创世武器

葛世恒

科幻战舰、大洋杀手、隐形忍者……这些词说的都是2015年11月交付的“朱姆沃尔特号”驱逐舰。此舰的下水之所以引起了全世界的高度关注，是因为传闻它将配备一种强大的武器——电磁炮。

电磁炮是一种强大的动能武器，由于其具备一系列优越的性能，因此，各军事强国都投入了巨大的人力和物力进行研究。为什么要发明电磁炮？它拥有哪些特殊的性能？要理解它真的需要很高深的知识吗？

事情还得从电子战说起……

电子战“魔高一尺，道高一丈”，电磁炮应运而生

雷达是第二次世界大战中出现的三大新式武器之一，由英国科学家首先发明，并率先在英、美两国的军队中装备。由于可以率先发现敌机，提前做好准备，在盟军的飞机和军舰装上雷达以后，“二战”的胜负已无悬念。英国“不列颠空战”的胜利，德国“狼群”潜艇战队的覆灭，以及日本航母在对美海战中的完败等战争中，雷达都起了举足轻重的作用。

但有矛就必有盾，随着雷达的广泛应用，各种反雷达的技术也逐渐兴起。雷达再也没有“二战”时的那种好日子过了。最先出现的反雷达技术，就暴露了雷达自身的缺陷。

雷达的工作原理是：先发射出去一束电磁波，再接收反射回来的电磁波，以此判断目标的距离远近、移动方向等。由于发散现象的出现，反射回来的电磁波往往只有其发射出去的数亿分之一甚至百亿分之一，非常微弱。所以，雷达的接收装置必须非常灵敏。

灵敏固然是雷达最大的优点，却也是它的致命弱点。我们都知道，若长时间待在黑暗的环境中，眼睛对光线就会特别敏感，这时若突然暴露在阳光下，眼睛瞬间就会被“闪瞎”。雷达也是如此，用突然出现的强电磁辐射，就可以摧毁正在工作中的雷达——这是最早出现的电子战方法之一。

对付雷达还有一种更为直接的方法。1965年，越南的防空导弹开始使用雷达制导，击落美国飞机的效率大为提高。很快，美军就装备了一种反雷达导弹。它能够在接收到敌方的雷达信号后，顺着雷达波发出的方向反向导航，摧毁雷达站——制导成为引导，令敌方很尴尬。于是，“电子静默”的战术开始出现：我方的雷达不常开，必要的时候再打开。为应对这种战术，雷达定位的技术也逐渐出现：只要你敢开，我就能测算出你的位置，再利用精确制导的武器将你摧毁。1999年的科索沃战争，南联盟的雷达只要一开机，5分钟内即可被摧毁。

除了这些“硬”的方式，还有一些“软”的方法，比如“隐身”：通过结构设计和涂抹吸波材料，尽量减少雷达波的反射。目前，一些最先进的轰炸机的雷达反射面积比一只鸟还小，被探测到的概率很低。

为了对付雷达，进攻方可谓花样百出，但防守方是否真的也就无计可施了呢？当然不是，破解之道就在于进攻的武器本身。不论是飞机还是导弹，都需要燃烧燃料来推动。有燃烧就会有高温，有高温就会发射红外线。飞机能伪装得像小鸟一样，但高强度的红外线很快就暴露了它的真实面目。目前不少防空导弹都在利用热红外制导，不需要发射电磁波探测，一样可以追踪目标。

在这种“魔高一尺，道高一丈”的较量中，一种新式武器应运而生。在它正式登场之前，我们不妨先做一道问答题放松一下。

问：“在《笑傲江湖》中，谁的武功最高？”

答：“东方不败。”

回答正确。

东方不败最让人忌惮的功夫，就是他的绣花针。绣花针小而快，还没看见，就扎到你的身上了，防不胜防——这里最关键的就是“看不见”。

不论是用雷达探测，还是用红外线制导，都是为了能“看见”目标。下一代的进攻武器就是让对手“看不见”：既不反射电磁波，又不发射红外线。

这样的武器已经出现，电磁炮就是其中之一。

科幻电影中的电磁炮

电影《变形金刚2：卷土重来》中就出现了电磁炮的身影：为制造能量源，邪恶的堕落金刚爬上金字塔的顶部，妄图启动灭日机器，此时，美国的一艘驱逐舰发射秘密武器——电磁炮，将强大的堕落金刚打成重伤……

电磁炮的类型与原理

电磁炮可分为线圈炮、电热炮、重接炮、轨道炮等。

线圈炮相当于一台电动机。在电动机中，定子中产生磁场，作用于转子中的电流，推动转子高速转动。在线圈炮中，发射装置相当于“定子”，炮弹相当于“转子”，发射装置产生的磁场作用在炮弹上，使其高速运动，发射出去。

电热炮与传统的火炮很相像，它是先用电将工质加热至等离子态，再让具备了相当热能与动能的工质推动炮弹发射。

重接炮是电磁炮的一种新形式，目前只有美国进行了相关研究，它在大质量炮弹与高速度之间取得了一定的平衡，被认为是未来天基武器的一种重要形式。

轨道炮是目前各国主要研究的一种电磁炮，已经处于装备前的试验阶段。它的基本原理也很简单：电流在磁场中受力的作用——初中入门级的物理知识。

轨道炮的工作原理：（1）在两根导轨中通入电流，产生磁场；（2）电流通过滑块（炮弹），电流在磁场中受力的作用，滑块被加速至7倍音速以上；（3）利用滑块的巨大动能打击目标。

滑块受的电磁力越大，加速距离越长，出口的速度越大，即使经过空气摩擦减速，在攻击目标时的速度仍能达到5倍音速以上。

射程堪比最先进的防空导弹

传统的火炮是以火药急剧燃烧提供的膨胀力来推动炮弹发射的，在经过100多年的发展后，它的实战性能已经接近极限。目前，能用于装备的最先进的火炮炮弹的出口速度仅在1.5千米/秒左右，最远的攻击距离不超过200千米。

而电磁炮的作用时间相对较长，能提供更大的能量，炮弹的加速度可达到几万至几十万倍的重力加速度，即在短短的千分之一秒内，能将炮弹加速到每秒数千米甚至十几千米，打击距离400千米以上（目前的设计水平），远远超越传统火炮，与一些先进的防空导弹的攻击距离相近。即在传统战场上，电磁炮可以实现超视距作战，甚至发挥出一些近程导弹的攻击效果。

成本远低于传统武器

有人说“架几门大炮就能征服一个国家的历史已经一去不复返了”，而电磁炮可能让历史重演，这是为什么呢？

20世纪末和21世纪初的几场大战，多是由西方国家发起的，而赢得战争的主要代价之一，就是数千亿美元的花费——别忘了，截至目前，世界上90%的国家的国民生产总值一年也就几千亿美元。

而电磁炮的成本则要低得多。一枚电磁炮弹的价格不过一万多美元，一枚机载对空导弹的价格在十几万至几十万美元之间，一枚防空导弹的价格更是高达上百万美元。电磁炮弹在体量方面的优势也非常明显，一枚电磁炮弹重几千克至十几千克，而一枚导弹通常有几百千克重、几米长的身段。

由此不难想象，待制造电磁炮的技术成熟后，会引起一个巨大的变化：单个作战平台（飞机、舰艇、坦克等）的远程打击能力，将可能提升至原来的10倍甚至数十倍，发动一场战争的动员规模将远小于现在，军队的集结速度也将大大加快。

“大洋杀手”的隐秘装备

已经服役的“朱姆沃尔特号”驱逐舰的最大特点就是隐身，为了能尽量减少雷达反射、红外线发射和噪声，舰体采用了革命性的内外结构设计，新的雷达系统以及大量的复合材料，使此舰的造价高达约30亿美元。但若不配备同样可以隐身的武器，之前所有的努力都将白费。

由于火药燃烧时会产生火光和烟雾，传统的火炮和导弹发射平台几乎没有隐蔽性可言。而电磁炮则没有这方面的顾虑，它的发射平台具有相当的隐蔽性，不容易暴露自己的位置。这可以大大提高武器发射平台在战场上的存活率，并像一个杀手一样，悄悄地潜伏到距对方400千米的范围内……

创世武器有望成为导弹克星

当今，建立在导弹基础上的核平衡已经持续了半个多世纪。之所以能形成平衡，在于远程导弹的装药量很大，飞行速度太快，洲际导弹的末端攻击速度可达25倍音速左右。而防空导弹同样是基于化学能的推动，体量比远程导弹小得多，目前最先进的防空导弹的飞行速度也不过9倍音速，理论上只能拦截15倍音速以下的来袭目标。

电磁炮能打破这种平衡吗？毕竟战争中也有“快打慢”之说。目前，美国用于试验的是舰艇电磁炮，主要想用于近岸攻击和舰艇间的对抗，它的目标距离是185千米左右，最远可至400千米。而未来的电磁炮发射平台一定不会只限于舰艇，还可以布置在飞机、坦克等处，射程也不会限于400千米。电磁炮的射程远、速度快、体积小且价格便宜等优势，使得它或许能终结延续了几百年的、以化学能发射炮弹的历史，带领人类进入一个新的战争时代：10年之后，你看不见我，我看不见你，而我们已经开始交火。