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“曳光弹”的奥秘


 

       轻武器用曳光弹进行夜间射击训练时的场景。曳光弹在夜间会留下清晰的弹道轨迹,方便射手修正瞄准点(弹道末端的杂乱轨迹是碰撞目标后跳飞的曳光弹头形成的)。

 进入2013年新年后,中日钓鱼岛争端日趋显化。1月15日,日本防相小野寺五典公开表示,如果中方飞机进入钓鱼岛“日本领空”,日本将“按照国际标准采取妥当的对应措施”,经无线电警告无果,日方将向中方飞机发射“曳光弹”进行警告射击,这也应证了《产经新闻》此前报道的日本政府正着手研究相关应对措施。日方这一表态在导致钓鱼岛事态进一步升级的同时,也引起了各界的广泛关注。作为表态中的关键词之一,“曳光弹”到底为何物,发射“曳光弹”又意味着什么?

曳光弹的发展与作用

我们常常会在影视资料里看到,枪械、火炮夜间射击时,发射出的弹丸拖曳着一道高亮度的光芒,划破夜空向目标飞去,将弹丸飞行的方向、轨迹显示出来,具有这种功能的弹药就是曳光弹。曳光弹在英文中称为“tracer”,即有“追踪、描绘轨迹”之意。

在曳光弹发明之前,射击者主要依靠观察弹着点,即通过弹头溅起的烟尘或水柱,来随时修正瞄准,但在夜间或能见度较差的情况下,这一办法就行不通了。第一次世界大战加快了这种弹药的诞生,英国人在1915年研制出第一种曳光弹,口径为7.7毫米,1917年美国也为7.62×63毫米步枪弹开发了这一弹种。鉴于它在提高命中率方面的作用,因此很快普及发展并日渐成熟,应用范围也从枪弹扩大到中小口径炮弹上。最早的曳光弹仅能发出红光,后来又逐渐出现了其他色光。二战期间,各参战国军队广泛使用了带有曳光装置的各类弹药,并从此一直沿用至今。

曳光弹在军事上的用途极广,在夜间射击时,它能显示出极为醒目的弹道,以便射手及时观察弹丸落下的地点,主动修正射弹偏差,更加准确地打击敌人,炮兵在夜间射击时也经常用它来测定观察所、阵地或目标位置。因为这种弹药主要在夜晚使用,所以过去也常被误称为“夜光弹”。曳光弹发光时的温度很高,射入易燃物时会引起燃烧,在一定程度上可以代替燃烧弹使用,早在一战期间,它就被证明是对付德国齐伯林飞艇的有效弹种,因为普通弹头仅会在艇身留下弹孔、造成氢气缓慢泄漏,而曳光弹除能够帮助射手打得更准之外,还会直接点燃氢气,使飞艇爆炸坠落。曳光弹的另一大用途是指示目标,战场上环境复杂、目标很多,可能在一个位置上发现的目标,友邻部队却无法直接看到,此时就可以向目标打上几发曳光弹,让友军按弹丸落下的方向找到目标。像俄军在格罗兹尼与车臣武装的战斗中,就经常利用轻武器发射的曳光弹,来为已方的炮兵和空中力量指示敌方狙击手的藏身之处,然后集中火力将其消灭。

曳光的“秘密”

常有人认为,曳光弹能够发光在因为弹丸表面涂了一层含有磷等成份的特殊物质,在出膛后因与空气高速摩擦燃烧而发光,但这种说法是完全错误的(至今“百度百科”曳光弹相关词条仍有此类错误内容,流毒甚广),因为这点药量根本就不能保证在长达数百米甚至几千米的距离上一直保持发光,更别说难以找到在弹丸表面固定这层物质并保证日常携行时不致脱落和变质的手段了。其实,曳光弹的秘密在于其尾部装有曳光剂,后者在发射时被膛内火药气体点燃,从而发出即使在白天也可以被肉眼观察到的炽热光芒。

曳光剂和信号剂、照明剂一样,都是烟火剂的一种,三者的成分相近,一般都用硝酸钡或硝酸锶做氧化剂兼染焰剂,镁、铝粉作可燃物,树脂等作粘合钝化剂,也有另外添加碳酸锶、冰晶石作为染焰剂的。曳光弹发光时之所以会带有颜色,主要是染焰剂的功劳,锶盐会发出红光,而钡盐通过和其他成分的不同配比可发出绿、黄或白光。但三者也有区别,比如在颜色上,曳光剂以红光为主,照明剂主要是白光,而信号剂需要表达不同含义,颜色更加丰富。此外,曳光剂用量较少,同时作用距离较远,所以要求有较高的光度,镁粉的含量更高。如国产56式7.62毫米曳光弹每颗弹头所含的0.42克曳光剂中,硝酸锶占61.5%,镁粉占到23%,铝镁合金粉占6%,酚醛树脂占9.5%。由于曳光剂对火焰的敏感度较小,为了让它能够顺利点燃,还会在其表面压装一层引燃剂,56式7.62毫米曳光弹中引燃剂的重量与曳光剂相同,但硝酸锶含量变为48%,镁粉15%,酚醛树脂7%,同时还有30%的过氧化钡。此外,在曳光剂和引燃剂中间还包括一个两者各占一半的药层,称为传火剂,以保证曳光剂能够确实点燃。56式7.62毫米曳光弹在250米上的曳光率要求达到90%,800米为80%,大口径弹头曳光的有效距离更远,56式14.5毫米穿甲燃烧曳光弹要在2000米上达到80%。引燃剂和传火剂还可以起到短暂延时的作用,使弹丸在出膛后一段距离后才开始曳光,以免暴露武器所在位置。英国生产的勃朗宁12.7毫米试射曳光弹则在曳光剂表面压有一个带有凹点的垫片,发射时火药燃气从凹点处冲穿垫片并点燃药剂,待弹头离开枪口一定距离后,垫片才被药剂燃烧产生的压力冲脱,以达到延期曳光的效果。少数枪弹为简化工艺,只有曳光剂而没有引燃剂和传火剂,但这需要通过提高某些成份的比例来保证曳光率。

 各国生产和列装过的几种反坦克枪弹和大口径机枪弹。其中左起第二、第五分别是英国12.7毫米试射曳光弹和俄国14.5毫米穿甲燃烧曳光弹。图中可以看到,前者的曳光剂是装在弹芯预留盲孔里的,药剂末端装有垫片,而后者安装在单独的曳光管内,底部是开放式的。 

在枪弹中,曳光剂一般通过分层压装的方法安装在一个称为曳光管的金属盲管中,再和弹头壳、钢芯等零件组装成弹头,开口一端朝向弹尾。为防止药剂在发射时因火药气体冲击而碎裂掉落,一般管口处设有固定环或固定片。但有些结构简单或直径较小的曳光弹,曳光剂会直接装在弹头壳尾部或弹芯上预留的盲孔中。在个别特种枪弹上,曳光管还起到短延期的作用,如国内“枪代炮”训练常用的56式7.62毫米空爆弹,就是靠曳光管的高温点燃弹头内的少量抛射药,使弹头在空中解体,缩小训练时的危险区范围。

而对于炮弹来说,曳光管一般是独立的部件,同样由金属外壳和分层压装的曳光剂构成,但体积更大、结构更复杂一些,开口处通常带有防潮片,然后通过螺接等方式固定在弹丸底部。但不是所有炮弹都带有曳光管,一般情况下比较强调射击精度和高初速的,如航炮、高射炮和小口径舰炮炮弹,以及穿甲弹、穿甲爆破弹、破甲弹和碎甲弹,弹底都装有曳光管,用以在射击中修正瞄准点,而对精度要求不高或者初速较低的,如大中口径榴弹、各种特种炮弹,以及火箭弹、迫击炮弹、枪射榴弹等,则不设计曳光装置。

 国产双37毫米高射炮夜间射击时的场景。由于炮弹曳光管作用时间很短,因此弹道轨迹在达到最高点后不久即行消失。

就枪弹而言,曳光弹与普通弹有一重要区别,就是前者出膛后,随时曳光剂的燃烧,弹头的重量和质心位置一直都在发生变化,同时因装填曳光剂的需求,它的外形与普通弹也有很大差别,一般全长更长、底部较宽,因此两者的弹道并不完全相同。但为了达到利用曳光弹来修正弹道的目的,通过精心的设计和调整,一般可以保证它与普通弹在弹道特征上做到最大程度的相似。因此,在通常的有效射程内,曳光弹与普通弹并无多大区别,只是精度稍差。

标识与使用

在枪弹中,为了区别曳光弹等特种弹和普通枪弹,一般会在弹尖涂有鲜艳的色标,这也是让人误以为是这些涂在表面的颜色导致曳光弹发光的一个原因,其实这些以虫胶漆或清漆为主要成份的色标一般只覆盖弹尖的一小块地方,而且其本身并没有发光能力。不过,同样是曳光弹,在不同国家和不同时期,标识的颜色并不一致,像俄国和我国生产的曳光步机弹,比如国产53式、56式、87式步枪弹中的曳光弹,弹尖色标都采用绿色,而美国等西方国家则不一定,如在5.56毫米NATO步枪弹中,弹尖为绿色的是M855普通弹,西方常用红色和橙色做为曳光弹弹尖的色标,但在俄、中两国,这则是燃烧弹的标识方法。不过,既使是国产弹药,如我国的56式14.5毫米穿甲燃烧曳光弹,弹尖色标为紫尖红边或紫色,其中也没有绿色。同时,在有些枪弹上,曳光只是辅助功能,像56式14.5毫米燃烧弹和瞬爆弹,虽然都带有曳光管,但不仅色标上没有绿色,甚至弹种名称中也没有曳光二字。此外,因为弹尖处的色标容易被磨损掉,有些曳光弹会把底火以及弹头、弹壳接缝处也涂成与弹尖同样颜色,也有极少数如日本二战期间生产的7.7毫米枪弹,仅在后两处位置涂有色标。

 各国生产的7.62×54毫米曳光弹。从左自右分别是:保加利亚T-30曳光弹、埃及曳光弹、匈牙利T-46涂漆钢弹壳曳光弹、匈牙利T-46覆铜钢弹壳曳光弹、罗马尼亚T-46早期型覆铜钢弹壳曳光弹、东德涂漆钢弹壳近程曳光弹。弹头上均带有大小不等的绿色色标。国产的53式曳光弹外形与标识方法与罗马尼亚产品相近。

由于炮弹的体积比枪弹要大上许多,因此仅有部分小口径曳光炮弹才在弹丸上涂有色标或色带,口径稍大的炮弹一般都在弹壳(有的在弹丸上)直接标上相关字符,如国产23毫米穿甲燃烧曳光弹就是在弹壳上喷上“穿燃曳”三个字的弹种标识,而西方生产的同类炮弹则标上“API-T”(穿甲曳光燃烧弹)或“HEI-T”(高爆燃烧曳光弹)。

色标在为自动武器装弹时会发挥重要作用,在弹链或弹带上曳光弹和其他弹药是按照一定比例安排的,当然这一比例及顺序依据武器种类、作战对象和使用习惯而各不相同。比如在我国,目前23毫米航炮装弹是按照穿甲燃烧曳光弹和杀伤爆破燃烧弹1:2的比例,也就是弹链上每2发杀伤爆破燃烧弹夹着1发穿甲燃烧曳光弹,在美军中穿甲曳光燃烧弹和高爆燃烧曳光弹通常按1:4或2:3进行设置。而在中小口径机枪上,各国一般都习惯曳光弹和普通弹按1:4进行安排,每隔4发用于杀伤目标的普通弹,再插入1发用于显示和修正弹道的曳光弹。

 美国海军舰艇上供近程自卫用的7.62毫米M60通用机枪,其弹链上每4发普通弹间隔着1发橙色弹尖的M62曳光弹。

 我军战机上23毫米航炮常见的装弹顺序是,每隔2发杀伤爆炸燃烧弹装入1发穿甲燃烧曳光弹。后者弹丸本身没有色标。两种炮弹的弹种标记均以汉字简称形式直接喷涂在弹壳表面。

与信号弹、红外弹的区别

在最近的新闻报道中,有些将日本打算发射的弹种称为“信号弹”,而在网络新闻中,更有配上了自卫队预警机发射红外弹的图片。这些显然都是不正确的,因为它们的构造、用途与使用都与曳光弹有着天壤之别。

信号弹(signal flare)通过颜色、数量的组合,来达到联络或传递信息的目的,个别情况下也用来指示目标。它既有用手持信号枪射出的,也有安装在飞机或舰艇上、由专用发射器发射的。但不管是哪一种,发射出的都是以照明剂为主体、没有或仅有薄壳的“星体”。除了前述药剂成份的区别外,信号弹一般都呈圆柱状,口径较大,即使是信号枪发射的信号弹口径也在20-37毫米之间,外表有鲜明的颜色标识,抛出的“星体”颜色多样,但照度小、初速低、弹道弯曲,在空中持续时间也较曳光弹为长(普通枪弹和航炮炮弹的曳光效果只能维持约1.5-2.5秒),同时还有在白天使用的彩烟信号弹。

 国产57式26毫米信号枪及其使用的各种不同颜色的信号弹。信号弹不仅体形比一般枪弹粗大,而且表面有与内部“星体”一致的颜色标记。

红外弹(infrared decoy projectile)亦称红外诱饵弹或红外干扰弹,专供飞机或舰艇自卫使用。它的外形和结构类似信号弹,但口径和体积更大,一般采用电发火方式并备有多组,根据需要向不同方向进行齐射,弹体内装镁粉、硝化棉和粘合剂组成的混合物,抛出后即点燃并剧烈燃烧,能够发出和被保护目标具有相似光谱分布但强度更高的红外辐射,诱使敌方红外制导武器认为其是真正目标而转向追踪,而达到保护飞机或舰艇本身的目的。飞机用红外弹作用时间长达8-12秒,远高于曳光弹和信号弹,舰艇用红外弹燃烧时间更长。它和信号弹一样都属于特种弹药,本身都没有杀伤能力。

 国产的供飞机使用的LHRGK701红外弹

 美军飞机施放红外弹时的场景。红外弹一般采取多发齐射的方式,以最大可能地迷惑敌方的红外制导武器。

值得注意的是,三种弹药不仅是对应的英文完全不同,像曳光弹和信号弹这两个词汇在日文中均以日汉字的形式来表达,即“曳光弾”和“信号弾”,相互间不可能混淆。新闻中出现这样的混乱,主要还是因媒体缺少相关知识而造成的失误。

危险的“警告”

曳光弹在枪弹分类中属于战斗用枪弹中的特种弹,而炮弹则没有独立的曳光弹弹种,曳光都是作为相应弹种的附属功能而存在的,也就是说,无论是枪弹还是炮弹,曳光弹都是用于实际战斗的具有杀伤力的实弹。而所谓警告射击,一般是主权国家针对非法侵入本国领空或领海的飞机、舰艇等,采用强制方法进行驱离时的一种措施,即以自动武器向飞机、舰艇航向前方或侧旁发射曳光弹,通过明显的弹道轨迹来警告对方停止进一步的入侵行为。但曳光弹毕竟是一种实弹,而且警告射击比跟随、拦阻以及通过无线电、喇叭喊话等警告方式,具有更明显的武力威胁色彩,一旦时机或程度不当,很可能造成“擦枪走火”,甚至引发军事冲突等严重后果。钓鱼岛是中国的固有领土,日本以发射曳光弹的方式对在中国领空范围内正常巡航的中方飞机进行警告射击,本身就是一种严重违反国际法及惯例的挑衅行为。之前日本只在1987年,对进入冲绳附近领空的前苏联侦察机实施过曳光弹警告射击。此次再次作为钓鱼岛事件的应对手段提出,不但加剧了地区紧张局势,更有悖于通过对话和平解决争端的国际潮流,只会将问题进一步复杂化,而这也是中日两国和世界其他国家爱好和平的人民所最不愿意看到的。

 

 

注:本文曾以《致命的轨迹——漫话曳光弹》为题,发表在今年《兵工科技》上,日志内容略有改动。

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