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这是一门什么舰炮

2018-05-21战鹰

兵器 2018年5期
关键词:登陆舰电磁轨道

战鹰

2018年1月31日,国内网站出现了一组照片。在936号登陆舰上出现了一门外观奇异的大炮。军迷们纷纷判断说,这是一门技术成熟度很高的电磁轨道炮。

从登陆舰的外形和舷号可知,这是我国的072-2型坦克登陆舰“海洋山”号。该舰于1996年服役,满载排水量4800吨。该舰长约120米。登陆舰原本的艏门已经完全焊死,显然已经放弃了两栖登陆能力。

对照登陆舰本身的尺寸分析,舰首这座炮塔的身管长度在20米左右。炮塔外形经过隐形设计,体积甚至超过中国海军现役的130毫米舰炮。该炮炮管被严密包裹,但从外形看口径也比130毫米舰炮大不少。如果这是一座传统舰炮,那么甲板下的储弹、输弹设备所需的空间会更加巨大,水平投影面积也会很大。936舰舰首下方原本为两栖车辆的进出通道。这里虽然有一定的高度和宽度,但很难容纳大型传统炮塔的机构。

除了巨大的炮塔及其直径惊人的大型身管,舰桥前部的甲板上还放置了多个大型集装箱型舱,其中一个外部有民用空调室外机。这意味着其中可能装有大量电子系统,也可能有人员在其中工作。集装箱之间有大量连接的粗电缆,加之常见的激光武器不需要这么长的身管,所以军迷们把它判断为电磁炮,是有合理性的。

海军电磁炮,中国有基础

综合各方面信息可以发现,国内在军用电磁技术方面进行了长期的努力,已经有了相当的积累和成就。

◎从马伟明院士论文看海军电磁炮

2017年,军队最高荣誉“八一勋章”获得者,海军独立系统集成化发供电、电力电子、电力系统、电磁兼容、舰船综合电力系统等领域学科带头人马伟明院士曾在电视节目中透露,中国目前在电磁武器领域有了新的突破。在报道中他还表示综合电力系统的成功研发并不是专门为电磁弹射器研发的。这次改装后的936舰是在武汉附近江面上出现的,而武汉正是马院士所在单位的研发基地所在地区之一。

马伟明院士曾经在2016年出版的《国防科技大学学报》上发表一篇题为《电磁发射技术》的论文。其中称:“按照发射长度和末速度的不同,电磁发射技术可分为电磁弹射技术(发射长度百米级,末速度可达100m/s) ,电磁轨道炮技术(发射长度十米级,末速度可达3km/s) ,电磁推射技术( 发射长度千米级,末速度可达8km/s) ”。

这篇文章中还提到了电磁炮应用于海军的优越性和技术发展方向:“鉴于舰艇具有强大的电能和宽阔的作战平台,结合海军综合电力技术的研究进展,进行储能、舰炮的舰船适装性集成,实现发展大口径、远程打击的电磁炮武器系统目标。在大口径、远程打击的电磁发射武器系统电源与发射技术取得突破的基础上,考虑小口径、高射速的电磁发射,实现战术能力的增强,并依据不同的作战使用需求,选择不同的能级、长度、储能规模。”

◎国内关键技术突破

公开资料显示,中国电磁炮研制起步虽然比美国晚,却已在两大方面取得关键突破。一是马伟明院士团队发明的“强迫储能装置”;二是北京有色金属研究总院研发的“大面积双面高温超导薄膜”。前者为研发电磁轨道炮提供了充足的电力保证,可以使电磁轨道炮拥有所需的强大电容量,还能在45秒内再次蓄积第二次发射所需的电容量;后者则是电磁轨道炮上关键的加速装置核心器件之一。

除此以外,2016年國家技术发明二等奖——北京理工大学王海福团队“活性毁伤元技术”,也可以应用于电磁炮。众所周知,电磁炮目前使用的还是实心金属炮弹。原因是炮弹的速度极快,巨大的瞬间加速度使得炮弹装药引信的可靠性和安全性都面临着难以克服的严峻考验。如此一来电磁炮只能凭借着高速飞行的动能摧毁目标,对毁伤能力是不利的。

而活性毁伤元技术是一种新型的战斗部材料技术,既具有类似金属的力学强度,又含有与高能炸药相当的化学能,还具有与惰性材料类似的安全性,可以直接机械加工。它只有在高速命中目标后才会发生爆炸。这种新型材料毁伤元具备动能穿孔和爆炸作用的双重毁伤能力,威力会成倍性提升,是电磁炮的理想弹药。

◎卫星照片上的靶标

早在2013年11月20日出版的《简式防务周刊》中,已有高分辨率卫星图象显示,中国西北某地的荒漠中有两门火炮被固定在混凝土基座上进行测试,其测算长度分别达到26米和33.5米。相关文章称,这些混凝土基座曾与2010年9月至2012月12月期间被商业卫星拍摄到,当时两门炮的身影已经出现。

而在2011年拍摄的卫星图像中,尺寸较大的那门炮前方,有一串似乎是靶标的物体。报道猜测,这可能是对高速炮弹进行穿透力测试的场所。

战列舰时代过去后,人们已经不再研制身管如此之长的传统火炮。在新概念炮兵武器中,如此强调穿透力、又需要超长身管的,极有可能是电磁炮。如果中国在2011年前后就实现了陆上电磁炮试验,那么在2018年初研制出海军电磁炮的样机,无疑是符合工程科研规律的。

登陆舰平台

从照片上的吃水情况看,装载了电磁炮的936号登陆舰基本达到满载排水量。按照该型登陆舰的性能指标,电磁炮和相应配套装置的重量在几百吨级。如果正式把它装上多用途战舰,平台排水量必须达到上万吨。而且电磁炮需要极大的电能,正式装备时应当装备整合电力系统——整合电力系统将从舰船发动机中直接获得电能,并整体分配。如此就能保证电磁炮发射时所需要的高电能。整合电力系统的主电力干线所承受的电压也比传统舰船的电力管线要高得多。

其实,中国海军目前拥有一种满足上述两个条件的战舰,就是刚刚下水不久的055级大型驱逐舰。但根据科研生产的常识,目前正处在繁忙的测试阶段的该舰不可能回到船厂改造为电磁炮试验平台。而且055级虽然吨位很大,却难有足够的空间来改装电磁炮。

老式坦克登陆舰则完全不同,这类舰艇适合在此阶段承担电磁炮的试验和改装任务。坦克登陆舰被人们戏称为“总共三个舱”的军舰,不但内部空间宽敞,甲板上也没有太多设施,可以容纳电磁炮所需要的发电机组、储能设备、控制系统等。美国海军也采用同样的思路,激光炮的测试舰经常是船坞登陆舰。

至于为什么不使用我军的909测试舰呢?因为网曝该舰的电站功率是固定的,通过改装来增加电力供应“动作过大”。

如此一来,“海洋山”号上演的这一出“老兵新传”,也将在中国海军装备史上留下浓墨重彩的一笔。

电磁炮的特点

电磁炮是一种崭新的投送武器,与使用火药爆炸能量推动弹丸的传统火炮不同,其能量来源于电能。电能通过电磁轨道或者是电磁线圈产生的电磁场,把弹丸快速加速并发射出去。

电磁炮主要有四大优点:

一是推动力大,弹丸速度高。电磁发射的动力约为火炮发射力的10倍,所以用它发射的弹丸速度很高。

二是存储使用安全。常规火炮、导弹等武器的弹药中有大量易燃易爆高能物质,它们的储存和使用危险性高,受敌方攻击时易遭到毁伤。电磁炮系统的初级能源主要是动力燃料,制造、储存和维护较安全,即使遭到毁伤,其附带杀伤效应也较易预防或抑制。

三是隐蔽性好。电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生爆轰冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现。

四是经济性好。据美国科研单位的报告:与常规武器比较,火炮发射药产生每焦耳能量需要10美元,而电磁炮只需要0.1美元。

中国海军电磁炮项目既然已经到了可以上舰测试的阶段,那么实际列装就指日可待了。届时,海军主力战舰将具备主炮对岸超过200千米的精确打击能力,同时还具备主炮反导等先进作战能力。

轨道炮、线圈炮,还是重接炮

但是,网上依然在争议另外一个问题:这门电磁炮的技术体制是什么?是轨道炮、线圈炮,还是重接炮?

首先,我们基本可以排除重接炮。按照目前的科研水平,重接炮的弹丸为实心的、非铁磁材料的良导体。这样弹种单一的武器,显然不利于部队遂行多任务的要求。

至于线圈炮,它的炮管截面应该是圆形,与照片上的样炮不符。而线圈发射系统很重,再加上配套的设备,“海洋山”号很难承载。

相对于线圈炮,世界各国在轨道炮上投入的资源更多,相关技术也比较成熟。2014年美军在圣地亚哥海军基地港口的联合高速船“米利诺基特”号(JHSV3)上展出了BAE系统公司研制的电磁炮原型机,即为轨道炮。

2015年,美国海军还进行了全尺寸电磁炮试验。另外美国空军演示了90毫米口径电磁轨道炮,已经能将6千克弹丸以2千米每秒的速度发射出去。美国还在研制以400千瓦燃气轮机和单极发电机为电源的电磁炮,炮管长7.5m,射速500发/分。

而马伟明院士作为我国电磁发射技术学科带头人,在《电磁发射技术》、《电磁发射系统中电力电子技术的应用与发展》等论文中提到的,都是电磁轨道炮。

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