2024-04-22 10:04:55

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氢弹和原子弹是怎么引爆的?是飞机空投到地面撞针引爆还是在空中遥控引爆?

核弹与普通炸弹是不一样的,普通炸弹空投后确实有触地引起引信击针撞击雷管引爆炸弹的触发引信,也有涡轮旋转延时引信等等,而引爆核弹的引信则与常规炸弹有很大的区别,既不使用击针,也不是用遥控,而是电击发引信。最早的原子弹引信是一个炸药仓,仓的中心是一块铊(金属)和贫铀混合物,引爆时引信中的雷管通电后引起炸药爆炸产生巨大的压力压在中心上,直到到达核变的临界点,接下来就是连锁反应了。引爆氢弹需要更大的能量,一般选取原子弹作为引信或是内部高温激光引发核聚变爆炸。不管是氢弹还是原子弹,引爆时都需要这个电击发的药盒做为引信,药盒相当于核弹的钥匙,平时运输和储存都是分开保管的,只有在使用时将原子弹安装到飞机弹仓以后工程师才会为核弹装上引爆的药盒。下图为美军士兵正在从弹药库中提出代号为“胖子”的原子弹,它即将被挂载到B-29轰炸机弹仓里去轰炸日本广岛。

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老式核弹引信的控制原理

在电子技术还十分落后的时期,核弹引信主要依靠具备简单计算能力的计数器或者具备简单逻辑运算能力的电路板来控制。比如1945年美军投掷到日本的两枚原子弹就是通过计数器来控制起爆的,假设计数器设置的起爆数值为8,投弹高度为3000米,起爆高度为500米,那么它的工作原理是这样的:原子弹在飞机弹仓安装好以后工程师为其安装药盒;当飞机即将飞临目标上空时机组武器官爬进弹仓解开药盒保险,药盒内的电池被激活,计数器的电运行;当药盒的电时计数器加1,飞机爬升至3000米高空时计数器加1,投弹后每下降500米计数器再加一个1(气压计每100米变化一次,每5次向计数器发送一个脉冲信号),当计数器累加到数值8时即满足所有引爆条件,计数器打开供电线路与起爆线路之间的开关,向药盒内的雷管发出脉冲电流,雷管得电爆炸,药盒引爆核弹。采用电路板控制的核弹引信原理与计数器基本相同,比如我国第一枚氢弹就是采用电路板控制的。无论采用哪种控制方式,只有满足所有起爆条件药盒才会引爆核弹,在缺失任何起爆条件的情况下,哪怕核弹从高空摔倒地面上摔碎了都不会发生爆炸。下图为“胖子”老式原子弹的结构。

现代核弹引信的控制原理

随着现代科技的进步,核弹的控制技术也从最原始的电路板时代进步到计算机时代,将计算机系统集成到核弹中以后,核弹不仅不怕摔,更不怕偷和不怕丢,大杀器从此变得更安全。计算机控制的核弹引信控制原理是这样的:国家首脑下达核打击决心,并向军队授权使用核武器,授权形式为向军队指挥官提供一级密码;军队得到命令和授权密码以后启动核反击系统,战区指挥官向作战部队下达使用核武器命令,并提供授权二级密码,核武器发射系统启动;核反击实施前个部队武器官向核武器输入使用密码(即三级密码),核武器被激活。当核导弹、核炸弹被投送出去以后受到人工全程监控,核弹在设置的电脑程序中自主完成攻击任务,以弹道导弹为例,人工能够干涉的只有发射阶段到飞行阶段,一旦进入重返大气层阶段便进入了不可逆转的攻击阶段。当核弹到达预定目表上空的预定高度并满足所有设定条件后电脑程序向引信发出引爆指令,核弹爆炸。现代核弹引信的控制技术相较于老式核弹要复杂得多,引爆条件在计算机系统的控制下多达上千个,缺乏其中一个都无法成功引爆。下图为正在为核弹头进行维护保养的美军工程师,保养工作最重要的一项便是更换核弹头内部的控制芯片。

无论是哪个时代的核弹都改变不了其大规模杀伤性武器的本质,所以既要保证该爆炸时必须100%地成功引爆,又要在不能发生爆炸时100%地保证不会引爆,比如使用弹道导弹投送的核弹,再进如攻击阶段前一旦接收到“终止攻击”指令后,即使核弹以20倍音速砸向地面也不会发生爆炸,因此绝对不会使用常规武器那样的引爆手段,以确保万无一失。另外,现代核弹的计算机系统系统还具备卫星定位和自毁功能,如果核弹丢失可以通过卫星定位系统找回;如果落入歹人之手,则可以向核弹发送自毁指令,使核弹里面的核材料失效,该枚核弹永远都不会再引发核爆。下图为美军正在为B-52轰炸机挂载W-60战术核炸弹,冷战时期美俄双方飞机经常挂载核弹执行战备值班,时至今日双方仍然有42枚因脱落或飞机失事丢失的核弹未能找到,这些从飞机上脱落坠地的核弹因不具备引爆条件,所以即使摔碎了引信也不会引爆核弹。

1、先说原子弹:美国曾向日本投放了两颗原子弹,在引爆时,美国是将原子弹从轰炸机上抛下,几十秒后日本上空便升起了漂亮的蘑菇云,但是具体是通过什么方式引爆呢?其实非常简单,原子弹的结构分为两个部分,一个是装反应物的容器,容器外面便是普通的炸药,引爆原理也很简单,就是利用常规炸药产生的冲击波促使另一个装置的反应物挤压、膨胀,最终发生链式反应,原子弹被引爆。原子弹的反应物使用的是铀235或钚239,如果反应物的纯度不够,原子弹是无法爆炸的,当初德国就是因为没有提纯的技术所以才没制成核弹,现在咱们看新闻报道哪个哪个国家在做铀的提纯,西方国家就很担心。

2、再来看看氢弹,氢弹和原子弹被统称为核武器,但要引爆氢弹要比原子弹苛刻的多。比如枪械发射子弹需要底火作为辅助,同样的原理,原子弹引爆需要使用TNT对其内部造成核裂变之后,才能顺利引爆一枚原子弹,而氢弹的引爆工作却要由原子弹通过核裂变引发。氢弹想要爆炸必须通过核裂变产生巨大能量之后,才会使得聚变燃料原子获得足够多的动能才会使氢弹顺利爆炸。除了用原子弹引爆外,再没有其他途径,是因为要促成氢弹核聚变的首要条件就是在段时间内瞬间出现1500万摄氏度的高温,目前来看只有原子弹才能瞬间产生1500万摄氏度的高温。

核弹的爆炸方式多种多样,并没有固定的模式,比如冷战时代开发出的核武器,有能在宇宙爆炸的,有通过轰炸机投掷空爆的,还有弹道导弹、炮弹发射的,甚至海里还有核鱼雷;美军还研发了核钻地弹,可以钻到地下爆炸。就战术使用而言,核武器的使用并没有场地限制,只有投送能力和方式的区别。

不过根据美苏密集的核武器试验结果,核武器最优的引爆方式还是空爆,它们被预定引爆高度,然后凌空爆炸,最大程度的将冲击波、热辐射、射线扩散出去,对敌人带来最强的毁灭性打击。

1947年美军的“十字路口行动”中,分别在空中和海中引爆了两颗2万吨级左右的原子弹,试验表明,空爆核弹的威力大大优于海中爆破,虽然定深只有27米,但海水仍然吸收了大量的冲击波,阻隔了相当多的爆炸威力,唯一的优势是海爆原子弹“脏”的多,被海水裹挟的放射性物质造成了非常难以处理的强辐射沾染。

大型核武器其实一开始就放弃了“触地爆炸”的炮弹式引爆,这个无关原子弹的设计,而是人们早就发现头顶爆炸的弹药威力强于触地爆炸的,二战时美军设计的无线电近炸引信“POZIT”被巴顿称为“改变战争的信管”,杀伤效率超过普通火炮提升7倍。原子弹这种大杀器没道理依然采用低技术水平的触地爆破,它们同样需要最大化的发挥威力。

实际上各国的地面核武器试验通常都会放在近百米高的巨大钢架上凌空爆破,人们早就盘算好了如何发挥它们的威力。而且,核弹的爆炸压根不需要什么惯性撞针,它们的爆炸方式是通过内爆撞击原子核,引发核原料的反应。

这与炮弹结构完全不一样,炮弹引信其实是一种保险解除装置,惯性撞击地面后,保险被解除,撞针松脱触击起爆药,引爆炸药。

而原子弹采用的起爆方式主要为两种,一种是枪式原子弹,一种是内爆式原子弹。枪式原子弹结构简单,但技术比较落后,投放在广岛的原子弹“小男孩”核原料利用率不足2%,所以这种原子弹早已被淘汰,而长崎“胖子”那种内爆式原子弹则成为了经典的构型。不过,不管是哪种原子弹,它们的爆破原理无外乎通过TNT等猛炸药令核材料达到超临界状态,使中子轰击原子核产生链式反应。

所以,也就是说,原子弹只要确保种子加速器正常工作,同时TNT的雷管能被正常点燃就行了,无论是采用定时、定高、无线电、还是震动触发保险都可以。

氢弹其实也不神秘,它并不比原子弹在结构上特殊多少,当代氢弹主要采用原子弹做引爆器,通过链式反应的高温高压引燃氘氚材料,继而形成热核反应,所以本质上人们需要做的依然是对氢弹内部那颗原子弹内的雷管处理。

现代核弹实际早已形成了电子化,不仅可以对当量进行人为控制,同时还能通过编程对核弹头进行爆破设计,这种弹头已经与撞针爆破、遥控爆破区别开了,完全就是信息化、网络化的高技术操控。整个弹道导弹的投弹行为都是经过测验和计算机模拟好的,以确保掺杂了诱饵弹的分导弹头能均匀、高效的砸在目标地点,令几枚相对低当量的核弹头,能爆发出超过“大伊万”的毁伤能力。甚至美国还计划拿携带超低当量核武器的导弹充当“拦截弹”,更高效的完成弹道导弹防空。

所以说,对核弹这种高技术兵器而言,怎么引爆都不稀奇,人们只需要掌握那颗小小的雷管,便能随需要开发出各种引爆方式。

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