科幻要用來維護和平！美D電磁大炮泡湯了！

本周，美國媒體報道，雖然雷西昂（雷神）公司新提交了一套海軍電磁軌道炮的電力模塊系統，但海軍似乎已經對這個項目失去信心。這個曾經號稱威力巨大，可以改變遊戲規則的「超級武器」看來是要被打入冷宮了。電磁軌道炮到底是什麼東西，美國海軍的電磁炮項目為何最後改弦更張，中國有沒有可能「彎道超車」在這方面走到美國前頭去？本文我們來探討一番。

此外，美國本周宣布要在地中海和南海同時展示雙航母編隊，稍後，日本又炒作「中俄聯合艦隊」進入釣魚島周邊海域。然而，關於進入釣魚島海域的俄海軍……有一段故事你不能不了解。

美海軍「威力巨大之電磁軌道炮」終成南柯一夢

最近，美國媒體稱，美國海軍已經決定放棄2000年以來開始的用艦載電磁軌道炮攻擊岸上（和海上）目標項目。

在科幻作品中，運用電磁力取代火藥發射彈丸的武器在50年代人類發明了核能以後就成了一種相當普及的幻想。原因很簡單，核能用來發電，幾乎就是「無窮無盡」，用電力發射彈丸的話，就可以擺脫髮射葯的限制，僅此一條，就足以讓世界各國軍人對這種武器感興趣了。

化學發射葯發射彈丸實際上是用爆炸產生的氣體膨脹將彈丸送出炮口，而氣體膨脹速度是有其極限的，因此化學能火炮的初速也就有了理論極限，即使再加長炮管，增加發射葯，最終也很難讓炮彈速度繼續大幅度提高。但電磁炮，沒有這個限制。

首先進入工程實用階段研究的是電磁線圈炮，電磁線圈炮顧名思義，就是利用炮管周圍的線圈來對彈丸進行加速，每個線圈產生一定的加速度，積累起來就可以產生相當驚人的炮口初速了。

有資料提到，1978年蘇聯科學家成功用線圈在不到1厘米的距離內將一個2克重的金屬環加速到了5000米/秒。美國90年代在電磁線圈炮方面投入了巨大的成本，尤其是美國海軍計劃用一種小型的線圈炮取代「密集陣」機關炮，用於攔截反艦導彈。

但發展到後來，線圈炮原理的電磁炮研製遇到了障礙，主要是，能量效率低，體積龐大，要將彈丸加速到超高速需要很長的「炮管」等……不過，電磁線圈炮的原理在另一個地方得到了實用，這就是美國傑拉德·福特號航母上的電磁彈射器，中國正在研製的電磁彈射器也是採用線圈加速原理。

而線圈炮之外，還有一種電磁炮原理，就是電磁軌道炮。其原理比線圈炮更加「直接」，它的兩根導軌是兩個電極，彈丸則是可滑動的電刷，當兩個電極間通電的時候，根據右手定則，就會產生推動炮彈向前滑動的電磁力。如果要讓炮彈產生巨大的加速度，用可以強大的電磁脈衝，讓能量在極短時間內集中釋放出來。理論上來說，電磁軌道炮在較短的長度內能夠將彈丸加速到很高的速度，體積尺寸比線圈炮更小，而且能量效率更高。

電磁軌道炮的原理早在1918年就已經被提出，1944年，納粹德國設計了第一門計劃用於實戰的電磁軌道炮，它是被當做高射炮設計，要求初速達到2000米/秒，能夠安裝在128毫米高射炮的炮架上使用。當然，這門炮從未脫離圖紙階段。

電磁軌道炮的技術難題除了線圈炮一樣的耗能大、尺寸大、重量大燈之外，還有一個導軌壽命問題。因為它的炮彈必須和作為電極的導軌直接接觸，如果要將炮彈加速到極高的速度，不可避免的就會導致軌道嚴重燒蝕。當然，經過戰後這麼多年的研究，現代在材料技術、能源技術等各方面，人類已經取得了長足的進步，尤其是在科技上總體領先的美國，在90年代的線圈炮研究項目最終以奇特的方式進入實用後，開始打起了電磁軌道炮實用化的主意。

2000年，美國國防部評估認為現代技術條件下，已經可以有製造實用化電磁軌道炮的可能性了——由此，美國幾家主要軍工企業在美國海軍委託下開始研製軌道炮。

該項目的目標是製造一種射程高達400多公里的武器，用於執行對岸火力支援任務。按照當時提出的目標，用電磁軌道炮發射的炮彈命中目標時仍有17兆焦的動能，因此雖然彈丸僅有20公斤重且不帶裝葯，但只要能直接命中，也可以對目標造成可觀的傷害。相比之下，美軍在「朱姆沃爾特」級驅逐艦的155毫米主炮上使用的火箭增程制導炮彈重量高達175千克，命中目標時動能僅13.7兆焦，而且每艘「朱姆沃爾特」上僅能攜帶數十發炮彈，射速也十分緩慢。

美國海軍甚至做過理論計算，如果這門電磁軌道炮的射速可以達到6-12發每分鐘，在對320公里距離上的目標實施攻擊的情況下，與一個F/A-18艦載機航空聯隊飛機比較的話，在戰鬥最初的8小時內，電磁軌道炮投放的彈藥數量是戰鬥機投放的2倍，撞擊總動能是後者的三倍，打擊目標的數量是後者的10倍。當然，今天看來，這已經成笑話了。

電磁炮項目可能「藥丸」，但未它研製的炮彈卻進展順利，155毫米口徑和127毫米口徑使用普通火炮發射的型號初速已經達到了1500米/秒以上，其中制導系統能承受3萬G的過載，這也是相當先進的，雖然作為一種炮兵武器，其威力實在是有點小……

2000年電磁軌道炮項目開始時，美國海軍提出的計劃雄心勃勃，要求2005年研製出炮口動能8兆焦的縮比樣機，重點解決軌道燒蝕問題，同時開展一體化彈丸的設計工作；隨後在2005-2011年間研製炮口動能32兆焦的原理樣機，在此原理樣機上，除彈丸重量比型號樣機輕一般外，其餘指標要達到型號樣機的指標，包括初速要大於2500米/秒，身管壽命100發；2011年後，開展炮口動能為64兆焦的電磁軌道炮型號樣機研製工作，最終要在2020-2025年裝備電磁軌道炮。

2010年，BAE公司研製的軌道炮樣機進行了彈丸動能33兆焦的試驗，也就是大家經常看到的那張拖著長長尾焰飛出的彈丸的照片。

但從那之後到現在，電磁炮研製工作進展寥寥，至今也沒能進行64兆焦的相關實驗。

到現在，也就是2016年，美國海軍電磁炮項目仍然停留在32兆焦炮口動能階段。

據2011年的美國《海軍內情》網站報道，當時負責研製工作的美國海軍少將Nevin Carr在國會聽證會上就曾說過，「成本-效率曲線在32MJ處會出現一個拐點。由於在這個拐點之後，加速度會導致這種炮彈的研製很困難（美國目前研製的最先進的抗過載電子設備能抵禦3萬G的加速度，但再高就不行了，沒有電子設備就沒有制導，就沒有電磁炮之前想定中的種種優勢），出於種種理由考慮，軌道炮研究的重點應集中在20-32MJ的範圍」。也就是說，炮口初速為7馬赫，射程90-180公里，這已經根本無法和當初計劃中64兆焦動能，射程360公里相提並論了（480公里就更別提了）。

這樣的電磁炮與「朱姆沃爾特」的155毫米艦炮相比已經沒有什麼優勢了，後者射程也是180公里。

換句話來說，其實美國海軍電磁軌道炮的命運早在2011年第二階段樣炮研製成功並進行測試之後，就已經註定了。

更何況還有2012年開始美國大幅度削減軍費的影響。

根據最新的報道，美國海軍已經開始為電磁炮項目準備善後。據悉，電磁炮的研製方向將從進攻轉為防禦，研究用32兆焦炮口動能的電磁炮進行反導的可能。這種電磁炮所發射的重10千克的炮彈將可能打到100公里的高度，且射速較快。

對比一下中國當年研製的反導大炮——「先鋒」大炮的計劃數據，140毫米口徑方案的彈頭重量為18千克，初速1600米/秒，射高74公里，射程130公里。

現在的32兆焦電磁軌道炮彈重23磅（10.45千克），換算下來，初速超過2500米/秒，射高約100公里，射程約180公里。

再考慮到電磁軌道炮的射速要大大超過當初計劃中的先鋒大炮，同時使用慣性制導，立靶密集度也會更高。那麼它理論上完全可以攔截中程彈道導彈——當初先鋒大炮曾計劃進行攔截東風-3的試驗。

這對於美國海軍來說倒是一種非常有用的東西，尤其是在面對飛向艦隊的中程彈道導彈的時候——朱姆沃爾特未來成為主力艦的機會就在這兒了，採用綜合全電傳動的朱姆沃爾特是美國海軍可預見的未來唯一具備部署電磁炮可能性的艦艇，其他艦供電系統無法滿足電磁炮系統80MW的供電需求。

另一方面，對陸攻擊的任務就繼續交給現有的艦炮，讓它們發射為電磁炮研製的彈丸（ILP）。

據報道，美軍為電磁炮研製彈丸的時候就已經準備好了「兩步走」計劃，即首先將這種彈丸用於常規火炮。

其實這種彈丸並不稀奇，在常規火炮上發射的時候，它其實就是一種脫殼彈，類似於坦克炮的尾翼穩定脫殼穿甲彈。據報道，在使用127毫米艦炮發射的時候，ILP的初速達到了1500米/秒以上，理論射程可能達到80公里左右。此外美軍還計劃讓「朱姆沃爾特」的155毫米艦炮發射這種彈藥，射程也是80公里左右；美國陸軍的155毫米M198榴彈炮也能使用這種彈藥，由於M198榴彈炮的身管較短，射程就只有40公里左右，不過這也比它發射普通炮彈時僅有22.4公里的射程要遠不少。

與現役的制導炮彈相比，其實ILP的性能並不佔優勢，尤其是它的威力很小，由於命中目標的速度不高，並不足以直接通過動能殺傷目標；同時炮彈又輕只有10-20公斤，裝葯自然不多，威力比數十公斤重的127毫米、155毫米普通炮彈小得多。

美國32MJ電磁炮的部分性能與當年中國研製的640工程「先鋒大炮」相似，或許美國人也會打算拿它去攔截中程彈道導彈

這麼形容吧，這其實就等於用127毫米、155毫米艦炮發射射程80公里的85-100毫米炮彈——威力換射程罷了。至於什麼比艦載機高几倍的攻擊力？別做夢了。

美國海軍計劃未來在常規火炮發射ILP和電磁軌道炮反導項目的研製中再投入8億美元，這「屁股」擦得可不容易。

不過，就好像90年代的電磁線圈炮研究項目發展到最後變成了福特號的電磁彈射器一樣，如果電磁軌道炮反導和ILP脫殼增程彈藥的研究能成功，那至少美國海軍前面這5億美元算是沒全部浪費。不過，這也就是試圖在技術上領跑世界的必然代價了，「試錯」總是有代價的。

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