电磁炮或改写未来战争：没有炸药的“导弹”-中新网
电磁炮或改写未来战争：没有炸药的“导弹”
　　继在军舰上部署廉价且性能优良的激光炮之后，美国海军又加快了电磁炮的试验活动。近日，美国海军宣布将于2016年在“米利诺基特”（JHSV-3）号联合高速试验舰上开始电磁炮的海试工作。
　　电磁炮是一种利用电磁发射技术工作的先进动能杀伤武器。由于电磁炮具有射程远、火力猛、发射简单、价格低等特点，可以用于海上反导系统和天基武器作战，是未来航母战斗群重要的火力打击尖兵，因而被称为没有炸药的“导弹”。
　　在火力打击领域具有优异性能
　　事实上，从冷战时代美国海军就开始了电磁炮项目的研制工作，至今已经超过30多年。美国海军在掌握了世界各大洋的制海权之后，随着岸防火力和反舰导弹射程的增加，舰艇面临着巨大的火力压力。美国“依荷华”级战列舰退役后，对陆火力支援不足的问题尤为突出。传统火炮由于技术原理限制，常规炮弹的射程难以得到提高，这时人们开始寻找新的炮弹发射手段，电磁炮就是其中之一。
　　电磁炮的技术原理非常简单，根据法拉第电磁感应原理，放置于磁场中的通电导线会受到一个力的推动，广泛使用的电动机就是依靠这个原理运行的。电磁炮就是一种特殊的电动机，它可以将磁场产生的驱动力转化为炮弹前进的巨大推动力。
　　与传统火炮和导弹发射系统相比，电磁炮具有极其优异的作战性能。电磁炮的电磁推动力大，炮弹的初射速度极高；炮弹受到的电磁力推力均匀，炮弹的稳定性好；电磁炮在发射过程中不产生烟雾和冲击波，战场隐蔽性极佳。电磁炮最大的优势就是发射炮弹价格低廉，一枚电磁炮炮弹的造价只要2.5万美元，并且火炮发射时产生每焦耳推动力所需价钱只有传统武器的百分之一，更不用说是与昂贵的太空武器相比了。由于电磁炮的初速度极高，发射后的炮弹具有巨大的动能。实验表明，以现有的技术手段发射一枚鸡蛋重量大小的电磁炮弹，就可以有效穿透30毫米厚的防护装甲。因此仅仅通过炮弹的直接撞击，就可以对攻击目标进行有效的摧毁。这种巨大的攻击威力也奠定了电磁炮在火力打击领域的“新星”地位。
　　各国竞相发展，可能改写未来战争
　　电磁炮的研制工作可以追溯到20世纪初，在两次世界大战当中，法国、德国、日本等国就开始了电磁跑的理论研究工作。1919年法国人申请了制造电磁轨道炮的专利，二战时期德国制造出了第一台电磁炮。20世纪70年代，澳大利亚国立大学建造了第一台性能稳定的电磁发射装置。在电磁炮研究领域，美国虽然前期研究不足，但是后来居上，到20世纪80年代，已成功进行了多次电磁炮试验。
　　更有趣的是，“冷战”时期时任美国总统里根为应对苏联压力，提出了著名的“星球大战”计划，其中电磁炮就是该计划的动能武器之一。“冷战”结束后，“星球大战”计划无果而终，电磁炮却得到美国军方的愈发重视。根据美国《核态势审议报告》，美国明确指出要进一步加强高新技术武器的威慑和打击能力，发展电磁炮是重中之重。目前美军电磁炮的发展方向主要是初射速度和动能的提高，2008年美国海军试验的电磁炮，炮弹出膛速度就达到了7倍音速，2010年美国海军成功进行了能量高达33兆焦的电磁发射系统试验，并以5倍音速的速度精准命中200公里外的目标。
　　目前除美国以外，许多国家也在进行电磁炮的研究工作。早在1995年，英国防御研究局就成功组织了一次电磁炮作战试验，在2000米距离的射程上以1.6公里每秒的速度成功击中目标。日本也于1989年就开始电磁炮的研制工作，并成功将1克重的弹丸以4.3公里每秒的初速度发射。俄罗斯目前也正在研究将电磁炮应用于“联盟-CB”自行火炮上，从而可以有效提高炮兵力量的作战能力。但这些国家的研究工作与美国相比仍有一定差距。
　　技术改进后将对未来战争产生巨大影响
　　这种具有革命性变革的武器装备势必会极大提高未来战场火力打击能力，对未来战争产生巨大影响。
　　按照目前试验进展，美军计划最早2018年开始在DD（X）对陆攻击驱逐舰上装备电磁炮。这种装备于水面舰艇的电磁炮，发射速度500发/分钟，射程可达几十公里，可以将舰艇变成一架巨大的海上机关枪。不仅可以用它打击各类临空飞机，还可用于远距离导弹拦截摧毁，是未来航母战斗群的火力之源。除此以外，未来电磁炮的速度预计可达到100公里/秒，可以作为天基反导系统的火力拦截装置，不仅可以提高拦截效率，而且可以大大降低天基反导系统的运行成本和部署数量。
　　虽然电磁炮技术发展进步显著，但想进行实战化运用还面临一些问题。目前电磁炮导轨材料的稳定性还存在问题，尤其是当炮弹高速射出时，产生的巨大温度极易造成导轨变形甚至融化。此外，电磁炮发射时需要的电能也是目前海基和太空应用需要克服的难题之一。如何避免高速飞行的炮弹在穿过大气层时保持正确弹道不被烧毁，也是需要技术人员努力攻关解决的方向。
　　作为动能武器家族成员中的佼佼者，电磁炮极其符合美军《2020年联合构想》中“主导机动、精确打击”的核心作战理念。而且由于其显著的高射速、远射程、精确的火力打击和独特的发射方式等传统火炮无法比拟的技术优势，势必会对未来战争带来深刻变革。
　　（马建光 刘文斗 张乃千）
【编辑:高辰】
>军事新闻精选：
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直隶巴人的原贴：我国实施高温补贴政策已有年头了，但是多地标准已数年未涨，高温津贴落实遭遇尴尬。
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春节前夕，科技日报推出了年度十大国际军事科技新闻聚焦，美海军成功试射电磁炮入选。此次电磁轨道炮试验，弹丸速度超过5马赫，炮口动能达到33兆焦耳。这是美海军继2008年1月成功试射10兆焦耳电磁轨道炮后的又一里程碑标志，为最终实现64兆焦耳电磁轨道炮奠定了基础。为此，我们特别邀请海军装备研究院某所高级工程师张世英对电磁轨道炮进行评析。　　采用洛伦兹力发射，全面超越传统火炮　　问：能否简单介绍一下电磁轨道炮的发射原理？　　张世英：电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁力(洛仑兹力)沿导轨发射炮弹，主要由能源、加速器、开关三部分组成。能源通常采用可蓄存10―100兆焦耳能量的蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机等，其中单极发电机是近期内最有前途的能源。加速器是把电磁能量转换成炮弹动能、使炮弹达到高速的装置，主要有使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器和离散、连续线圈结构的同轴同步加速器。开关接通能源和加速器，能在几毫秒内把兆安级电流引进加速器中。　　问：请您谈谈电磁轨道炮的发展现状。　　张世英：早在19世纪，科学家就发现磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用。20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。自上世纪70年代初以来，与电磁发射有关的技术取得了重大进展，澳大利亚国立大学建造了第一台电磁发射装置，将3克重炮弹加速到6000m／s。因电磁轨道炮可大大提高弹丸速度和射程，引起世界各国军事家的关注。　　目前，美国在电磁炮研究方面一直走在前面。美国海军认为，电磁炮是以接近常规火炮的成本而达到高超音速导弹作战效能的最有希望的选择。电磁轨道炮高速飞行的炮弹对于未来的海上火力支援作战具有重要的意义，7.5倍音速的炮弹打击365千米远的目标只需飞行6分钟，炮弹撞击目标的速度可达5倍音速，释放出的动能可穿透到12米深的地下掩体目标。而打击海上视距内的目标，炮弹只需6秒钟的时间，这些快速性指标已经超过对陆攻击巡航导弹和反舰导弹的指标。　　2000年，美国海军启动DDG-1000驱逐舰的研制计划，其上采用的综合电力推进系统能为未来的电磁炮提供充足的电力。2001年11月，美国海军决定发展一型炮口动能为64兆焦的舰载电磁炮，以满足海军对未来海上火力支援的需求。为此，他们制定了一个三步走计划：第一步（2005年前），研制一套炮口动能为8兆焦的电磁轨道炮缩比样机；第二步（年），研制一套炮口动能为32兆焦的电磁轨道炮原理样机，在此原理样机上，除弹丸重量比型号样机的轻一半外，其余指标都要达到型号样机的指标；第三步（2011年后），开展炮口动能为64兆焦的电磁轨道炮型号样机研制工作，为在2020年―2025年装备电磁轨道炮铺平道路。　　刚刚结束的这次试验意味着美海军电磁轨道炮三步走计划已实现了第二步目标。　　战术战略应用价值大，一改传统对抗格局　　问：电磁炮为什么备受瞩目？　　张世英：回顾过去，电磁轨道炮曾两次引起世人的极大关注，巧合的是，两次关注点背后都有着极为深刻历史背景。一次发生在上世纪80年代，当时正值以美国、前苏联为代表的东西方阵营“冷战”进入白热化阶段，时任美国总统里根提出了“星球大战”计划，其中电磁轨道炮作为该计划的动能武器之一，可用于摧毁对方的卫星等太空目标以及拦截弹道导弹。当时电磁炮的研发计划和技术进展，为日后美海军电磁轨道炮的快速发展奠定了基础。　　进入信息时代以后，世界军事强国再次将目光投向高新技术武器装备。美国2002年的《核态势审议报告》认为，在今后一段时期内核武器的主要作用是战略威慑，而在局部战争中真正发挥作用的仍是高新技术常规武器，因此，提出发展“远程打击”“精确打击”“新的打击系统”等常规打击武器，作为核武器的必要补充，并与之构成战略进攻力量。作为动能武器家族成员中的电磁轨道炮，以其独特的发射方式以及在高初速、远射程和快速打击等战技性能方面凸现出无可比拟的优势，再次成为世人的关注焦点。　　问：您认为电磁轨道炮的战术和战略使用价值主要体现在哪里？　　张世英：举个例子吧。美海军对一座6―12发/分的电磁轨道炮与一个F/A-18舰载机航空联队的飞机在320千米火力范围的支援能力进行了比较。结果表明，在战斗初期的8小时中，电磁轨道炮发射的弹药数量将能达到飞机投放弹药数量的2倍，撞击总动能是后者的3倍，打击目标的数量是后者的10倍，而且无需飞行员冒生命危险，全天候持续作战能力也优于舰载机。　　因此，美海军对电磁轨道炮做出了较高的评价：射程远，可与导弹相媲美；飞行速度快，可打击时敏目标；可实现24小时、连续7天的持续海上火力支援；可全天候使用；弹药舱容量大，可实现海上补给；无发射药，弹丸内不用装药，舰艇弹药库设计更容易，舰艇易损性低。　　舰载电磁轨道炮除可作为海上火力支援装备承担对岸上目标的远程精确打击等战术使命外，还具有一些潜在的战略使用价值，如打击临近空间作战平台目标。　　众所周知，位于20―100公里高度的临近空间正在成为未来作战的重要战略空间，将极大地影响未来攻击和防御的装备发展方向。一方面，由于其位置的特殊性，在临近空间作战平台部署军事装备可打击海基、天基、空基和地面等目标；另一方面，临近空间飞行器在预警探测、侦察监视、通信保障、电子对抗等信息支援方面较卫星、飞机具有独特的优势，其潜在的军事应用价值受到了世界各军事强国的高度重视。此外，能够打击临近空间目标的舰载武器极少，目前只有美海军的“标准”Ⅲ型导弹具备此种能力。电磁轨道炮的外弹道完全覆盖临近空间高度，具备临近空间飞艇等作战平台的打击能力，而其作战使用成本较“标准”Ⅲ型导弹来说，具有无可比拟的优势。　　堪称革命性里程碑，必将产生深远影响　　问：在您看来，电磁轨道炮的发展要破解哪些关键技术？　　张世英：主要有三个。一是发射轨道技术。与传统火炮身管材料不同，电磁轨道炮的轨道材料不仅要有足够的强度和刚度，还必须能承受300―400万安培的强大电流。这是电磁轨道炮的实用化进程中必须攻克的技术难题。二是功率脉冲电源技术。高功率脉冲电源的主要功能是为发射装置提供能量，目前遇到的主要技术瓶颈是小型化问题。与普通电源不同，高功率脉冲电源要在短时间内释放巨大的电能。对舰艇来说，其电源还必须能保证快速再充电，以获得较高的持续射速，这样才能满足火力支援需求。三是一体化炮弹技术。在这个方面，重点要解决制导炮弹在轨道上的加速问题和制导控制器件的抗高过载问题。同时，还需要考虑制导炮弹发射后，弹丸的稳定飞行、制导与控制的有效性以及弹丸的杀伤力等影响火力支援任务的关键因素。　　问：请您展望一下电磁轨道炮的未来走向？　　张世英：兵器装备的发展经历了从冷兵器向火药化学能热兵器的历史长河，带来了兵器装备的革命性变革。而以电磁轨道炮为代表的电能武器，将成为兵器装备发展史上又一革命性的里程碑标志。电磁轨道炮可承担海上火力支援、陆上远程火力压制、反坦克（装甲）和打击临近空间作战平台等使命任务，其应用范围涉及到海、陆、空三军。由于水面舰艇平台可以提供较大的安装空间和承载重量，特别是采用综合电力推进系统的舰艇具有满足电磁轨道炮发射所需的初级电源，有可能作为最先装备电磁轨道炮的作战平台。从这个意义上来说，电磁轨道炮必将对未来海军装备的发展方向产生深远影响。 (侯亚铭)　　(科技日报)　　附件：attachment1 attachment2　　作者：侯亚铭
(责任编辑：罗园)
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