美国超级电磁炮要被腰斩?
原标题:美国超级电磁炮要被腰斩?
6月初,美国媒体报道称,美国海军已经决定放弃“电磁炮”项目,五角大楼将再花费8亿美元,将电磁炮研制重点转为防御性用途,同时用常规火炮来发射已经为电磁炮研制的炮弹。
报道称,五角大楼最初将电磁炮视为一种导弹的廉价替代品,可用于攻击100英里外的地面目标,而同时还不必在舰上携带危险的发射药。不过,五角大楼最近已经开始为电磁炮项目降温,称电磁炮不是真正应该继续跟踪的项目,事实证明可以通过火炮发射高初速弹丸达到同样的目的。
诱人概念 “战场流星”掀战略革命
美军一度兴高采烈地宣传称,电磁轨道炮既不需要火药,也不需炸药。与现有的导弹防御系统相比,轨道炮具有以更低廉的代价击毁天空中更多敌方导弹的潜力。就在上月底,美国有媒体还发表题为《对美国超级炮的首次审视》的文章,描述了美军工程师验证一种几乎没有办法防御的武器的场景:官员们聚集在显示屏前面,希望抢先目睹一种可以发射25磅重(约合11公斤)的弹体,穿透七层钢板并留下一个直径5英寸(约合13厘米)窟窿的致命新型武器。
这种武器被称为“电磁轨道炮”,它既不需要火药,也不需炸药。其动力来自电磁轨道,电磁轨道把经过硬化的射弹加速至令人难以置信的速度——支持者们称,这是一种战场流星,其所拥有的威力有朝一日将改变军事战略,并使美国走在其他各国的前面。
报道称,常规枪炮中,子弹从火药点燃并将其射出的时刻便开始减速。而轨道炮的弹体在32英尺(约合9.75米)的炮筒内行进的过程中会加快速度,并以4500英里(约合7242公里)的时速——即每秒超过1英里的速度——冲出炮口。美国海军研究处处长、海军上将马特·温特说:“这种武器将改变我们的作战方式。”
海军研制轨道炮,是想把它作为一种洞穿敌人舰艇、摧毁坦克和夷平恐怖组织营地的强有力的进攻性武器。这种武器系统引起了五角大楼最高层官员的注意。引起这些官员兴趣的是,与现有的导弹防御系统相比,轨道炮具有以更低廉的代价击毁天空中更多敌方导弹的潜力。
笼统地说,美国军队未来面临的挑战是在海军舰只数目和地面部队人数削减的情况下保持覆盖全球的活动范围。不断上升的开支和固定的预算使军方更加难以在适当的地方维持大量兵力来阻止侵略。
轨道炮的主要推动者之一、国防部副部长罗伯特·沃克说:“无法想象未来我们会在欧洲重新部署像冷战时期那样的军力。但是我可以想象有一组轨道炮,它们成本低廉,但却拥有巨大的威慑价值。它们将比飞机、导弹、坦克——几乎任何武器都更划算。”
潜在使命 让“大炮”重获生机
第二次世界大战后,由于受到射程有限和火药武器准确性的制约,大炮武器日渐褪色。导弹和喷气式战斗机成为冷战年代的主宰,这一趋势促使海军将其装备大炮的战列舰退役。轨道炮——及其新研发的弹体——可能让新一代的战列舰回到海上。
从事轨道炮开发的BAE系统公司首席执行官杰里·德穆罗说:“我们远离大炮的部分原因是实现射程的化学和物理学因素,而轨道炮可以在无需化学作用的情况下制造出你所希望获得的那种超远程火力。”
海军目前的6英寸口径大炮的射程为16英里,而早已被停用的二战时代战列舰上的16英寸口径大炮则可以打到24英里以外的地方,并穿透30英尺的混凝土。官员们说,相比之下,轨道炮的射程为125英里,冲击力则是常规大炮的五倍。
沃克说:“每当有弹体以极高速度呼啸前进的时候,这种弹体的巨大动能是令人畏惧的。能够阻止它的东西不是很多。”
物理限制 高速炮弹会摧残导轨
美国海军中将、海军海洋系统司令部司令威廉·希拉瑞德去年表示,因为电磁炮需要巨大的能量,海军起码还要三十年后才能开始考虑取消战舰上的常规火炮。最近雷神公司向美国海军提交了一种采用新型“脉冲电源模块”的电磁炮,据称有望解决耗电的问题。该系统可以大幅度减少发射过程中因为无法被用于发射弹丸而浪费变成废热的电能,从而降低电磁炮发射所需的电力。
但北卡罗莱纳大学的物理学家马克·古布鲁德表示,即使能源问题得到解决,电磁炮仍有很大的困难。按照计算,如果要攻击远距离的目标,每一枚炮弹的动能要达到32兆焦——可能更多。让电力系统效率提高只是问题的一部分而已。发射如此高速的炮弹会让电磁炮的导轨迅速磨损,这将是很大的限制因素。
增程炮弹数十万美元
目前美国海军为“朱姆沃尔特”的155毫米火炮配发的是火箭增程炮弹,其造价高达数十万美元,且因为炮弹过长,实际上每艘舰只能带数十枚这种炮弹。“变电器和电容可能不断的升级,如果需要增加发射频率,那么发电系统也要增大……但真正的限制是,你到底能给炮弹多大的能量——同时又不过快的烧毁导轨,”他说,“在电磁炮发射时你可以看到大量的等离子火焰,那就是导轨和炮弹气化产生的,和火炮不同,炮管是不会自己烧起来的,火焰是来自推进炮弹飞行的燃气。我想这将会是对我们能给炮弹赋予多少动能的最大限制,”他说。同时,之所以要给炮弹赋予更多的动能,是因为你希望它在击中目标的时候仍能保持巨大的能量。
无法打破“物理法则”
“现在他们是在用质量和速度/距离做交换,同时还要受到总能量的限制,”古布鲁德表示。“现在他们声称炮弹会以高超音速飞行,比火炮的初速高得多……这是电磁炮与其他类型火炮相比的基本特性。”为了达到这个目的,炮弹被做得非常轻,现在大概是23磅,而普通的5英寸火炮炮弹是70磅,如此轻的炮弹将会在飞行中迅速丧失速度,也就是动能,最终大部分动能都会被浪费掉,他说。换言之,不论你在电源问题上取得多大的技术进步,这门炮最终要面对它的极限。说到底,没有任何技术突破能够让你打破物理法则,这就是电磁炮面对的最大问题。
变攻为守 转为研究其短距防御
美国海军是10年前开始致力于研发轨道炮的,并且已经花费了5亿多美元。2012年,五角大楼认识到他们可以通过现有的5英寸(127毫米)火炮来发射为电磁炮设计的弹丸。虽然炮弹的速度无法达到电磁炮的7马赫(最多接近3马赫),但这已经是现役5英寸火炮初速的两倍。新一代的“朱姆沃尔特”级驱逐舰被选为电磁炮的搭载平台,因为只有这种战舰才能提供足够的电力——78兆瓦——来驱动火炮。
五角大楼的领导们最近已经开始为电磁炮项目降温。“我们认为电磁炮不是我们真正应该继续跟踪的项目,事实证明我们可以通过火炮发射高初速弹丸达到同样的目的,效果和电磁炮是一样的,而且我们能够更早实现这个目标。”美国副国防部长罗伯特·沃克今年5月对国会表示。
五角大楼计划通过秘密的战略能力办公室继续拨款8亿美元,来研究电磁炮的防御能力(这意味着需要的能源更少,同时射程更短)——这是该机构为任何项目提供的最大数额的投入。一些官员对这项技术占据了过多的资源和关注表示担忧,一名国防部官员说:“但愿这能行得通。”同时继续研制海军所需要的通过其他形式火炮发射电磁炮弹丸的项目。
“我们未来会说……‘瞧,我相信这就是我们应该花钱的地方,但我们没有足够的钱同时发展电磁炮和火炮’。至于如果新政府表示‘不,电磁炮才是我们想要的’,忘了这事吧,我们已经走上了成功的道路。”
