第二节 典型战斗部

一、活性破片战斗部

（一）军事需求

活性破片是弹药新材料应用的一个重要代表，其军事需要源于打击和摧毁巡航导弹和杰达姆（JDAM）联合攻击弹药等精确制导武器，因为巡航导弹和JDAM一般为防区外投射，制导精度高，爆炸当量大，是严重的空中威胁，难于拦截和摧毁，这些弹药具有很厚的外壳，普通惰性破片材料难以侵入其内部并引爆装药，因此，难以达到拦截并摧毁的目的。

由于导弹装药普遍采用的是钝感推进剂，传统破片即使打中该类弹药，也仅仅是穿肠而过，留下一弹孔而已，除非精确打击到其敏感部件，否则不会引起导弹的爆炸及销毁。为了对抗该类弹药，研究人员研发了新型含能材料，以解决穿透厚重的壳体并引爆主装药问题。

（二）活性破片

活性破片是指用活性材料（金属-氟化物，金属间化合物）作为破片，在高速撞击下发生燃烧或爆炸，所以国外也称为“撞击引发的含能材料”。

活性破片由反应性亚稳态材料组成，当其碰撞和侵彻目标时，活性材料发生化学反应释放出所含化学能，产生快速燃烧甚至爆炸作用，从而对目标产生显著的燃烧甚至爆炸毁伤效应。活性破片的毁伤能量除动能外，还有数倍于其动能的活性材料化学能，对目标的毁伤是动能侵彻毁伤和内爆毁伤耦合作用下的高效复合毁伤，活性材料通常有铝热剂、金属间化合物、金属/聚合物、亚稳态分子间复合材料和金属氢化物等。活性破片的毁伤机制主要有以下几个方面及相互累积效应：活性破片穿孔时产生的化学反应，在目标内部产生高温毁伤效应；爆炸产生的冲击波或爆炸波在目标内部产生增强冲量毁伤；超压；反应生成物对电子元件的短路破坏；活性材料与关键组件的反应。通过活性破片的应用，可革命性地提升防空反导战斗部的毁伤威力，突破惰性破片难以“引燃航空燃油、引爆屏蔽低易损炸药”这一瓶颈。

活性破片在打击导弹目标时，如果导弹装药足够钝感，即使破片能量足够大，可以穿透弹体，也基本不影响导弹的继续作用。而目前按照欧美国家的钝感弹药的标准，导弹的装药可以很钝感，能够抵御子弹的侵入而不发生爆炸，但活性破片侵入后，除了引发自身的燃烧，还会在密闭空间内造成爆炸效应，进而引发主装药的爆炸，达到命中并毁伤的目的。目前，活性破片仍处于研发阶段，但也有不少成果显现，美军研制的典型的高密度活性材料（HDRM）具有铝的强度、钢的密度，能量为1.5倍TNT当量。美海军水面作战中心于2011年12月对该高密度活性材料进行了演示验证试验，用该材料代替传统战斗部的钢壳，提升了爆炸威力及对敌目标的毁伤能力。所演示的高密度活性材料已经展现了增强的爆轰、多相及活性破片效果。

（三）活性破片战斗部的关键技术

其关键的技术是如何保证破片材料既具有足够的强度以实现侵彻载荷并保证穿深，又能保证穿透目标时材料强度足够低，确保穿透一定程度后可以可靠引发反应释放化学潜能，因此，该技术的两大关键为侵彻能力和反应控制能力的匹配。

（四）研究现状

美国高度重视活性材料的研究，美国国家科学研究委员会（National Research Council）将“活性材料”技术列入其“高级含能材料”（Advanced Energetic Materials）计划中。美国面武器研究中心（NSWC）在海军研究所（ONR）的主导和支持下设立了先进活性材料研究项目（Advanced Reactive Materials Program），在活性破片制备工艺、活性破片撞击诱发条件和机理、活性材料的能量释放规律、活性破片综合毁伤机理等方面均进行了深入的研究。在活性破片毁伤机理和毁伤评估方面，NSWC采用了直接撞击、间接撞击、两步撞击等试验方法，以研究活性破片在不同的撞击条件和撞击速度下的反应情况，并建立了标准的排气容器量热法（Vented Chamber Calorimetry，VCC），以研究活性破片的反应条件、反应机理、能量释放规律、毁伤机理及毁伤威力评估。

同时，美国积极开展活性破片战斗部技术研究，参与该项目的单位主要有美国海军部（DON）、海军研究所（ONR）、海军面武器中心NSWC-Dahlgren、NSWC-IH Eglin Air Force Base、ATK-Thiokol Propulsion等。2000年，美国在其国防技术发展计划中，正式将活性破片战斗部技术列为国防重点创新技术进行研究；在国防技术目标（Defense Technology Objectives for DTAP）中专门设立了代号为WE-54的活性破片战斗部先进技术演示项目（Reactive Material Warhead ATD）。据文献资料调研和分析，美国活性破片的潜在应用前景为导弹防御系统中的防空导弹杀伤战斗部，进行“标准”-3型和“爱国者”-3型导弹战斗部的活性破片应用，以提高导弹的毁伤威力。2002年12月9日，ONR在“活性材料增强战斗部”项目支持下研发了活性破片战斗部。其活性破片材料是以塑性材料为基体混入一些粉末状金属材料制成的复合材料，活性破片撞击目标时，金属材料和塑性基体发生化学反应，释放能量。根据资料报道，该战斗部的威力是惰性破片战斗部威力的5倍。

俄罗斯也十分重视活性材料技术的发展，俄罗斯科学院（Russian Academy of Science）和俄罗斯基础研究基金会（Russian Foundation for Basic Research）专门下发了多个活性材料研究项目。谢苗诺夫化学物理研究所（Semenov Institute of Chemical Physics）和高能量密度物质研究所（Institute of High Energy Densities）在活性材料相关研究项目的支持下，开展了金属和含氟聚合物，金属、含氟聚合物和高能炸药型等多种活性材料配方设计、制备工艺、毁伤机理和毁伤效应研究。

国内，多家研究机构对活性破片技术也进行了研究。杨华楠、廖雪松等阐述了含能破片的毁伤原理、结构组成、国内外的发展情况，分析了制约含能破片工程化应用的关键技术，指出了含能破片的研究方向；刘智华探讨了配方组成与含能破片性能之间的关系，通过优化设计，确定了最终配方的组成，并采用自然固化的方式按照所设计的最终配方成功制备了燃烧式含能破片；何源、何勇等用理论分析和LS-DYNA研究了不同靶板材料、不同头部厚度的含能破片冲击侵彻过程和释能时间，得到了释能时间与侵彻过程的关系；黄亨建、黄辉等设计制备了一种ϕ10mm×10mm的铝/聚四氟乙烯含能破片，并且通过毁伤性试验表明该破片除具有对目标的动能打击外，还具有爆炸、冲击超压、高温作用、纵火等复合毁伤打击，验证了其毁伤性明显优于同尺寸的钢破片；王海福、刘宗伟提出了一种动态测量活性破片能量输出特性的方法，采用弹道发射的方式，通过试验测量了3种不同配方活性破片的能量输出特性，结果表明：当活性破片以约1500 m/s的速度与目标碰撞时，所释放的化学能约为动能的5倍，大幅提高了毁伤目标的能力；叶小军设计了一种引燃式含能破片，并对含能破片撞击、引燃带壳炸药的机理进行了理论分析与试验验证，研究了不同主装药材料、主装药直径，起爆方式，缓冲衬材料、缓冲衬厚度、端盖材料对破片的速度及压力影响；叶小军、李向东研究了新型含能破片低速撞击并引燃屏蔽炸药的机理，结果表明，含能破片对屏蔽炸药引燃的撞击速度为631～925m/s，远低于冲击起爆的阈值速度1450m/s；谢春雨通过理论分析和数值模拟方法对含能破片爆炸加载过程的安定性进行了研究，得到了含能破片的临界起爆能量判据，建立了含能破片冲击反应的临界起爆条件；李杰以“战斧”巡航导弹作为研究对象，开展了活性材料破片的设计工作，并通过数值仿真和冲击起爆试验，初步得到了临界引爆目标靶的速度值，以及含能材料的临界起爆公式；李旭锋在对巡航导弹战斗部舱段结构和材料特性进行详细分析和研究的基础上，确立了爆炸式含能破片的设计方案，通过数值计算和试验得到了含能破片引爆战斗部的一般规律。

二、高密度惰性金属战斗部

（一）军事需求分析

在现代及未来战争中，大范围、完全摧毁式的毁伤已经不是战争的唯一目标。在有些情况下，在准确命中目标的同时，有效控制毁伤范围与程度，保护临近的非打击目标成为战争的目的。本项目在这一需求背景情况下，提出通过开展高密度惰性金属炸药（Dense Inert Metal Explosive，DIME）及战斗部结构研究，得到有效控制毁伤范围的新型战斗部技术，即高密度惰性金属炸药战斗部技术。

DIME武器的特殊之处在于其终点效应，战斗部作用可以很好地控制其毁伤范围。在现代及未来战争中，精确打击重点军事目标是核心内容之一，既要对打击目标实施有效毁伤，同时又要避免波及临近的非军事目标。例如，在城市作战中，军事目标与非军事目标紧邻，战斗人员与非战斗人员接近。选择能够有效控制毁伤范围的武器可以避免伤及无辜人员及建筑结构。为此，该项目的研究有着较好的军事需求。

（二）基本概念与内涵

常规武器对目标的毁伤主要依靠破片和爆炸冲击波等元素，其毁伤范围取决于破片的飞散距离和冲击波压力场作用范围。这些毁伤元素不能同时实现所需毁伤范围内高效毁伤和不需毁伤范围内不毁伤的目的。DIME武器是一种可控制毁伤范围的新型武器，其最基本的作用特点是在毁伤范围内，威力大，毁伤效率高；但在其毁伤范围以外，其毁伤能力迅速下降，甚至不产生任何毁伤。

DIME战斗部采用新型装药和新型战斗部结构。DIME战斗部装药，主要由高能炸药和高密度惰性金属粉末构成，高密度惰性金属粉末通常包括含钴、镍和铁等重金属的钨合金（HMTA），“惰性金属”指的是金属不参与爆轰反应（这与通常使用的含铝炸药完全不同）。通过战斗部爆炸产生的不参与反应的高密度金属粒子飞散距离控制作用半径，毁伤元素是具有高动能的金属粉末粒子流。在作用半径范围内，金属粉末具有高速度和大密度，具有很大的毁伤动能，又由于金属粉末速度衰减迅速，可有效控制粉末飞散距离，DIME武器毁伤距离即为金属粉末飞散距离。DIME战斗部结构，其壳体不是采用通常的金属材料，而是低密度碳纤维或环氧基等复合材料。该战斗部壳体材料不形成破片，同样能够控制飞散距离。该战斗部材料及结构具有较高的强度，具有很强的侵彻能力。

（三）基本原理

战斗部装药起爆后，碳纤维等材料组成的壳体解体，形成非常细小的纤维丝；炸药中的高密度重金属粉末在炸药产物的裹挟下，向四处飞散，同时被加热，形成高速高温金属粉末粒子流，这些粉末粒子具有很大的毁伤动能；由于炸药中的重金属粉末尺寸非常细小，在空气阻力作用下，速度衰减迅速，由此可控制高速高温金属粉末粒子的毁伤作用范围。图3-2为DIME战斗部作用时，高速金属粉末粒子运动情况。

DIME战斗部毁伤目标主要是人员和高价值装备。DIME战斗部结构具有较高强度，可以侵彻进入一定厚度的防护结构内部，如钢筋混凝土工事、飞机机库等，能够有效打击内部人员与高价值装备。

DIME战斗部的主要毁伤元素是高速高温的高密度惰性金属粉末粒子，这些粒子形成细小的高速粒子流，对人员、结构产生冲击、切割及灼烧等效应。DIME战斗部金属粉末颗粒飞行距离可控制，在作用范围内产生完全毁伤，在作用范围外不产生毁伤。这与杀爆弹及云爆弹等武器作用机理有显著区别。

DIME战斗部对人体毁伤极为严重，主要表现为被高速高温粒子流切断肢体及灼伤。DIME战斗部对车辆、舰船、飞机、雷达等高价值目标也具有独特的毁伤效果。

（四）系统构成

DIME战斗部依据其不同应用平台，如导弹、部分火箭弹及部分榴弹等，可构成不同的系统。就DIME战斗部而言，其结构主要由DIME装药（包括起爆药、粒子驱动装药）和战斗部壳体（结构、材料）组成。

在现代及未来战争中，大范围、完全摧毁式的毁伤已经不是战争的唯一目标。在有些情况下，准确命中目标的同时，有效控制毁伤范围与程度，保护邻近的非打击目标成为战争的目的。在这一需求背景情况下，美国等国家提出通过特殊的结构及装药设计，得到可以有效控制毁伤范围的新型战斗部技术。高密度惰性金属炸药（DIME）及战斗部技术是其典型代表。

DIME武器是一种全新的武器装备。美国洛斯·阿拉莫斯（Los Alamos）国家实验室于21世纪初开始研究，但公开报道的技术信息非常少。DIME武器的使用最早见于2006年10月中旬意大利RAI电视台的报道。报道中称以色列在加沙地带使用了一种DIME新型武器。以色列日报（Haaretz）进行了进一步报道，这种武器是从雄蜂战机发射，对人员引起了“非常严重”的物理伤害。加沙地带的医生也注意到他们所处理的伤口形态不同寻常，在切口处发现严重烧伤但没有金属破片。美国一些网站也有相关报道。

DIME武器是作为小作用范围弹药（Small Diameter Bomb，SDB）的一个特殊的毁伤聚焦弹药（Focused Lethality Munition，FLM）类型来研制的。目前美军已为此项研究安排充足研究经费。

图3-3为美军研制的GBU-39 SDB（Small Diameter Bomb）武器的结构示意图，DIME战斗部与其相类似。

图3-4为GBU-39 SDB战斗部外形图。图3-5为GBU-39 SDB的悬挂系统。图3-6为GBU-39 SDB在飞机上的状态。

GBU-39 SDB直径约189mm，装DIME装药22.5kg，可形成大约7.5m的毁伤半径。

虽然DIME武器研究处于高度保密状态，根据有限资料分析，其作用毁伤机理新颖，属于概念创新。这种武器是现代和未来发展弹药的重要方向之一。

我国密切关注国外DIME武器的发展，在2006年10月中旬意大利RAI电视台的报道公布后，便积极开展了资料收集和概念论证工作。2007年中期，着重开展DIME武器的概念研究和作用机理研究，经过理论分析和摸底试验，对DIME武器的武器概念和作用机理有了进一步了解，同时对DIME战斗部的关键技术有了初步认识。

DIME武器是一种全新的武器装备。美国、以色列等国家已经基本完成机理研究，突破了DIME装药配方设计、战斗部结构设计等关键技术，并已开展了武器装备研制。

三、定向破片战斗部

（一）军事需求

为了增加对飞机、导弹等高速目标的毁伤效率，美国首先提出了定向战斗部概念，即把战斗部炸药能量集中在某一方向，提高炸药能量利用率。

目前常规防空导弹（地空导弹、空空导弹）战斗部主要是针对飞机、导弹等目标发展研制的，大多采用普通杀伤战斗部结构，采用轴心起爆方式，其毁伤元数量和速度沿圆周方向均匀分布，弹药起爆后破片均匀地向四周飞散，在整个杀伤区域内只有小部分的破片分布在目标区，对于单一的空中目标如导弹、飞机等来说，只有小部分的破片能够击中目标，起到毁伤作用，并且破片速度较低，一般在2000m/s左右，战斗部破片利用率和能量利用率较低，对导弹类目标的毁伤存在一定的局限性，达不到高效毁伤目的。如何进一步提高防空导弹的毁伤威力从而实现对多种空中目标的高效毁伤，已成为当前世界各国防空导弹的发展重点和技术关键。定向战斗部就是基于这种需求应运而生的。

定向战斗部是随着防空反导的作战需求而快速发展起来的一种新型高效毁伤战斗部技术，具有炸药装药能量利用率高、在目标方向打击能量集中、毁伤威力大等特点，适宜对多种空中目标的高效毁伤，兼顾了反导和反飞机双重作战需求，成为当前防空导弹战斗部发展的主要方向。

（二）定向战斗部的分类

从装药能量利用率角度出发，根据作用方式，定向战斗部可分为波形控制定向战斗部、爆炸变形定向战斗部、可控旋转定向战斗部（机械转动式和机械展开式）和破片内置定向战斗部。

波形控制定向战斗部，也称为偏心起爆式定向战斗部，它利用爆炸逻辑网络实现偏心起爆，使更多破片以更高速度飞向目标区域，偏心起爆式定向战斗部只是起爆方式的改变，反应时间短，在工程上较易实现，是目前研究最为活跃的定向战斗部，是防空反导战斗部发展的重要方向之一；爆炸变形定向战斗部通过辅助装药（亦称变形装药）爆炸使壳体和主装药发生变形，使目标方向上的破片密度和初速显著提高，爆炸变形战斗部需要两次引爆，对战斗部装药和起爆隔爆系统都提出了苛刻要求，但该战斗部在目标方向的破片密度和初速有较大幅度的提高，被认为是最有发展前途的定向战斗部；可控旋转定向战斗部仅在战斗部一定扇形区域内排布破片，由机械装置控制将破片区域转向目标，提高破片和炸药能量利用率，但机械转动或机械变形都需要10ms量级的响应时间，在导弹与目标快速运动的情况下，战斗部无法实现快速精确定向，该因素制约了该类战斗部的发展；破片内置定向战斗部将破片放在中心而将装药放在外围，其优点是破片利用率高，但带来的缺点是破片初速将大大降低。

（三）原理及作用机制

本节以爆炸变形定向战斗部为例，介绍定向原理及破片作用机制。

圆柱形定向破片战斗部的结构（剖面图）如图3-7（a）所示。

爆炸变形定向战斗部的作用原理：在引信确定目标位置后，起爆辅助装药，其他辅助装药在隔爆衰减设计下不被引爆。在辅助装药的爆轰加载下，弹体在目标方向上形成一个变形面，随后背离目标方向的传爆管引爆主装药。主装药爆轰后变形面上所形成的破片大部分飞向目标方向，从而达到对目标实施高效毁伤的目的。

图3-7为爆炸变形式定向战斗部作用过程示意图。

图3-7中展示的是圆柱形的定向破片战斗部的横截面，内部是主装药部分，图3-7（a）为初速战斗部装药结构的横断面，其中外部的块体为爆炸变形式战斗部的辅助装药，主装药和辅助装药中间的环状部分为嵌入定向战斗部的预制破片。

为了既能夹持破片，又不至于对破片产生过大的阻力，内外壳体的材料不能太脆，要求延展性较好，而且有一定的强度。辅助装药应能为壳体尽快并且理想成形提供足够的能量，并尽可能少占体积，这样在有限的体积内提高主装药的装药量，尤其是在壳体变形过程中不能殉爆主装药，要与主装药匹配。主装药的可塑性要好，易变形，且驱动做功能力强，另一方面要求主装药比较钝感，不易殉爆。

主/辅起爆延时控制是通过电路来实现的，其原理是利用电路脉冲信号实现计数，从而精确地实现了两次起爆的时间差。辅助装药起爆点设在顶部一点，以滑移爆轰的形式向下传爆。辅助装药起爆后，再经过给定的起爆延时，起爆主装药驱动壳体和预制破片。

作用原理：当目标出现时，通过弹载的传感器感受到目标方位，此时，弹载计算机发出指令，靠近目标的辅助装药首先起爆，即图3-7（b）的右侧部分，从而使得战斗部发生变形，形成图3-7（c）的结构，当弹体距离目标达到杀伤半径范围内时，在起爆控制系统的作用下，与目标相背的方向的辅助装药起爆引发主装药起爆，形成聚集的破片群向目标飞散，如图3-7（d）所示，破片速度和数量得到增强，实现对目标的高效毁伤，从而达到提高毁伤效率的目的。

（四）关键技术

定向破片战斗部的关键技术有多方位探测技术、定向引信技术、智能起爆控制技术。

（五）研究现状

最早开展的定向破片技术研究可追溯到德国V2火箭采用的“车头灯”式破片定向抛射战斗部。自20世纪60年代起，随着制导和引战技术的发展，定向战斗部技术研究和型号研制开始蓬勃发展。目前，国外军事强国已研制并装备了多个定向战斗部型号产品，典型代表有美国“爱国者”PAC-3最新改进型导弹战斗部、美国先进中距离空空导弹AIM-120战斗部、俄罗斯S-300V和S-400V防空导弹战斗部、以色列“怪蛇”防空导弹战斗部等。

四、串联战斗部

（一）串联战斗部概念及分类

1.串联破甲战斗部

采用两级聚能装药，有效打击具有反应装甲防护的目标。

2.串联随进战斗部

采用破甲-穿甲结构，前级射流开坑，后级弹体随进，有效攻击地下硬目标。

（二）串联破甲战斗部

1.军事需求

打击具有反应装甲防护的目标。

现代坦克，特别是俄制坦克在主装甲外面披挂了大量的反应装甲来对自身防护，外层反应装甲内部装有高能炸药，当聚能装药的破甲弹打击装甲车辆时，它所形成的金属射流首先冲击反应装甲内部装药，引爆反应装甲，爆炸后反应装甲的盖板将在炸药的作用下向两边做飞散运动，以此来干扰来袭射弹的金属射流，消耗金属射流能量，降低金属射流对主装甲的侵彻能力。串联破甲弹就是为了打击这类具有反应装甲的装甲目标。

2.典型结构及作用过程

典型装备有英国“米兰”反坦克导弹，如图3-8所示。

它由两级聚能装药组成，前级装药位于导弹前面鼻锥部，聚能装药的当量较低，主要用于触发反应装甲使其爆炸，真正对装甲进行毁伤的后级聚能装药。

其作用过程为：前级结构撞击反应装甲，引信解除保险，前级装药被引爆，形成金属射流，对反应装甲进行打击。反应装甲在金属射流的作用下发生爆炸，驱动盖板向两边飞散和抛掷，此时主装甲已完全暴露于射弹面前，串联战斗部的主装药起爆，形成金属射流攻击目标主装甲，从而完成对该类目标的毁伤。

我国的“红箭”9破甲弹和俄罗斯的RPG-30火箭弹的战斗部均属于这类串联破甲战斗部。

“红箭”9破甲弹：串联破甲装药，最大静破甲威力1200mm，动破甲威力320mm/68°，被誉为“坦克杀手”。

3.串联随进战斗部

随进战斗部的作用原理是利用第一级成形装药或自锻弹丸战斗部在目标上打一个孔，延时爆炸的第二级杀伤、温压或燃烧战斗部通过这个孔进入目标内部，摧毁目标或使目标失能。这种战斗部非常适合日益升温的城市战，既能摧毁掩体、侵彻建筑物，又能有效对付轻型装甲及其他车辆。

应德国陆军对这种肩射多用途武器的要求，迪尔公司和狄那米特诺贝尔公司联合研制出了用于巷战的“铁拳”3随进杀伤弹，如图3-9所示。它的第一级战斗部药型罩直径为106mm，装药约700g，可以穿透17mm厚的轧制匀质装甲钢板、360mm厚的钢筋混凝土、500mm厚的砖墙和1300mm厚的沙袋墙。第二级为随进杀伤战斗部，在第一级穿透目标后，经电子延时，可随进一个口径47mm、装药100g的小型榴弹。该榴弹起爆后，形成的破片数多达900枚，杀伤半径达15m，对建筑物或车辆内部的人员、仪器设备产生毁灭性的效果。如果手榴弹内装温压剂，则对密闭或半密闭空间内有生力量的毁伤效果将更大。

瑞士的RUAG公司正在研究一种综合效应战斗部概念，如图3-10所示。其主装药产生破甲效应，主装药后面是模块化装药侵彻弹丸。

五、多模战斗部

（一）军事需求

多模式战斗部能够有效减少弹药的种类，提高打击战术目标的准确性，进而简化生产和运输、存储等环节，提高部队的遂行保障能力。

为了打击战场上各种类型的战术目标，传统的弹药系统根据用途的不同，研制了多种型号和规格。弹药的多品种、多型号，其弊端显而易见：首先，对后勤保障和军需供应带来了一定的难度；其次，给使用者带来许多不便，不仅需要长途运输，而且还会对战场上出现的不同目标，选用不同的弹药，在短时间内就必须进行判断和选择，出错的情况随时可能发生，故此容易错过稍纵即逝的战机。有鉴于此，减少弹药的种类，向着“一专多能”的方向发展，成为许多国家弹药研究规划中的一个重要目标，即开展多模式战斗部及其相关技术的研究。

（二）概念及特点

多模式战斗部，亦称为可选择战斗部（Selectable Warhead），是指根据目标类型而自适应选择不同作用模式的战斗部，它包括多模式爆炸成形侵彻体（EFP）战斗部和多模式聚能装药（SC）战斗部。多模战斗部主要采取独特的机构设计，结合多种作用方式的起爆技术，可针对不同类型的目标形成优化的毁伤元，达到较好的杀伤效果。

多模战斗部是典型的依靠多点起爆或多次起爆来实现高效毁伤、多功能毁伤的战斗部。其特点是采用多种起爆模式，自适应目标类型，实现一弹多用途。多模式战斗部能够有效减少弹药的种类，提高打击战术目标的准确性，进而简化生产和运输、存储等环节，提高部队的遂行保障能力，属于典型的信息化智能弹药。

（三）作用模式及过程

装药结构是单一的，但会预设多个起爆点，或者说是多个起爆点的序列起爆组合，根据面临目标的不同，将采用不同的起爆策略，以此生成不同的毁伤元素来更高效地打击目标。假如弹药距离目标较远，通过多模战斗部技术，它将形成金属的爆炸成型弹丸、以大炸高方式来杀伤硬目标，但如果距离目标较近，毁伤的目标又是硬目标，在多模战斗部根据智能决策系统提供的信息将形成射流模式以小炸高的方式攻击硬目标，如果探测到的目标为轻型装甲目标，比如说导弹发射车、雷达车等，该战斗部通过起爆控制，形成大量的破片，通过中炸高破片来杀伤轻型的软目标。所以说该种战斗部能够适应多种类型的战场目标。

其作用过程为弹载传感器探测、识别并分类目标的信息（确定目标是坦克、装甲人员输送车、直升机、人员还是掩体）与攻击信息（如炸高、攻击角、速度等）相结合，通过弹载选择算法确定最有效的战斗部输出信号，使战斗部以最佳模式起爆，从而有效对付所选定的目标。

传统战斗部基本采取单点中心起爆方式，有限的空间决定了装药量，也就决定了杀伤能力的大小。而多模战斗部根据战术目标的不同，优化了结构设计，这样就可以有效控制射流的速度和方向；同时普遍采用多点起爆方式，对于起爆时间和顺序，起爆点的排列结构都做了不同的设计。战斗部的不同设计方案配合最佳起爆方式，就能够达到战术需求，形成各种毁伤元，打击不同的目标。

（四）关键技术

起爆控制技术，通过精确控制起爆位置，得到不同形式的毁伤元。

区别于传统的起爆技术，多模战斗部的起爆技术普遍采用多点起爆，并且起爆装置安排位置也不同。对于不同的目标，可以安排不同的起爆方式：如对于重型装甲目标，可以使用在战斗部底部轴向中心进行单点起爆，形成侵彻能力较强的深侵彻；对于轻型装甲目标和地面掩体建筑，可以选择在战斗部的中部进行对称的多点起爆，可以形成具有一定侵彻能力、范围又较宽的侵彻射流；对于人员集中的目标，可以选择在战斗部的前端面位置多点起爆，形成大范围宽幅度的射流，达到较好的杀伤效果。

（五）战斗部的优化设计

战斗部的优化设计主要包括外形结构的优化，装药的成分设计和装药结构的优化。

1.结构优化设计

常规的破甲战斗部常采用圆柱形结构设计，前端加一锥形药罩。多模战斗部在药罩外形上进行了结构的优化：出现了锥形、喇叭形和半球形药罩。以不同的方式起爆就可以形成EFP弹丸、聚能射流和杀伤破片。

2.装药成分设计

国外多模战斗部炸药可以选用Octol 70/30（HMX）、LX-14、TNAZ和CL-20炸药等，起爆药采用PBXN-5。研究表明采用LX-14的战斗部以后侵彻能力可以提高5%～10%；采用TNAZ和CL-20炸药后，侵彻能力可以提高20%～30%。

同时美国还研制了一种梯度炸药，这种炸药最少由两种炸药组成（一种是高爆含能材料，另一种是低感度炸药），其中一种炸药逐渐均匀加入另一种炸药，使成分呈梯形逐次混合而成，从一点到另一点之间炸药的化学和物理成分逐渐而平稳变化，它可以和多选择起爆技术结合，形成可控制的爆轰波形，产生速度更高、飞行更稳定的射流，最佳化地完成不同的作战任务，满足战术需要。

（六）典型装备

美国的LOCAAS低成本巡飞弹，采用了多模起爆控制技术，可实现对重装甲、轻装甲和有生力量的多模攻击，其作用模式为通过载机将其抛洒在战区的上空，具有短暂的自主飞行能力（也称为自主巡飞能力），在战区上空保持一定的滞空时间，在滞空过程中，弹载传感器将不断探测地面目标及其目标类型，根据地面目标的不同类型（重装甲、轻装甲、有生力量等）产生不同的毁伤方式，从而达到高效毁伤的目的。

图3-11展示的是LOCAAS低成本巡飞弹试验回收回来的毁伤元：EFP弹丸（爆炸成型弹丸）、杆式射流、破片等。

（七）发展趋势

1.智能化

随着目标识别技术的发展，弹药自动识别和选择模式的能力也会提高，逐渐摆脱人为控制，提高发射的速度和精度。一是采用先进的、成本更加低廉的自瞄战斗部，减少操作手的瞄准时间，更加迅速地做出反应；二是目标适应战斗部，能够自动适应战术目标的变化，自动选择起爆模式，达到最佳打击效果。

2.微型化

随着炸药装药类型和工艺的发展，多模战斗部的毁伤效果会越来越好。在同样的杀伤效果下，装药会越来越少，从而使多模战斗部的体积减小。

我国空军重点发展的机载弹药：具备多模自主攻击能力的巡飞弹；新一代多任务空空导弹，使得这种导弹既有对空打击能力，又有对地打击能力。

六、横向效应增强战斗部

（一）军事需求

在对付某些具有一定防护能力的目标时，如轻型装甲车辆、掩体、建筑物、飞机、直升机等，现役弹药往往达不到预期的作战效果。穿甲弹虽然能轻易击穿上述目标的防护层（如飞机蒙皮、轻型装甲、砖墙或混凝土墙），但无法保证毁伤目标内要害部件或人员等；聚能破甲弹，如DM12/12A2式120mm多用途弹，能够把目标穿出一个洞，但无法切断混凝土中的钢筋。榴弹通常在目标防护层外爆炸，毁伤效果往往限于防护层外，同样对目标内要害部件或人员等的毁伤概率极低。如果目标是城区中的建筑物，使用榴弹进行攻击，绝大部分效能将在目标前方产生，对友军部队和非军事人员造成了潜在的危险，极易对目标周围造成附带毁伤。横向效应增强型弹药（Penetrator with Enhanced Lateral Efficiency，PELE）的出现很好地解决了上述问题。

（二）基本概念及工作原理

横向效应增强型弹药（PELE）是一种依靠物理作用产生碎片攻击目标，不含高能炸药装药，且不配用引信的多功能新概念弹药。PELE主要由两种不同密度的材料组成，如图3-12所示。外层弹体是高密度材料，如钢或钨；弹芯由低密度材料组成，如铝或塑料。弹丸完全惰性，可采用全口径和次口径设计，并能按比例进行缩放。发射药可采用常规的发射药。

PELE在攻击目标时，当弹药击中目标以后，弹药外部的高密度材料很容易侵彻目标材料。由于密度不同而导致两种弹体材料的动能不同。内部密度小的弹芯侵彻能力比外部低很多，碰撞目标后迅速减慢速度，甚至在目标内停止前行。如此一来，弹丸内的压力将骤然剧增。在高压的作用下，当外层弹体表面的抗拉应变超过了极限值，外层弹体立即解体，分裂成大量的长条形高效杀伤破片，沿横向加速，穿透目标后，则在目标背面产生横向效应高的大量破片，伴随着弹丸的旋转，这些破片会迅速旋转并飞散，破片形成的区域面积也会越来越大，实现对目标背面各种目标的有效毁伤。破片数量和尺寸可以根据弹丸的尺寸进行调整，弹药性能参数与内外部分使用的材料种类和物理尺寸有关。

这种横向效应增强弹是一种全新概念的弹药，它具有独特的优势：PELE不仅具有可击穿相对较弱的防护层的侵彻能力，而且能够在目标内部产生大量沿弹丸径向（横向）飞散的破片，显著提高了对目标内部要害部件或人员的毁伤概率。另外，PELE还是一种不装炸药和引信的弹药，使用、存放及处理安全，在生产和储存、运输、后勤保障等方面都具有许多优势。同时与许多其他弹药相比（如榴弹、多用途弹或易碎弹芯穿甲弹），横向效应增强弹价格便宜，而且可达到与其他弹药相同的性能。

PELE可应用于12.7mm～125mm等不同口径的弹药。试验表明，当弹丸的速度在400～3000m/s时，可显示出横向效应。确保产生这种效应的最小速度为200m/s，着角范围为0°～87°。使用一种弹药就可以对付从2mm厚的铝板到90mm厚的轧制均质装甲目标、砖墙、混凝土墙和不同类型的指定“等效目标”（直升机和固定翼飞机等）。PELE特别适于对付靶板厚度较薄的间隙目标和藏在砖石墙后的目标，它具有优良的穿透性能和极佳的破片杀伤效应，穿甲性能约为尾翼稳定脱壳穿甲弹的80%；破片杀伤性能优异，可与榴弹相媲美，非常适用于城区作战和空空作战。

主动横向效应增强型穿甲弹（Active Lateral Penetrator，ALP）是在PELE的工作原理基础上进一步发展的一种主动横向效应增强弹药：ALP技术借助于增加一个惰性侵彻体或者一个包含较少数量装药的延迟起爆弹体，通过在作用过程中主动横向侵彻体或少量的炸药产生的压力场经惰性传导介质（如液体、气体或者金属）传输给弹体外壳，引起爆炸生成碎片或释放大量子弹丸，并可灵活调整侵彻效能和横向效应之间的比率。

大量的试验表明，PELE和ALP技术可用于各种炮弹及火箭弹和导弹中，显著降低了附带毁伤的风险。而且，利用PELE和ALP技术能够低成本改进现存的弹药。两种技术能够被集成到全口径及次口径的弹丸中，并从当前及未来武器系统中发射。

（三）关键技术

横向效应增强型弹药，从其全新的概念提出到弹药成形，是在近几年才发展起来的。它的工作原理比较新颖，其中涉及的关键技术有以下两方面。

1.合金材料技术

横向效应增强型弹药的关键在于：内外弹芯的材料完全是由合金组成的，这种不同材料的合金组成将使得弹药击中目标以后，内外层之间产生不同的压力。因此需要经过不同的试验，采取更加灵活合理的配比方案，生产出符合不同要求的弹药。

2.弹体外层材料设计

弹体外层的材料、形状、大小和成形技术将关系到弹药击中目标分解后的杀伤力。经过多次试验后，选取弹体不同的材料和形状将对杀伤范围和杀伤能力产生符合设计预期的影响。因此有目的地改变弹体材料和形状、成形固化方式将产生不同效果的弹药。

（四）研究现状

德国迪尔（Diehl）公司最先研发了一种27mm×145mm的PELE，如图3-13所示。

莱茵金属公司W&M分公司正在研制供105mm线膛坦克炮和120mm滑膛炮使用的新型多用途PELE，研究工作包括对破甲弹和动能弹进行改造，如美国M456式105mm聚能破甲弹或M830式120mm多用途弹，或德国DM33式120mm动能弹。

在大口径武器弹药中，莱茵金属公司研制了供105mm线膛坦克炮和120mm滑膛坦克炮使用的新型多用途PELE。试验在200m的距离上进行，使用全装药发射炮弹。仅使用3枚120mm PELE就可在混凝土墙上穿出一个1.6m高的洞，而1发120mm DM12 PELE在墙上的（无障碍）穿孔直径大约为0.5m（105mm PELE的穿孔直径为0.45m），显示了PELE在城区作战中的优越性。

丹麦武装部队是订购德国莱茵金属公司最新研制的“横向增强效应侵彻弹药”（PELE） 120mm动能弹的首家客户。该采购合同包括改进现有DM 33 A2坦克弹药，以便提高其在现代作战环境（如城区作战环境）中的威力。PELE系统的主要优势在于其对目标区域产生的精确效应，同时可极大地降低附带损伤。这种效应是从前任何弹药所无法达到的。

PELE项目组还演示了利用PELE对付不同钢质目标的情形，具有代表性的一个等效目标是“直升机等效目标”。该目标是一种10mm厚的轧制均质装甲板，全长3.3m，倾斜60°放置，距其600mm处是一个2mm厚的钢板，倾斜30°，然后相隔600mm处是一个垂直放置的2mm厚的铝板，之后还有三块铝板，每块均相隔700mm。30mm PELE可以十分有效地对付该目标，1m×1m装甲板的毁伤面积可以达到50%。

另一个有代表性的等效目标是“固定翼目标”。该目标是一个2mm厚的铝板，长3m以上，倾斜35°放置，距其300mm处是两块2mm厚的铝板，两块铝板间隔300mm。试验出现两种情况，一种是从2号板到10号板的毁伤面积几乎相同；另一种是从2号板到7号板的毁伤面积全部相同，但从7号板起到10号板的毁伤效应几乎降到了零。利用这种弹药，我们可得到留在目标内的能量。相同的弹丸可能得到不同的结果。

在试验研究被甲穿甲弹期间，要对外层弹体由高密度材料制成，而弹芯采用低密度材料的弹丸结构进行试验。外层弹体通常采用钨合金制成，在弹丸尾端闭合，内装低密度材料，如密度约为1g/cm³的聚乙烯。试验弹丸由外层弹体（由钨合金制成）、低密度装填物（聚乙烯）和铝制漏斗形尾翼组成。弹丸长50mm，弹体外部直径为10mm，内壁直径5mm，由口径为20mm的炮发射。

当用这种弹丸对付大块（体积大且重）目标的首批侵彻试验时，可观察到，均质穿甲弹与新型穿甲弹形成的弹坑形状有明显差异。

（五）发展方向

未来的PELE将朝着以下几个方向发展。

（1）将根据实战的需要开发出不同的弹药，以适应不同作战环境下的需求。对于城市巷战中普通建筑物和坚固目标的不同，就需要杀伤能力不同的弹药。因此必须有不同破甲能力、杀伤范围和杀伤能力的弹药。

（2）将开发各种口径的弹药以适应现役的各种武器。这样就可以广泛用于各种场合。

七、可变结构多用途战斗部

英国Insys公司正在研究一种可变结构多用途战斗部，这种新型战斗部采用一个主装药和多个基本装药，如图3-14所示。针对不同的目标，主装药和基本装药所产生的多种效应可以集中或分散。例如，一种用于步兵武器的设计方案，主装药位于战斗部的中央，四周设有多个基本装药。通过设置主装药和基本装药之间的夹角，可以调整战斗部的作用范围的大小。在合适的角度下，所有装药产生的能量绝大部分将集中在目标上，从而可以确保杀伤或摧毁目标。

（一）毁伤效应可调战斗部

毁伤效应可调炸药装药是一种适用于可调整战斗部的装药新概念，该装药采用三层结构设计，从内到外依次是中心高能炸药层、中间衰减层和外部含铝炸药层。中心高能炸药层引爆后能产生剧烈冲击波；中间衰减层为活性非爆轰材料，能发生反应但不会爆炸，用以减弱中心高能炸药的爆炸冲击波，避免外部含铝炸药起爆；外部含铝炸药层能发生剧烈燃烧。中心高能炸药层和外部含铝炸药层内均可设起爆装置，并通过选用不同的起爆方式实现不同的毁伤效应。当仅引爆中心高能炸药层时，采用低附带毁伤高准静态压毁伤模式；当引爆中心高能炸药层和外部含铝炸药层时，则采用高附带毁伤高峰压毁伤模式。

近年来，英国国防科学技术研究院在英国含能材料研究计划中的创新研究部分设立了专门的研究项目，承研单位是英国奎奈蒂克公司。2011年，毁伤效应可调整战斗部技术获得了世界专利（WO20111135279A1）和英国专利（GB2479966）的保护；2012年，英国奎奈蒂克公司完成了毁伤效应可调炸药装药概念设计，采用三层炸药结构制备出4个质量为2.6kg的圆柱形炸药试样，药柱直径95mm、高200mm，并通过试验验证了无壳体毁伤效应可调炸药装药概念的可行性。

毁伤效应可调炸药装药适用于大多数高能战斗部，能使单一战斗部具有两种及以上的毁伤效果，可用作可调战斗部的炸药装药。该装药一旦获得实际应用，将实现弹药终端毁伤效应可调，并提高精确打击下的低附带毁伤能力。

（二）多用途战斗部

多用途战斗部也称综合效应战斗部，一般将三种不同的战斗部（如爆破、杀伤和空心装药战斗部）结合在一起，配以智能引信（如目标敏感引信），形成“万能”战斗部，满足城市战中利用一种武器攻击多种目标的需要。尽管综合多种战斗部在技术上相当复杂，而且其中的每一种战斗部都无法发挥出最佳效能，但这种“三合一”战斗部确实能对付大多数战场目标。

EADS公司的德国子公司TDW公司设计了一种多用途战斗部，该战斗部直径约150mm，计划用于改进“米兰”“霍特”“崔格特”等反坦克导弹，以及通过增大或减小直径用于其他步兵武器。它将空心装药、侵彻装药和爆破/破片杀伤装药集为一体，既可挫败重型装甲，也可穿过轻型装甲、墙壁、沙袋打击其后面的目标，还能攻击雷达、卡车、导弹、直升机，以及小型护卫舰、高速巡逻艇、高速近岸攻击舰等其他目标。

以色列研制的火箭弹发射器的改进型—Shipon-UT，它长1m、外径106mm，能发射100mm火箭弹，配有综合火控系统，对运动目标的有效射程为600m。其多用途战斗部在试验中曾有效打击多种类型的目标，包括土木掩体、三层砖墙、双层加固混凝土墙和76mm厚的均质装甲板，而且可以按空爆模式在开阔空间使用。Shipon-UT也可使用另外两种战斗部：一种能在墙壁上穿出一个足以让士兵穿过的洞；另一种为串联战斗部，能够侵彻800mm厚的轧制均质装甲。

八、电磁增强破甲弹

各种新型防护装甲的出现，给破甲弹药带来了严峻的挑战，急需采用新原理、新技术、新材料来不断提高破甲弹的破甲威力。

（一）电磁增强破甲弹原理

在射流与目标发生作用前，通过射流上适度的电流和在运动射流变形区域产生的低频或者高频纵向电磁场增强了成形射流的射穿能力。

坦克装甲车辆素来以其良好的地面机动性和快速反应力得到世界各国的青睐，被称为“陆战之王”，是各国重点发展的武器装备之一。但是，装甲防护能力的提高对反装甲武器提出严峻挑战。为了提高装甲车辆在现代战争中的生存能力，减少人员伤亡，世界各国都将装甲防护技术作为坦克装甲车辆研制中的重点。各国先后研制了均质装甲、复合装甲、陶瓷装甲、反应装甲等，极大地提高了坦克装甲车辆的防护能力。进入21世纪以来，随着高新技术在军事领域的广泛应用，装甲防护技术不断焕发新姿，出现了电磁装甲、智慧型装甲、动能偏折装甲、无爆发性装甲等各种新概念、新原理、新结构的装甲防护技术，在装甲防护能力得到极大提升的同时，对反装甲武器提出了严峻挑战。

与此同时，现役反装甲武器增强威力的潜能已经用尽。面对不断增厚的坦克装甲，穿甲弹要提高穿甲能力，则要以下两方面的改进。一是提高穿甲弹丸的初速。要想提高穿甲弹丸速度，可以采用增大火炮口径等途径，研制超高速火炮的方法来实现，然而这需要研究新的火炮发射平台，而且火炮口径和辎重过大，需要更大功率的发动机来牵引，会造成发射平台机动能力的严重下降。同时，由于火药燃气的滞止声速的限制，即使采用新型火药，降低火药燃气的分子量，弹丸初速度也难以超过2km/s，这是火炮本身的局限性决定的。二是采用新型弹体材料。目前广泛使用的钨合金和铀合金弹芯材料，是当今能找到的密度最大、强度最高的工业材料。新型材料的研究是一个复杂的过程，要想将其应用于弹药装备更是需要漫长的时间，而且其效能具有不确定性。

破甲弹是另一种有效的反装甲武器，一是破甲威力和射击距离没有关系，不存在射击距离越远威力越小的情况：二是不依赖武器初速，用低初速的武器发射也不影响破甲能力，这使得火箭炮、枪榴发射器、无后坐力炮等都可以配用破甲弹。

然而，面对不断增厚的装甲，破甲弹的优势也逐渐被削弱。为了提高破甲弹的穿深能力，要有以下几方面的改进。一是增大破甲弹口径。增加破甲弹口径可以提高破甲射流的穿深，但是这将需要极高的成本对目前我军现役的武器平台进行改进和更新，同样，增大了武器平台的口径以后，也会影响武器平台的机动性能。二是增加装药量。增大破甲弹的装药量可在一定程度上提高破甲射流的穿深，但是这并不意味着装药量越大，穿深越大，当射流的穿深达到某个值以后，继续增大装药量，其有效装药量不会增大，即射流的穿深将不再发生变化。三是采用新型炸药。研制新型炸药，提高炸药的能量可以增大射流的穿深，但是目前新型炸药的研制难度大，研制周期很长，不能满足当前反装甲武器发展的需求。

由此可知，传统的反装甲武器，由于受到各种条件的制约，其提高威力的潜能已基本用尽，在此基础上就产生了电磁增强破甲弹这种新概念弹药。

（二）破甲弹电磁增强原理

破甲弹的金属射流可以近似地将含有电子和正离子的射流看成等离子体。金属射流中的电子和正离子都在作高速运动，因此磁场会对这些粒子产生力的作用，这些作用宏观上表现为对整个等离子体的作用。当等离子体圆柱由于某种原因产生一个小小的弯曲时，那么在弯曲部位，凹侧的磁场就会比凸侧的磁场强。由于等离子体要被磁场推向磁场较弱的区域，这将使等离子体柱将更弯曲。越来越严重的弯曲最终将使等离子体消散，这种情况称为扭曲不稳定性，如图3-15所示。此外，如果等离子体柱由于某种原因造成粗细略不均匀，那么在细部位的磁场要比粗的部位强。磁场的作用将促使细的部位进一步变细，以致最后发展到这个部位的等离子体柱被截断。这种情况称为截断不稳定性或“腊肠”不稳定性，如图3-16所示。上述两种机制均可使射流的直径发生变化，从而导致侵彻深度的降低。

由此可知，环绕破甲弹轴向方向的强脉冲磁场对金属射流能够产生干扰作用，从而降低破甲弹射流对坦克装甲车辆的侵彻破坏，这就是被动电磁装甲的防护机理。

但是，如果沿着金属射流方向施加强脉冲磁场，强脉冲磁场会对金属射流产生磁约束作用，使得本来不够均匀的金属射流变得更加均匀，射流有效长度得到增加。由于金属射流的有效长度越长，对坦克装甲车辆的穿深越大，因此，轴向的强脉冲磁场会显著提高破甲弹的穿深。

破甲弹电磁增强技术的概念，将爆炸磁通压缩发电技术和破甲弹有效结合，通过爆炸磁通压缩发电产生的电流激发轴向磁场，就是利用脉冲磁场，实现对破甲弹金属射流的磁约束，提高其穿深，其作用原理如图3-17所示。

其工作过程为：首先利用初级能源为磁通压缩线圈供电，使磁通压缩线圈中带有一定的电流，同时产生种子磁通Φ₀；当破甲弹引信作用后，炸药开始起爆，产生的高温、高压冲击波压垮药型罩，形成金属射流向前运动；同时由于破甲弹尾部的炸药先开始爆炸，爆轰波从左向右逐渐传播，爆炸式的线圈依次短路，压缩种子磁通。依据在良导体回路内包围的磁通守恒原理，在压缩过程中磁通不变化，而磁通Φ₀等于电流I 与电感L 的乘积，即Φ₀=I×L=常量。显然炸药压缩磁通做功并使线圈匝数减少，则回路电感L变小，电流I变大，从而在线圈回路中产生脉冲大电流。这就是炸药爆炸做功把化学能转变为电能（发电）的结果。爆炸磁通压缩产生的脉冲大电流对金属射流产生磁约束作用，使金属射流的有效长度增加，对坦克装甲车辆的穿深显著提高；同时产生的强脉冲磁场会通过天线发射出去，由于破甲弹作用时，通常离坦克装甲车辆很近，因此近场脉冲磁场的衰减较小，能够对坦克装甲车辆的电子设备产生干扰或毁伤，从而拓展了其毁伤功能，使破甲弹的整体作战效能大大提高，有利于推动反坦克弹药技术的变革，加快新质战斗力的生成。

（三）电磁增强破甲弹技术研究现状

俄罗斯重点研究了金属射流穿过磁场的理论和电磁约束机制，提出了脉冲电流作用下金属射流拉伸的数学物理模型，将问题简化为二维轴对称变形问题，并考虑了给定轴向速度梯度情况下金属射流的压缩性、弹塑性、导电性和在惯性载荷下大梯度拉伸等因素。根据有限差分方法求解了数值解，研究了金属射流微元在脉冲电磁场作用下的主要特征。在试验方面借助高速X光机观察到了射流受到电磁作用力产生的扰动。莫斯科州立技术大学研究人员预测了不同磁场参数下金属射流有效长度的增长量，当磁感应强度为10T时，金属射流的有效长度增加了一倍。