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临近空间飞行器的未来杀手:电磁轨道炮广阔军事应用前景

在科幻电影《变形金刚2》中,在海上巡航的美国军舰配备了超级武器。凭借惊人的威力和超高精度,在决战的关键时刻,让“霸天虎”机器人站在了金字塔的顶端。瞬间消失了。这就是美军通过好莱坞电影广为宣传的神秘杀手——电磁轨道炮

自1920年法国科学家维勒鲁布提出原理构想以来,经过1980年代美国“星球大战”计划的高调渲染,直至近几年美国海军的频繁试验,电磁轨道炮相关的技术难题一直存在。一天天被克服,距离真的在路上。战场就在眼前。迄今为止,作为近空飞行器的未来杀手,电磁轨道炮广阔的军事应用前景必将重新描绘未来空天一体化作战的图景。

战争扩展到相邻的空间

Near Space是军方对海拔20公里至100公里的空间范围的统称。和“亚轨道”。概念题的不一致之处在于,从某种角度来说,也反映了这个空间的潜在军事价值已经很久没有被人类发现了。事实上,由于航天技术的滞后、人类认知的缺失以及战争领域演进的自然规律,只是近几年的近太空作战问题才逐渐进入人们的视野。各个国家的军队。

就战争环境而言,与“空”和“天”相比,相邻空间主要有以下特点:一是这个空间的范围较小,飞行器的飞行空间相对有限,遵循万有引力定律的航空器与遵循开普角的航空器不同。按照宇宙法则,航天器不能在里面自由飞行。其次,这个空间的大气以水平运动为主,平均速度为10m/s。该层干燥,几乎没有水蒸气和杂质。湿度接近于零,适合浮空器和吸气动力飞机平稳飞行。

就战争控制而言,这一空间在情报收集、侦察监视、通信支援等综合空天作战中具有独特的价值。因此,近年来,作为近太空的主角,近太空飞行器(NSV)发展迅速。近太空飞行器通常以两种方式制造:超压和零压。超压近太空飞行器通常是充气和密封的。由于采用高强度抗压材料,相对抗穿孔破坏;零压近太空飞行器具有排气系统,以确保内部压力与周围大气一致。它更能抵抗超压相邻航天器的穿孔损坏。

具体来说,美国正在积极研制的“近空机动飞行器”(NSMV),集成了人造卫星和侦察机的功能,由地面遥控设备操作,完成空中侦察、战损评估等任务。 , 和通信中继。. 俄罗斯正在潜心研究的大型飞艇,通过使用多个电弧等离子加速器加热充气气体,可以有效解决飞艇在高空容易结冰的问题。英国正在研究的“天猫”系列飞艇采用气垫着陆系统,使其能像气垫船一样平稳地降落在平坦的地面、草地、雪地、沼泽或水面上,着陆后不需要绳索系泊。此外,日本军队,

特殊的地理位置和精良的制造工艺,使得近空飞行器具备广覆盖和超强的生存能力,这给研制能击落它的近空反击武器提出了难题。目前,能够打击近空目标的舰载武器很少,只有美国海军的“标准”III型导弹具备打击近空目标的能力。

早在1980年,美国西屋公司就在“星球大战”计划中设想了一种实验性电磁轨道炮。当时,假设如果将电磁轨道炮放置在太空中,它可以将质量为 300 克的炮弹加速到每秒 8-10 公里。面对近30倍音速的电磁炮弹轰击,从卫星到空间站的所有太空航天器都将被粉碎成太空碎片。美国海军测试的新型电磁轨道炮可以将空气中的一大块金属加速到每小时 5600 英里(约 2.5 公里每秒)。本次试验的最终目标是将电磁轨道炮制成能量20-32兆焦耳、射程50-100海里的舰载武器系统。可见,特殊的开发机制赋予了电磁轨道炮特殊的战斗力。

一是快。由于电信号的响应速度接近光速,电磁轨道炮的电控和电发射技术的响应时间极短。该弹药无需携带弹丸,其质量比普通火炮弹丸更轻,因此可以获得更高的装弹速度。此外,配合小质量弹丸的轨道炮体体积小、重量轻、加速快,因此轨道加速弹的时间极短。因此,将这种超高速武器应用到近太空作战中,一方面传统防御系统由于助推时间长,无法在助推阶段起到拦截作用,而电磁轨道炮的高初速正是恰到好处的特点。这个问题解决了;另一方面,低空近程防空可以利用电磁轨道炮发射不受控弹丸或电热炮发射受控弹头。其速度快、重量轻,有助于快速瞄准和准确跟踪运动。目标。

二是隐蔽性强。使用隐身进攻性武器对敌方各战略据点进行破坏性打击,可以诱使敌方投入巨额防御成本,但仍会陷入极大的恐惧,最终对其形成有效的战略威慑,彻底瓦解其优势优势。. 对此,电磁轨道炮不携带弹药,重量轻,体积小,发射时不产生火焰、烟雾和冲击波,不易被敌人发现。这种隐蔽性使得电磁轨道炮的军事价值更加显着,为利用它完成预警探测、侦察监视、通信支援、近空间电子对抗等军事任务提供了坚实的基础。

三是抗电磁干扰能力强。信息技术的飞速发展及其在军事领域的广泛应用,不仅拓宽了战场空间中国有轨道炮吗,也带来了与自然战场并存的“五维战场”,即电磁战场,电磁干扰是其核心对策。. 电磁干扰,简单来说,就是电磁环境中的任何电磁现象,会导致装置、设备或系统的性能降低或对无生命的物质造成损害。如何有效提高武器装备的抗干扰能力,是现代战争的重要命题。将电磁轨道炮应用到附近空间就不会遇到这样的问题。原因如下:一方面,电磁轨道炮作为大功率脉冲武器,已经受到自身系统的强烈电磁干扰。相比之下,它可以忽略不计;另一方面,速度快、射程远的电磁轨道炮又可以反过来干扰其他电磁武器,可以说是战无不胜。

显然,如此强大的电磁轨道炮不仅将作为战术武器来承担舰对空和舰对地的军事打击任务,而且在近太空使用也具有一定的战略价值。例如,由于电磁轨道炮的外弹道完全覆盖了相邻空间的高度,因此具有打击相邻空间飞艇等作战平台的能力,其作战使用成本也比“标准”具有无可比拟的优势。 “III型导弹。因此,电磁轨道炮有可能成为未来近太空战争的杀手锏,越来越成为各国军方关注的焦点。

与近太空相比,电磁轨道炮的研究历史悠久。早在19世纪法拉第发现电磁感应定律时,就有人自然想到了电磁枪的概念,并进行了早期研究。原理虽然简单,但在工程上却遇到了很多困难:如导轨表面的固体电枢材料涂层对加速和连拍性能的影响;连拍导致的导轨温升问题;高超音速伺服机构的安全分离问题;高超音速弹丸的加热和空气动力学特性;远距离投掷弹丸和反复连续使用电源引起的发热问题等。

正是这些限制,阻碍了电磁轨道炮真正进入战场。但是,人类战争的历史告诉我们中国有轨道炮吗,军事技术能走多远,军事思维就必须走得更远。历史上很多新武器的出现,正是因为没有得到足够的重视,最终无法获得战争领域的控制权。例如,第一次世界大战期间,一位名叫贝斯特斯文顿的英国军事记者向大英帝国国防委员会郑重提议,将“霍尔特”拖拉机改装为装甲战车。几经周折,这个提议被批准了。时任英国海军大臣的温斯顿·丘吉尔采用了它,并用了一年多的时间制造出世界上最早的坦克“小游牧民族”。

显然,如果仅仅局限于目前的技术水平,没有足够的技术意识和先进探索的战略眼光,必然会在世界范围内的军事竞争中落伍。电磁轨道炮作为一种新型武器,具有速度快、射程远、隐蔽性好、抗电磁干扰等特点,为未来在近太空战场的应用提供了可能。因此,如何进一步发挥自身优势,利用相关电磁学、材料科学等学科的交叉融合成果,进一步拓展其关键技术,从而主宰未来战争,不仅是应对科技挑战的挑战,但也呼吁遏制战争。(曾华峰、贾珍珍、石海明、