九百四十二 傻眼的武器係統(1 / 3)

電磁動能武器,或者統稱電磁炮,是利用電磁發射技術製成的一種先進動能殺傷武器。與傳統大炮將火藥燃氣壓力作用於彈丸不同,電磁炮是利用電磁係統中電磁場產生的安培力來對金屬炮彈進行加速,使其達到打擊目標所需的動能,與傳統的火藥推動的大炮,電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。電磁炮利用電磁力沿導軌發射炮彈的武器。它主要由能源、加速器、開關三部分組成。能源通常采用可蓄存10~100兆焦耳能量的裝置。當前實驗用的能源有蓄電池組、磁通壓縮裝置、單極發電機,其中單極發電機是最有前途的能源。

加速器是把電磁能量轉換成炮彈動能,使炮彈達到高速的裝置。主要有:使用低壓直流單極發電機供電的軌道炮加速器和離散或連續線圈結構的同軸同步加速器兩大類。開關是接通能源和加速器的裝置,能在幾毫秒之內把兆安級電流引進加速器中,其中的一種是由兩根銅軌和一個可在其中滑動的滑塊組成。

這種武器可以說是下一個時代的武器,是各國軍事科學家研究的主流。

但其實,它的原型在很早之前就已經出來了。

19世紀,英國科學家法拉第發現了法拉第電磁感應定律,該定律表明磁場中的電荷和電流會受到洛侖茲力的作用,即位於磁場中的導線在通電時會受到一個力的推動,同時,如果讓導線在磁場中作切割磁力線的運動,導線上也會產生電流。20世紀初,有人提出利用洛侖茲力發射炮彈的設想。在兩次世界大戰中,法國、德國和日本都曾研究過電磁炮。第二次世界大戰以後,其他國家也進行過這方麵的研究。

1845年,查爾斯惠斯通製作出了世界第一台磁阻直流電動機,並用它把金屬棒拋射到20米遠。此後,德國數學家柯比又提出了用電磁推進方法製造"電氣炮"的設想。

第一個正式提出電磁發射/電磁炮概念並進行試驗的是挪威奧斯陸大學物理學教授伯克蘭。他在1901年獲得了"電火炮"專利。1920年,法國的福瓊維萊普勒發表了《電氣火炮》文章。幾乎同時,花旗國費城的電炮公司研製了用於火炮的電磁加速器。二戰期間,在軍事需求的刺激下,德國、日本都研製過電磁炮。德國的漢斯萊曾將10克彈丸用電磁炮加速到1.2公裏/秒的初速。

20世紀70年代初,澳大利亞國立大學建造了第一台電磁發射裝置,將 3克重的塑料塊(炮彈)加速到6000米/秒的速度。此後,澳、美科學家製造了不同類型的實驗樣機,並進行過多次發射實驗。用單極發電機供電的電磁炮,已能把318克重的炮彈加速到4200米/秒的速度。磁通壓縮型電磁炮已能將 2克重的炮彈加速到11000米/秒的速度。

20世紀70年代,澳大利亞國立大學的查裏德馬歇爾博士運用新技術,把3克彈丸加速到了5.9公裏/秒。這一成就從實驗上證明了用電磁力把物體推進到超高速度是可行的。1978年公布實驗情況後,引起了各國軍方的特別關注,花旗國國防委員會得出"未來高性能武器必然以電能為基礎"的結論。花旗國防部成立了"電磁炮聯合委員會",協調軍隊、能源部、國防原子能局及戰略防禦倡議機構分散進行的電炮研究工作。

1980年,花旗國西屋公司為“星球大戰”建造的實驗電磁炮把質量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米,而在真空中,這個速度還可提高到每秒8~10千米。當然,這些實驗之中最成功的還是花旗國,1992年,花旗國已把一門口徑90毫米、炮口動能9兆焦的電磁炮樣炮推到尤馬靶場進行試驗。電磁炮從實驗室到靶場說明,電源小型化技術已有所突破。

但技術有所突破是一回事,所有的對於電磁武器的構想,還是被幾個問題給卡死了。

第一個是儲能問題,將電能儲存起來,並且在發射時,瞬時釋放出巨大電流。既要儲藏的電能多,又要釋放快,還要體積小,重量輕。第二個是高溫超導,高溫超導可以避免龐大繁雜的深度製冷係統。從而減小體積和重量。第三個是軌道變形問題,既然可以把炮彈瞬時推高到那麼高的速度,那麼,同樣的力也會作用在軌道上,造成軌道變形,給下一次發射造成困難。

所有上述的三個問題,每一個解決方案往往都是加大體積和重量,然而,體積和重量的增加,就意味著沒有實用價值,所以,非但不能增加,還要減輕重量,減小體積。這,就是卡殼的地方。

而單兵化……那目前就更不太可能實現了。現在公認比較成熟的,是驅逐艦上的電磁炮係統,利用驅逐艦的強大發電能力來供給能量,尚且不能完全實現實戰應用,你現在掏出一個單兵武器說電磁動能武器,這科技要有多黑?

比如我國,雖然單兵武器還不現實,但國產電磁炮的研發測試進度可謂是十分迅速,不僅已經搶先安裝在海上測試平台上,後續的與平台的磨合和海上測試據悉在進行當中。而與此同時,各種國產電磁炮未來將應用於055驅逐艦的消息也愈來愈盛,許多軍事愛好者們甚至將055驅逐艦認為是國產電磁炮將來的首選實用平台。但必須認清的是,現實非常殘酷,國產電磁炮距離小型化仍然遙遙無期,或者說世界各國在電磁炮的小型化上都沒有什麼進展,我國將來若想搶先應用電磁炮,可能將必須建造2萬噸級的巡洋艦甚至複興戰列艦才有可能。

目前,各國想象中的電磁炮上艦主要有兩種方案。第一種主要以現有平台為基礎,進行相應的改造,使其具有安裝和使用電磁炮的基礎,比較典型的例子包括中國的072實驗平台和花旗國計劃中的先鋒級登陸艦改。第二種則要求軍艦在設計時就考慮到電磁炮的安裝,也就是花旗國的朱姆沃爾特級驅逐艦和馬偉明院士口中的“全能艦”。而兩種方案雖然發展思路不同,但前者終究是臨時選擇,電磁炮未來還是要朱姆沃爾特級這樣的萬噸艦才能發揮最大作用。

而055驅逐艦雖然足夠大,但是預計安裝電磁炮後,可能仍很難避免小艦抗大炮的形象。而且,055驅逐艦的動力係統雖然相較以往型號進步較大,但是對比美英專門用於適配電磁彈射器和電磁炮電力推進係統仍然相差甚遠。此外,值得一提的是,朱姆沃爾特級驅逐艦的雖然有可能安裝電磁炮,但是考慮到花旗國電磁炮小型化的進度,花旗國電磁炮將來還是要安裝在“提康代艦”上。這意味著,中國若也想實際部署電磁炮,可能將不得不建造2萬噸級的巡洋艦才有可能為電磁炮提供足夠的電力和空間。

除此之外,核動力戰艦也可以為電磁炮提供幾乎無窮無盡的能源,但這也意味著,軍艦的體積將因此進一步增大。電磁炮重新定義海戰模式,也必將重新定義戰艦的設計,電磁炮未來登上戰艦是時代發展的必然趨勢。055驅逐艦在今天或許仍是世界最強的驅逐艦,但未來,或者說未來海戰的主力,還是屬於提康代艦、全能艦這種介於巡洋艦和戰列巡洋艦的大型戰艦。

所以當花旗國的士兵掏出了那個“電磁武器”之後,所有人眼睛都盯上了。