手投式強光爆震彈發(fā)展現狀研究*

季 頂，馬永忠

（1.武警工程大學研究生大隊，西安 710086；2.武警工程大學裝備管理與保障學院，西安 710086）

0 引言

社會穩(wěn)定是我黨治國理政的重要目標。黨的十八大以來，黨中央高度重視國家安全和社會穩(wěn)定工作，并做出了一系列的重大部署。2021 年，首次把“統(tǒng)籌發(fā)展和安全”列入指導思想，將“安全”提升至與“發(fā)展”同等重要的地位。當前，我國改革處于攻堅期和深水期，社會轉型進入關鍵期，所以社會的穩(wěn)定與安全是必要的、緊迫的［1-3］。而武警部隊在擔負執(zhí)勤、處突、反恐、維穩(wěn)等任務時，傳統(tǒng)的作戰(zhàn)理念和方式已不能完全適用于處置這些事件。如果處置不當反會激化矛盾，進一步擴大事態(tài)，對任務的完成造成更大阻礙。

強光爆震彈作為一種具有良好的聲光威懾效應和作戰(zhàn)適應性的聲光類非致命彈藥，久經各個國家無數作戰(zhàn)考驗，被廣泛應用于強行驅散、武裝突擊等多種場合［4-6］。當前，國內和國際處突維穩(wěn)形勢不斷變化，民族矛盾、宗教斗爭以及地區(qū)之間的沖突暗流涌動，隨時都可能在毫無預兆的情況下發(fā)生各類突發(fā)事件［7］。因此，現役強光爆震彈的優(yōu)化設計與研制對滿足武警部隊任務需要具有重要意義。

1 強光爆震彈發(fā)展現狀

1.1 國外強光爆震彈發(fā)展現狀

國外對警用聲光類非致命彈的研究較多、起步較早、發(fā)展較快，已取得一定成果［8］。聲光彈是美國國防部1998—1999 年優(yōu)先發(fā)展的國防項目，研制的聲光彈多為子母彈和催淚、閃光、爆震多源彈，其聲光效應在5～15 m 能夠發(fā)揮作用。目前，美、英、法等國結合各國特色，不斷在實踐和實戰(zhàn)中總結經驗，研制出了多種強光爆震彈，已成為各個國家的主戰(zhàn)裝備之一，并取得了較好的作戰(zhàn)效果［9］。

1.1.1 M84 震暈彈

M84 非致命眩暈手榴彈是一種非致命、低危險、無彈片的爆炸裝置，旨在混淆、迷惑或暫時驅散潛在威脅人員的注意力。M84 震暈彈于2002 年6月被美軍首次使用，其能夠使目標人員眩暈、耳鳴、暫時性失明，特別是在封閉空間使用效果更好。M84震暈彈結構組成主要包括核心和外殼兩部分，核心裝有煙火閃光劑，用來進行爆炸，與開孔外殼一同作用，達到預期的爆震和閃光效果。該彈爆炸后彈藥不解體，無殺傷破片，有較強的聲響和閃光，作用威力較大，而且體積較小，彈體兩端最大直徑約44 mm，中間握持部分直徑約為35 mm，人機功效較好，在外軍和其警察部門中裝備使用較多。

圖1 M84 震暈彈Fig.1 M84 distracting bomb

1.1.2 7290 系列聲光彈

美國聯合戰(zhàn)術系統(tǒng)公司（CTS）研制生產的7290系列手榴彈以其較好的作戰(zhàn)效果，大量裝備部隊，主要包括7290 型閃光震暈手榴彈、7290T 型閃光震暈訓練手榴彈以及7290M 型閃光震暈袖珍手榴彈。其中，7290 型閃光震暈手榴彈是一種功能多、安全性高的防暴手榴彈［10-11］。在彈的頂部和底部各有10個與彈體軸線成15°的小孔，在距離1.5 m 處，發(fā)出175 dB 巨響，6 百萬～8 百萬燭光亮度［12-13］，其爆炸產生的光強和聲強以放射狀均勻擴散、平衡輸出，以確保不會發(fā)生危險。該彈的鋼質彈體表面經黑色氧化，彈的頂部和底部用陽極氧化的鋁合金制作。使用后無破損的彈體還可以再利用。

圖2 7290 系列聲光彈Fig.2 Series 7290 flash-bang bomb

1.1.3 美國ALS 公司聲光彈系列

美國ALS 公司聲光彈系列憑借著良好的非致命效應受到歐美發(fā)達國家的關注［14］。該公司生產的T459 型強閃光震暈彈，將子母彈概念引入該型彈藥研制設計中，引信安裝在母彈上，利用火藥能量將引信在子彈爆炸前拋出，避免致傷金屬破片產生，提高彈藥的使用安全性。在距炸點2.1 m 處能產生175 dB的聲強和2×107cd 的光強。同時，能夠產生使人精神恍惚、恐懼的白色火星［15］。該彈威力較大，不能在距離人群較近的區(qū)域投射，以免造成人員傷害。

圖3 T459 型強閃光震暈彈Fig.3 Type T459 strong flash stun grenade

1.1.4 韓國C-RICH 眩暈手榴彈

韓國C-RICH 公司自2004 年以來，一直以自己的軍事服務經驗致力于為全球客戶提供這種軍事和警察設備。其中，DK-3M 眩暈彈為爆炸型手榴彈，包含單響和3 響兩種型號。當通過拔下安全銷來激活它時，2～3 s 后它會在空中或地面爆炸，發(fā)出大約120 dB 的巨大咆哮聲。它的外殼是用塑料制成的，不會分裂，而且沒有任何金屬部件，所以爆炸時可以確保安全。因此，控制靠近或在建筑物密閉空間內的示威者或逮捕暴力罪犯是有效的［16］。

圖4 DK-3M 眩暈手榴彈Fig.4 DK-3M stun grennade

1.2 國內強光爆震彈發(fā)展現狀

與國外相比，國內相關技術的研究較晚，但發(fā)展較快，強光爆震彈也在武警和公安部門大量裝備使用。目前武警部隊主要裝備的是37 mm 手投強光爆震彈和DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈，并在武力突擊、強行驅散等處突維穩(wěn)任務中發(fā)揮著重要作用［17］。

1.2.1 37 mm 手投強光爆震彈

37 mm 手投強光爆震彈由武警工程大學生產，2015 年部隊停止采購，該彈的儲存期為5 年。該彈彈體采用圓柱型結構，彈體材料為工程塑料，爆震威力較大，距爆心1 m 處的聲壓峰值達180 dB，發(fā)光強度達6×107cd，但是在爆炸時會產生殺傷性破片，安全半徑為6 m，容易對近距離上的人員造成傷害。

圖5 37 mm 手投強光爆震彈Fig.5 37 mm hand dropped strong light stun grenade

1.2.2 DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈

DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈為陸軍2015 年定型的型號裝備，主要用于裝備地面作戰(zhàn)士兵，用于近距離作戰(zhàn)，對目標實施光、聲壓制，降低其作戰(zhàn)能力，必要時用以驅散騷亂人群。該彈彈體為全塑結構，作用后距爆心1 m 處的聲壓峰值為174～185 dB，閃光強度（1.0～2.0）×107cd。爆炸后彈體破片、延期引信構件激射，有一定殺傷性，主要用于軍事行動和防范、處置恐怖活動作戰(zhàn)中實施聲光壓制，不適合處置一般性群體性事件。此外，該彈采用隔爆機構保證勤務安全，但缺乏延期解保機構，不能完全解決脫手炸和早炸的安全隱患。

圖6 DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈Fig.6 Type DSB151 48 mm stun grenade

1.2.3 CS/BHS1 型45 mm 閃光震暈手榴彈

CS/BHS1 型45 mm 閃光震暈手榴彈是一種無破片型震暈手榴彈，該彈利用煙火閃光劑爆炸瞬時產生的強亮光和強聲響的威懾作用，使作用對象暫時失明、失聰而失去反抗能力。該彈彈體采用鋁合金圓柱彈體（側壁上打孔），內襯牛皮紙藥（內裝閃光藥劑），藥管為全密封包裝，主裝藥劑采用散裝藥，裝藥量40 g，點火方式為燃燒型，采用制式手榴彈的擊針翻板式發(fā)火機構進行點火。爆炸時，金屬殼體不破壞，只有內襯紙管破碎，起爆后1 m 距離峰值聲壓為167～183 dB，發(fā)光強度為3.5×107cd～4.5×107cd。

圖7 CS/BHS1 型45 mm 閃光震暈手榴彈Fig.7 Type CS/BHS1 45 mm flash stun grenade

幾種強光爆震彈性能指標對比如下頁表1 所示。

表1 幾種國內外典型強光爆震彈性能指標對比表Table 1 Performance index comparison table of several kinds of typical strong light stun grenades at home and abroad

當前，國內外的強光爆震彈均是立足于安全性的前提下最大化提高非致命效應而設計的。主要是通過材料的選擇、結構的設計等方式來實現非致命效果。1）采用金屬彈體材料且彈體上下或側面開泄壓孔結構，爆炸時不產生金屬破片，如M84 震暈彈、7290 系列聲光彈、CS/BHS1 型45 mm 閃光震暈手榴彈；2）采用子母式結構，可實現對目標的連續(xù)打擊，如T459 型強閃光震暈彈；3）結構裝藥量大、威懾效果好，但是會有殺傷性破片產生，如37 mm 手投強光爆震彈、DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈。

1）從安全性角度對比

強光爆震彈彈體的材料對破片、沖擊波、聲響和閃光等指標會產生直接影響。國外強光爆震彈主要采用金屬結構，原因是金屬的強度和剛度絕對值比較高，在爆震彈作用過程中通過泄壓孔對能量與力的平衡效果，使得彈體不解體，不產生破片，從而提高安全性［18］。而我國現役的強光爆震彈主要是采用塑料結構，目的是為了減弱破片的致傷能力，使破片達到非殺傷要求。其特點是質輕，具有較好的破碎性能，對熱和電具有良好的絕熱性和絕緣性，比強度、比剛度接近甚至超過金屬［19］，同時能降低生產成本，提高經濟效益和勤務性能。

2）從性能指標角度對比

國外科學家對不同聲壓級的噪聲對人體器官的影響進行了匯總分級。當聲壓級大于140 dB 時，受刺激的人可能會形成嚴重的腦損傷，使兩耳暫時失聰或永久性損傷。有資料表明，180 dB 的瞬時噪聲，會使一定比例的人耳部損傷，185 dB 的噪聲會造成人的鼓膜破裂，大于187 dB 的噪聲，會造成一定的肺部損傷［20］。從表1 看出，各國強光爆震彈的聲強效果相當，均能控制在較好的安全閾值區(qū)間。但按照美軍所設定的140 dB 安全閾值，各國彈藥的聲壓級均存在一定威脅。而從光強看，人眼強光致傷標準為1×107cd，基本上各國彈藥均對人體存在一定傷害［21］。

3）從人機工效角度對比

從重量來看，由于國外強光爆震彈大多采用金屬材料彈體，致使彈重偏大，均大于400 g，而我國強光爆震彈的重量大致在200 g 左右，更具輕便、更易攜帶。從彈徑來看，國內彈徑較國外更小，符合人體工學，持握舒適，人機功效好。

2 現役強光爆震彈存在問題

2.1 破片殺傷問題

當前我國裝備的現役強光爆震彈彈體均采用塑料材料，爆炸后彈藥解體，產生的尖銳塑料破片和延期管等金屬部件高速飛散，會對處置對象造成較大殺傷［22-24］。以DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈為例，該彈爆炸形成的破片數量多、體積及質量大。通過對其破片安全性分析，其中，配重塊和擊發(fā)座質量最大，且飛行距離遠；裝藥盒為ABS 合成材料，爆炸過程中除藥盒蓋較為完整外，盒體80%破碎成小碎片，故在使用過程中安全隱患較大［25-26］。

2.2 保險機構存在設計缺陷問題

傳統(tǒng)防暴彈藥的延期部件為火焰延期管，由于其可靠率達不到100%，導致手投爆震彈在部隊訓練和使用中多次出現早爆、瞬爆事故，對投彈人員造成嚴重傷害，大大降低了防暴彈藥的訓練水平和訓練質量，嚴重影響了部隊的使用信心和武器效能的發(fā)揮，遲滯部隊戰(zhàn)斗力的提升。由于設計理念問題和制造成本的限制，37 mm 手投強光爆震彈沒有采用隔爆機構和延期解保機構：DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈帶有隔爆機構，但沒有延期解保機構。因此，這兩種彈藥就會因火焰延期管偶發(fā)出現的“短秒”“瞬發(fā)”情況而造成彈藥早爆、瞬爆現象，無法確保部隊官兵投擲使用安全。如果在防暴彈藥保險機構中采用隔爆機構和延期解保機構，可大幅度提高投擲安全性，避免意外發(fā)火傷及我方人員及裝備［27］。

2.3 延期時間無法選擇問題

現裝備部隊的各型爆震彈均采用固定延期時間，近距離使用時處置目標有較長反應時間，易被目標撿起反投，對我方人員造成傷害。部隊執(zhí)勤、處置突發(fā)社會安全事件行動中，強光爆震彈主要用于對15 m～50 m 范圍內的鬧事群體實施驅散；擔負防范和處置恐怖活動行動時，主要用于對1 m～15 m范圍內恐怖分子實施聲光牽制及聲光震懾，因此，需要開發(fā)一種可根據任務及投擲距離選擇延期時間的引信機構，以滿足多種作戰(zhàn)任務需求，同時可有效減少處置對象撿起反投的現象［28］。

2.4 威力過大問題

37 mm 手投強光爆震彈裝藥量過多，爆炸威力過大，爆炸產生的沖擊波超壓極易對目標人員造成過度傷害，且爆炸產生的煙霧量大，容易遮蔽視線，干擾戰(zhàn)術突入行動。而DSB151 型48 mm 眩暈手榴彈破片殺傷能力較大，破片動能大于中度致傷安全閾值所規(guī)定的52 J，容易對處置對象造成過度傷害，使用安全性無法保證。

3 優(yōu)化設計思路

強光爆震彈作為極具特色，重要的一類非致命武器，它的進步恰恰反映了非致命武器的歷史發(fā)展。通過各國不斷地研究，非致命的理念也越來越具化。強光爆震彈產生的聲、光、沖擊波及破片殺傷效應體現了強光爆震彈的非致命性［29］。所以，通過分析強光爆震彈的技術狀態(tài)及優(yōu)缺點并對性能進行優(yōu)化，能更好地貼合部隊實際。

3.1 提高引信的可靠性

針對現役爆震彈的保險機構設計缺陷導致的延期件“短秒”、瞬發(fā)而造成彈藥早爆、瞬爆現象，可借鑒軍用引信隔火、延期解保技術，開發(fā)新型防暴手榴彈保險機構，防止對投彈人員造成傷害的問題，實現彈藥投擲使用的高安全與可靠性；同時可以加入冗余鎖定限位保險機構，防止意外拉發(fā)，提高彈藥的操作、攜行、運輸、儲存安全性和可靠性。可借鑒軍用手榴彈引信技術，設計手投強光爆震彈的隔火及延期解保機構。隔火機構阻斷點火通道，確保勤務狀態(tài)不會發(fā)生誤炸；延期解保機構可利用多種計時方式，通過控制點火通道打開的延時，確保勤務狀態(tài)和投擲安全距離范圍內點火通道阻斷，避免早炸和脫手炸隱患。

3.2 提高戰(zhàn)斗部的安全性

為了實現良好的非致命驅散效應，最大程度地避免對驅散對象造成傷害，為事件的處置爭取政治上的主動，便于民眾接受、減少對立面，應當確保彈藥爆炸后不解體，不產生殺傷性破片。一方面，彈體可采用金屬材料，開展無破片戰(zhàn)斗部技術；另一方面，借鑒美國7290 系列震暈彈結構技術，采用彈體端面開泄壓孔技術，控制爆轟泄壓的方向，實現彈體的低跳飛，減少跳彈對人員的傷害。

3.3 提高作用模式的可選擇性

針對武警部隊防范和處置恐怖活動維穩(wěn)作戰(zhàn)任務的不同，可創(chuàng)新采用雙模延期點火機構，根據戰(zhàn)術任務進行短延期和長延期雙模式的選擇。通過采用可重復裝定技術，選擇人機工效更好的撥動式模式選擇開關，實現任務中的多次切換，滿足防范和處置恐怖活動突入聲光壓制和處置群體性事件的作戰(zhàn)需要。

4 結論

通過研究國內外強光爆震彈的發(fā)展現狀，對比得出國內現役強光爆震彈的作戰(zhàn)能力短板，提出了較為可行的優(yōu)化設計思路。下一步，應針對有關設計思路繼續(xù)進行仿真、優(yōu)化，并證明其理論的可能性，更直觀地為新型強光爆震彈的研制提供參考依據。