中國電磁炮 並不具備真正的「革命」意義

最近，安裝在936號登陸艦上進行試驗的電磁炮原型機引起了媒體的熱議。一時間，關於電磁炮毀天滅地的各種傳言在網路自媒體間泥沙俱下，大家似乎都忘記了，同樣是這些評論者，不久前還在口沫橫飛的說美國電磁炮「不足為懼」。

把電磁炮吹上天，完全忘記之前是如何DISS美國電磁炮的人有之

把什麼東西都和電磁炮聯繫起來，瞎吹一氣的人也有之

這個時候，筆者倒是覺得大家有必要用毛主席的名言提醒一下自己：「決定戰爭勝負的，不是一兩件新式武器，而是人」。當然了，也不能狹隘的把這個觀點理解為，「只要精神原子彈，可以不要真的原子彈」。而是說，只有擁有更優秀的人才，更優越的組織形式，更好的社會優越性，才能把人的力量彙集，凝聚，不管是眾志成城對抗外敵，還是萬眾一心，研發新的武器裝備，才有了無窮的力量。

如今，我們的綜合實力早就不是依仗一兩件高科技「殺手鐧」和「高科技人民戰爭」來「兩手」的時代了。所以，在軍事技術革命方面，我們也不應該把眼光僅僅局限在「一兩件新武器」上，而是要提高我們的視角，看到中國總體軍事技術的飛越，把我們帶到了一場新的軍事技術革命的門檻上。

軍事技術革命不光是一兩件新式武器的問題，最關鍵的是總體科研能力的革命性提高

下面我們具體談一下這個問題。

電磁炮有什麼厲害的？

電磁炮其實沒什麼特殊的，從人類發明投石機和弓箭開始，我們就在用動能作為武器，而電磁炮只不過是這方面的新進展罷了。

回顧歷史，人類最早使用的動能武器是石頭，用手來投擲，能量儲存在我們細胞里的三磷酸腺苷中，利用它驅動身體的肌肉，賦予石頭動能。

而最早的「升級」動能武器，應該是「投石索」，就是古希臘傳說里大衛敲破歌利亞腦殼用的武器，它們的作用是在肌肉輸出能量不變的情況下，通過離心原理，讓石頭獲得更高的動能，達到更高的初速，從而使擊中目標時的存能更大。稍後出現的「投矛器」也是相似的。

而到了弓箭，雖然動力源依然是人力，依然是三磷酸腺苷，但直接用於發射弓箭的能量，卻變成了弓臂變形產生的彈性勢能。由於弓臂變形能更好的瞬間將勢能轉化為動能，要比人手投擲更加穩定，且便於瞄準，因此很快取代了相對更難以掌握的投石索。

投石索、擲矛器，可能是人類最原始的提高投擲武器初速，從而增強威力的手段

再後面，人們又製造出了弩，更方便瞄準和擊發。

但直到羅馬的蠍子弩，這些武器的最終能量來源都無一例外仍是三磷酸腺苷。只不過通過不同的手段，將生物化學能「暫存」到金屬、木材等材料中，轉換為它們的彈性勢能，然後瞬間發出，來加速投射物——這一方面的最終產品，應該算是「回回炮」，也就是槓桿式投石機，它是將人力轉換為巨大重鎚的重力勢能，再加上槓桿臂的彈性勢能，共同加速網袋裡的石彈。

回回炮說到底，是將人力轉換為平衡物的重力勢能，然後迅速釋放出來，轉換為石彈的動能

儘管從投石索，到「回回炮」，看起來外形差別巨大，投擲物尺寸差別巨大，威力也差別巨大，但本質上，它們的最終驅動能量都是人力。只不過回回炮能夠「暫存」更多的人力，將其瞬間放出而已。

這就決定了這些武器的上限，要想真正提高投射武器的威力，就必須找到新的能量源——於是我們看到了火器。

雖然非常原始，但從突火槍這類原始火藥兵器開始，投射兵器就擺脫了對人力的依賴

從最早的突火槍，到現代的榴彈炮，坦克炮，其原理也無非是將火炸藥化學鍵所蘊含的能量，釋放出來，轉換成高溫火藥氣體的能量，來推動彈藥達到較高的速度飛出。

擺脫人力限制的火器極大改變了戰場，其中一個很重要的原因就是，因為其能量源不是來自於操作武器的人，而是來自於火炸藥，因此不論什麼人，只要能正確操縱火器，它就能發揮出足額的效能。

簡單來說就是，「一個14歲的小孩使用AK步槍，威力和40歲的士兵是一樣的，甚至可能還更強些」——電影《戰爭之王》的台詞。

正因為實現了這一點，使用火器的近代軍隊可以快速動員龐大的人力，進行相對簡單的訓練，就可以組織起龐大的軍隊，乃至於緊急時刻可以動員上到60歲，下到14歲的男性全部加入軍隊。也讓游擊戰，全民皆兵這些概念具備了前所未見的意義。

而再進一步，電磁炮、激光炮、高能微波武器這些新概念定向能武器進入了人類的視野。

從武器使用的能源角度而言，這是又一次革命性的變革。

與火器相比，定向能武器不再是使用發射葯的能量，而是直接將動力系統提供的電力轉化為攻擊的能量。

死星就是「戰略性定向能武器」

這個革命性意義在於，作戰部隊不再需要燃料、彈藥兩種補給品，只要補給燃料，或者說能源，至於彈藥，如果沒有火工品，僅僅是補給彈丸這類東西，那是非常簡單的。

如果再配合上第四次工業革命，也就是廉價的核聚變能源的普及，那將為人類社會帶來翻天覆地的變化。通過定向能，直接將近乎於無限的核聚變電能轉換為強大的攻擊能量，作為戰略性武器使用——就像遊戲《命令與征服》裡面的天基粒子炮——首先掌握這種武器的大國將可以掌握真正可以隨便使用的，威力與核武器相當的武器。相比之下，現在媒體經常說的，「上帝之杖」這類的東西其實是想像力非常貧乏的。同樣，依託傳輸電力的超級供電網路，建立的陸基定向能空天防禦能力，將可以將大國的領空真正變成「禁區」。

里根的星球大戰計劃，主要也是以激光、定向能武器為基本要點

當然，這還只是我們現在對未來的一種粗淺想像，這個真正的技術革命離我們還遠。

我們現在看到的電磁炮，其實就跟「回回炮」一樣，只是在火藥時代的人們，試圖開始摸摸定向能時代的一點邊而已。

為什麼這麼說呢？

因為人類進入定向能武器的最基本技術障礙，仍如同一座大山一樣橫亘在面前。

這就是能源問題。

我們現在常常看見有些介紹文章，一說到電磁炮，就把科幻小說里描述電磁炮的那些說法拿過來，什麼電磁炮能將彈丸加速到亞光速，從而具備不可思議的強大動能，僅僅依靠動能就能把目標氣化……

這都是胡扯。

海因萊因《月球是個嚴厲的女人》里，謀求獨立的月球威脅地球的戰略武器就是質量投射器——用電磁發射器將小行星投擲到地球

且不說電磁炮的發射技術能否支持，現在我們根本沒有能力在瞬間釋放這麼大能量的能源好不好？

我們現在的電磁炮，主要用的能源裝置分幾個部分。首先，是動力源，即發動機，現代大型水面艦艇的主機和艦載電站的功率通常沒有考慮電磁炮這樣耗能大戶的需求，需要全電綜合推進，或者至少也是艦載綜合電站技術。不過這其實是相對容易解決的部分，在我國003型航母上預計就會採用艦載綜合電站技術，也就是說可以將主機的很大一部分功率直接用於發電，滿足電磁彈射器的需要。

電磁彈射器其實和軌道炮原理類似

不過，如果考慮到未來「戰略」級定向能武器，那自然就差距很大了，那種東西，可能起碼要有聚變發電這樣的前置科技，才能開始考慮吧。

其次，還要有儲能裝置，因為動力源發出來的電，並不能直接用來發射，必須用一個儲能裝置將電力儲存起來，再通過瞬間放電，轉化為攻擊性的能量發射出去。因此儲能裝置的能量密度，瞬間充放電能力……這些就很關鍵了。

其實對於定向能武器來說，儲能裝置就相當於弓的弓臂，或者投石機的重鎚，是「暫存」能量的關鍵部分，它的技術原理和工程水平，直接決定了發射裝置如何設計。

中國在電磁彈射器方面已經趕上美國，在電磁炮方面自然也不會落後太多

目前，美國的電磁炮使用的儲能裝置是超級電容，利用它瞬間充放電的能力，來說實現能量的「暫存」。

在2017年，BAE進行的一分鐘內2發32兆焦電磁炮發射，已經驗證了這個系統的性能。這是目前公開的最強的供電磁炮使用的儲能裝置。

單發32兆焦，對於近距離直射的坦克炮而言，威力是夠大的，因為現在坦克炮的炮口動能，大概是15兆焦，未來通過使用電熱化學炮技術，能達到18兆焦。而和電磁炮輕鬆達到20兆焦以上相比，那自然就差別很大了。

美國雷西昂公司為電磁炮開發的儲能單元

但問題就在於，如果以現有的儲能裝置當做反坦克炮用——能量密度又太小，導致儲能裝置尺寸太大，塞不進一輛坦克內。

除了動力源和儲能裝置，電磁炮的還有一個重要組成部分，就是發射系統。

其實如果不考慮發射裝置的尺寸重量——航母的電磁彈射器就是技術相當先進的「超級電磁炮」。當然，由於它所發射的「炮彈」非常沉重，要求的加速度也相對不高，因此所面臨的技術問題其實和電磁炮有很大不同。

目前，電磁軌道炮的主要技術難題，最關鍵是軌道的燒蝕問題，目前的美國電磁軌道炮發射的畫面就可以看到，開火的時候炮口有很強的「炮口焰」，那其實就是軌道燒蝕造成的，可想而知，這樣的軌道炮的軌道壽命會受到很大影響。

32兆焦電磁炮發射瞬間，實際上這個「炮口焰」是高溫等離子體和軌道燒蝕的產物

936艦上試驗裝置到底是線圈炮還是軌道炮，軍迷們還在爭論，但馬偉明院士關於電磁炮的論文，全是關於軌道炮，所以這不大可能是技術難度更高，性能更好的線圈炮

至於技術更先進的線圈炮，目前面臨的難題更大，比如線圈的冷卻問題，每個線圈對炮彈進行加速精確配合問題……

從上面簡單的分析可以看出，現代的電磁軌道炮，其實是不具備通過動能直接殺傷遠距離目標能力的。其實最簡單的一個道理，如果不能直接命中目標，那麼炮彈動能再大——除非這動能達到能造成地質災害的程度——也是不能對目標造成殺傷的，而現在的技術還無法做到讓如此的高速度炮彈實現精確制導。

所以，美國在2010年前後提出研製「朱姆沃爾特」的配套電磁炮的時候，就明確了電磁炮炮口動能32兆焦，射程200公里左右，發射攜帶殺傷爆炸戰鬥部和集束戰鬥部的高速制導炮彈，三個技術指標。

也正是因為這三個技術指標，最後美軍認為，用155毫米火箭增程彈也一樣能達到同樣的效果，才在「朱姆沃爾特」上選擇了155毫米AGS火炮和增程制導炮彈。當然，後來增程制導炮彈被發現價格太高，備彈量低，發射速度太慢等等問題，已是後話。

但可以看出，電磁炮的實際現狀和媒體上經常渲染的什麼電磁炮依靠動能直接殺傷目標這類的說法根本不同。

目前，美國為電磁炮研製的炮彈，HVP，技術已經基本達到了研製時提出的要求。不過因為電磁炮的儲能裝置和發射裝置達不到設計之初的要求——導軌壽命4500發，射速每分鐘12發。

因此，最後變成了用常規火炮發射HVP炮彈，相關性能因此也就自然大打折扣，射程縮短一半以上。所以最後美軍也沒有選擇此前提出的用155毫米炮發射HVP炮彈的方案。

美國電磁炮項目的最大收穫可能是HVP炮彈

中國的電磁炮在這些方面能否突破呢？現在恐怕還說不好。我們只能說，如果能實現早年間美軍提出的這些設計指標，那麼我們將獲得一種射程200公里左右，射速12發/分，單發炮彈造價10-20萬美元的彈藥投送手段。不管是裝到戰艦上用於對岸轟擊，還是用於跨過海峽實施火力打擊，會比彈道導彈和巡航導彈的成本低得多，甚至幾乎可以接近飛機投擲炸彈的水平。

電磁炮說到底依然是現代技術條件下的一種新的火力投射手段，並不具備真正的「革命」意義——客觀地說，美國的電磁炮如此，中國的電磁炮現在也是一樣。

在現代條件下，電磁炮的真正技術難點反而不是發射系統，美國在研製海軍電磁炮的時候，曾要求發射能量達到64兆焦。但結果發現這種能量下，炮彈無法實現制導，因為加速度實在太高了，最後才「妥協」在32兆焦。

雖然最後沒有實現，但火箭增程炮彈理論上和電磁炮在性價比上處於一個檔次

32兆焦的電磁炮發射瞬間加速度，據此前美軍說法，大約能達到3萬g，這也是美軍現有技術研製電子設備能承受的加速度極限。

目前，據相關資料，作為抗過載電子設備技術標杆之一的MEMS（慣性測量感測器）量程，國外最先進的此類設備，可達20萬g。而我國目前僅達到10萬g，與國際先進水平差距明顯。換言之，我國按照現有水平，還無法造出能承受32兆焦電磁炮加速度的制導彈藥，而如果要研製能承受更高能量電磁炮加速度的電子系統，則需要在這方面超越美國。雖然現在這也不是不可想像，但需要更多的資金和時間投入進去。

而電子設備的抗過載水平如果能達到，比如8萬g，或者10萬g，那麼很多其他領域也能受益，例如這就意味著可以製造出供航炮彈藥使用的電子引信乃至採用制導技術（戰鬥機航炮發射瞬間炮彈過載可達8萬g以上，目前只能使用機械引信）。甚至可能造出具備制導能力的尾翼穩定脫殼穿甲彈，大大提高坦克炮的命中率和作戰距離。

我們且不去討論具體的技術是否能夠滿足要求的問題，如果現代技術條件下，電磁炮能夠具備在數百公里距離上，高效率投射火力的能力。那麼它是否就算是具備革命意義了呢？

恐怕依然很難說。

換一個角度說，中國的反艦彈道導彈，東風-21D，具備了不到半小時內命中2000公里外海上目標的能力。而美國的「戰術戰斧」導彈，射程也能達到2000公里外，而且，讓一架飛機在目標附近持續跟蹤，並回傳目標數據，然後通過數據鏈不停更新到「戰斧」導彈上，它最後就能命中海上目標。

這兩者的區別在哪裡？

區別在於，「東風21D」其實對整個作戰系統的依賴相對而言要少得多，它只需要知道目標精確的位置、運動要素信息，然後憑藉極快的飛行速度，讓目標能夠進行迴避的範圍小於其在高空啟動彈上雷達探測的範圍，就可以確保目標不會逃出導彈的攻擊範圍。而相比之下，「戰術戰斧」就做不到這一點，要想用它命中海上目標，必須連續數個小時對目標進行精確跟蹤。

現代技術條件下，要做到「戰術戰斧」對艦攻擊試驗中那樣，連續幾個小時對目標持續跟蹤，而且前沿跟蹤的信息始終不間斷傳輸到導彈上，這個難度是很高的。

21世紀初，美國曾樂觀認為能夠克服這方面的技術難題。拉姆斯菲爾德任國防部長時期提出的「新軍事革命」就是基於這種匪夷所思的先進信息技術。當時甚至打算研製完全取消制導感測器，只安裝網路終端，直接通過網路獲取目標信息和自身位置信息，來進行制導的「網火」導彈，取代所有現役火炮和戰術導彈，用來打擊各種戰場目標。

當然，結果證明，這種真正具有革命性的信息技術，至少在可預見的未來，是實現不了的。

話題回到我們的電磁炮，現階段電磁炮和前面提到的信息技術一樣，前置科技還沒全點亮呢。

它只是「科技樹」上下一步的方向，而不是現階段已經能夠進入實戰的裝備。

因此，為了我國的電磁炮上艦試驗感到歡欣鼓舞，這是大家的人之常情，但我們也應該清醒的看到，這只是中國在最新科技領域全面追趕美國的真正偉大的技術革命的一個組成部分而已，對其進行過分的吹捧，實在是沒有必要的一件事。

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