魚雷、水雷和深水炸彈等水中兵器作為海軍的主戰(zhàn)武器，在歷次海戰(zhàn)中均發(fā)揮了重要作用。戰(zhàn)斗部裝藥作為毀傷的核心要素，其能量水平和能量釋放控制模式直接影響了水中兵器裝備的作戰(zhàn)效能，如何提高水中兵器毀傷威力，發(fā)展水中爆炸威力增強新技術(shù)一直是各軍事強國高度關(guān)注的重大問題。現(xiàn)代潛艇和航母等水面艦艇抗爆抗沖擊能力的提升，對水中爆炸毀傷技術(shù)提出了更高的要求，發(fā)展新型水中爆炸毀傷技術(shù)，對水中兵器的創(chuàng)新發(fā)展具有重要意義。

水中爆炸毀傷模式的深入認識，新材料、新概念、新原理、新技術(shù)的應(yīng)用，推動了水中爆炸毀傷技術(shù)“高能化”和“高效化”的共同發(fā)展，主要發(fā)展方向可歸結(jié)為爆炸能量的可控高效利用、炸藥體系外能量/新型工藝技術(shù)的應(yīng)用、突破現(xiàn)有炸藥配方體系設(shè)計和新型高能物質(zhì)的應(yīng)用等。

1. 爆炸能量定制調(diào)控是先進水中毀傷技術(shù)的新模式

爆炸能量的定制調(diào)控能夠大幅提高作用于目標(biāo)的爆炸能量，提高毀傷效能，這種新模式的作用方式包括新型爆炸能量控制方式、發(fā)展與目標(biāo)毀傷特性匹配的毀傷方式等。

陣列爆炸技術(shù)（胡宏偉，肖川.陣列爆炸——一種常規(guī)高效毀傷技術(shù)［J］.含能材料，2019，27（9）：717-719.）作為一種新型爆炸能量控制技術(shù)，可調(diào)控毀傷元素的時空分布，擴大毀傷元素的有效作用面積，增強特定區(qū)域/方位的毀傷元素強度，對目標(biāo)進行同種類或多種類毀傷元素的協(xié)同/累積毀傷作用，類似于子母彈作用方式（蔣文祿，馬峰，王樹山. 水中子彈群反魚雷可行性分析［J］.魚雷技術(shù)，2015，23（5）：374-378.）。多元復(fù)合裝藥技術(shù)通過內(nèi)外層采用不同性能的炸藥類型，優(yōu)化起爆方式，調(diào)節(jié)水中爆炸沖擊波和氣泡的分配，能夠?qū)崿F(xiàn)毀傷能量的精確調(diào)控。

美軍MK-46 魚雷將銅藥型罩替換為反應(yīng)材料藥型罩，對結(jié)構(gòu)堅固潛艇的擴孔能力（直徑）提升了兩倍；在輕型魚雷的頭部放置反應(yīng)材料，通過高速碰撞作用激發(fā)材料反應(yīng)，燒蝕潛艇的外殼（National Research Council. Technology for the United States Navy and Marine Corps，2000-2035 Becoming a 21st-Century Force：Volume 5：Weapons［R］. Washington，D.C：National Academy Press，1997.）。串聯(lián)/隨進戰(zhàn)斗部將魚雷裝藥分成前后兩級，前級聚能裝藥先穿透艦艇殼體，后級裝藥延遲一段時間后再爆炸，這種毀傷模式打擊雙層殼體潛艇特別有利，可穿透173 mm 厚鋼質(zhì)艦體，與整體戰(zhàn)斗部相比，破壞威力增加了3 倍以上，能夠有效摧毀潛艇耐壓殼體（吳曉海，溫向明，崔振君.提高魚雷破壞威力的前景展望［J］.魚雷技術(shù)，2001，9（2）：6-8.）。

2. 炸藥體系外能量/新型工藝技術(shù)應(yīng)用是提升爆炸能量的新策略

炸藥體系外能量利用包括動力系統(tǒng)燃料和活性殼體的應(yīng)用等。水中兵器的動力系統(tǒng)在滿足武器的最大射程時會設(shè)計燃料的冗余量，當(dāng)實際巡航小于最大巡航距離時，燃料剩余更多。因此在戰(zhàn)斗部爆炸的同時，引爆燃料箱中的推進燃料，二者的耦合爆炸將提高水中兵器的毀傷威力（胡宏偉，魯忠寶，楊睿. 奧托-Ⅱ推進劑的沖擊波感度和能量輸出特性［J］.爆破器材，2015，44（5）：10-12.）。此外，應(yīng)用活性材料殼體替代傳統(tǒng)魚雷戰(zhàn)斗部惰性殼體，形成含能戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)，優(yōu)化活性殼體的反應(yīng)時間尺度與爆轟匹配性，殼體即可在爆轟加載作用下參與反應(yīng)增大爆炸威力。2011 年12 月，美國海軍水面作戰(zhàn)中心演示了高密度活性材料在戰(zhàn)斗部中應(yīng)用情況，所設(shè)計的活性材料擁有鋁的強度、鋼的密度，能量是TNT 的1.5 倍。這種高密度活性材料可以代替鋼制殼體，利用戰(zhàn)斗部殼體與裝藥耦合爆炸提升毀傷能力。（宋磊，李寶鋒，陳皓. 美海軍演示用“高密度活性材料”提高戰(zhàn)斗部爆炸威力［J］.裝備參考，2011，49：32-33.）。

近年來，增材制造、聲共振等新型裝藥技術(shù)得到了快速發(fā)展，這些技術(shù)通過提高炸藥的裝藥質(zhì)量和裝藥密度提升爆炸威力和安全性（彭翠枝.含能材料增材制造技術(shù)——新型的精密高效安全制備技術(shù)［J］. 含能材料，2019，27（6）：445-447；蔣浩龍，王曉峰，陳松. 聲共振混合技術(shù)及其在火炸藥中的應(yīng)用［J］.化工新型材料，2017，45（2）：236-238），能夠快速應(yīng)用于水中兵器戰(zhàn)斗部的工程研發(fā)。

3. 突破現(xiàn)有炸藥配方體系設(shè)計是水下炸藥研發(fā)的新思路

1997 年，美國海軍部發(fā)布的《美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊2000～2035 年技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》，預(yù)測和評估了未來35 年的水下武器用炸藥的發(fā)展前景，計劃開發(fā)一種能量2～3 倍PBXN-103（4～6 倍TNT 當(dāng)量）的水下炸藥，用于魚雷、水雷、反魚雷武器和反水雷戰(zhàn)斗部。圖1 為美國海軍未來水下炸藥發(fā)展規(guī)劃（National Research Council. Technology for the United States Navy and Marine Corps，2000-2035 Becoming a 21st-Century Force：Volume 5：Weapons［R］. Washington，D.C：National Academy Press，1997.）。

圖1 美國海軍未來水下炸藥發(fā)展規(guī)劃

可見，美海軍的水下炸藥發(fā)展分為兩條途徑：一是在現(xiàn)有的配方體系框架下，使用新型氧化劑（二硝酰胺銨ADN、NF2硝酸鹽等）和高熱值燃料（硼、鉿、鋯及合金材料等），如使用ADN 的高氣泡能炸藥（HBE），其氣泡能量比PBXN-103 增加50%，將顯著增加體積有限的水下武器的殺傷半徑（相關(guān)研究得出氣泡能量增加50%，相當(dāng)于殺傷半徑增加約25%）；此外，CL-20 和DNTF 等更高能的含能材料也可顯著提升水下爆炸威力，如DNTF 基含鋁炸藥水下爆炸能量可達2.67 倍TNT 當(dāng)量（王浩，王親會，金大勇，等. DNTF 基含硼和含鋁炸藥的水下能量［J］.火炸藥學(xué)報，2007，30（6）：38-40.）；二是突破現(xiàn)有主裝藥、金屬粉、粘結(jié)劑/鈍感劑配方體系，發(fā)展類似于云爆劑的燃料-水反應(yīng)炸藥，將環(huán)境中的水作為一種組分利用到炸藥體系中，通過燃料與水的快速反應(yīng)形成爆炸，增加水下爆炸威力，這一研究思路值得我們參考借鑒。

4. 新型高能物質(zhì)應(yīng)用是顛覆水中毀傷技術(shù)發(fā)展的新動力

金 屬 氫（Brent Grocholski. Staming hydrogen into metal［J］. Science，2017，335（6326）：706）、全 氮 化 合 物（Chong ZHANG，Cheng-guo SUN，Bing-cheng HU，et al.Synthesis and characterization of the pentazolateanion cyclo-N5-in（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl［J］.Science，2017，335（6323）：374-376）和聚合氮（RademacherN，BayarjargalL，Morgenroth W，et al. Preparation and characterization of solid carbon monoxide at high pressure in the diamond anvil cell［R］.DESY Photon Science Annual Report，2011）等非CHON 類高能物質(zhì)的能量密度比常規(guī)含能材料（通常為103J·g-1）至少高一個數(shù)量級，利用新的能量作用和轉(zhuǎn)化機制，將形成超過傳統(tǒng)毀傷效果的全新毀傷技術(shù)（宋浦，肖川.常規(guī)毀傷的新發(fā)展—超強毀傷技術(shù)［J］.含能材料，2018，26（6）：462-463.）。但這些新型高能物質(zhì)的合成與表征仍處于實驗室探索階段，距離實際應(yīng)用仍有相當(dāng)漫長的時間。一旦突破關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問題并應(yīng)用于武器裝備，將推動水中兵器質(zhì)變，顛覆戰(zhàn)爭形態(tài)。

綜上，四新（新模式、新策略、新思路和新動力）的發(fā)展策略可塑造新型水中高效毀傷技術(shù)，引領(lǐng)水中兵器的發(fā)展，同時也應(yīng)加強這些新技術(shù)對艦船、潛艇的毀傷機制研究，這就需要含能材料、水下炸藥、毀傷元、戰(zhàn)斗部、艦船毀傷評估和作戰(zhàn)模式等研究者加強學(xué)科間的交叉融合，發(fā)揮各自優(yōu)勢，依托國家戰(zhàn)略發(fā)展需求，形成科學(xué)理論-應(yīng)用技術(shù)-產(chǎn)品研發(fā)-裝備應(yīng)用的全鏈條研究體系。