電磁軌道炮將對未來海戰產生革命性影響

近日，美國ChinaTopix網站刊發文章稱，美國海軍已經証實計劃2016年在一艘艦船上開展電磁軌道炮艦上實驗，若電磁軌道炮在未來10年內大規模部署，將有可能改變未來海軍的作戰形式。

電磁軌道炮是一種利用電磁力（洛侖茲力）加速彈丸，使其以超高速發射的新概念武器，它克服了傳統艦炮的諸多局限，射程遠，速度高，對目標的毀傷性更強，一旦部署上艦，電磁軌道炮將引發海軍打擊作戰的新一輪變革。

美國海軍推動電磁軌道炮走向戰場

人們對電磁軌道炮的研究起步很早，但最初的研究僅停留在原理演示階段。資料顯示，1918年，法國發明家維勒魯伯最早研制出電磁軌道炮，到1944年，德國的漢斯勒博士研制出長2米、口徑20毫米的電磁軌道炮，成功將重10克的圓柱體鋁彈丸加速到1.08公裡/秒，隨后又將兩門電磁軌道炮串聯起來，使彈丸速度達到了1.21公裡/秒。但由於材料和電力等關鍵技術無法解決，電磁軌道炮的研究一度停滯不前。

直至1978年，相關技術原理終於取得突破性進展，澳大利亞物理學家成功將電磁軌道炮的發射速度提高至5.9公裡/秒。隨后，美國國防部成立“電磁軌道炮聯合委員會”，協調美軍、能源部、國防原子能局等原來分散進行電磁軌道炮研究的部門，從整體上推動了電磁軌道發射技術的發展。

2003年，當時的聯合防務公司（現BAE系統公司武器系統分部）對DD(X)（即現在的朱姆沃爾特級驅逐艦）裝備電磁軌道炮的可行性進行研究，認為新一代艦艇的發電能力可以滿足電磁軌道炮的電力需求，且系統體積、技術難度等問題都可以解決。

兩年后，美國海軍研究局在海軍水面戰中心達爾格倫分部正式啟動“創新性海軍原型”（INP）計劃，標志著美國海軍開始推動電磁軌道炮由實驗室走向實戰應用。

這個計劃由海軍研究局負責管理，其中，海軍水面戰中心達爾格倫分部負責試驗驗証，由BAE系統公司和通用電子公司負責32兆焦耳電磁軌道炮技術開發和前期設計工作。

項目計劃從2005年8月開始，利用4∼8年時間對電磁軌道炮所需的技術進行全面研究，主要解決四大關鍵技術問題，即發射裝置、彈丸、脈沖供電網絡和艦艇集成，預計於2020年∼2025年間實現艦載武器化。

電磁軌道炮工程樣機已經研發成功

電磁軌道炮不同於普通火炮，它由導軌、發射組件、供電系統和控制系統組成。軌道是並排的兩條，貫穿火炮身管，發射組件由彈丸、輕型彈托及推進板組成，與導電電樞一起置於兩條軌道之間，由彈托固定彈丸，以脈沖形成網絡、電容器組或旋轉機械裝置提供發射所需的電能。脈沖形成網絡向其中一條軌道通電，電流經導體電樞流向另一條軌道，從而在兩條軌道周圍分別產生一個垂直於軌道的強磁場以及一個與電流反方向的作用力。磁場與流經電樞的電流相互作用，產生沿炮管軸向的洛侖茲力，把發射組件和電樞沿軌道加速到超高速。當發射組件離開炮口時，彈托、電樞及推進板與彈丸脫離，彈丸開始向目標飛行。

電磁軌道炮利用極高的電流產生強大的洛侖茲力，可把彈丸初速度提高到7馬赫以上，射程超過300海裡。發射后，彈丸首先快速沖入外大氣層，而后重新進入大氣層並以5馬赫以上的速度撞擊目標。相比傳統火炮，電磁軌道炮彈丸的爆破強度並不大，但是依靠極高的飛行速度帶來的超強沖擊力，同樣能對目標造成強大的殺傷力。此外，電磁軌道炮對傳統高能材料的摒棄，使其在生產、運輸、搬運和存放的過程中不再受制於爆炸物安全標准的限制。

與傳統火炮相比，制約電磁軌道炮發展的關鍵技術主要為電力供應、火炮身管壽命和彈藥技術三個方面。

電力供應是發展電磁軌道炮的基礎。以美國最初計劃安裝電磁軌道炮的朱姆沃爾特級驅逐艦為例，該艦採用綜合電力系統，發電功率81兆瓦，原計劃裝備兩座發射能量63兆焦耳的電磁軌道炮，要達到6發∼12發/分鐘的持續射擊速率，艦船要為它提供15兆焦∼30兆焦的持續電力供應。

火炮身管壽命是制約電磁軌道炮發展的技術障礙，它主要體現在導軌刨削和電樞捩轉兩種磨損現象，這兩個問題都已得到有效解決。

彈藥技術所取得的進展為電磁軌道炮的發展提供了條件。電磁軌道炮在發射過程中，彈丸要承受超過50000G的加速度，這對彈藥內部控制和制導部件的要求極高。目前參與彈藥研制的單位有BAE系統公司、波音公司和德雷柏實驗室等單位。

“創新性海軍原型”（INP）計劃開始實施后進展很順利，2013年，美國海軍水面作戰中心分別對BAE系統公司和通用原子公司交付的電磁軌道炮工程樣機進行了測試和評估。經過比較后，海軍研究局選擇了BAE系統公司對電磁軌道炮項目進行進一步開發，重點研究發射系統的可重復發射技術。

2014年7月，美國海軍研究局將兩套電磁軌道炮原型機安裝到“米利諾基特”號聯合高速船上，預計於2016年進行海上演示試驗。

電磁軌道炮引發未來海軍作戰方式改變

電磁軌道炮憑借速度高、射程遠、成本低的優勢，可能會取代對陸攻擊導彈、戰術空中支援和大口徑遠程艦炮在海上火力支援中的部分使命，進而，將對海上作戰模式、戰術應用方式、海上平台設計及其裝備發展產生革命性重大影響。

具體說來，主要體現在以下幾個方面：一是改變未來大口徑火炮對目標的殺傷機理，大大提高艦艇作戰能力。與傳統大口徑火炮相比，電磁軌道炮在殺傷力、速度、貯彈量、費用等方面都有明顯優勢，並將改變未來大口徑炮對目標的殺傷機理。電磁軌道炮依靠炮彈的超高速撞擊動能來達到毀傷目的，取消了爆炸裝藥和推進劑，大大減少了后勤保障費用，爆炸裝藥和推進劑所帶來的環境和安全問題都能迎刃而解。同時，電磁軌道炮上艦后，其彈藥庫可以更緊湊、更安全，在給定的彈藥庫中能攜帶更多彈藥，從而大大提高艦艇作戰能力。

二是可能成為沿海500公裡范圍內對岸精確打擊的主要方式。美國海軍對岸火力支援有3種形式，分別為艦炮、遠程導彈和艦載機。常規火炮受其傳統發射方式的局限，炮彈初速已基本達到了極限。以美國海軍127毫米艦炮為例，試驗証明，發射ERGM彈的初速不到1000米/秒，它需要依靠火箭助推裝置達到增程目的，並需要制導裝置來提高命中精度，從而使炮彈的總成本大幅度提高，已與普通導彈相當。電磁軌道炮在打擊速度和效費比方面具備明顯優勢。此外，相比於巡航導彈和艦載機，電磁軌道炮可在6分鐘以內完成500公裡外岸上目標的打擊任務，打擊速度更快。

三是有可能從攻防兩端改變海戰場力量對抗平衡。在用於攻擊時，由於電磁軌道炮速度快，可有效壓縮防御方的反應時間，其灌頂攻擊的方式則進一步增加了攔截難度。此外，電磁軌道炮的灌頂攻擊方式和動能戰斗部相結合的模式，特別適合攻擊掩體、工事和地下目標，可用於打擊對方的戰略設施。在用於防御時，尤其是在海上防空反導方面，艦炮主要承擔近距離防御任務，由於電磁軌道炮超高的初速度，炮彈能在很短時間內飛出更遠的距離，縮短了防御系統的反應時間，擴大了海上防空反導的作戰范圍。如果配合使用制導技術，其單發攔截概率與艦空導彈相當，但其發射彈數比艦空導彈多得多，可明顯增強防御系統的綜合攔截效果。

值得一提的是，盡管電磁軌道炮來勢洶洶，我們必須看到，一方面，制約電磁軌道炮發展的材料、能源、制導等技術瓶頸並未完全解決，距離真正參加實戰並改變戰場形式還需很長一段時間﹔另一方面，電磁軌道炮發射后，彈丸失去動力，且飛行速度快，機動能力有限，彈道軌跡容易預測，隱身能力差，還會帶來暴露母艦位置的危險。

從美國發展電磁軌道炮的過程可以看出，合理的技術發展路線、科學的統籌安排、多單位的協調合作以及大規模的資源投入是研制取得重大進展的關鍵。我國也應該高度重視新概念武器裝備研發，努力減小或避免同美國之間的武器代差，密切關注國外相關新概念技術發展動向，充分發揮后發優勢，另辟蹊徑，錘煉具有我國特色的撒手锏裝備。

（劉奎 楊文韜 作者單位：海軍裝備研究院）