某型48 mm眩暈手榴彈終點效應分析

郭三學

(武警工程大學 裝備管理與保障學院， 西安 710086)

眩暈手榴彈是利用爆炸產生的強烈聲響和炫目的閃光，刺激有生目標的耳朵和眼睛，使其產生暫時性耳聾和暫時失明的一種非致命彈藥。主要用于在有限的場地，使劫持人質的恐怖分子和罪犯暈頭轉向，逃離現場；也可用來對付群體性暴亂、騷亂等暴力活動，巨大的聲響可產生強烈的心里震懾作用，使目標產生眩暈、詫異和驚恐的感覺，達到驅散人群，控制、制服對方等防暴目的[1]。眩暈手榴彈有不同的結構形式，但都是通過爆炸的方式產生聲光效應，所以也叫閃光爆震彈、爆震彈、震昏閃光防暴彈等。此類防暴彈瞬間閃光強度一般在(1.5～3.5)×107cd，5 m處聲強峰值160～180 dB[2]。眩暈手榴彈在爆炸時不僅產生聲光效應，還會產生爆炸破片，聲響、閃光、爆炸破片會對目標產生多種終點效應[3]。隨著處置群體事件對防暴武器非致命性要求的不斷提高，眩暈手榴彈的結構和性能也在不斷改進，在確保對有生目標不造成致命性傷害的前提下，有效提高聲光效應，控制彈體破片飛散，是眩暈手榴彈技術發展的主要方向[4]。本研究通過對某型48 mm眩暈手榴彈終點效應分析，提出改進建議。

1 某型48 mm眩暈手榴彈效應

1.1 某型48 mm眩暈手榴彈結構性能指標

該型48 mm眩暈手榴彈結構原理和實物分別如圖1(a)、圖1(b)所示，主要由延期引信和彈體組成，延期引信由保險握片、拉環、保險銷、擊發座等組成，保險握片、拉環、保險銷等零件裝配在擊發座上，擊發座使用鋁材壓鑄成型；彈體由上殼體、下殼體，裝藥藥盒、橡膠塊組成；殼體底層填塞橡膠塊，通過膠粘與殼體底部相互固定，藥盒裝置在橡膠塊上，通過上殼體軸向壓緊固定，上下殼體之間、上殼體與擊發座之間都是通過螺紋連接，螺紋涂膠并使用橡膠墊片密封，殼體采用ABS塑料壓塑成形；延期引信通過螺紋和彈體連接。該彈重154～174 g，采用飛離式翻版擊發機構，配用短延期引信，延期時間1.5～2.1 s，閃光強度(1.0～2.0)×107cd，距炸點1 m處聲強峰值174～185 dB，安全半徑小于1 m，從技術指標看，既符合特戰環境要求，安全性指標也較高。

圖1 48 mm眩暈手榴彈結構原理和實物

1.2 某型48 mm眩暈手榴彈聲光效應

2018年9月，武警部隊巔峰比武軍事活動中，使用某型48 mm眩暈手榴彈80余枚，使用背景是窗戶靶手榴彈投擲，由于此彈在投出25 m左右即在空中爆炸，為此將30 m的標準投擲距離縮短到20 m，為評價作戰效果，將此彈與wk98001型37 mm強光致盲彈聲光效應進行了比較，作用場景在戶外白天，通過評判員和特戰隊員共同觀察，兩種彈設計的聲光技術指標雖然相近，但效應差別較大，37 mm強光致盲彈可見閃光，聲響震耳；48 mm眩暈手榴彈幾乎看不見閃光，聲響似鞭炮，沒有威懾力，37 mm強光致盲彈聲光效能明顯高于該型48 mm眩暈手榴彈。

1.3 某型48 mm眩暈手榴彈破片效應

48 mm眩暈手榴彈爆炸后，破片飛離距離遠，質量大，除下殼體破裂成多片外，其他所有的零部件幾乎都成為形狀完整的分離體，分散形式如下。

1) 擊發座與上殼體破片。擊發座與上殼體破片整體從與下殼體連接的螺紋處滑脫，殼體間的橡膠密封墊片完整飛離，擊發座與上殼體螺紋連接處發生了較大的相對位移，擊發座螺紋圓柱體擊穿上殼體底部，擊發座深度嵌入，上殼體嚴重扭曲變形，有的內翻，如圖2所示，此破片重57 g，一般分布在炸點30 m內，最遠達到了60 m，約35%的彈體爆炸出現此類彈片。

圖2 擊發座與上殼體破片

2) 擊發座破片。擊發座破片整體從與上殼體連接的螺紋處滑脫，密封橡膠墊片均在螺紋根部與其粘連，如圖3所示，由于是金屬材料，零件形體完整，擊發座連接螺紋沒有變形，螺牙上粘連著從殼體撕裂下的塑料螺紋絲，此類彈片質量為44 g，一般分布在炸點25 m內，最遠達到了60 m，約65%的彈體爆炸出現此彈片。

圖3 擊發座破片

3) 上殼體破片。上殼體破片分別從上下連接螺紋處滑脫，如圖4所示，其中與擊發座連接的上兩層螺紋從螺牙根部撕脫，與下殼體連接的螺紋處發生扭曲變形，下部中間連通傳火管的部分柱狀凸臺從根部發生斷裂，有的與藥盒上部連接成一個破片，該破片重13 g，一般分布在炸點20 m內，約65%的彈體爆炸出現此彈片。

圖4 上殼體破片

4) 下殼體破片。下殼體外表面軸向均勻分布4個工藝槽，彈體爆炸后，基本上從工藝槽分裂成4個破片，破片尺寸約45 mm ×30 mm，每片重3 g，如圖5(a)所示；與上殼體接觸的螺紋部分一般基本被撕裂成條絲狀破片圖5(b)；殼體底部基本上斷裂形成一個破片，其中底殼底面與橡膠塊接觸的部分有的破裂形成直徑30 mm的破片，有的已經破裂但沒有分離，如圖5(c)、圖5(d)所示，這些破片一般分布在炸點10 m左右，質量為4～6 g。

圖5 下殼體破片

5) 橡膠塊。橡膠塊裝置在殼體底部，重46 g，爆炸后，橡膠塊完整飛離，部分還粘連著與其相接觸直徑30 mm殼體底部破片，如圖6所示，破片基本分布在炸點30 m范圍內，最遠達到60 m。

圖6 橡膠塊

6) 藥盒破片。藥盒由藥盒上體、藥盒下體兩部分組成，爆炸后，分解成上下體兩個破片，如圖7(a)所示，分別重3 g、2 g，分散在炸點10 m范圍，藥盒上下體部分基本保持完整，部分上殼體柱狀凸臺斷裂鑲嵌在藥盒上體中，也有部分傳火管嵌入其中，如圖7(b)。

圖7 藥盒破片

2 某型眩暈手榴彈終點效應分析

2.1 影響眩暈手榴彈效應原因

1) 結構設計。某型48 mm眩暈手榴彈上下殼體、上殼體與擊發座螺紋連接處，采用了涂膠并加橡膠墊片密封的方式，殼內裝置了藥盒和橡膠塊，零件數量多。由于橡膠墊片、殼體的塑料材質、金屬擊發座熱脹系數不同，所以，彈體爆炸瞬間高溫情況下，上下殼體、上殼體與擊發座是從受熱變形最快的螺紋連接橡膠墊片處滑脫成為破片，橡膠墊片密封成為彈體結構內壓力作用最薄弱的環節，同時上殼體塑料材料受熱快速變軟，在內壓力作用下，鋁材擊發座在螺紋連接處與其發生相對運動，致使上殼體嚴重扭曲變形，由于沒有形成足夠大的爆炸內壓，彈體內的零部件基本沒有破碎，保持形體完整，形成了質量大的破片，無形之中降低了該彈的安全性。在防暴彈設計中，螺紋間密封采用橡膠墊片，由于受熱變形大，彈體易于從連接處滑落，彈內難以形成較高的內壓，這是影響彈體聲響和產生較大質量破片的主要原因。

2) 裝藥量。該型48 mm眩暈手榴彈重154～174 g，收集到的彈體破片質量約140 g，由于裝藥置于藥盒內，藥盒空間有限，這樣估算裝藥最多也就10 g多，顯然是采用了小藥量爆炸的方式產生聲光效應，這是一種較為安全的設計手段。相比而言，wk98001型37 mm強光致盲彈結構簡單，彈殼內全部是裝藥，無其他零件，裝藥60 g，爆炸后殼體基本形成小破片，兩種彈聲光效能有較大差距，除結構設計因素外，裝藥量也是主要的影響因素。

3) 效應對比。wk98001型37 mm強光致盲彈破片最大質量4.8 g[5]，質量小于1 g的破片占破片數的66.7%；破片可擊穿距爆心1 m處10 mm厚的膠木板，試驗證明彈片在1 m對有生目標能造成致命性傷害；48 mm眩暈手榴彈彈片擊發座、上殼體、橡膠塊，藥盒等幾乎都成為形體完整的彈片，最大質量57 g，最小質量也3 g，雖然此彈裝藥量少，但是大多彈片飛行10 m以上，若按照37 mm強光致盲彈彈片飛行初速計算[5]，在1 m處的動能明顯高于破片致傷最低標準79 J，比動能大于擦傷皮膚的最小比動能9.8 J/cm2，此彈技術參數所說安全半徑小于等于1 m與實際完全不符。

2.2 提高眩暈手榴彈安全性的措施

通過以上分析，48 mm眩暈手榴彈通過聲光作用難以實現對有生目標的眩暈效應，同時大質量的破片還存在安全性隱患，不能實現非致命戰術要求，從技術性能要求出發，應采取如下的改進措施：

1) 改進零部件連接密封方式。防暴彈部件螺紋連接密封采用橡膠墊片是一種很不科學的方法。現裝備部隊的爆炸式防暴彈基本采用塑性材料，上下殼體大多采用膠粘的連接方式，連接如同整體，聲音有爆震效果，膠粘是實踐驗證非常有效的連接方法，即使通過螺紋并涂膠的方式，都不應使用橡膠密封墊片，此彈零部件都是在螺紋處滑脫形成破片，主要原因還是橡膠墊片受熱快速變形，成為彈體結構受力的薄弱環節。

2) 減少彈體結構部件。防暴彈結構設計應簡單明了，盡量減少不必要的零部件，防止成為致命的破片。該彈彈殼內設計了藥盒、殼底部裝置了橡膠塊等零部件，爆炸后這些零件都形成了飛離破片，這些部件完全都應一體化，沒有必要單獨設置裝配。

3) 增加裝藥。彈體采用多少裝藥量，應確保終點聲光效應達到戰術效果最佳為目的，如果減少裝藥純粹為了安全而難以實現對有生目標的眩暈效應，則失去了防暴彈的應有效應。在安全閾值內，提高彈體終點效應主要的手段還是適當提高裝藥量，同時改進彈體結構使彈體內壓力增大。

4) 采用全塑彈體。該彈使用鋁材質的擊發機構，彈體爆炸后，擊發座整體從連接螺紋處滑脫，形成質量較大的破片。為避免形成較大的破片，擊發座也應采用塑料材質，現裝備部隊的爆炸式防暴彈，基本采用全塑彈體，爆炸后，彈筒和擊發座形成了質量很小的破片，對目標形不成傷害。

5) 設計鋼制外彈筒。通過制作鋼制外彈筒，在外彈筒均勻分布一定數量的小孔[5]。內彈體裝藥爆炸后，能量從小孔釋放出去，產生的爆炸聲響和耀眼閃光能量以放射狀均勻擴散、平衡輸出，爆炸產物以及破片在金屬筒內不會飛散，確保了安全性，使用后金屬筒還可以重復利用，提高了經濟性。

3 結論

眩暈手榴彈要實現聲光效應對有生目標的眩暈效果，彈體在設計時，結構部件應聯接可靠，爆炸時要產生足夠的內壓力使其發生巨大聲響實現暫時性耳聾；裝藥量應以爆炸閃光使目標暫時性失明為技術依據；減少結構部件，確保不產生致命性破片，這才能使眩暈手榴彈聲光效應滿足特戰要求。