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激光和电磁炮的九个特点

阅读量: 1619次 发布时间:2024-08-05 11:21:08

  美国国会研究服务处(CRS)向国会提交《海军激光、电磁轨道炮及高超速射弹:国会应当了解的背景及相关情况》报告,主要研究以下三种关键武器系统的发展状况:固态激光武器、电磁轨道炮及其所使用的高超速弹丸。关于上述武器,美国军事航空航天电子学网站从CRS的报告中总结出以下关键内容:

  CRS认为,上述三种新型武器中的任何一种研发成功和部署,都将成为美海军保护水面舰防御来袭导弹的“游戏改变者”;如果其中两种甚至三种都能研制成功和部署,将颠覆整个战争形态。

  人们可能会认为激光和电磁轨道炮是在公海上击败与炮击敌对战舰的攻击型武器。然而,CRS强调激光和电磁轨道炮是防御性技术,其目的是保护美国海军军舰免受敌方反舰巡航导弹(ASCM)和反舰弹道导弹(ASBM)的攻击。

  为了研发激光炮和电磁轨道炮,美国海军在军舰上进行了广泛的新型激光武器试验。根据结果得出,用舰载激光炮击落一枚导弹成本“仅为1美元”,而对手如中国制造这样一枚导弹的成本约为100万美元甚至更多。CRS估计,利用电磁轨道炮发射高超速射弹的生产所带来的成本大约为2.5万美元,而导弹成本为100万美元,经济上海军可完全承受。

  美国海军不想与中国这样的拥有数千枚导弹国家作战。在此类战斗中,美国战舰很快就会耗尽防御型导弹,被迫撤退或补给。但是,高超速射弹比防空导弹的体积小很多,单发重量只有约10千克,这在某种程度上预示着一艘舰艇可以携带更多的弹药,消除了弹药耗尽的担忧。从这个方面来说,激光器是更优选择。只要舰艇上有燃料驱动,激光器就可以无限制地发射,相当于拥有无限量的弹药。

  尽管激光武器看上去很“酷”,这些武器的经济效益也似乎很好,但是从最初的试验原型到可在舰队部署、投入实战、成为有效的武器系统还有非常长的路要走。美海军2013-2014年在“庞塞”号两栖舰试验的激光武器功率只有30千瓦,只能应对无人机;而对抗来袭导弹的激光功率至少为300千瓦甚至是1兆瓦。美海军2018年将授出舰载激光武器合同,将把激光功率从60千瓦提升到150千瓦、300千瓦甚至是500千瓦。

  自2005年以来,海军一直在努力制造电磁轨道炮,其炮弹的破坏力和推动力将取决于电磁发射,使其初速达到5.9-7.4马赫数。相对于激光器几乎只能在几英里的范围内作为防御性武器作战,而轨道炮还可兼作为进攻性武器,不仅在一分钟内防御来袭导弹,还可以打击100海里范围内的远距离目标。

  这些电磁轨道炮发射的高超速弹丸(HVP)也能够正常的使用标准5英寸的海军大炮和陆军的155毫米榴弹炮发射。这种广泛的应用将把内均现有的各种武器系统转变成陆地和海上的潜在导弹防御平台,大规模的生产必然会降低HVP弹药的价格。

  海军正在想办法使电子器件小型化,同时增强其硬度,使其可承受高马赫数时的高压和高温。即使是从5英寸的舰炮中发射,HVP的速度也能够达到3马赫,这使得它们有足够的动能摧毁一个来袭的反舰巡航导弹。

  CRS表示,要使这些武器投入使用还需要多年的时间。对激光器来说,使激光通过大气湍流直线发射、抵消能量束穿过空气的“热晕”等都是很大的挑战。此外,当前的激光技术的转换效率只有30%,也就是说每1kW的激光功率输出,必须有约3kW的电功率输入。因此,如果一台激光器需要1兆瓦的功率来击毁反舰弹道导弹,那么携带这种激光器的舰艇一定要能产生3兆瓦的能量以启动它。

  对电磁轨道炮来说,海军最终想要建造每分钟能发射10枚射弹、还可以击中100海里以外的目标。美海军海上系统司令部司令2015年曾表示,至少还需要10年才能实现电磁轨道炮的作战部署,至少还需要30年海军才会考虑将所有舰炮转化为电磁轨道炮。

  上述三种武器的发展正在进行中,且取得了较大进展。仅在2018财年,国会就批准了约24亿美元进行新型武器技术的研究和发展工作,激光器和电磁轨道炮将有几率会成为现实。

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