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美军研发超高速火炮 或成未来反导重要力量

2017-11-22 00:48申博 湛江资讯网 编辑:成都新闻网人气:


美军开展超高速炮弹弹射试验资料图

    据海军内情网2016年9月19日报道,经过政府和民间的慎重考虑,美国防部已经不再将电磁导轨炮视为下一代反导用的重要平台,但正在研发的超高速常规火炮技术将有望成为应对未来高端对手大规模导弹火力的有效手段。

    起源很早的新概念武器——电磁导轨炮

    电磁导轨炮又称电磁轨道炮,它的技术概念原理比较简单:主体部分由两条平行的轨道组成,弹丸夹在两条轨道之间;两轨接入电源,电流经一轨道流向弹丸再流向另一轨道产生强磁场,磁场与电流相互作用,产生强大的洛仑兹力推动弹丸,达到很高的速度(理论上可以到达亚光速,当然这是几乎不可能实现的)。它加速快,弹丸出口速度高,是一种典型而又独特的动能武器,可用于对抗反舰导弹、战术弹道导弹、空地导弹和反辐射导弹。

    电磁导轨炮属于“不折不扣”的新概念武器,但这一发明起源较早,已经有了八九十年的历史。电磁导轨炮由法国人维勒鲁伯于1920年发明。1944年,德国的汉斯勒博士研制出长2米、口径20毫米的电磁导轨炮,能把重10克的圆柱体铝弹丸加速到1.08千米/秒;1945年他又将2门电磁导轨炮串联起来,使炮弹速达到了1.21千米/秒。二战期间,日本也研究过感应加速式电磁导轨炮,并把2千克的弹丸加速到335米/秒。但由于材料和电力等关键问题无法解决,电磁导轨炮的研究陷入瓶颈。1978年,澳大利亚国立大学物理学家理查德•马歇尔和约翰巴伯等人使用5米长的电磁导轨炮将质量3.3克的塑料弹丸以5.9千米/秒的高速发射成功的突破性进展。

    “冷战”结束后,随着美国和西方防御思想的转变,电磁导轨炮应用的研究重点也由战略和空间防御向常规战争和战术应用转移。为此美国陆军制定了一个焦点技术计划(FTP),要求大约用5年时间,投资5亿美元将初口动能提高到20兆焦,初速达到3-4千米/秒,投资2.2亿美元,制造一种预研样机并使其具有一定的重复发射能力;然后再用两年时间进行试验和改进,进入全尺寸技术验证阶段,执行先进技术演示计划,从一般性武器化研究转向满足于防空、反导、反装甲和其它武器系统使用要求。

    除美国以外,西欧的英、法、德三国以及日本和俄罗斯都介入了电磁导轨炮技术的研究。英国研制电磁导轨炮的主要方向是装备未来的主战坦克。法国和德国决定联合研制电磁导轨炮,计划分为两部分:一是基础研究;二是设计、制造和试验。基础研究分为系统总体、电磁导轨炮、线圈炮、高速弹丸、电源和开关6个项目。设计、制造和试验的炮型就是上述3种炮的缩比演示器。

    电磁导轨炮的作战优势和发展瓶颈共存

    美国电磁导轨炮的近期应用主要体现在战术弹道导弹防御和低空近程防空上,它的应用将大大加强战术反导能力。电磁导轨炮的一个重要特点是初速快。假定射弹的初速能达到4 千米/秒,射弹飞行30-130秒,它大致可拦截120-520 千米以远处发射的仍处于助推段的战术弹道导弹。电磁导轨炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,不易被敌人发现。此外,电磁导轨炮可部署在远离主战场的地方。正如美国海军研究部门负责人卡尔所说的:“海军可在至少200公里的距离发射炮弹,让水手远离险境。”

    不过,电磁导轨炮的研发也面临瓶颈,因为目前还没有哪艘军舰能产生并且储存开炮所需的电能。在过去,驱逐舰上90%的能量都用于供给推进系统。除此之外,面临的挑战还包括:确保准确命中目标的高精度控制技术,炮弹对巨大加速度的承受能力等。由于距离目标超过了300千米,所以这种炮不能像普通枪管一样去瞄准,而需要空气动力学的校正,炮弹到了空中也必须由来自卫星的指令对其运行方向进行修正。同时,炮弹在出膛时的加速度会达到地球重力加速度的45000倍,炮弹上携带的电子器件必须经受得住这种加速度。此外,要使转子在炮管中高速运动也很困难。

    2013年,海军电力舰船项目办公室主管称,美国海军海上系统司令部发布了一份名为《海军电力系统技术开发路线图》的计划文件,该路线图的发布旨在鼓励学术界、国防部与海军开展合作,寻找改进舰上集成电力系统所需的方法。文件称,长期发展存在不确定性,但可以预计的是,随着定向能武器、高功率声纳、电磁导轨炮不断增多,其体积和能力的不断提升,舰船要想同时运行这些系统将需要更多的电力。文件还希望能够建立一种通用方法,为不同类型的海军舰船开发和安装电力系统。文件还提出了一些应对挑战的建议,包括开发能量“弹仓”技术,向诸如激光和导轨炮这样的武器提供瞬时高强度电力。

(来源:网络整理)

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