想靠新技术领先中国或泡汤:美国高大上的电磁炮面临下马

前些天美国总统特朗普刚刚签署了《2018年度国防授权法案》,该法案为美国国防各系统准备了近7000亿美元的经费。然而即便如此,相比美国军队各项目的大摊子,7000亿美元还是捉襟见肘,而曾经被寄予厚望的电磁炮项目也一再降级,如今已面临要下马的危机了。

美军的电磁炮项目由美国海军研究办公室(ONR)牵头研发,自2005年开始至今已经有12个年头了,当然这个项目也离不开美国国防部战略能力办公室(SCO)的支持。SCO负责统筹和协调美军各武器研发项目,其中就包括ONR主导研发的电磁炮和其配属的超高速动能弹(HVP)。

HVP的应用前景

HVP原本是配属于电磁炮项目的一个子系统,即为电磁炮研制专用的高速动能弹,但SCO在2015年发现HVP的潜力还不止于此,高速动能弹可以广泛的应用于各型普通火炮,而且具备一定的反导能力,于是HVP项目被独立出来。

在SCO看来,HVP项目研制周期更短、风险更小、费用更低,这个原本从属于电磁炮项目的子系统反而被排到了更为优先的位置。而且电磁炮项目的研发经费却被一再削减,虽然SCO仍然声明支持电磁炮的发展,但美国很多军政人士表示该项目在国防部已经处于无人问津的尴尬地位。

电磁炮实用化的重要基础就是围绕电磁炮设计的整套发射系统,如炮塔、座圈、供弹系统和伺服系统,本应由SCO负责的研发工作至今没有任何实质动作。SCO这种放任自流的态度让ONR显得独木难支,而ONR已经为电磁炮项目付出了5亿美元的研发经费,现在已成骑虎难下的局面。

美国海军曾夸下海口要在2020年将电磁炮搬上水面舰艇,但按照目前的进度来看,这个计划可能将遥遥无期。SCO经费拮据,而ONR也没好到哪里去,美国海军的工作重心都放在极力维持水面舰艇规模上,新航母的建造计划、巡洋舰的升级准备、新型护卫舰项目都需要大量经费,海军很难有更多经费给ONR研制进度缓慢的电磁炮。美国海军决定在2018财年内,不再为电磁轨道炮上舰项目投入任何资金,而是要求ONR集中精力提高电磁炮样炮的实际性能。

ONR的研究工作也算初见成效,海军水面战中心达尔格伦分部(NSWCDD)的BAE样炮已经进行了多轮测试,今年7月公开的视频还展示了其4.8发/分钟的射速,并向着向着最大炮口动能下射速10发/分钟的目标迈进。

根据最新的国会研究服务(CRS)中心报告,ONR目前正在制造一批电磁炮的炮管,用于2019年增加的测试身管寿命极限任务。不过NSWCDD的靶场全长仅有40公里无法进行全部试验科目,第二门电磁炮样机改在新墨西哥州的白沙导弹试验场进行组装,该炮将用于测试电磁炮的极限射程。

美国海军最初打算把电磁炮部署在联合高速船上进行海上测试,但出于经费和难度的考虑,最终改为在陆地上进行射击试验。2014年7月8日,美国海军在圣迭戈基地的一艘联合高速船米利诺基特号(JHSV3)上展示了由英国BAE系统公司和美国通用原子公司研制的电磁轨道炮样炮。根据美国海军的计划,电磁炮原本将被首先应用在朱姆沃尔特级驱逐舰上,但目前看来这个目标短期内是无法实现了。

美国海军电磁炮项目研发至今已有12年之久,之所以进展缓慢是因为该项目难点颇多,虽然美国科研人员已经解决不少,但仍有五大难题需要逐个攻克:

1.超高速远程弹丸技术,也就是SCO要求优先发展的HVP项目。电磁炮炮口动能很高,这使得其发射弹丸的初速也极高,而且弹丸还需承受大过载和超远距离飞行的考验。这就要求其内部的制导部件具有抗高过载的能力,弹丸的气动布局需要特殊设计,弹丸与电磁炮电枢的组合及分离技术也要反复验证。

2.电磁炮轨道的抗烧蚀技术,直白的说就是电磁炮的炮管极限寿命。轨道的烧蚀问题一直是影响电磁轨道炮实用化的技术瓶颈。ONR经过多年的研究和探索,轨道的抗烧蚀技术取得了重大突破,2018-2019年将进行电磁炮轨道寿命的极限测试,不过要想达到预期的发射寿命,还需要不少时间去提升。

3 .发射系统的工程化应用,这是SCO原本负责的项目,也就是电磁炮实用化的整套系统,目前来看也是遥遥无期的项目。

4.高功率脉冲电源技术,电磁炮需要在8至12ms内提供平均值为5MA的脉冲电流,所需要的总能接近200MJ。因此电源系统需要解决能量的快速吸收与存储、电流波形的形成与整形、强电流的检测与开关控制技术等问题。

5.热管理技术,对于按照一定的发射频率执行火力支援任务的电磁炮而言,系统的热管理问题极其重要,必须采用综合性的散热和冷却技术,实现系统内的热载荷平衡。虽然NSWCDD的样炮已经实现了连发能力,但连续发射两发炮弹还不足以体现系统散热能力,在未来提升射速的过程中,热管理技术将是美国海军无法规避的难题。

美国海军2018财年用于电磁炮样炮的研制费用为9.3亿美元,这对于当下提高电磁炮射速和炮管极限寿命试验来说还是较为充足的,不过美军的电磁炮项目能走多远还很难说。电磁炮的概念现正在全球范围内扩散,且不提进展神速的中、俄、法等国,就连名不见经传的土耳其也提出了自己的电磁炮项目,并将其命名为TUFAN,虽然土方展出的模型科技感十足,但其中究竟有几分成色就很难说了。