片和延期管等金属部件高速飞散，会对处置对象造成较大杀伤［22-24］。以DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹为例，该弹爆炸形成的破片数量多、体积及质量大。通过对其破片安全性分析，其中，配重块和击发座质量最大，且飞行距离远；装药盒为ABS 合成材料，爆炸过程中除药盒盖较为完整外，盒体80%破碎成小碎片，故在使用过程中安全隐患较大［25-26］。

2.2 保险机构存在设计缺陷问题

传统防暴弹药的延期部件为火焰延期管，由于其可靠率达不到100%，导致手投爆震弹在部队训练和使用中多次出现早爆、瞬爆事故，对投弹人员造成严重伤害，大大降低了防暴弹药的训练水平和训练质量，严重影响了部队的使用信心和武器效能的发挥，迟滞部队战斗力的提升。由于设计理念问题和制造成本的限制，37 mm 手投强光爆震弹没有采用隔爆机构和延期解保机构：DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹带有隔爆机构，但没有延期解保机构。因此，这两种弹药就会因火焰延期管偶发出现的“短秒”“瞬发”情况而造成弹药早爆、瞬爆现象，无法确保部队官兵投掷使用安全。如果在防暴弹药保险机构中采用隔爆机构和延期解保机构，可大幅度提高投掷安全性，避免意外发火伤及我方人员及装备［27］。

2.3 延期时间无法选择问题

现装备部队的各型爆震弹均采用固定延期时间，近距离使用时处置目标有较长反应时间，易被目标捡起反投，对我方人员造成伤害。部队执勤、处置突发社会安全事件行动中，强光爆震弹主要用于对15 m～50 m 范围内的闹事群体实施驱散；担负防范和处置恐怖活动行动时，主要用于对1 m～15 m范围内恐怖分子实施声光牵制及声光震慑，因此，需要开发一种可根据任务及投掷距离选择延期时间的引信机构，以满足多种作战任务需求，同时可有效减少处置对象捡起反投的现象［28］。

2.4 威力过大问题

37 mm 手投强光爆震弹装药量过多，爆炸威力过大，爆炸产生的冲击波超压极易对目标人员造成过度伤害，且爆炸产生的烟雾量大，容易遮蔽视线，干扰战术突入行动。而DSB151 型48 mm 眩晕手榴弹破片杀伤能力较大，破片动能大于中度致伤安全阈值所规定的52 J，容易对处置对象造成过度伤害，使用安全性无法保证。

3 优化设计思路

强光爆震弹作为极具特色，重要的一类非致命武器，它的进步恰恰反映了非致命武器的历史发展。通过各国不断地研究，非致命的理念也越来越具化。强光爆震弹产生的声、光、冲击波及破片杀伤效应体现了强光爆震弹的非致命性［29］。所以，通过分析强光爆震弹的技术状态及优缺点并对性能进行优化，能更好地贴合部队实际。

3.1 提高引信的可靠性

针对现役爆震弹的保险机构设计缺陷导致的延期件“短秒”、瞬发而造成弹药早爆、瞬爆现象，可借鉴军用引信隔火、延期解保技术，开发新型防暴手榴弹保险机构，防止对投弹人员造成伤害的问题，实现弹药投掷使用的高安全与可靠性；同时可以加入冗余锁定限位保险机构，防止意外拉发，提高弹药的操作、携行、运输、储存安全性和可靠性。可借鉴军用手榴弹引信技术，设计手投强光爆震弹的隔火及延期解保机构。隔火机构阻断点火通道，确保勤务状态不会发生误炸；延期解保机构可利用多种计时方式，通过控制点火通道打开的延时，确保勤务状态和投掷安全距离范围内点火通道阻断，避免早炸和脱手炸隐患。

3.2 提高战斗部的安全性

为了实现良好的非致命驱散效应，最大程度地避免对驱散对象造成伤害，为事件的处置争取政治上的主动，便于民众接受、减少对立面，应当确保弹药爆炸后不解体，不产生杀伤性破片。一方面，弹体可采用金属材料，开展无破片战斗部技术；另一方面，借鉴美国7290 系列震晕弹结构技术，采用弹体端面开泄压孔技术，控制爆轰泄压的方向，实现弹体的低跳飞，减少跳弹对人员的伤害。