5倍音速美磁軌砲試射成功

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伯爵 | 2010-12-13 00:24:31

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本文最後由 camforg 於 2010-12-13 00:25 編輯

美國海軍十日成功試射新武器「磁軌砲」（railgun），這款未來武器的速度是音速的五倍，射程可達一百一十海裡（兩百公裡），意味該砲可讓士兵在安全距離外發動攻擊。

美國海軍研究負責人、海軍少將卡爾說，此一成功測試讓海軍朝在海上配備此一先進科技更進一步。這次的測試地點是維吉尼亞州的海軍達格倫海軍地對武器中心，十日總共進行兩次試射，第一次試射產生破紀錄的三十三百萬焦耳的能量，第二次則產生三十二百萬焦耳。三十三百萬焦耳不但是歷來最大能量，也是上回在二○○八年一月測試的三倍。一百萬焦耳相當於一輛一公噸重的車以一百六十公裡的時速撞向牆壁所釋放出來的能量。

磁軌砲是利用強力電流產生動能，來讓二十磅（約九公斤）重的非爆裂性的砲彈，以超音速的速度沿著彈道噴射出去。由於發射時的速度夠快，因此並不需要裝上爆裂性彈頭。卡爾說，十日的磁軌砲測試展現了此一未來武器科技在戰術上的重要意義；磁軌砲有朝一日將能彌補傳統水面船艦戰鬥系統之不足。

可望在二○二○年後開始部署

卡爾還說，磁軌砲在測試時產生三十三百萬焦耳的能量，意味海軍可以在至少一百一十海裡外發射砲彈，讓水手與陸戰隊處於遠離險境的安全距離外；磁軌砲發射砲彈時的高速，對防空與飛彈防禦具有重大戰術意義。測試版的磁軌砲外型，完全不像一般的槍砲；它的外型看似一個長方形的烤肉架，後方插著一捆捆粗黑的纜線；強力電流在兩條平行的導軌間產生磁場，進而以高速將砲彈往前推動噴射而出。

磁軌砲計畫自二○○六年開始測試以來，迄今研發經費已超過兩億一千萬美元，美軍希望能在二○二○年開始的十年內，將其部署在戰艦上。

美海軍新型驅逐艦將裝火力強大電磁軌道炮

海軍艦炮近一百年來的任務是消滅敵人艦船，以及在對海軍陸戰隊或陸軍提供火力支援時消滅地面目標。上世紀70年代隨著巡航導彈的出現，艦炮開始擔負輔助性任務。由於射程小、射擊精度不足，艦炮僅在不適合使用導彈（射擊商船或輔助船，防止突破海上封鎖等）及敵人沒有對抗的情況下對岸射擊時使用。到21世紀初以前，戰艦上實際上已經沒有大口徑火炮（406和152毫米）了，海軍仍在使用的主要是中口徑艦炮（意大利和美國是127毫米，英國是114毫米，俄羅斯是130和100毫米，法國是100毫米），其射程適中（127毫米炮最大射程27公裡），雖然射速較快（如“奧托-梅萊拉”127毫米火炮射速為45發/分鐘），但對目標殺傷力小。

　　隨著主要海軍大國首先是美國海軍從主要在大洋戰區遂行作戰行動向在近岸海區行動轉變，艦炮作為打擊地面固定目標和機動目標的主要兵器的作用再次提高。同時，小口徑火炮（16毫米及其以下）不僅用於近程防空與反導，還用於打擊水面高速目標（快艇）。研制包括大口徑火炮（155毫米）在內的更有效的新型艦炮（特別是使用增程火箭彈）並裝備海軍水面戰艦再次成為完善海軍作戰能力的迫切方向。

　　目前，美國、英國、法國、德國對研制該系統頗感興趣。歐洲國家由於經費緊張正在在進行將自行榴彈炮改造為艦炮的工作。

　　英國海軍希望用大口徑火炮執行對海軍陸戰隊的火力支援任務。BAe系統公司根據“155-TMF”（第三代艦載火力支援系統）正在研制155毫米艦炮，它將采用AS90“勇敢的心”自行榴彈炮炮管。該艦炮計劃於2010年列裝。

　　法國海軍正在研究裝備155毫米艦炮的可能性。Giat公司已經提交了炮塔重34噸、射速10發/分鐘的155毫米艦炮研制方案的技術論證方案。除標准彈藥外（包括博福斯防御公司研制的制導穿甲子母彈），該炮還將使用采用定裝藥或子母彈的“鵜鶘”海軍炮彈（射程達85公裡）。

　　德國HDW公司、克勞斯-馬菲-威格曼公司和萊茵金屬公司銀團正在研制MONARC（模塊化艦炮構想）大口徑艦炮。該構想的基礎是在護衛艦上安裝PzH2000榴彈炮的炮塔和供彈裝置。 2004-2005年在“漢堡”號導彈護衛艦上成功地進行了試驗，證明了為軍艦裝備該系統是可能的。

　　與歐洲國家不同，美國正在大規模研制大口徑艦炮。聯合防御公司（主承包商）正在研制AGS艦炮系統，它由有效反射面積較小的簡化自動炮塔和自動化彈艙組成，用於消滅岸上和水面目標，射程可達180 公裡。美海軍計劃用AGS艦炮裝備未來水面戰艦——DDG-1000“朱姆沃爾特”級導彈驅逐艦和CG（X）巡洋艦（2010年以後）。由艦上主指揮所對火炮及其射擊進行指揮。目前，正在為AGS艦炮研制118公斤重的LRLAP遠程制導火箭彈。它用於射擊大型目標，例如：野戰炮兵連，導彈發射陣地，通信與指揮中心，裝甲戰車縱隊等。其制導和射擊指揮系統包括“導航星”空間無線電導航信號接收機和基於MEMS技術的慣性傳感器組件。該炮彈將在2012年前列裝。其設計性能如下：口徑155毫米，彈長3400毫米，彈重140公斤，最大射程180公裡，射擊精度10-15米，初速度800米/秒。

　　大口徑火炮未來研制方向之一是研制艦用電磁軌道炮。它能以高超音速發射動能彈（使用高能電磁脈衝）。這種炮可用於對海軍陸戰隊的登陸作戰和其他行動提供支援，精確打擊敵防御縱深的岸上目標和中距大型水面目標。許多國家都曾研制過電磁炮，但因技術所限未能取得成功。

　　目前，只有美國在積極研制艦用電磁軌道炮。美國海軍領導人計劃在2012年前研制出演示原型炮，2015年結束研制工作，2018年前裝備海軍。同時正在根據該計劃研制專用彈藥和能量源。

　　電磁軌道炮炮管長12米，內裝導軌，由復合材料制成，壽命高達5000發。投射系統包括彈藥、導軌和轉子。彈藥和轉子置於炮尾部分的導軌之間。導軌與大功率電源相聯，後者可在10毫秒內將儲存的電能轉化為脈衝。發射時電流從一條導軌流出，經過轉子後再由另一條導軌流回，回路產生的磁場與電流相互作用產生強大的洛侖茲力推動轉子，進而再推動位於轉子前方的炮彈以高超音速飛出軌道。

　　目前，電磁軌道炮的研制工作由美國海軍研究局領導，並正在由科學技術研究階段向原型炮研制階段過渡。2006年8月，海軍研究局獲得為期30個月的32兆焦電磁軌道炮原型預研和技術完善合同。這項工作將耗資1億美元。美國海軍計劃2012年研制出炮彈動能為64兆焦的電磁軌道炮。據美國專家評估，相關科研和試驗設計工作需要花費1.5億美元。最終型號設計功率為160兆焦。

　　電磁軌道炮相對於普通火炮具有巨大優勢。其設計射程為370公裡，炮彈初速度為2400米/秒（約馬赫數7），命中目標時速度為馬赫數5，射速10發/分鐘。可直瞄也可間瞄。彈道高度可達150公裡（即部分彈道在大氣層外），在最大射程上命中目標需時6分鐘。

　　電磁軌道炮不依靠化學炸藥殺傷目標，而是依靠炮彈本身強大的動能。據美國專家估算，1公斤化學炸藥的爆炸能量甚至要小於速度為馬赫數5的1公斤彈丸。而高超音速炮彈依靠矢量施力殺傷力可達常規彈藥的3-4倍。這種彈藥用於攻擊加固地堡尤其有效。

　　電磁軌道炮的炮彈有各種口徑，但計劃用重15公斤、長1米的鎢彈進行原型試驗。其加裝底座和減振板後重20公斤，也就是說炮彈總重的四分之三將被投射到目標（投射能量效率為75%），而普通彈藥僅為三分之一。

　　電磁炮的裝備將對戰艦的布局與設計產生很大影響，因為電磁炮的專用彈藥不需要專門研制防爆彈艙和供彈升降機。電磁炮具有較小的支承面和物理輪廓，易於與任何戰艦平台整合。預計DDG-1000導彈驅逐艦（首艦將於2013年交付）最初將裝備2門155毫米火炮，未來將裝備1-2門電磁炮。