施鶴群
平靜的海面上,美國海軍正在進行新武器試驗,一艘不顯眼的試驗艦駛入預定海區,開始海上打靶演習。演習現場,沒有出現石破天驚的場面,一枚炮彈從艦炮中發射出去,準確地命中了標靶,僅此而已。然而,當試射數據傳回,此次試驗的負責人堅定地認為:在未來,該武器一旦部署海軍,將會引發一場海軍戰法的革命。
此次美國海軍試驗的艦炮,是準備配備在美軍正在研發的DDX型驅逐艦上的新武器——電磁炮。那么,電磁炮究竟有何威力,又如何會引發海戰革命呢?下面作些簡單介紹。
遲來的春天
電磁炮其實并不是一種新發明,早在20世紀初,就有人提出了電磁炮的設想。最早發明電磁炮的人是挪威奧斯陸大學的伯克蘭教授,他制造出的首門電磁炮,能把10千克的鐵制炮彈加速到80—100米/秒,為此伯克蘭教授獲得了世界上第一項電磁炮專利。
電磁炮,簡單地講就是利用電磁力來發射彈丸。其基本原理,我們在中學物理中就能學到——運動電荷或載流導體會在磁場中受到電磁力。盡管原理十分簡單,但是要把它應用于實際作戰,卻遇到了兩個難以解決的問題。一是電磁炮的發射需要巨大的電力,一門76毫米口徑的電磁炮發射時所需要的電力就高達37千瓦。對于一般戰艦而言,這是一個無法承受的負擔。二是電磁炮發射過程中,相關的電路設備需要承受瞬間短路時所引發的超強電流的沖擊。由于這兩個原因,早期的電磁炮沒有得到推廣應用就夭折了。
然而,隨著近年來新技術的不斷涌現,這兩個阻礙電磁炮發展的難題相繼得到解決。中國、美國、德國、日本、澳大利亞等國已開展了大量關于新型電磁炮的研究和試驗,電磁炮的發展迎來了遲來的春天。
超 越 前 輩
按照構造的不同,各國研制的電磁炮可分為電磁線圈炮、電磁軌道炮、電熱炮和重接炮四種。由于可操作性和穩定性上的優勢,電磁軌道炮成為各國研究的重中之重。前文提到的美國海軍的試驗,所采用的就是一門電磁軌道炮。它有一根很長的炮管,炮管中有兩根銅質金屬軌道,能輕松地將3千克的炮彈以2500米/秒的速度(超過7倍聲速)發射出去。所以說,與傳統火炮相比,電磁軌道炮的最大優勢就是發射炮彈的初速度快。因為傳統火炮是利用化學能發射的,炮彈初速度的理論極限值為2000米/秒,即使再怎么加長炮管、增加發射裝藥,也很難讓炮彈初速度有大幅度提高。
除此之外,電磁軌道炮還有許多傳統火炮不具備的優勢。如射程遠,美國海軍試射的電磁軌道炮射程達360千米,未來預計可達到640千米,而目前世界上海軍艦炮的射程一般只有幾十千米。再如,電磁軌道炮可以通過調節電能輸入來改變射程,因此無需改變射角,就能在短時間內連續發射多枚射程不同的炮彈,從而攻擊不同距離上的多個敵方目標。另外,電磁軌道炮發射時不會產生強大的沖擊波和驚天動地的聲響,因而在戰場上具有更好的隱蔽性。而且,電磁軌道炮的炮彈幾乎無需裝填炸藥,這可以減少炮彈在制造、運輸、儲存等環節的安全隱患。
未來海戰中的電磁炮
在未來海戰中,如果水面艦船都大規模地裝備上電磁炮,那么艦船的火力發射將獲得質的飛躍,其火力密度、反應時間、精度等都將有歷史性的突破。如此一來,當敵對雙方的海軍對壘時,原有的安全距離、攻擊時機、規避動作等許多常規認知,將全部被推翻,這將給各國海軍指揮員的指揮帶來巨大的挑戰。
此外,電磁軌道炮具有的高速、高殺傷力、高精度的特點非常適于對空中目標進行攔截。理論上,電磁軌道炮炮彈的速度在大氣中可達6000米/秒,是各種飛機和導彈速度的2—15倍,可攔截任何速度在4倍聲速以下的戰術導彈。也就是說,如果將電磁軌道炮與目前各類反導系統相結合,防御威力將大大提升。
現在,再回過頭來看看那位美國海軍電磁炮試射負責人的斷言,你會發現電磁炮真有可能引發海軍戰法的革命,這非常值得各國海軍專業人士深思。