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铁血利器——世界王牌武器
1.5.1.1 一、基本概念

第三章 日新月异——动能武器

Ri Xin Yue Yi——Dong Neng Wu Qi

第一节 动能武器的基本概念

《美国空军2025年》战略规划的研究报告认为,2025年世界地缘政治将发生重大变化。传统战争等级之间的界限变得模糊不清,发达后的工业社会之间的大多数主要战争冲突可能会部分或主要发生在空间或信息空间。美军在外层空间作战的战略构想中最核心的系统之一是全球面打击系统而动能武器是其打击能力的重要组成部分。

一、基本概念

所谓动能武器,简言之就是能发射出超高速运动的具有极大动能的弹头,并通过直接碰撞(而不是通过常规弹头或核弹头的爆炸)的方式摧毁目标的武器装置。

●国家导弹防御系统

世界各军事强国为消除弹道导弹的威胁,都在着力研究和构建各种类型的导弹防御系统。到目前为止,包括美国在内仍缺乏有效的弹道导弹防御手段,而从新概念技术发展看,动能武器日趋成熟,且越来越受到青睐,为此各国都加大了动能武器研制发展的力度。

随着高新技术的迅猛发展,动能武器在新概念武器发展中已经被推向了前台。动能武器又称超高速射弹武器,或超高速动能导弹。与S-300V、“爱国者”等现已列装的破片杀伤式导弹不同,它是一种典型的直接拦截武器,发展非常迅速,代表了反战术弹道导弹的一个重要发展方向,并将成为弹道导弹、卫星、飞机等高速飞行目标的有力杀手。

二、动能武器的威力与作用

动能武器的威力,是通过射弹的动能来衡量的。由动力学知识可以知道,只要动能拦截弹有一定的速度,并利用适当的碰撞几何条件,就能很容易地将目标摧毁。

动能武器的核心是加速与制导。动能武器主要是由超高速发射装置(推进系统)、探测系统、制导系统和射弹等几个部分组成。超高速发射装置提供射弹达到高速所需的动力,它可以是火炮、火箭、电场或磁场加速装置;探测系统用于探测、识别和跟踪目标,是动能武器的“眼睛”;传感器是探测系统的灵魂;制导系统是动能武器的“大脑”。根据推进系统的推进原理不同,动能武器可以分为火箭型、电磁型和电热型三类。

目前,火箭型超高速动能弹已率先达到了工程实用阶段。而电磁型动能武器,尤其是电磁炮的产生,将给常规火炮带来一场革命。它既可以用作反装甲武器、舰艇防空和反导武器、机载武器等战术武器,也可用作发射航天飞行器等战略方面。随着技术的不断成熟,战术电磁炮(如坦克用电磁炮、装甲车辆用电磁炮,防空、反导、舰载电磁炮等)将会率先出现。电热型动能武器,又称电热化学炮,性能也十分优异,正在紧锣密鼓地发展中。

●战术电磁炮

根据作战范围的不同,动能武器可以分为战略、战区和战术应用几类。而根据攻击对象的不同,又可以分为反装甲动能武器、反飞机动能武器、反导弹动能武器、反卫星动能武器等。根据武器平台的不同,还可分为天基、空基(机载)、地基(固定或移动)和舰载动能武器几类。

世界上正在进行研制或已在部署的战区动能武器主要为火箭型。按反导防御的区域分为短程、末段大气层内低空防御的点防御,远程、中段高空拦截的面防御和助推段拦截等几种。在美国,电发射技术初始时考虑的主要是战术应用研究,1983年才根据“星球大战”计划的需要,转向了战略应用的研究。1992年,美国军方适应国家战略的调整,已将战术应用研究作为重点。美军有专家认为,近年电炮的真正应用,将体现在战术武器方面,并将首先用于战场。

总之,动能武器的发展可谓日新月异,它们一旦得以广泛应用,必将使战场面貌焕然一新。

●高空拦截导弹

动能武器由推进系统、弹头(弹丸)、探测器(传感器)、制导与控制系统等部分组成。推进系统提供将弹头加速到高速所需要的动力,可采用火炮、火箭、电场或磁场加速装置作为推进系统。弹头是动能武器的有效战斗部,通常采用金属材料或塑料制成。传感器是动能武器的“眼睛”,用于探测、识别和跟踪目标,常用红外传感器。制导与控制系统是动能武器的“大脑”,用于确保成功地进行寻的与拦截。制导与控制系统一般由寻的器、惯性测量装置、计算机、方向和姿态控制器、通信设备、能源设备等组成。

●能动武器可采用火箭作为推进器

与定向能武器相比,虽然动能武器速度慢,但技术可行,价格低廉,并难以采取有效的反措施。因此,动能武器被认为是非常有发展前途的高技术武器。

动能武器是以巨大的动能摧毁目标的。在动能武器用于拦截洲际弹道导弹的情况下,由于目标本身以很高的速度在运动,进行拦截的动能弹头只要有一定的速度就能使之与目标碰撞时达到极高的相对速度。试验表明,当动能弹头的单位面积有效质量为每平方厘米几克且与目标的相对动量为100~1000千克·厘米/秒时,弹头与目标的相对速度大于1千米/秒,就足以将目标摧毁。

对于来袭的洲际导弹而言,其飞行速度达8千米/秒,所以只要动能拦截器有一定的速度,利用适当的碰撞几何条件,就很容易将目标摧毁。根据拦截洲际弹道导弹的实际需要,为保证达到一定的作战距离,动能拦截器的最小速度为3千米/秒,较为理想的速度为10千米/秒。因此,只要使弹头有极高的速度,并采用精确的控制与制导技术,就可以命中并摧毁几百万米之外的洲际弹道导弹。

第二节 动能武器的结构与原理

动能武器必须采用一定的方法将物体(弹头)加速到足够大的速度。根据所采用推进系统的不同,可将动能武器分为火炮系统、火箭系统、电磁系统三种。

一、火炮系统

●坦克的自行火炮发射炮弹的瞬间

火炮是靠火药的燃气压力将炮弹加速的。从原理上讲,常规火炮可以作为动能武器使用(发射非爆炸性弹头)。在火炮中,最大弹丸速度可达到3千米/秒。因此,弹头达到这一速度的火炮可安装在作战平台上用于中段拦截。但基于以下原因,将火炮用于天基系统防御作用不大。首先,火炮炮管长度有限,燃气压力对弹头的作用时间很短,弹头的速度、射程均有限,这使得火炮的作战半径小,仅适用于进行短程拦截。如果增大炮管口径和炮管长度,虽可使弹头速度和射程大为增加,但发射速率太慢,也不能满足实战的需要。其次,火炮安装在作战平台上,发射时存在后坐力补偿问题,需要消耗燃料供稳定系统和导航使用,从而减慢了发射速率。

二、火箭系统

利用火箭加速是三种结构中最成熟的一种。美国准备部署的动能武器目前都采用一级或两级火箭加速,因此也被称为超高速火箭动能武器。

三、电磁系统——电磁炮

电磁加速系统是利用电磁场加速或电能加热加速的动能武器系统,即电磁炮。从20世纪80年代以来,电磁炮在未来武器系统的发展计划中将成为越来越重要的部分。对常规动力枪炮的分析表明,它们很可能已达到了性能的极限,炮口初速度已接近物理和技术极限,射程也不可能更远,原因是火药燃气压力作用在弹丸上的时间很短。在利用电磁场作用力的电磁系统中,其作用时间可能长得多,从而可以提高弹丸的速度和射程。这就是电磁炮技术引起人们兴趣的主要原因。

●未来的电磁炮武器

第三节 新动能武器的应用

过去很长一段冷战时间里,以美苏为首的两个超级大国一直搞军备竞赛,你争我夺妄图称霸世界。同时,世界各军事大国为了实行对外扩张,争夺世界霸权,也竞相增加、提高军事装备的数量和质量,并向高技术领域在这样的背景之下新功能武器的应用十分广泛。

一、新功能武器全局形势

1991年12月8日,作为美国主要对手的苏联解体了,同时受美国国内经济衰退的影响,投入大笔资金开发近期内难以见成效的尖端军事技术的能力也大大削弱。

后来的布什政府对“星球大战”计划作了重大修改,把防御重点从前苏联发动全面核攻击,改为对付“错误地射向美国”的一批核弹头,将“星球大战”计划的全面防御改为“有限”防御,计划把重点放在发展一种“意外发射保护系统”上,目的是要在受到200枚弹道导弹的有限攻击下,保护美国不受到损害,同时也为盟国提供全球范围内的保护。修改后的计划被称为“有限战略防御”计划,实施这项计划预计要耗资410亿美元。对“星球大战”计划的修改,说明美国政府对核战争的战略观点已有了新的变化。

按“有限战略防御”计划要求,要在空间布设50颗叫做“明亮的眼睛”(又叫“智能眼睛”)的探测卫星;在空间布设1000个叫作“光辉卵石”的拦截卫星;在陆地上布设200个大气层内、外拦截弹和2000个短程拦截弹。

1993年5月13日,克林顿宣誓就职。新总统上任之时,恰恰到了“星球大战”计划实施的第10个年头。俄罗斯新政权地位不稳,经济几近崩溃,国力日见衰微,它已不能在世界上同美国平起平坐,再加上美国国内也存在着许多问题,巨大的军费开支也是它所承担不起的。在这种背景下,克林顿宣布,“星球大战”计划到此结束,开始实施由他提出的更为现实的“弹道导弹防御”计划。但无论是布什还是克林顿,他们所提计划的核心是发展动能武器。例如克林顿所提计划的发展重点依次为:战区导弹防御系统;国家导弹防御系统;先进的反导技术研究,其中重中之重是“光辉卵石”、电磁炮和其他动能武器。

●弹道导弹

二、特殊功能的火箭和导弹

动能武器是指利用高速运动物体的巨大动能,靠撞击来摧毁目标的武器,弹头作为动能武器的核心。一般是利用火箭推进或电磁力驱动而获得高速度,当弹头与目标发生碰撞时就能摧毁目标。当然也可以通过在目标附近引爆弹头携带的高能炸药后产生的无数金属碎块来击毁目标。

●弹头利用火箭推进

动能武器同定向能武器相比,在技术上要更成熟一些,开发研制的成本也相对要低一些。它具有独特的反导弹、反卫星的功能,所以在“有限战略防御”计划中,在加速开发定向能武器的同时,研制与部署动能武器,尤其是像“光辉卵石”那样能自动搜寻、跟踪并摧毁目标的动能武器,受到了军方的特别重视。1991年美国进行的与防御计划有关的试验中,正频繁地进行实际发射拦截试验。不久的将来,动能武器作为具有实战能力的太空武器,将首先在空间部署。

新概念动能武器受到各国军方的重视,至今已有十几种之多。首先介绍特殊动能的火箭与导弹。

1.应运而生的非核拦截导弹

从1961年起至1975年,美国先后研制成功“奈基-宙斯”、“雷神”和“民兵”核弹头反导、反卫星导弹系统。“民兵”系统于1995年4月至1995年10月开始实际部署,其任务是重点保卫“民兵”式洲际弹道导弹发射阵地。其拦截能力有限,雷达系统生存能力低,整个系统维修保养耗资巨大,特别是当它发起攻击引爆核弹时,会危及己方卫星的安全。在高空进行核爆,由于电磁脉冲作用,还会造成无线电通信系统破坏,所以在完成部署后不久,根据美国参、众两院的决议,关闭了大福克斯“卫兵”反导弹基地,转而重点研制发展能对付弹道导弹核攻击的非核拦截导弹,以建立一个有效的末段防御系统。

(1)非核大气外层拦截导弹

美军为研制一种可供实战使用的非核大气外层拦截导弹系统,于1978年开始实施一项名为“寻的覆盖层试验”计划。该计划的目标是验证长波红外寻的技术及利用非核动能武器摧毁目标的可能性,为研制出可用于中末段防御、低空防御和大气外层拦截的有效动能武器铺平了道路。

●“民兵”洲际导弹

经多次试验,于1984年6月10日,在160千米高空拦截获得成功,这是世界上第一次使用非核拦截器在外层空间拦截弹道导弹获得成功。这次试验在制导与精度控制,以及拦截方式设计等方面有许多创新,是新型反导系统发展的一个里程碑。

对这次试验的成功,美国的一些高级官员分别发表了评论。国防情报局前任局长格雷厄姆认为,试验说明,空间动能武器反导方案是“完全可行”的。时任战略防御计划局局长詹姆斯·亚伯拉罕森强调指出,作为弹道导弹分阶段防御的一种手段,试验成功地证明,我们已具有摧毁大气外层来袭导弹的非核拦截能力,我们已掌握了弹道导弹分阶段防御的一种新手段。国防部官员认为,这是在长波红外传感技术发展道路上迈出的重要的“第一步”。这种拦截导弹若能部署,一旦作战需要,将可立即启动,并在数十秒钟内发射出去。此外,它相对尺寸较小,质量更小,每枚成本又低,只有100~200万美元,作为防御武器加以配置,那真是一本万利。

(2)非核大气内层拦截导弹

这种拦截导弹即为小型雷达寻的拦截导弹,是另一种动能武器。它是利用弹载毫米波雷达寻的装置来搜索目标的,其探测器的直径只有15厘米。这种导弹主要用于拦截大气内层的再入弹头,以保卫重要的目标,不是用来拦截外层空间目标的。

实验导弹长约4米,发射升空后能将拦截器送到预定空域。拦截器用216个小火箭发动机控制飞行方向,每个小火箭只有拇指那么大。拦截器上配备的探测器将有关目标的技术数据输入装在拦截器上的计算机内,计算机即可输出信号控制小火箭按程序点火,使拦截器飞向目标。

该拦截导弹于1983年3月开始研制,经费约为1亿美元。

●飞行中的拦截导弹

拦截试验于1984年11月开始进行。1986年4月,第5次实验在怀特沙漠靶场进行。导弹以4800千米/小时的速度发射升空后,拦截器迅速搜索到、并开始跟踪目标,然后依靠高速撞击(拦截器上不装炸药)摧毁了目标——悬挂在3650米高空中的一只直径为1.1米的铝球。

第六次实验是同年6月,在新墨西哥州进行。一架F-4“鬼怪”式飞机从1400米的高空发射了一个有动力的类似弹头一样的飞行器。20秒后,陆军从地面向目标发射了小型雷达寻的拦截导弹,它跟踪上目标,以3马赫的速度飞行,8秒钟之后在4000米高空将目标摧毁。在大气内层用导弹成功地拦截类似再入体的目标,这还是第一次。

对于这两次由打静态靶进而打动态靶的成功试验,当时的国防部长温伯格给予了很高的评价,认为这是一项重大的技术突破,离取得在大气内层以非核杀伤方式拦截再入弹头所需的制导精度已经相差不远了。

2.机动灵活的机载反卫星导弹

反卫星导弹也是一种动能武器,它利用火箭推进的拦截器高速撞击来袭的低轨道上运行的卫星及再入弹头。

20世纪70年代中期,由于前苏联已有了供实战使用的反卫星武器,使美国感到严重不安,于是开始重视反卫星武器的研制工作。因为前苏联的军用卫星虽然数量多,但寿命短,且多运行在较低的地球轨道上。美国针对这种情况,首先开始研制由F-15战斗机发射的反卫星导弹,因为这样做成本不高,技术难度不大,但见效较快。

1984~1986年间,共进行了5次F-15机载反卫星导弹实验,1次部分成功,4次完全成功。

这种导弹是由两级固体燃料火箭和小型寻的拦截器组成的。导弹总质量为1200千克,长5.24米,直径0.5米,采用惯性加红外寻的制导,拦截高度在1000千米以下,能以碰撞的方式摧毁目标。它的小型寻的拦截器质量为13.7千克,长0.46米,直径为0.31米,自旋速度为20转/分。拦截器上装有8个微型红外望远镜组成的长波远红外传感器,激光陀螺仪和小型计算机。在拦截器的四周装有56支固体燃料小火箭,根据制导系统的指令,这些小火箭可为拦截器跟踪目标作机动飞行时提供动力。

3.万箭齐发的群射火箭

群射火箭也是一种动能武器,它利用高动能火箭击毁来袭的再入弹头。

形成“群”的无控火箭是一种子弹式火箭,长25.4~38.1厘米,直径为2.54~7.62厘米。火箭壳体用普通钢制造,使用高氯酸铵作推进剂,飞行速度可达1524米/秒,在1219米射程上,这种高动能火箭仍能击穿来袭的弹头。

●携带反卫星导弹的F-15战斗机

为保卫洲际弹道导弹地下发射井免受袭击,专家认为,应该在发射井附近部署3个火箭群,每群可发射1万枚火箭,需耗资800万美元。

由于美国研制的群射火箭反导武器在技术上难度不大,花费也不多,所以美军方和国会都认为方案是可行的,研制成功的武器,计划首先在弗朗西斯沃伦空军基地部署,这个基地已被确定作为“和平捍卫者”洲际弹道导弹的基地。

●天基拦截弹概念图

4.魔力无边的“光辉卵石”

“光辉卵石”(又译“神石”、“五彩石”、“智能卵石”)是一种集目标探测、跟踪、寻的、拦截为一体的智能化动能武器。是美国“有限战略防御”计划的重要组成部分,所以有时也把该防御计划称“光辉卵石”计划。

“光辉卵石”总体计划方案是由美国劳伦斯·利弗莫尔国立研究所著名物理学家劳韦尔·伍德提出来的。他介绍说:“光辉卵石”是一枚弹头净质量为2千克左右的天基拦截弹。将数以百计的“卵石”部署在环绕地球的轨道上,就能构成覆盖全球的拦截网。当敌方发射洲际导弹时,“卵石”上红外探测器就会发现导弹发动机喷射出的巨大火焰,具有拦截功能的“卵石”即可按指令自动寻的,然后依靠自身高速碰撞来摧毁目标。

“光辉卵石”长90厘米,直径为30厘米,总质量不超过40千克,显得十分小巧,可用几种方式把它送上太空,运输和部署都十分方便。特别难得的是它的制造成本不高——只有5万美元,如加上把它部署到空间的费用,每枚算下来也不过10万美元,还不及洲际弹道导弹的1%。因为“光辉卵石”价不高,就有可能在空间大量部署,敌方要想把它们消灭干净是十分困难的,甚至可以说是不可能的。

“光辉卵石”由四个关键部分组成:

第一部分是视野宽、高分辨率的光学探测器。它是“光辉卵石”的“眼睛”,能探测到数千千米之外的目标,并能跟踪目标。这样高性能的探测器质量只有250克。

第二部分是高性能的微型计算机。它是“光辉卵石”的“大脑”。它能根据探测器提供的有关目标的数据识别目标,计算出目标的速度和弹道,还能控制“光辉卵石”的飞行方向,直至撞击到目标上。其计算速度高达1亿次/秒,质量只有100多克,只有拳头那么大。

第三部分是动力装置——两组小型火箭发动机和燃料箱。它能依照计算机的指令,推动“光辉卵石”追踪目标飞行,最后准确地与目标相撞。

第四部分是通信系统,用于接收地面指挥中心的指令,并可与其他“光辉卵石”相互联系,协同作战,在接近目标时,还可以利用它精确测定与目标间的距离。

此外,“光辉卵石”还安装有小型星光导航装置和高精度计时器,以确保“光辉卵石”不论何时都能掌握自己所在空间的位置。

“光辉卵石”主要用于拦截助推阶段飞行的弹道导弹。平时,“光辉卵石”装在一种被称为“救生衣”的在空间运行的简单装置里。“救生衣”上有一个很大的太阳能电池板,用来为“卵石”提供所需的电力,这“救生衣”还能为“卵石”提供保护。

当预警系统发出敌方导弹袭来的警报后,根据地面指挥中心的指令,“卵石”就可以脱掉“救生衣”,利用自身的探测器搜索、识别目标。按计算机的指令,“卵石”上的两组可重复启动的小火箭,能准确地推动它向目标高速飞去,最后以6.5千米/秒的速度与目标相碰撞。在这样的强烈撞击下,目标就会因解体而坠毁。所以说“光辉卵石”是一种“发射后不用管”就能击毁目标的全程寻的智能武器。

据专家介绍,“光辉卵石”今后的发展方向是,在它与控制中心失去联系的情况下,在空间仍将具有自主作战能力,即自主探测目标、跟踪目标、并以极高的精度和速度用拦截器摧毁目标。

5.潜伏天边的太空雷

太空雷是一种新型反卫星动能武器,它是事先被发射到空间的一个临时轨道上潜伏起来的,待收到指令后,即可进入跃迁轨道攻击目标,它携带的载荷可大可小,视其具体用途而定。

太空雷的非核战斗部有三种杀伤方式可供选择:

●太空雷

在目标附近引爆炸药,通过战斗部的金属碎片摧毁目标;用弹头直接撞毁目标;以子弹头为载体,在一定距离内向目标发射子弹、火箭等以摧毁目标。

有一种太空雷,其战斗部装有炸药100千克,引爆后弹片总数可达10万个,每个弹片的质量只有1克。这种数量极大,高速飞行的弹片,对目标具有很大的杀伤力。

还有一种太空雷,它的战斗部是一枚无制导火箭,火箭关机后可以展开成一个10米×10米的网,网上有100个节点,节点上系有一个质量为1克的金属块,网的质量仅1千克,在1000米外的瞄准误差不到5米。这种太空雷的质量只有50千克左右,能摧毁比它质量大得多的未经加固的卫星。

科学家认为,以弹头为载体,在一定距离内向目标发射无制导的火箭等抛射体是比较理想的方案,这样就有了连续发射的机会,从而可以弥补母弹头制导精度较低和速度较慢的不足。这种攻击方法,对制导精度要求不高,武器系统也不是很笨重,人们认为它是很有发展前途的。

6.号称世界奇观的反导防御系统

前苏联曾作为超级大国,在军事领域的许多方面处于领先地位。1963年11月,为庆祝十月革命胜利46周年,前苏联在莫斯科红场举行了盛大的阅兵式。苏制常规弹头反导导弹系统首次在世人面前展示。紧接着在第二年,即1964年11月的阅兵式上,苏制的“橡皮套鞋”式核弹头反导导弹系统也首次公开亮相。那时,他们充分利用自己的某些技术优势,把发展反卫星卫星系统作为自己的发展重点。

虽然前苏联从未公开宣布过有类似美国“星球大战”那样的武器发展计划,可是许多事实表明,前苏联早就在研制、试验与部署各种太空武器,动能武器自然也是它的一个重点发展项目。虽然在红外寻的、精密制导技术发展水平上,前苏联还赶不上美国,但它毕竟是世界上第一个拥有太空动能武器的国家,它研制的拦截卫星对美国的近地轨道卫星构成了威胁。

●动能武器拦截卫星

前苏联解体后,据透露俄罗斯仍在不断改进原有的动能武器系统。在前苏联的动能武器中,有两种是值得特别介绍的。其一是SA-C-12非核拦截导弹。它是在防空导弹的基础上发展起来的一种可用于防空、反导的拦截导弹系统。它能攻击高度在90米至30千米范围内的目标,其主要任务是对付巡航导弹。其二是反卫星系统。该系统是前苏联20世纪60年代中期开始研制的,是一种能摧毁敌方卫星的武器系统。为进行拦截试验,前苏联曾发射目标卫星和拦截卫星进行演练。目标卫星作为拦截卫星攻击的靶星,通常先发射入轨,供后发射的拦截卫星跟踪和拦截。拦截卫星上装备有轨道机动推进系统、跟踪、识别装置和动能杀伤武器。它能接近、识别和摧毁在近地轨道上运行的敌方军用航天器。

总体说来,目前有关俄罗斯动能武器发展现状资料很少。最近意外地从俄罗斯《红星报》上查找到有关最新研制反导防御系统多用途雷达站的报道。其中谈到:该雷达站是一座高约40米的庞然大物,坐落于莫斯科郊区。该站的任务是发现并跟踪敌方射出的洲际弹道导弹或其他类似的目标,然后引导反导导弹去拦截它们,使核弹头在不爆炸的情况下失去战斗力。反导防御系统除雷达站外,还包括控制中心和两种布置在井内的反导导弹,这两种导弹可分别对付杀伤力极大的远程和中程导弹。

●巨型雷达站

这套反导弹防御系统采用了雷达、导弹制导、计算技术、遥控技术等领域的最新成果。该系统在核爆炸条件下也可以工作,同时可防止核电磁脉冲等的破坏。

国外军事专家对俄国最新研制出的反导防御系统的性能倍感震惊。这座外观呈棱锥台的“金字塔”,被西方誉为“世界第八大奇观”。有关专家分析说,如果从挪威海区发射弹道导弹,打到俄罗斯中部地区需11分钟,从美国本土发射需30分钟,从法国发射需13分钟的话,那么,在这段时间内,先靠预警系统发现导弹发射,确定导弹的飞行方向和打击目标,传递反导弹防御目标指示,然后检查反导导弹迎击方向是否准确,时间是绰绰有余的。在此之后,系统就可进入作战程序。这种反导多功能雷达站自己还能分辨出真假目标。

反导导弹的飞行速度比子弹快几倍。当这种导弹在试验场作发射试验时,人们根本看不到导弹从发射器里升出的场面,只听“砰”的一声,随着一股浓烟,导弹便飞得无影无踪了。

三、电热炮

电热炮又叫电热发射器,是全部或部分利用电能来推进弹丸飞行的一种装置。具体来说,它利用高功率脉冲电源输出的高电压和大电流向工质放电,把电能转变成高温高压等离子体的热能,以此来直接或间接地推动弹丸前进。主要的电热炮仍需化学的推进工质,尚未彻底与化学发射器脱离关系。因此,在动能武器发展过程中,有一种电热炮是由化学能发射器向纯电发射器发展的一种过渡性兵器,又称为“电热化学炮”。

●电热化学炮

从工作方式上,电热炮可分为两大类,一类是直热式电热炮,它利用特定的高功率脉冲电源向某些工质放电,把工质加热变为等离子体,利用具有热能和动能的等离子体去直接推动弹丸运动。在这种电热炮中,由于流体工质是惰性的,推进弹丸的能量全部来自电能,因此这种电热炮又被称作“纯”电热炮。另一类是电热化学炮,它采用高功率脉冲电流放电产生高温高压等离子体射流,高速喷入药筒内,使其中的轻质推进剂受热产生化学反应,生成高温高压燃烧气体,驱动弹丸高速运动,从炮口射出。发射弹丸的能量主要来自推进剂的化学能,所以又称间热式电热炮。

1.直热式电热炮

直热式电热炮利用特定的高功率脉冲电源向某些工质放电,把工质加热变为等离子体,利用具有热能和动能的等离子体去直接推动弹丸运动。在这种电热炮中,由于流体工质是惰性的,推进弹丸的能量全部来自电能,因此这种电热炮又被称为“纯”电热炮。

显然,为了提高推进能力,首先采用多个放电管同时推进的方案。多毛细放电管后注入型直热式电热炮就是其中的一种。它是在单毛细放电管后注入型的基础上发展起来的,因此经典毛细放电管直热式电热炮的工作原理也适用于它。弹后的绝缘体采用轻质材料做成。

直热式电热炮的缺点是:前绝缘体或等离子体材料因烧蚀而损坏,需要经常换新件,导致更多的加工和材料浪费,更不利于提高射速。倘若采用特制的整装套管来代替毛细放电管做“药筒”,便可避免此缺点。

单细管“药筒”型直热式电热炮由于也是毛细管放电,因此经典细管直热式电热炮的工作原理也适用于它。这种电热炮的弹后仅一个毛细放电管。在这种电热炮中,由于等离子体经过喇叭嘴进入炮膛时变冷,所以不必担心高温等离子体对炮管的严重烧蚀。同时,上述的“药筒”从炮尾装入,可重复使用,它几乎可以把电能全部转化为等离子体能量,从而可以有效地进行欧姆加热并获得弹丸的高初速。

在某些直热式电热炮中,可沿炮管长度在其周围开孔同步地注入等离子体。存在两种注入方式,一种是非对称地从炮管单侧的注入结构;另一种是对称地从两侧或四侧注入等离子体。我们简单了解一下多级细管两侧对称注入型的直热式电热炮。

●毛细管

在这种电热炮中,把长炮管分段成级,在每级炮管起始处侧面对称地嵌入毛细放电管,各放电管两端电极接高功率脉冲电源G的输出端。闭合开关S时,轻工质毛细管沿面放电产生等离子体电弧,烧蚀管壁材料,形成高温高压等离子体。当炮尾部启动器给弹丸一加速度,使弹丸刚进入等离子体注入区的适当位置时,由监测器给该级延迟器一信号,延迟器触发该级开关S,使之闭合,该级的各对称毛细管放电,等离子体射入弹丸后部,驱动弹丸前进。弹丸在前进中每到一级,都被如此地驱动一次,形成逐级逐步加速,速度越来越高,最后以超高速离开炮口。

2.热式电热炮(电热化学炮)

热式电热炮又称为电热化学炮,源于人们对电热炮的研究。但很有戏剧性的是,电热炮演变成为今天的电热化学炮,完全背离了人们研究电热炮的初衷。在直热式电热炮中,为了减少等离子体的高温效应对弹丸的影响,在弹丸和电爆炸材料(产生等离子体的工质)之间用流体工质隔离,电加热产生的等离子体推动流体工质,流体工质再推动弹丸。由于从电能转化为机械能的效率很低,为“纯”电热炮提供能量的高功率脉冲电源的体积甚至和电磁炮电源相当。因此,“纯”的电热炮不能成为未来坦克炮的可行选择,于是人们把注意力全部放到电热化学炮的研究上。

电热化学炮的工作原理是:用高功率脉冲电源放电产生等离子体,以此来加热、离解化学推进剂,化学推进剂燃气膨胀做功推动弹丸,弹丸的动能是由电能和化学能二者贡献的或转化来的。因此,电热化学炮又称为间热式电热炮。最早的间热式电热炮概念是药室单极放电型间热电热炮,它是电炮历史上最早的电热炮形式,当时也称为“电弧炮”。这种电热炮的缺点是,当弹丸向前运动时,不易保持弹底压力恒定,仍像常规火炮那样,无压力“平台”效应。为了克服单电极放电的缺点,人们把多电极置于药室,药室内填满轻质推进剂,推进剂可以是固体、液体或气体。这便是药室多电极放电型电热化学炮。

目前研制的电热化学炮主要分为两类。一类是采用固体推进剂(含发射药)的电热化学炮,简称为固体电热化学炮;另一类是采用液体推进剂(工作流体)的电热化学炮,简称为液体电热化学炮。