书城童书战场火王——火炮与弹药
7005800000007

第7章 火炮的发展趋势与未来(3)

电热炮即电热化学炮,其原理是利用高电压、大电流的短脉冲电流产生高温等离子体,使高能、轻质的非爆炸工质燃烧产生高压电离气体把弹丸推出炮膛,又称“增燃等离子炮”。同常规火炮一样,电热炮也是靠气体膨胀做功使弹丸获得高初速,不同的是其气体相对分子质量小,可吸收的动能少,弹丸动能少部分(20%以下)由电能提供,大部分由化学能提供。与常规火炮比,电热炮一是弹丸初速高,出口动能大,穿透目标能力强,炮弹威力大。二是射程远,可达50千米以上。三是火炮膛压可电控。改变射程不用改变射角,一门炮能在很短的时间内连续发射多发炮弹攻击不同距离上的多个目标。四是结构上容易实现,将常规火炮炮闩略加修改,就可发射电热炮弹丸,同一门炮,可发射两类炮弹,效费比很高。五是使用非爆炸性工质,确保操作安全。六是可实现自动装弹,能以每秒2~5发的射速连射,反应快速灵活。因此,电热炮研制虽然起步晚,进展却非常快,很有潜力,并迅速引起广泛的重视。T

电热炮的工作原理。在药室中装有固体装药氢化锂,贮能器为大容量电容器,药室部放电电极。发射时,通过电容器连接的电极放电,可将固体装药加热到19700℃以上,以膛压达到700兆帕(约7000个大气压)时,装药在高温高压下发生物相变化和离解。反应生成物全部为气体,平均相对分子质量为4.06,只有火药燃气相对分子质量的1/6,其比容、比热容均为火燃气的10倍以上,具有良好的低相对分子质量、高能量的内弹道指标。

电热炮通过电容器放电来加热工质,对弹丸做功。由于是将电能通过装药转为弹丸的动能,因此要求电容器要有足够大的容量。所以,电热炮的实用化,首先必须解决大功率的电源设备,其次是小型的大容量贮能设备。另外,则是高温条件下的耐热炮管材料问题,合理的选用工质也是一个重要方面。

现在不少发达国家都对电热化学炮进行了理论研究和具体试验。美国在电热化学炮的研究中走在世界前列。包括美国陆军弹道研究所在内的许多研究机构、公司以及海、陆、空三军都在致力于电热化学炮的研究。

美国食品机械化学公司一马当先,从80年代开始进行了电热化学炮的原理论证研究,在不到4年的时间内就在30毫米和90毫米口径试验装置上完成了原理可行性论证工作。经过105毫米口径的火炮试验研究之后,该公司又开始制造120毫米高初速(3000米/秒)坦克炮,并与美国通用动力公司的类似装置进行了竞争性评价试验。在60毫米口径电热化学炮方面,食品机械化学公司已取得重大进展。1993年6月该公司已向美海军水面作战中心交付首门60毫米电热化学炮进行验收试验,打算用作舰载近程防御武器。

食品机械化学公司致力于6项电热化学炮的研制。坦克炮方面是9~17兆焦的120毫米高初速滑膛炮。野战火炮方面是研制50千米射程的自行榴弹炮。155毫米野战火炮的试验装置是以制式M198式牵引榴弹炮为基础,实际上只是变动了炮尾结构,因此,在战场上采用增燃等离子体为作功工质的野战火炮必要时可以切断电源而迅速换上M35制式击发装置使用常规发射药。据该公司声称,目前以增燃等离子体为作功工质的电热化学炮是唯一能满足美国先进野战火炮系统所需50千米射程的发射系统。在研制风险、性能、体积和通用性上,电热化学炮完全可以与已处于发展领先地位的模块式装药和液体发射药火炮相竞争。

除美国外,英国、德国、俄罗斯、以色列等国也在加速发展电热化学炮技术。俄罗斯已在FST-2坦克上试验了135毫米电热化学炮,初速可达1890米/秒。以色列为美国弹道导弹防御计划局研制的105毫米电热化学炮于1993~1995年在美国进行了一系列发射试验。德国研制的20毫米和45毫米电热化学炮试验炮初速分别为2540米/秒和2374米/秒。

3.电磁炮

电磁炮是采用强大的电磁能作为发射弹丸的动力,具有超越液体发射药火炮和电热炮更高的发射初速,因而能大大提高对高速运动目标的命中率,火炮的射击精度极大地提高。改变火炮射程的程序简单可靠,弹丸设计不受弹筒限制,有益于提高火炮的威力。据报道,70年代澳大利亚研制出一门电磁炮,为电磁炮的发展做了开拓性工作。1985年美国和澳大利亚签订了发展超高速电磁炮的双边协议,并已成功地发射了质量为284克的弹丸,初速达到4000米/秒。

电磁炮按其结构的不同,分为线圈炮、轨道炮和重接炮三种。线圈炮是电磁炮的最早形式。它由若干固定线圈和一弹丸线圈组成。固定线圈相当于炮管,依次通电后,形成运动磁场,在弹丸线圈中产生感生电流,利用磁场和感生电流相互作用的电磁力加速弹丸线圈或其他磁性材料而射出。轨道炮是电磁炮的主要发展形式,它是由放电回路、等离子电枢、导轨和弹丸组成。电容器回路通过导轨和等离子电枢形成放电回路,等离子体电枢在自身电流与载流导轨磁场的电磁力作用下,沿导轨加速,其强大的电磁力推动弹丸加速运动,直到射出炮膛。重接炮是电磁炮的最新发展形式。它是一种多级加速的无接触电磁发射装置,没有炮管,但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度。

电磁炮经历了几十年的研究和发展,从现在来 讲无论在其工作原理,还是实用性能方面都有进展,在电源设备、发射弹丸质量和连发等方面,都有新的突破。然而,小型化大功率脉冲电源是当前研制中的一大难题,解决电磁炮的烧蚀现象也是关键技术之一,电磁炮发射能量的转换效率也不理想。上述这些技术问题,有待于超导技术的发展和应用。中国在电磁炮领域的研究,近年来也有了良好的开端,并取得了很大的的进展。

除了以上新能源火炮外,激光炮、定向能射束炮等新概念火炮也在试验和研制中。不久的将来,这些新概念火炮都有可能出现在21世纪的陆地、海洋、空中,甚至扩大到太空,成为“空战”的武器。

未来战场上的火炮

从海湾危机以来,随着两次伊拉克战争、科索沃战争,信息化已悄然向世人揭开了神秘的面纱。在伊拉克战争中,联军在现代信息技术条件下,使用了从迫击炮、榴弹炮、多管火箭炮到战役战术导弹等武器,射程从几公里到300公里,构成了曲直相间,远近相依的综合火力体系,依靠这种精准、高效强大的火力,摧毁了伊军的指挥和通信系统,加速了战争的进程。T59

一、信息化作战

从几场战争来看,信息化无疑是战斗力的“倍增器”,伴随着科学技术的进步,信息作战在未来的战场上将是一项重要的作战样式。那么,它究竟是什么呢?

信息作战是战场上敌对双方为争夺制信息权,通过利用、破坏敌方和利用、保护己方的信息、信息系统而进行的作战。

信息作战是一种综合的作战样式,包括一切能对敌信息和信息系统实施攻击和对己方信息及信息系统进行防护的行动。信息作战从不同的角度可分为不同的类型。按信息作战层次可分为:战略级信息作战、战役级信息作战和战术级信息作战。按信息作战行动的性质可分为:信息侦察、信息进攻和信息防御。按参战力量的组成可分为:陆军信息作战、海军信息作战、空军信息作战、第二炮兵信息作战。各军种往下还可分为所属各兵种信息作战。按信息作战的内容可分为:情报战、电子战、计算机战、计算机网络战、心理战、信息设施摧毁战等。

按信息作战的背景可分为:联合火力打击信息作战、联合封锁战役信息作战、联合岛屿进攻信息作战、联合边境反击信息作战,以及其他联合战役中的信息作战。

在机械化战争向信息化战争迈进的过程中,信息条件下的一体化联合作战,火力运用仍是主宰战场的重要手段,其形态犬牙交错是必不可免的,一体化的联合作战仍是未来常规战场上的一个重要的作战手段。

二、非对称的特种作战

在未来的战场上,不仅仅是常规战场上的较量,特种作战的种类、方式、方法和手段也随之增多,以高技术为支撑的各种特种作战主要体现以下几种形式:

动物媒体战,即以各种驯养和野生动物为载体,使其携带侦察探测、引导或打击兵器直接摧毁敌目标的作战行动方式。如前苏联军队在卫国战争期间曾用经过训练的狗驮带炸药的方式,成功地炸毁德军许多坦克。此外,发达国家正在研究用鸽子等鸟类携带微型侦察器材或高性能的爆炸装置进行敌情侦察、炸毁敌通信线路或高技术装备的外部设施等要害部位。美军、以军在这个方面的研究已经获得成功。