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美國如今擁有哪些成熟的定向能武器?其又具有哪些重要的軍用價值?

作者:張浩,畢業於鄭州大學,知名軍事作者,季我努學社會員。亞太智庫研究員,《艦載武器》雜誌評論員,亞太日報評論員。研究方向為海軍作戰理論、海上作戰武器裝備、空中武器裝備等領域。文章散見於《兵器》、《艦載武器》等著名報刊雜誌及各大網站。代表性圖書為《預警機、電子戰機》(未來出版社),在軍迷群體中廣受好評。

張浩

美國的國防部常務副部長沃克曾經稱,定向能武器具有發動精確打擊,併產生可觀效果的能力,且能夠實現遠程打擊,未來10年,定向能武器可能會在各種任務運用中融入到海陸空軍的力量構架之中。

作為定向能武器中發展較為成熟的武器系統,高能激光武器目前已經接近於實戰化,美軍也是世界上開始研製激光武器較早的國家,以美國現在掌握的部分技術來看,美國未來將會把高能激光武器應用到硬殺傷領域,比如防空、反導、反衛星等的作戰中,其殺傷機理是利用高能激光束直接照射目標表面,不僅能夠燒穿敵方信息戰系統中的電子設備,而且能毀傷其中的物理硬體和人員。這種武器的殺傷力會以光速傳遞,目標毫無躲避反應時間,因此具有極大的殺傷概率,是未來精確武器的寵兒。因為其具有廣泛的運用前景,因此美國自20世紀90年代至今,已經在激光武器方面投資了數十億美元,尤其是機載激光武器和空天激光武器等。

激光武器是一種定向能武器,也是未來軍事強國投資的重點領域,圖為美國的激光武器測試飛機

除了激光武器,現在已經接近實用化的定向能武器還包括了電磁軌道炮。電磁炮,已經不是一個新鮮的事物了,但是電磁炮究竟具備什麼樣的特點?對此,筆者總結如下:(1)初速高。火炮炮彈速度一般不超過2km/s。雖然通過改進火藥和提高燃燒效率等辦法,其炮口動能還可以再提高10%~20%左右,但是不免會帶來增加火炮質量、體積和後坐力等反效應。但是,電磁炮採用電磁發射,突破常規火炮的初速限制,可以獲得很高初速,從而可以縮短交戰時間,增加對付快速目標的有效性,提高命中率,可以具有更大的炮彈動能,增加對目標的破壞力。(2)電磁炮發射能源為電能,彈丸初速和射程可以通過改變電流大小進行控制,不易受偶然因素的影響,而且操作使用簡便,有利於改變射程,工作穩定、重複性好。(3)電磁炮幾乎全部發射重量都是有效載荷,附加重量小;炮管形狀、彈丸形狀以及彈丸質量都不受限制;加速均勻,彈丸的平均加速度和峰值加速度的比值小;彈丸質量(或體積)可以很小,既容易實現裝填自動化,也便於減輕後勤供應的負擔。(4)電磁炮靠電磁力發射彈丸,幾乎沒有火焰、煙霧、響聲和後坐力,有利於隱蔽作戰和安全操作。(5)電磁炮主能源一般是採用低級燃料的燃氣輪機或柴油機,電磁發射的能量轉換效率也相對較高,使得單位能量的成本較低,僅為火炮能量成本的1%。加上電磁炮彈丸價格低,而且幾乎全部發射能量都用於有效載荷,因此總的效費比較高。(6)電磁炮的瞄準射擊精度要求較低,而且以較大的動能直接撞擊目標,因此破壞效果較好,且易於判定是否擊中。採用電磁發射原理的電磁炮完全可以突破常規火炮的性能極限,因此,近十多年來電磁炮技術的研究受到了格外的重視,並取得了舉世矚目的進展。電磁炮目前尚處於研究階段,離實戰要求還有相當的距離。電磁炮技術由其獨特的優點,決定了它有廣泛的應用領域和重要的應用價值。

電磁炮是對火炮武器的重大革新

電磁炮技術具有廣泛而重要的軍用價值,美國國防科技發展中,目前考慮和研究中的電磁炮技術主要有以下幾方面。(1)電磁大炮。電磁炮初速高,動能大,可以在很大的射程內殺傷目標。目前已計劃研製把近百公斤彈丸、以大於2km/s 的速度發射到火炮所不及的50km~100km以上距離的增程電磁大炮;有的計劃甚至研究射程數百千米的大口徑超遠程電磁炮。(2)防空反導電磁炮。電磁炮初速快,射速高,交戰時間短,不怕電子干擾,因此命中率高,效費比好,適用於防空和反戰術導彈。電磁炮彈丸速度在大氣中可達4km/s~6km/s,是飛機和戰術導彈等目標速度的2~15倍。電磁炮可以用百克級的炮彈,以小於5km/s 的速度,擊毀幾百米到幾十千米範圍內的飛行目標。例如,發揮超高速、高射速的優勢,在5km~28510km的距離上,以很高的殺傷概率摧毀帶核彈頭的來襲巡航導彈。(3)反航天兵器/戰略導彈電磁炮。天基的或陸基的電磁炮可用於反航天兵器和反戰略導彈,在空間或飛行彈道的各階段對它們進行攔截。美國 SDI 計劃曾研究這方面的應用。(4)裝甲/反裝甲電磁炮。電磁炮速度快,動能大,穿甲能力強,可作為坦克炮和艦/反艦炮。電磁炮彈由於速度快,因此它已成為破壞裝甲的一條新途徑。目前,坦克/反坦克炮和艦炮其炮口動能基本上在7MJ~9MJ範圍內,有的重型艦炮動能超過10MJ。國外已研製出炮口動能 9MJ 的實驗型單射電磁炮,並在實驗室內已達到 8.6MJ 的動能,現正進一步提高炮口動能,同時進行連射實驗。據報道,電磁炮已可擊穿模擬的 T-72、T-80坦克裝甲。15MJ 甚至更高動能的電磁炮還將能夠擊毀火炮所不能擊毀的未來坦克,其威力無疑地還將超過重型艦炮的威力。電磁炮技術還可用於電磁裝甲的研究。電源放電產生磁場,在與彈丸運動相反的方向上產生洛倫茲力,阻止或捕獲來襲彈頭。(5)飛機電磁發射器。用電磁炮發射飛機,由於加速均勻而且快,可以縮短滑行距離和發射時間。還可以減少對地面的要求,減少雜訊公害和空氣污染。發射小型無人機、偵察機,僅需一輛吉普車固定的單極發電機提供動力。電磁炮還可用作航母上的飛機彈射器,取代以往的蒸汽彈射器。電磁彈射器代替蒸汽彈射器有如下優點:省去建立汽壓的等待時間,可以提高發射率;去綽了高壓蒸汽,其能量可全部用於推進系統,提高動力的利用率。

DDG-1000驅逐艦被認為是電磁軌道炮的合適搭載平台,該艦現在採用的是AGS先進艦炮系統。

編輯:季我努學社青年會會員施祺

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