图为美国“朱姆沃尔特”号驱逐

　　由于电磁炮还处于试验阶段，部分技术还需进一步验证，其能否取代导弹防御系统有待观察。

张学峰

　　据日本时事通讯社近日报道，日本防卫省在2022年度预算案中提出投入65亿日元（约合5700万美元）用于电磁炮研发。报道称，此举将为日本提供多层拦截能力，以应对来自俄罗斯等国的高超音速导弹的威胁。

　　相比于传统的火炮，电磁炮具有速度快、射程远等特点。近年来，一些国家积极发展该项技术，意图取代现有以导弹为主的防御系统。不过，由于电磁炮还处于试验阶段，部分技术还需进一步验证，其能否取代导弹防御系统有待观察。

曾经的“科幻武器”

　　早在20世纪初，就有人提出了利用电磁能发射炮弹的设想。从20世纪20年代开始，一些国家陆续进行了相关试验。不过，真正把电磁炮作为一种武器列入研发计划的是美国。20世纪80年代的“战略防御倡议”（即“星球大战”计划）就计划用电磁炮进行天基反导作战，同时摧毁对方的卫星等外层空间目标。由于技术新潮，加上特殊的时代背景，电磁炮可谓自带“科幻光环”。

　　电磁炮不像传统火炮那样需要推进剂，后勤成本低，而且射程更远。如美军现有127毫米口径舰炮射程大约为24千米，而电磁炮初期设计目标为大约185千米，最高超过400千米。此外，电磁炮可提供更高的炮弹初速，通过减少炮弹到达目标的时间来提高打击运动目标的准确性。

　　20世纪90年代初期，美国军方投入了超过1.5亿美元用于电磁炮研究。得克萨斯大学奥斯汀分校机电中心已经开发出能够发射动能为9MJ（兆焦）的轨道炮，接近125毫米坦克炮的炮口动能。这个能量足以以3千米/秒的速度发射2千克的炮弹，如果采用长杆式穿甲弹，能轻易穿透坦克装甲。可以说，电磁炮将快速、高效、大威力、低成本等优势集于一身，它的出现将有可能代替现有的导弹和火炮系统。

　　自2005年以来，美国海军已经测试了至少两种不同的电磁炮，分别来自通用原子能公司和英国航空航天系统公司（BAE）。2008年初，通用原子能公司首次进行新型电磁炮发射，获得超过10.6MJ的炮口动能和超过2500米/秒的速度。2010年底，BAE创造了新纪录，炮口动能达到33MJ。2014年，两家公司展示了电磁炮系统的全尺寸模型。

　　截至2017年，美国海军研究局已经在陆上测试中证明了至少一种电磁炮的发射速度可以达到6倍音速。同年，BAE演示了验证用的电磁炮，实现了相对快速地连续发射炮弹。

一度跌落神坛

　　然而，正当外界高度关注美国电磁炮发展的时候，美国海军却终止了其电磁炮计划。在2022财年预算申请中，美国海军没有要求为电磁炮项目提供新的资金，并表示将在2021财年结束该项目的所有工作，相关技术转为技术储备。

　　美国海军暂停电磁炮的研发，一方面是因为其性能不达标。如BAE研发的电磁炮未能实现64MJ的目标，意味着电磁炮射程很难达到设想中的400千米；另一方面，很多技术瓶颈难以突破，概括起来，就是三个字：炮、弹、电。

　　首先，与传统火炮身管材料相比，电磁炮的“炮管”不仅要有足够的强度和刚度，还必须能承受强大电流。火炮与炮弹的接触由传统火炮的金属-金属接触转化为金属-电弧-金属接触，这种接触会造成导轨严重损伤，大幅度缩短电磁炮的使用寿命。

　　其次，电磁炮炮弹获取高速、远射程的前提条件是超高的过载。而要想精确打击目标，炮弹必须使用精密的电子器件和制导装置。电磁炮的炮弹加速度达到45000g，远超常规火炮。目前能承受这样高过载的电子元器件还没有研制成功。如果没有制导装置，那么炮弹打得再远也收效甚微——打得越远，偏差越大。即便配备爆炸性的战斗部，为了降低阻力，其炮弹外形尖锐，内部容积较小，爆炸威力也较低。所以，尽管它具备更大的动能，但是这种动能对很多目标无法形成更好的杀伤效果。

　　最后，电磁炮需要强大的电能支持。由于电磁炮是在瞬间释放电能，需要高功率脉冲电源为发射装置提供能量。这里出现的瓶颈是如何小型化，目前的电容器的体积仍然非常大。如果电磁炮进行连续发射，对电力负载、整个系统的快速冷却都都提出更高的要求。

　　此外，美国海军还面临安装平台的问题。电磁炮需要约80MW（兆瓦）的供电需求，目前美国海军只有最新型驱逐舰“朱姆沃尔特”级能够满足。按美海军最初的计划，要建造32艘朱姆驱逐舰，每艘都装一门电磁炮，但由于种种原因，该级舰艇最后只有3艘服役。

瞄准反导领域

　　尽管美国为电磁炮项目按下了“暂停键”，但并没有消减其他国家对电磁炮的热情。据日本《产经新闻》报道，日本在电源技术领域相对美国有优势。为配合电磁炮项目，防卫省打算进一步向电源装置研制投入资金，甚至不排除未来与美军共同开发电磁炮技术。

　　早在数年前，日本政府就决定独立开发电磁炮，相关经费列入年度防卫预算。之前，日本已研制并生产出一种电磁炮样机。这种电磁炮口径为40毫米，初速度超过2200米，炮口动能约0.75MJ。

　　事实上，仅仅靠高速是无法完成拦截任务的。即便速度再快，电磁炮炮弹从发射到抵达目标附近也需要一定时间。而在这个过程中，目标（指高超音速导弹）是在高速运动甚至是机动的，其飞行线路无法预测。因此，这不仅要求炮弹具备制导能力，还要具备大幅度的机动能力，而目前无动力的、几乎是按照直线飞行的电磁炮炮弹都尚不具备这种机动能力。

　　此外，如果日本打算把电磁炮做成像“密集阵”那样的速射炮，靠“弹幕”发射模式来拦截袭击目标，则考验电磁炮的快速连续发射能力。不过，从美国研发电磁炮的经验来看，其一度考虑将陆基、海基的短距防御作为重点，最后仍然是无果而终，证明这些问题并不容易解决。

　　（作者系军事评论员）

来源：2022年1月26日出版的《环球》杂志 第2期

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