第十二章

土星運載火箭發射瞬間顧名思義,所謂動能武器,正是依靠高速運動所形成的巨大動能來直接擊目標,將目標摧毀,而不是像某些常規武器那樣,通過彈頭本身的爆炸來摧毀目標。目前一些軍事強國正在加緊研製的動能武器,主要包括電磁炮、非核動能攔截彈和群射火箭等。

電磁炮

電磁炮是這樣一種裝置:利用強大的電磁力來加速彈丸,使彈丸高速射向目標並將其摧毀。

電磁炮的發射原理同普通電動機的工作原理是一樣的。我們都知道電動機由定子和轉子兩大部分組成。通電後,電流通過定子上的線圈而產生電磁力,而轉子就在電磁力的推動下高速運轉起來。

在這裏,我們把電磁炮看作一台特殊的“電動機”。炮身相當於電動機的“定子”,炮彈相當於電動機的“轉子”。電磁炮的炮身是兩條長長的平行銅導軌,炮彈就夾在這兩條導軌的中間。

導軌通電後產生一個強大的電流,此電流沿其中一條導軌輸入,流經炮彈,然後再由另外一條導軌返回;這樣,便在這兩條導軌之間形成一個強大的磁場;而該磁場與炮彈中的電流相互作用,產生一個強大的電磁力;此電磁力推動著炮彈沿導軌高速前進,並且日其運行速度越來越高,炮彈就這樣被射了出去。所以電磁炮又叫“軌道炮”。

由於電磁推力大,所以電磁炮的炮彈能夠達到很高的速度。美國的兩個電磁炮實驗室已經將3克重的彈丸加速到每秒11千米,另外還將300克重的彈丸加速到每秒4千米。我們知道,一般火炮的射出速度隻有每秒0.8千米左右,步槍子彈的射出速度也隻有每秒1千米左右。

由於電磁力很均勻,故電磁炮的彈丸在飛行中比較穩定;又由於在發射時不出火焰和煙霧,也不產生衝擊波,所以電磁炮的隱蔽性好;電磁炮可以根據目標的特征快速調節電磁力的大小;另外,電磁炮也比較經濟。常規火炮的發射藥每產生1兆焦耳能量大約需耗資10美元,而用電磁炮隻需0.1美元。

電磁炮的發展受到各軍事強國的高度重視,例如在美國的“戰略防禦計劃”中,對電磁炮的研製占有重要地位。

不過,從電磁炮的當前發展水平來看,距離實戰要求仍有一定的距離。例如:實戰要求能將3千克重的彈丸加速到每秒15~30千米的速度,而目前的實際水平距離這個要求還差得很多;目前的電磁炮導軌材料還不夠強固,彈丸高速掠過時,往往會使導軌發生剪切、變形甚至熔化;高速飛行的電磁炮彈丸在穿過大氣層時,容易被燒蝕;目前仍處於試驗階段的天基電磁炮武器係統,其重量太大,其費用也極高。

電磁炮從結構上可分為電磁軌道炮、電磁線圈炮和電磁“重接”炮。

其中,電磁軌道炮是目前發展較為迅速的一種電磁炮,它主要由兩條平行的導軌和在導軌之間滑動的微型射彈以及射彈電樞等組成。導軌作為電磁軌道炮的線性電磁推進加速器,當發射時,導軌和射彈電樞被通上巨大的瞬時電流,在導軌間形成強電磁場,由電磁相互作用使導軌加速器產生巨大的加速力,從而使導軌間的微型射彈加速,並以極高的速度發射出去,實現與目標直接碰撞,靠相對碰撞產生的巨大動能摧毀目標。

目前,美國有多家機構在從事電磁軌道炮的研究工作,並取得了一些重大進展。電磁線圈炮也叫同軸線圈加速炮,是最早製造的電磁炮,在20世紀初就已能做到將10千克重的炮彈加速到100米/秒。

在70年代中期,前蘇聯的科學家已能將1.3克重的金屬環加速到4.9千米/秒。線圈炮由環繞於炮膛的一係列固定加速線圈與環繞微型射彈的彈載運動線圈組成,當這些線圈按順序加電時,產生運動磁場,使處在磁場中的微型射彈加速發射出去。電磁“重接”炮簡單地說就是利用兩個磁場重新結合產生新的更大容積的磁場結構,來加速發射微型射彈。“重接”炮是天基超高速電磁炮的備選方案。

除美國以外,俄羅斯、澳大利亞、英國、德國、日本和以色列等國也在開展電磁炮技術的研究。

反衛星動能攔截彈

這是一種靠彈頭的動能來擊毀敵方衛星的機載空對空導彈。美國在80年代用一枚這樣的導彈成功地擊毀了一顆廢舊衛星。這枚導彈全長5.4米,彈徑0.5米,重1.2噸,裝在F-15戰鬥機上。

這種導彈的工作過程是這樣的:導彈脫離飛機之後,靠彈上的慣性製導係統進行製導,直到飛抵預定空間點;此後彈上的紅外傳感器開始自動跟蹤目標;當攔截彈達到最大飛行速度時,其戰鬥部與二級火箭自動脫離;此後彈頭便依靠小型計算機進行控製,並通過彈上小型火箭的點火與熄火來對彈道進行修正;最後,彈頭前部的小型撞擊殺傷器以每秒13.7千米的高速與目標相撞並將其摧毀。

反導彈動能攔截彈

這是一種利用彈頭的動能摧毀來襲導彈彈頭的“反導彈導彈”。這種導彈也和上述反衛星動能攔截彈一樣,是采用現有的導彈技術。這種導彈的彈頭最後以每秒9千米的高速與目標相撞並將其摧毀。

RBS-90地空導彈超導武器

軍事專家們預言:超導技術應用於軍事領域,將導致未來戰場上的武器裝備和作戰方式出現一係列的變革,並將對軍事戰略和戰術思想產生深遠的影響。

超導海軍艦艇

數百年來,海軍艦艇的動力盡管已從蒸汽機、柴油機、燃氣輪機發展到核動力,但始終未能擺脫笨重的螺旋槳推進部件,航速也無重大突破,從而使海上高速機動作戰能力受到了很大的限製。

70年代以來,一些工業化國家積極開展超導技術在海軍艦艇方麵的應用研究,並已初見成效。英國已研製出478千瓦的超導電磁力推進裝置;美國已研製出5513千瓦的超導驅動係統;日本製成了世界上第一艘超導船。

試驗表明,大型驅逐艦在負荷、航速、續航力相同的條件下,采用超導電磁力推進係統可以少裝一台燃氣輪機,減少滿載排水量,節省續航燃油,少花建造費用。

超導軍艦是怎樣航行的呢?如果在艦艇上安裝電磁鐵,在海水中便會產生磁力線,同時產生方向與磁力線相垂直的電流。在磁場與電流的相互作用下,推動海水向後運動。由於海水的反作用力,使艦艇獲得一種向前的推動力。

超導艦艇由於取消了傳統的螺旋槳推進部件,因而具有結構簡單、維修方便、推力大、航速高、無震動、無噪聲、無汙染、造價低等諸多優點。在潛艇上應用超導推進係統以後,能有效地消除噪聲影響,降低紅外輻射,更不易被敵方發現,從而大大地提高了自我生存能力和快速機動的突防能力。