俄友科普文：《“榛树”热潮及其背后的中国动能弹头穿透力研究》

2024年11月，俄罗斯首次在实战中使用“榛树”导弹打击了乌克兰境内目标。这本身是一个积极信号，意味着我们终于重启了中程导弹系统的生产——这类系统作为核武器运载平台，旨在快速摧毁欧洲方向的战略目标。自苏联时期的“先锋”导弹因《中程核力量条约》被废止以来，此类武器一直处于空白状态。

然而，舆论的关注点很快发生了偏移：人们更多聚焦于“榛树”的非核化运用——即导弹搭载的是惰性或可能是全金属战斗部，而非核弹头。正是这些导弹战斗部，在2024年裹挟着等离子云击中第聂伯罗彼得罗夫斯克的“南方机械厂”，又在2026年轰击了利沃夫地区。

毫无疑问，使用惰性战斗部的主要目的是进行“调试”（即不带核弹头的实弹测试）以及能力展示——“我们有这样的武器，它能用”。然而，这些战斗部（不仅是“榛树”，而是动能武器整体）引发了公众和专家的高度关注，也催生了不少神话。

其中之一，是关于惰性分离式战斗部具有极高穿透力的说法。例如，由洲际弹道导弹投射的战斗部，由于导弹可将其加速至极高速度（以千米/秒计，而非百米/秒），据称能够穿透数十米土层，从而摧毁地下指挥所、导弹井、仓库及其他战略设施。

但事实果真如此吗？

戈壁沙漠的钨芯实验

如果只是简单地将核弹头替换为形状相同、填充惰性材料的战斗部，其穿透力几乎可以忽略不计。原因有二：首先，锥形头部接触面积大，动能分散，不利于穿透；其次，战斗部壳体强度不足，高速撞击地面时容易碎裂——必须使用整体铸造结构。

但所谓“整体铸造”，并非指按核弹头原型整体金属块来制造。

从理论上（严格说是理论上）讲，最佳方案是采用重合金整体战斗部，且直径尽量小。实际上，这类似于坦克炮发射的尾翼稳定脱壳穿甲弹——由钨等重金属制成的“大铁棍”，以高速贯穿地面。

小直径有助于将动能集中在更小面积上，从而提升穿透力。整体重合金壳体的抗毁性也远胜于填充压载物的惰性弹体。

类似设计曾出现在美国的“上帝之杖”项目中——一种假设存在（可能也只是假设）的轨道发射武器，可从太空以高超声速打击敌方导弹井等目标，无需动用核武器。

当然，不只有美国幻想太空动能武器。重合金钉状武器的概念，已是另一个话题了。

实践中的实验

中国人也加入了这一研究。2018年，他们在戈壁沙漠进行了高速度打击杆穿透土壤的实验。虽然这并非专为导弹战斗部研究，而是为了解动能弹头与地面互作用机制，但结果仍颇具参考价值。

实验中，他们使用了一根140公斤重的钨合金杆，长84厘米，直径11厘米，撞击密度为1800千克/立方米的砂砾混合土壤。

钨杆形成的弹坑

中国科学家投掷的速度极高——达到4650米/秒，按说应能形成惊人深度的坑。但结果出人意料：坑深仅3米，半径4.6米——这与普通大型航空炸弹的弹坑相当，甚至其地下破坏力还不如爆炸产生的震动效应，对地下构筑物的毁伤作用也更有限。

中国军事爱好者甚至调侃说，普通大口径高爆弹也能炸出类似坑洞，成本低廉，还不用轨道发射装置——这话不无道理。

尽管实验效果一般，与撞击角度、土壤类型等因素有关（岩石显然比松土难穿透），但实验清楚表明：用导弹携带动能战斗部来穿透厚土层，并非最佳方案。

原因分析

问题出在速度上。

在极高速度下，弹头与障碍物的接触遵循流体动力学规律。也就是说，动能弹头在接触区域的材料表现得像流体，头部发生塑性变形并被向后抛射，动能由此被浪费。

简言之，弹头在穿透过程中会逐渐“磨损”，损失长度、质量、速度和动能。类似现象在坦克尾翼穿甲弹上也可见到：以1650米/秒速度可穿透700毫米钢板的铀弹，若加速到2500–3000米/秒，穿透力不仅不增，反而可能下降。

戈壁实验中，钨杆的最佳飞行速度应低于3马赫，否则穿透效果不佳。不同配置（质量、合金、长度）的弹头最佳速度各不相同，但原理一致——速度过高反而有害。

然而，减速也不现实。进入大气层后，杆状弹头阻力较小，因此仍会以数千米/秒的速度撞击地面。

要弥补高速和材料损耗带来的负面影响，就得使用数米长、近吨重甚至更重的实心重合金柱，但这样的弹头根本无法装入导弹战斗部。

总之，无论从理论还是实践来看，高速动能弹头用于穿透厚土层的可行性都非常有限。烽火问鼎计划飞扬军事每天认识一件兵器