美國這款武器一旦研製成功，後果不堪設想

電磁炮是一種純電能武器，主要原理是利用流經火炮導 軌或線圈的強電流感應產生的電磁力 來加速彈丸的發射裝置,這種發射方式又被稱為「電磁發射器」或「脈衝能量電磁炮」。而電磁炮又由於工作方式的不同，被分為導軌炮和線圈炮兩種。根據美軍近幾年公開的資料分析,美軍對於電磁炮的興趣和重視程度已經遠高於傳動的化學動能炮，電磁炮技術已成為美軍新概念火炮技術的研發重點。電磁炮憑藉其諸多特點，註定將成為未來戰場中不可缺少的武器，所以了解美國21世紀電磁炮研製歷程，對於我國抓住新軍事變革的戰略機遇、為人民軍隊研製出更先進的兵器，具有一定的幫助。

美軍對於電磁炮的研究起始於上世紀70年代，而當時我國火炮研究的主要精力還放在大口徑化學動能炮的身管自緊技術、炮管鍍鉻技術等基礎課題的研究。美軍經過近40年的艱難探索，不僅熟練掌握了電磁炮的工作規律，而且在實用性和可靠性方面都有了長足發展，這其中最主要的還是要歸功於電容器技術的進步。2007年，美國科學家已經開發出一立方米能夠提供10兆焦能量的電容器，由此促成了電磁炮在軍艦上的射擊試驗。除此之外，美軍在電磁炮的導軌材料、專用彈丸等技術上均取得了突破性的進展。

當今，電磁炮雖然仍屬於尖端技術，但已經沒有那麼高不可攀，制約電磁炮列裝投入使用的關鍵技術問題是如何實現電磁炮的小型化、輕量化。目前世界各國都沒有解決這一問題的技術。回顧美軍過去幾年來在電磁炮小型化方面的探索，美國國防部在本世紀初成立了專門促進和研製裝甲車輛用電磁炮的專門科研單位，但是受到資金和基礎科學雙重製約，項目進展緩慢。

為了加快電磁炮技術應用於新研製的兵器並儘快裝備部隊，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）在2006年啟動了未來戰鬥系統電磁迫擊炮實驗室演示項目,並計劃於2008年結項。該項目的最終目標是研製一款120毫米口徑的電磁炮(線圈炮和導軌炮),使用的彈藥是改進型迫擊炮彈，設計初速能夠達到420米/秒以上。由於研製單位此前開展過艦載式電磁炮的研製，雖然海軍用電磁炮屬於導軌式電磁炮，與陸軍使用的線圈電磁炮在工作原理上有所不同，但由於兩種炮原理想通，所以設計部門在電磁炮系統緊湊性和電源裝置小型化方面有比較豐富的技術儲備。根據項目組的研製計劃，電磁迫擊炮研製項目共分為三個階段完成，第一階段為小尺寸試驗階段，主要通過模型試驗進行電磁彈射迫擊炮的技術論證，摸清炮管長度、彈丸重量、電容器功率之間的關係，並證明電磁彈射技術能夠成功應用於迫擊炮，承擔研製項目的桑迪亞國家實驗室經過反覆試驗，認為45個線圈和50個線圈這兩種尺寸的迫擊炮綜合性能最佳，於是同時進行兩種尺寸的迫擊炮研製工作。第二階段是全尺寸試驗階段，這是在第一輪試驗成果的基礎上，製作出與實際產品1:1比例的模型，從發射效能和外觀樣式都十分接近最終的產品，完成這一階段的研製後，電磁迫擊炮的研製就算基本完成了。第三階段的研製任務是將已經造好的迫擊炮放在各種環境下進行測試，通過貼近實戰的試驗，通過改進設計，排除隱藏的問題。截止到2008年，桑迪亞國家實驗室設計完成了兩種全尺寸線圈炮樣炮。幾乎與此同時，德克薩斯大學先進技術學院成功研製了全懸臂式電磁導軌炮全尺寸樣炮。同年3月, 得克薩斯大學先進技術學院研製的全懸臂式電磁導軌炮成功發射了改進後的120毫米迫擊炮彈,炮口初速431米/秒,完全達到項目要求。至此，美國研發的第一款實戰型電磁炮宣告成功。

有了第一次的成功，美國國防部高級研究計劃局又繼續追加項目經費，並且制定了更加科學的研製計劃。美國科研部門認為：下一階段的工作目標，是進一步提高電能轉化為動能的轉化效率，而且火炮系統的體積要更加緊湊，電容器體積在保持原有功率的前提下再縮小30%，還要兼顧新型電磁炮與各種武器尤其是裝甲車輛的兼容性。除此之外，軍方還對技戰術指標做了更高的要求：為提高射速，新型電磁炮必須具備反覆射擊的能力，要進一步提高電磁迫擊炮的射程和射擊精度，進一步提高速時火炮的可靠性。目前，美軍對於高性能電磁迫擊炮的研製工作還在進行當中。

與陸軍電磁炮緩慢的研製進度相比，由於艦船內用於安裝火炮系統的空間遠大於裝甲車輛，所以海軍的電磁炮研製更為順利，裝備速度也比較快。 早在2001年，美國海軍就與德克薩斯大學先進技術學院合作,對較大射程的電磁炮進行概念研究和可行性技術論證。經過研究和模型試驗，美國海軍認為在艦艇上幾乎不受空間限制，所以更適合選用空間較大但威力更強的導軌式電磁炮。2007年1月,第一套電磁軌道炮正式交付海軍，火炮口徑為90毫米。2008年1月31日進行發射試驗，這款艦載電磁炮能夠將重量3.5千克的鋁製平頭彈丸以7馬赫的速度射出，經測算，炮口動能達到10.64兆焦，再次刷新了此前該炮創下的9兆焦動能的紀錄。

由於艦載電磁炮的性能超過了預期目標，美國海軍將更高性能艦載電磁炮的研製工作列入了最新提出的「創新性海軍」計劃當中。根據計劃，新研製當電磁炮項目需要進行發射裝置、彈丸、電源以及艦載集成等4個方面的技術研究。不僅研究項目繁多，而且美國海軍還要求新型電磁炮必須儘早裝備使用，其中，要求研製部門在2020年前完成各項必要試驗，使電磁炮具備裝備部隊的條件，在2025年以前完成全面列裝。

德克薩斯大學先進技術學院將新型艦載電磁炮的研製工作分為兩個階段進行。第一階段的研製重點放在發射裝置的設計與改進方面，並開展與之配套的彈丸部分的預研製；第二階段研製重點是完成與發射裝置相匹配的彈丸研製，最終的目標是經過兩輪研製，能夠拿出可供演示並且可以開展裝備兼容性改進設計的電磁炮系統。2009年，「創新性海軍原型」計劃通過軍方驗收,並於同年2月，著名軍火商BAE系統公司地面與武器部與美海軍和德克薩斯大學先進技術學院簽署三方合作協議，正式開始新型電磁炮的研製工作。由於資金、技術、政策三大保障全面到位，第一階段的研製工作以極快的速度於2011年全部結束；以研製彈丸為主的第二階段研製工作也於2015年順利完成。由此，美國海軍擁有了兩款性能優異、可以裝備使用的艦載導軌式電磁炮。

更高的追求

從美國研製電磁炮的最新動態來看,電磁導軌炮因為結構簡單,成為目前的研究重點,發展比較迅速,很有可能成為第一種實 現武器化的電磁炮。美國軍方與科研部門現已達成共識，一致認為電磁炮技術的研究主要集中在脈衝電源、導軌和彈丸方面,這些問題是實現電磁炮進快進入實用階段的前提。

美海軍設想的驅逐艦載導軌炮的功率需求為15～30兆瓦，海軍艦船上的 電源必須能保證脈衝電源系統的快速再充電,使電磁導軌炮獲得較高的持射速,從而滿足火力支援的需要。而對於陸軍而言，由於受到裝甲車輛的空間限制,陸軍用電磁炮需解決高儲能密度問題。雖然近年來小型化脈衝電源已有 了很大進步，據美國《軍事技術》雜誌報道：現有技術可實現3兆焦 /立方米的儲能水平,這樣的性能還不能裝配在坦克裝甲車輛的直射火力上。

電磁導軌炮的導軌通常由厚銅條或其它導體材料製成,相互平行地嵌在火炮身管內。所以一般實驗室里的固定發射導軌體積大都比較龐大,但車載電磁炮的導軌必須實現輕量化、小型化。而經過試驗，目前燒蝕現象最輕的導軌材料是鎢，但是鎢的價格昂貴,而且鋼度較差,不適於直接作為導軌炮的材料。目前,各國正在對各種銅合金(銅和銀、鈮、鎢、鐵、鉻、碲、鋁)和碳化鎢等一些合金和半導體材料進行實驗。

美海軍計劃於2020年研製出64兆焦電磁炮的全尺寸模型；在2030年之前使64兆焦電磁炮技術達到成熟，以此取代155毫米「先進艦炮系統」，使之成為未來戰艦主炮的標配。據美軍公開資料顯示,美海軍第一代電磁艦炮的炮口初速為2 500米/秒,其發 射的制導彈丸能以5馬赫的彈著速度打擊目標, 射速超過6發/分;進行直瞄火力支援時,彈丸能在6秒內命中目標。由於彈丸動能巨大,艦載電磁炮的殺傷效果是現有火炮的3~5倍。最大射程能夠達到數百千米,所以美國海軍未來的雄心是讓電磁炮代替部分航空炸彈或巡航導彈打擊目標。

成功的關鍵

成功的關鍵

縱觀美國電磁炮技術的研製與應用能夠取得成功的關鍵，很大程度上得益於正確的科研工作管理模式。首先，不論是美國國防部高級研究計劃局還是美國海軍，對科研單位的產品從來是研製一款就裝備一款，裝備不了高精尖，就把高精尖的技術挪到一些短平快的科研項目上，力求儘快裝備、收回投資。而且軍方在選擇科研單位的過程中慎之又慎，一旦選中，輕易不會更換研製單位，這就使科研單位有機會培養出一支專業化無可比擬的科研隊伍，新產品裝備部隊換來源源不斷的資金極大促進了研製工作高效、順利地進行，花大力氣購置的新設備也有了用武之地，並且積累了大量的技術儲備。這樣做的結果是第一款產品可能會存在一些缺憾，而隨後研製的新展品卻十分成熟，而且研製過程越往後進行就越順利。從科研部門的角度來看，美國雖然每年兵器行業科研立項比我國多，但美國科研單位相對來講更多，而且這些科研單位魚龍混雜，不僅有科研院校的，還有軍火商的、私營公司的，很容易行程無序競爭，造成混亂。但美國軍工科研秩序基本保持穩定，新產品層出不窮，除了依靠幾個軍工寡頭壟斷市場以外，也得益於軍方只看競爭力、不搞平衡均沾的政策。科研單位想要爭取到一個科研項目，必須經過長期的準備工作，只有練就一身過硬本領才能在眾多科研單位的角逐中脫穎而出。

回顧美軍很多軍用技術的發展軌跡，一般是先將一些已經成熟的簡單技術投入應用，用裝備賺來的錢繼續投入下一輪研製，這種「研究一批高精尖、應用一批短平快」的方法，能夠儘快收回投資成本，以科研促科研。這種科研管理辦法在我國研製三代坦克的時候得到充分運用，被稱為「螺旋式上升」，所以在三代坦克列裝部隊以前，總設計師就已經為國家收回了全部投資。但想要實現這樣的科學管理模式，除了要選對科研單位，也要賦予科研單位總師絕對的權利。美國科研工作的管理模式是總設計師在項目研製過程中擁有絕對的財政權、人事權、方案選定決策權。美國這麼喜歡搞三權分立的國家在這個時候都要三權統一。與之相同的是，在三代坦克研製之前，時任國防科工委副主任的鄒家華曾經請祝榆生出山擔任三代坦克總設計師，在問及擔任總師有什麼要求時，祝榆生就提出科研三權統一於總師的要求，這在當時的中國是前所未有的，鄒家華和祝榆生這樣做在當時來講也是冒著一定的政治風險的。然而從實際效果來看，科研工作三權統一是正確的。我國三代坦克的研製工作不僅僅是出一款新車那麼簡單，而是從試驗設備、生產設備、試驗檢測方法等，全部更新換代。一代坦克的研製有蘇聯援華項目支撐著，二代坦克研製有一代留下的底子撐著，三代坦克的研製卻要一切從頭再來。雖然面對的難度是空前的，但取得的成就也是空前的。三代坦克的成功研製完成了這個看似不可能完成的任務，這就是科學的科研工作管理模式發揮出的巨大力量。