世界電磁武器裝備發(fā)展概述
電磁現(xiàn)象從古至今一直伴隨著人類文明的發(fā)展，但是人類真正客觀地認(rèn)識(shí)并掌握電磁技術(shù)的歷史不過只有一兩百年的歷史。而電磁武器裝備的技術(shù)突破則更晚，直到20世紀(jì)70年代以后，以電磁炮和電磁彈射為代表的電磁技術(shù)裝備才駛?cè)敫咚侔l(fā)展的“快車道”。如今，以電磁技術(shù)為基礎(chǔ)的電磁武器和作戰(zhàn)系統(tǒng)正加速改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭攻防體系和作戰(zhàn)樣式，未來的戰(zhàn)爭形態(tài)勢必會(huì)因?yàn)殡姶盼淦餮b備而產(chǎn)生巨大的變革。
電磁軌道炮
電磁軌道炮(railgun)是一種與單極馬達(dá)原理相似的電磁炮發(fā)射裝置。對(duì)于軍事應(yīng)用來說，電磁軌道炮的優(yōu)勢在于它能達(dá)到遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)武器的槍口初速。槍口初速的提升可以有效改善射程，并且提高終端速度，令其剩余的動(dòng)能產(chǎn)生榴彈的爆破效應(yīng)。典型電磁軌道炮的炮口初速通常能達(dá)到每秒2000-3500米。對(duì)于單回路磁道炮而言，它需要在幾微秒間經(jīng)過五百萬安培的直流電流，產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度約為10特斯拉，現(xiàn)代磁道炮的設(shè)計(jì)通常為“空芯”(不使用磁性材料)，以提高磁通量。
電磁軌道炮工作原理
電磁軌道炮的概念由來已久，于1920由法國人維勒魯伯最早發(fā)明，但是由于當(dāng)時(shí)難以解決材料和電力等技術(shù)難題，在之后很長一段時(shí)間都沒有突破性的研究進(jìn)展。直到上世紀(jì)70年代起，相關(guān)的技術(shù)難題得到突破，電磁軌道炮技術(shù)進(jìn)入快速發(fā)展階段。現(xiàn)在電磁軌道炮已經(jīng)成為世界各國未來武器計(jì)劃的重要組成部分。
目前世界上電磁軌道炮技術(shù)最為先進(jìn)的國家主要有美國、俄羅斯和中國。美國海軍從2001年起就開始研究艦載電磁軌道炮技術(shù)。在2017年底在達(dá)爾格倫研究分部的陸基試驗(yàn)中，其研究中的電磁軌道炮樣機(jī)可發(fā)射16千克的彈藥，炮彈的飛行速度為2千米/秒，每分鐘可發(fā)射四發(fā)炮彈，每發(fā)炮彈產(chǎn)生的動(dòng)能是32兆焦耳。美國海軍研究署(Office of Naval Research, ONR)希望接下來能繼續(xù)改善它的射速與炮口初速，未來能達(dá)到每分鐘十發(fā)與64MJ的能量。
達(dá)爾格倫分部進(jìn)行的電磁軌道炮試驗(yàn)臺(tái)
而中國的電磁軌道炮技術(shù)則走得更遠(yuǎn)。
“海洋山”號(hào)裝載的大尺寸炮塔，根據(jù)分析極有可能為電磁軌道炮
2018年一月，國內(nèi)曝光了936號(hào)坦克登陸艦疑似裝備電磁軌道炮的消息，該艦艦屬于072III型坦克登陸艦，滿載排水量4800噸左右，艦名是“海洋山”號(hào)。根據(jù)該炮艇尺寸推斷此炮很有可能是電磁軌道炮，如果推斷屬實(shí)，我國將會(huì)是全球第一個(gè)在艦艇上裝載電磁炮的國家。不過目前的電磁炮體積還過大，之后上艦試驗(yàn)成功后，我國將需要對(duì)電磁炮進(jìn)行一系列改進(jìn)，以適應(yīng)實(shí)戰(zhàn)。首先對(duì)電磁炮進(jìn)行“瘦身”，使其適合在一般驅(qū)逐艦上使用;其次，綜合電力系統(tǒng)與強(qiáng)大的供電設(shè)施也是必須的部分;最后，電磁炮與艦上設(shè)備的兼容問題也需要進(jìn)行研究。
電磁彈射技術(shù)
電磁彈射器(Electromagnetic Aircraft Launch System)技術(shù)來源于電磁線圈炮(Coilgun)的研究，是目前最先進(jìn)的航空母艦專用飛機(jī)彈射器。目前世界上只有美國海軍公開宣布研制成功，并且安裝在建造中的福特級(jí)核動(dòng)力航空母艦上。
美國的電磁彈射計(jì)劃
美國海軍的電磁彈射器由通用原子公司負(fù)責(zé)研發(fā)，2010年底第一次測試成功。2013年5月8日，第一套電磁彈射器被安裝在建造中的福特級(jí)核動(dòng)力航空母艦上。
美國福特號(hào)航母電磁彈射器
而我國目前也在研發(fā)電磁彈射器，據(jù)悉目前進(jìn)展順利，已經(jīng)成功完成了測試，技術(shù)先進(jìn)程度還要?jiǎng)龠^美國福特號(hào)航空的電磁彈射器。未來我國的第三艘航母很可能就會(huì)使用電磁彈射器。
電磁脈沖武器
電磁脈沖(Electromagnetic Pulse，縮寫：EMP)是一種從空投核彈中發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象，由爆炸(特別是核爆炸)、閃電、太陽黑子、導(dǎo)管效應(yīng)或者電器火花等狀況下產(chǎn)生的劇烈變化的交變電磁場，這個(gè)電磁場可能會(huì)對(duì)用電設(shè)備或電子設(shè)備發(fā)生耦合，并產(chǎn)生具破壞性的電流和電涌。由此而來的電磁脈沖武器，被稱為“第二原子彈”，其在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的殺傷力可見一斑。
電磁脈沖炸彈的攻擊范圍與其爆炸高度有很大關(guān)系
美國不僅在該領(lǐng)域的研發(fā)居于世界先進(jìn)水平，也是世界上最早使用這種武器的國家。1991年，美軍在海灣戰(zhàn)爭中向伊拉克發(fā)射了一枚配備非核爆電磁脈沖彈頭的戰(zhàn)斧巡航導(dǎo)彈，以攻擊伊拉克防空指揮中心的電子系統(tǒng)。1999年3月，美國在對(duì)南聯(lián)盟的轟炸中，使用了尚在試驗(yàn)中的電磁微波武器，使南聯(lián)盟部分地區(qū)通信設(shè)施癱瘓3個(gè)多小時(shí)。2003年3月26日，美軍又用電磁脈沖彈空襲了伊拉克國家電視臺(tái)，造成其轉(zhuǎn)播信號(hào)中斷。
波音CHAMP試驗(yàn)宣傳視頻畫面
波音公司的CHAMP(反電子設(shè)備高功率微波先進(jìn)導(dǎo)彈)于2012年10月16日在猶他州測試和訓(xùn)練靶場進(jìn)行試驗(yàn)，CHAMP按照既定路線，在猶他沙漠低空飛行1個(gè)小時(shí)，在沙漠上空自毀之前使7個(gè)不同目標(biāo)中的電子系統(tǒng)降級(jí)或失效。CHAMP飛過時(shí)，沿線房屋中放置的計(jì)算機(jī)全部黑屏，甚至關(guān)閉了試驗(yàn)記錄用的遙控TV相機(jī)，此次試驗(yàn)取得了巨大的成功。
東風(fēng)-26B電磁脈沖導(dǎo)彈殘骸
而我國的東風(fēng)-26導(dǎo)彈也已經(jīng)具備了裝載電磁脈沖彈頭的條件。2017年5月9號(hào)，中國西部沙漠發(fā)現(xiàn)一枚彈道導(dǎo)彈的助推段殘骸，殘骸上標(biāo)有E/ADF-26B的字樣，其中E/A是electronic attack“電磁攻擊”的意思，而字母DF則表示東風(fēng)導(dǎo)彈，因此這枚導(dǎo)彈應(yīng)該是東風(fēng)-26電磁脈沖導(dǎo)彈。
俄羅斯武器制造商卡拉什尼科夫的REX-1反無人機(jī)槍
當(dāng)然小功率的電磁脈沖武器目前已經(jīng)有很多的民用案例，如用于防御無人機(jī)的反無人機(jī)槍等設(shè)備。2017年9月，俄羅斯最大的軍火制造商Kalashnikov Concern公司在首都莫斯科舉行的2017年軍事展覽會(huì)上首次展示了其最新生產(chǎn)的REX-1電磁反無人機(jī)槍。REX-1電磁反無人機(jī)槍的外形類似步槍，槍身是一個(gè)電磁脈沖發(fā)射器，槍管也是一個(gè)發(fā)射天線。具體的工作原理就是用反無人機(jī)槍瞄準(zhǔn)無人機(jī)以后，發(fā)射一束強(qiáng)功率的電磁脈沖干擾波，以干擾無人機(jī)的電子系統(tǒng)，使其通信導(dǎo)航系統(tǒng)失靈，失去控制，然后降落地面。
電磁波定向能武器
電磁波定向能武器，是利用激光束、微波束等各種電磁波束能的能量，產(chǎn)生高溫、電離、輻射等綜合效應(yīng)，采取束的形式向一定方向發(fā)射，用以摧毀或損傷目標(biāo)的武器系統(tǒng)。目前世界上的電磁波定向能武器發(fā)展出了諸多種類，有殺傷性較大的高功率微波定向能武器和高能激光器武器，也有非殺傷性的主動(dòng)拒絕系統(tǒng)等。
Bofors HPM Blackout系統(tǒng)
BAE公司的Bofors HPM Blackout系統(tǒng)是一個(gè)可以關(guān)閉未受保護(hù)的電子系統(tǒng)的移動(dòng)微波源，雖然最初被設(shè)計(jì)用于評(píng)估和研究用途，但其也具備作戰(zhàn)能力。一份關(guān)于該系統(tǒng)的介紹稱，已經(jīng)證明它可以在很遠(yuǎn)的距離外對(duì)一大片地域內(nèi)的商用現(xiàn)成技術(shù)(COTS)設(shè)備造成破壞;該系統(tǒng)由調(diào)幅器、微波源和天線組成。該系統(tǒng)總重不超過500kg，長約2m。軍用型系統(tǒng)可用于打擊關(guān)鍵目標(biāo)，關(guān)閉敵方多數(shù)商用電子設(shè)備和一些軍用電子系統(tǒng)，如移動(dòng)電話、智能手機(jī)、平板電腦、電子器件以及武器系統(tǒng)等。
2014年，艦載激光武器LaWS系統(tǒng)首次在美國“龐塞”號(hào)成功部署和使用20
而波音公司和雷神公司則主要負(fù)責(zé)美國海軍的艦載激光武器的研發(fā)。美國《國家利益》雙月刊網(wǎng)站在2018年2月28日發(fā)表題為《美國海軍需要3億美元發(fā)展激光武器來阻止中國的“航母殺手”導(dǎo)彈》的報(bào)道稱，美國海軍計(jì)劃在2019財(cái)年花費(fèi)2.99億美元用于開發(fā)激光武器系統(tǒng)，以保護(hù)其艦艇免遭當(dāng)前和未來的威脅。
主動(dòng)拒絕系統(tǒng)ADS
主動(dòng)拒絕系統(tǒng)(ADS)是美軍研發(fā)的一種非致命性定向能武器，專為區(qū)域封鎖，周邊安全和人群控制而開發(fā)。這種武器也被稱為熱射線，因?yàn)樗ㄟ^加熱目標(biāo)表面(如目標(biāo)人體的皮膚)來工作。美國軍方在2010年在阿富汗戰(zhàn)爭中部署了ADS系統(tǒng)，但在未見戰(zhàn)斗的情況下撤回。2010年8月20日，洛杉磯警局宣布其有意將這項(xiàng)技術(shù)用于洛杉磯Pitchess拘留中心的囚犯，并稱其打算在諸如終止斗毆等情況下的“操作評(píng)估”中使用該技術(shù)。盡管美國海軍陸戰(zhàn)隊(duì)和警察都在使用便攜版本，但目前ADS只是一款車載武器。ADS是在國防部非致命武器計(jì)劃的支持下開發(fā)的，空軍研究實(shí)驗(yàn)室是該計(jì)劃的牽頭機(jī)構(gòu)。現(xiàn)在俄羅斯和中國正在開發(fā)自己的主動(dòng)拒絕系統(tǒng)。
俄羅斯國防部公布的新型移動(dòng)高能激光武器系統(tǒng)
總結(jié)
可以看到，目前世界上電磁武器裝備的發(fā)展還是以美國最為先進(jìn)，不過中國則緊隨其后，甚至在很多領(lǐng)域已經(jīng)有趕超的勢頭。從這之中也可以看出，電磁武器裝備在未來的軍事裝備中具有重要的戰(zhàn)略地位，因此我國才會(huì)如此重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。未來的世界各國的武裝實(shí)力，很可能就會(huì)因?yàn)殡姶盼淦餮b備的發(fā)展水平而拉開差距，在那個(gè)沒有硝煙的戰(zhàn)場中，誰能率先取得制電磁權(quán)，誰就能在戰(zhàn)場中占盡先機(jī)。
主要參考資料：
[1] 張乃千,陳詩漪. 電磁技術(shù):改寫未來戰(zhàn)爭的“無形之手”[N].解放軍報(bào). 2017-4-14(11)
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[4] 姜百匯 米小川 查旭. 國外電磁脈沖武器的應(yīng)用[J].航天制造技術(shù). 2010,2(1)：12-16
