文/黃羽
火炮素來(lái)享有“戰(zhàn)爭(zhēng)之神”的美譽(yù),它以強(qiáng)大的火力優(yōu)勢(shì)在近代以來(lái)的歷次戰(zhàn)爭(zhēng)中立下赫赫戰(zhàn)功。如今,隨著科技的發(fā)展,高科技武器裝備不斷投入使用,成為影響戰(zhàn)場(chǎng)局勢(shì)的主要因素之一。當(dāng)前,新概念火炮這種帶有神秘色彩的高科技武器,越來(lái)越受到各軍事強(qiáng)國(guó)的青睞,各國(guó)紛紛加大對(duì)此種新型武器的資金投入和研發(fā)力度。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中,這些新概念火炮或?qū)⒃诟呖萍嫉能娛聦?duì)抗中發(fā)揮舉足輕重的作用。
那么,什么是新概念火炮呢?
目前來(lái)看,新概念火炮并沒(méi)有明確的定義。傳統(tǒng)火炮是指利用火藥燃?xì)鈮毫伾鋸椡?,且身管口徑不小?0 毫米的射擊武器。人們普遍認(rèn)為新概念火炮是從傳統(tǒng)火炮演變而來(lái)的,但它在結(jié)構(gòu)、性能甚至原理上,都與傳統(tǒng)火炮有著較大區(qū)別,可以說(shuō)在一定意義上已經(jīng)顛覆了傳統(tǒng)火炮的定義,成為一種全新的高科技作戰(zhàn)武器。
新概念火炮的特點(diǎn)包括打擊速度快、精度高、射程遠(yuǎn)、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高等,是未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中炮兵防空、反導(dǎo)、反裝甲,甚至反艦、反衛(wèi)星作戰(zhàn)的火力骨干。
那么,目前問(wèn)世的都有哪些新概念火炮呢?我們從其分類(lèi)方式談起。
新概念火炮可按照作用原理、彈道性能與毀傷方式進(jìn)行分類(lèi)。一般從作用原理上,將新概念火炮分為兩類(lèi):一是通過(guò)動(dòng)能作用方式,發(fā)射超高初速度或射速的實(shí)體彈丸,對(duì)目標(biāo)進(jìn)行機(jī)械性毀傷的“動(dòng)能炮”,比如電磁炮、電熱炮、輕氣炮、液體發(fā)射藥火炮、并行或串行火炮;二是通過(guò)高新能源技術(shù),發(fā)射高能的激光、粒子、聲波等,對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行功能性殺傷的“能量炮”,比如激光炮、射束炮、等離子炮。
以下我們就簡(jiǎn)單地了解其中的一些理論研究較為成熟、實(shí)踐應(yīng)用較為廣泛的新概念火炮吧!
電磁炮是一種用電磁做動(dòng)力的發(fā)射裝置,可分為軌道炮、線圈炮和重接炮。電磁炮技術(shù)利用電力產(chǎn)生強(qiáng)烈的電磁場(chǎng),再將這一電磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化為推動(dòng)力,推動(dòng)炮彈以很快的速度出膛。
在電磁炮的裝置結(jié)構(gòu)方面,以軌道炮為例,常見(jiàn)的由導(dǎo)軌、大電流直流脈沖電源和開(kāi)關(guān)等組成。兩條導(dǎo)軌之間用一滑塊連接,發(fā)射時(shí)將彈丸放在滑塊前。當(dāng)導(dǎo)軌接通大電流直流脈沖電源時(shí),就會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下,滑塊上的金屬箔片轉(zhuǎn)化為高速等離子體,等離子體推動(dòng)彈丸,將彈丸從導(dǎo)軌上發(fā)射出去。強(qiáng)大的電磁推力使彈丸發(fā)射速度極快,電磁炮裝置可將3 克重的彈丸加速到11千米/秒,或?qū)?00 克的彈丸加速到4 千米/秒,可以說(shuō)是目前所有動(dòng)能武器的初速度“天花板”,也成為目前各國(guó)在新概念火炮領(lǐng)域中的重點(diǎn)研究方向之一。
電磁炮類(lèi)型之一——線圈炮
電磁炮具有以下特點(diǎn):一是污染小,成本低,使用安全性高;二是炮彈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒(méi)有彈殼、藥筒和底火等材料和裝置,易于建造;三是彈丸初速度大、射程遠(yuǎn),適用于打擊坦克、導(dǎo)彈發(fā)射架等活動(dòng)目標(biāo);四是彈丸能量調(diào)節(jié)靈活,可根據(jù)目標(biāo)性質(zhì)和射程大小,快速調(diào)節(jié)電磁力的大小,從而控制彈丸的發(fā)射能量;五是隱蔽性好,電磁炮不再利用火藥將炮彈從炮管射出,而是采用電磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)彈丸,使得電磁炮在作戰(zhàn)中比較隱蔽,不易被敵軍發(fā)現(xiàn)。
然而,電磁炮的炮管精密卻燒蝕嚴(yán)重,因此其身管壽命短,僅數(shù)十發(fā),帶來(lái)了巨大的使用成本。此外,受空間和電力的限制,目前大多數(shù)國(guó)家的電磁炮主要用于軍艦,若要提高電磁炮射速,使其射速能達(dá)到理想狀態(tài),就需要配置可冷卻炮管并使載艦核動(dòng)力化,此舉無(wú)疑會(huì)大幅增加成本。
未來(lái)電磁炮發(fā)展將形成兩個(gè)截然不同的趨勢(shì):一是重型化發(fā)展,通過(guò)可替代反艦導(dǎo)彈和巡航導(dǎo)彈對(duì)上百千米的目標(biāo)進(jìn)行攻擊;二是輕型化發(fā)展,將小型電磁炮作為艦艇對(duì)空防御的最后一道屏障,借助電磁炮發(fā)射噪聲小,彈丸飛行速度快的特點(diǎn),能夠真正做到一擊必殺、一劍封喉。
激光炮是一種高效精準(zhǔn)的能量武器。它用反射鏡將激光匯集成很窄的光束,通過(guò)專(zhuān)用瞄準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,利用激光的高燒蝕性達(dá)成戰(zhàn)術(shù)目的。
激光炮按照作戰(zhàn)應(yīng)用方式可分為三類(lèi):一是致盲型,主要用于裝備作戰(zhàn)平臺(tái)。比如,將激光炮裝備在坦克上,它能夠持續(xù)發(fā)射功率約為100 焦耳的藍(lán)綠激光,其威力足以燒傷2 千米以外敵軍士兵的視網(wǎng)膜,或直接給對(duì)方的光電設(shè)備造成毀傷。二是近距離戰(zhàn)術(shù)型,主要用于打擊臨空導(dǎo)彈和飛機(jī)。目前已有一些國(guó)家使用激光炮成功攔截反坦克導(dǎo)彈。三是遠(yuǎn)距離戰(zhàn)略型,主要用于反衛(wèi)星、反洲際導(dǎo)彈。很多發(fā)達(dá)國(guó)家的大型水面艦艇將核能作為動(dòng)力,中型水面艦艇的電動(dòng)化改進(jìn)也進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段,這都為激光炮在艦艇上的應(yīng)用鋪平了道路。
總體而言,激光炮具有三大特點(diǎn):一是發(fā)散性小,激光聚集性強(qiáng)、方向性好,能準(zhǔn)確殺傷目標(biāo);二是激光能量密集且強(qiáng)大,亮度比太陽(yáng)光高出100 多億倍,用它照射焦炭半秒鐘,就能把炭塊加熱到9000℃以上;三是傳播速度快,激光以光速傳播,用激光炮對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)實(shí)施打擊,根本不需要考慮提前量,是對(duì)付敵軍衛(wèi)星、導(dǎo)彈、飛機(jī)等高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的制勝法寶。
“光彈之父”——激光炮
等離子炮
等離子態(tài)是物質(zhì)除固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)以外的第四種形態(tài),如科幻影片《星球大戰(zhàn)》中的光劍就是基于等離子態(tài)設(shè)計(jì)的高科技武器。等離子炮利用激光把重氫加熱到百萬(wàn)攝氏度的高溫,使之變成等離子態(tài),并借助電磁技術(shù),將這團(tuán)帶電的粒子包裹成“球狀”并發(fā)射出去,從而摧毀目標(biāo)。等離子炮主要由超高頻電磁波束發(fā)生器、導(dǎo)向天線和大功率電源組成。
等離子炮發(fā)射的電磁波束以光速傳播,可在瞬間打擊各種空間目標(biāo),遠(yuǎn)近目標(biāo)都能一并摧毀,可有效應(yīng)對(duì)來(lái)自太空和高、中、低空內(nèi)的各種飛行器與導(dǎo)彈的襲擊。
電熱炮又稱(chēng)“電熱化學(xué)炮”,是一種全部或者部分地利用電能加熱特定的工作物質(zhì),產(chǎn)生超高溫、高壓的等離子體以推進(jìn)彈丸運(yùn)動(dòng)的火炮。電熱炮主要由外部電源和加速器兩大部分組成。燃燒室中用來(lái)產(chǎn)生等離子體的工作物質(zhì)一般是容易電離產(chǎn)生大量氣體的固態(tài)或液態(tài)物質(zhì),其所產(chǎn)生的等離子體與發(fā)射藥燃燒生成的氣體一起推進(jìn)彈丸運(yùn)動(dòng),從而使火炮獲得較高初速度。
電熱炮相對(duì)于傳統(tǒng)火炮而言,最大的改變就是電熱炮在炮尾中引入了高壓電極和毛細(xì)管。因電熱炮的身管基本沒(méi)有變化,所以它的作戰(zhàn)方式并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性改變。此外,電熱炮將電能和化學(xué)能綜合使用,可使所需電能量減少80%,有利于實(shí)現(xiàn)小型化,更易于實(shí)戰(zhàn)使用,技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段也相對(duì)簡(jiǎn)單。然而,實(shí)際上電熱炮在研制方面仍遇到一定的技術(shù)瓶頸。比如,電熱炮發(fā)射時(shí),藥筒內(nèi)的火藥瞬間燃燒所帶來(lái)的巨大炮膛膛壓無(wú)法得到很好的控制,這直接導(dǎo)致電熱炮現(xiàn)階段仍處于試驗(yàn)階段,尚未完全投入使用。如果這些問(wèn)題能有效得以解決,那么電熱炮必定會(huì)成為火炮界一顆冉冉升起的新星。
此外,還有一些新概念火炮也在逐漸登上軍事舞臺(tái),比如理論射速可達(dá)每分鐘1 萬(wàn)發(fā)的超高射速火炮、隨行裝藥火炮、液體發(fā)射藥火炮和輕氣炮等,這些具備超高初速度、超遠(yuǎn)射程、超強(qiáng)火力的新概念火炮,也是各軍事強(qiáng)國(guó)在這一領(lǐng)域中開(kāi)展研究的基本方向。
俄羅斯的鉸接式坦克通過(guò)裝備一門(mén)大口徑電熱炮,來(lái)取得超強(qiáng)的打擊威力
上文介紹的多種新概念火炮,或已部分投入實(shí)戰(zhàn)運(yùn)用,或正處在試驗(yàn)測(cè)試的過(guò)程中,或還處于理論研究階段。隨著科技水平的不斷進(jìn)步,很多技術(shù)瓶頸將會(huì)被逐一突破,屆時(shí),新概念火炮將會(huì)真正地走向戰(zhàn)場(chǎng),給未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)帶來(lái)翻天覆地的變化。