美國國防部和美國空軍還聯合主持了一項稱之為“電磁軌道系統”的天基動能武器研究計劃。由安裝在模擬空間環境的真空室里的電磁軌道炮發射的小型彈頭的速度已達8.6km/s。
該型武器引起了美國海軍人員的關注。電磁炮在其未來武器的發展計劃中,已成為越來越重要的部分。下面重點介紹美國海軍在這方面所做的工作。
2001年11月,美國海軍召開了電磁軌道炮發展研討會,制定了一個“三階段計劃”:第一階段,在2005年前,研制炮口動能為8MJ的樣機;第二階段,在2005至2011年間,研制炮口動能為32MJ的樣機,初速要大于2.5km/s,炮管壽命為100發,炮彈初速的馬赫數可以達到6,射程達到370km,射速可以達到每分鐘6發;第三階段,開展電磁軌道炮的型號樣機研制工作,炮口動能為64MJ,為在2020~2025年電磁軌道炮裝備部隊做準備。
2005年8月,美國海軍啟動一個名為“創新海軍樣機”的項目,計劃投入2.7億美元的資金,并希望通過對這個過渡項目的投資,主要在發射裝置、彈丸、脈沖形成網絡等方面積累相對成熟的技術,以便在未來4至8年里轉入軌道炮的全面研發工作。
2012年2月28日,美國軍方官員宣布,美海軍工程師在弗吉尼亞州的達爾格倫成功試射了第一部電磁軌道炮原型,將開發這種具有超遠射程新型武器的工作推進了一步。根據海軍公布的信息,炮彈初速可達7~8km/s,能夠打擊90~180km的目標。
2014年7月11日,美國海軍研究局已經將兩套電磁軌道炮原型機安裝到聯合高速船(JHSV)米利諾基特(Millinocket)號上,電磁軌道炮原型機已經在實驗室條件下成功進行了多次測試和發射。
2015年3月2日,美國海軍首次公開展出一種新式武器能以7倍聲速發射炮彈,研究人員將這種軌道炮描述為“星球大戰技術”,它可穿透160km遠處的混凝土。
2016年美國海軍將在海上聯合高速船(JHSV-3)米利諾基特號上展示32MJ電磁軌道炮(見下圖),該電磁軌道炮能加速鐵磁性彈丸到超聲速(Ma=6~7)的速度,它使用一系列磁鐵沿軌道定位,類似于一輛磁懸浮(磁浮)列車(MAGLEV),美國海軍計劃在未來10年內作戰使用。這就將10年的功能研究和幾年在弗吉尼亞州的達爾格倫海軍水上作戰中心驗證其在岸上打擊各種目標的成果最終獲得應用。海軍計劃將電磁軌道炮用于實戰并能在21世紀20年代中期在水面戰艦上集成,但實際上目前還沒有按計劃去執行。
美國海軍聯合高速船(JHSV-3)米利諾基特號上的32MJ電磁軌道炮
如果電磁軌道炮正如計劃的那樣發展成熟,它將能提供的射程比今天的甲板炮更遠,并且提供的防御性防空戰能力比今天的攔截器更大。在當前,電磁軌道炮的彈丸大約重11kg,長46~61cm,寬7.6cm,這使得它的尺寸小于5”/ 62炮的彈盒大小的一半,或大約只有導彈攔截器如SM-2的十分之一的大小。于是,船舶將能夠攜帶比導彈或普通彈盒更多的電磁軌道炮彈。由于彈丸是惰性的,不存在安全方面的問題,對艦上存儲的位置也就沒有嚴格要求。
電磁軌道炮合適的功率電平取決于任務,因為較高的功率轉化為較遠的射程。電磁軌道炮最重要的初期應用可能會是防御性防空作戰,它的巨大的彈藥庫將增加了水面艦隊的非垂直發射系統的防御性防空戰能力。電磁軌道炮將在較短的距離內(小于30海里)是最有效的,因為它的無動力彈丸不能在更遠的距離上作機動飛行去攔截機動的超聲速反艦巡航導彈和反艦彈道導彈。
因此,32MJ電磁軌道炮的出現非常適合于防御性防空戰任務。它的面對面的射程達110海里,并且,當彈丸飛過一個彈道時,它達到的高度大約為20~30海里。這使得它能在這個距離上打擊如反艦彈道導彈這樣的高空導彈。小于32MJ的電磁軌道炮,未必能夠打擊防御性防空戰方案中的10至30海里的反艦彈道導彈。另一方面,更大的電磁軌道炮(如美國海軍正在開發的64MJ電磁軌道炮)將有更遠的面對面總射程。然而,增長了總射程,并不會增長防御性防空戰的迎戰距離,這是因為約束電磁軌道炮迎戰距離的主要因素是彈丸不能作大的機動,因而不能在長時間飛行中去攔截機動的導彈。更大的電磁軌道炮將需要更多的電力和冷卻,以換取更遠距離攻擊的益處有限。
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