引言:在未來海戰(zhàn)中,將大量地、高密度地使用高技術(shù)新概念艦炮武器,這是艦炮武器發(fā)展的一種不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。高新技術(shù)武器裝備的發(fā)展將從根本上改變海戰(zhàn)的數(shù)量和質(zhì)量的傳統(tǒng)關(guān)系,是各個(gè)軍事大國爭(zhēng)奪海洋優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)和前提。目前,世界各國海軍武器裝備高技術(shù)化的步伐正在加快,高技術(shù)艦炮武器在一系列海上局部戰(zhàn)爭(zhēng)中所顯示的巨大威力,使世界各國都更加清楚地認(rèn)識(shí)到它對(duì)未來海戰(zhàn)的重大意義,因而更加積極地發(fā)展高技術(shù)、新概念艦炮武器,以適應(yīng)陸、海、空、天、電未來主體海洋作戰(zhàn)的需要。
一 新概念艦炮武器
新概念艦炮武器具有打擊目標(biāo)的精度高、毀傷破壞的力度高、火力投送的速度高、能量釋放的效度高、武器裝備的智能度高等突出優(yōu)點(diǎn)。目前在艦炮方面的新概念研究主要有:
一、運(yùn)用創(chuàng)新技術(shù)研究的新型艦炮武器
(1)高射速艦炮武器
提高艦炮射速一直是各國海軍研究的重點(diǎn),特別是用于防空反導(dǎo)的小口徑艦炮,提高射速更是大勢(shì)所趨。目前國外在這方面最典型的設(shè)想是澳大利亞的“金屬風(fēng)暴”超高射速近程武器。該系統(tǒng)是將若干根炮管安裝在瞄準(zhǔn)跟蹤炮架上,組成發(fā)射系統(tǒng)。每根炮管內(nèi)裝有數(shù)發(fā)或十幾發(fā)彈丸。發(fā)射時(shí)采用電子點(diǎn)火,引燃發(fā)射藥,當(dāng)點(diǎn)燃炮管內(nèi)前面的發(fā)射藥時(shí),后邊的彈丸由于膨脹而閉鎖炮膛,因而后續(xù)發(fā)射藥不會(huì)點(diǎn)燃。彈丸在計(jì)算機(jī)控制下,根據(jù)射速要求依次射出。在極高射速射擊時(shí),射彈之間距離很小,只有10cm左右,所以單管射速可高達(dá)45000r/min,還可根據(jù)要求改變射速,理論上可達(dá)10/min。
該炮的主要特點(diǎn)是:發(fā)射后更換炮管或炮管組,而不是使用傳統(tǒng)的供排彈系統(tǒng)與補(bǔ)彈系統(tǒng),由于艦艇上有較大空間可用于儲(chǔ)存炮管或炮管組,故能保證艦炮射擊的連續(xù)性,適用于艦艇的末端反導(dǎo);通過計(jì)算機(jī)控制射速和彈丸散布范圍,還可通過調(diào)整彈丸質(zhì)量和發(fā)射藥的多少來改變其初速和射程;除炮架瞄準(zhǔn)跟蹤外,其他部分耗電很少。
(2)運(yùn)用垂直發(fā)射技術(shù)的新型艦炮武器
艦炮是現(xiàn)代海戰(zhàn)制勝的主要武器和打擊手段,如何使炮彈快速、可靠地發(fā)射出去,先進(jìn)的、高效的發(fā)射技術(shù)及裝置起著至關(guān)重要的作用。綜觀美、俄和西方各國正在研究的新型艦炮發(fā)射裝置及相關(guān)發(fā)射技術(shù),其中垂直發(fā)射艦炮有著廣闊的前景。美國海軍為滿足未來兩棲登陸作戰(zhàn)對(duì)艦炮射程、殺傷力、精度、火力密集程度等方面的要求,正在研制模塊化的155ram垂直發(fā)射艦炮。該炮與彈藥全部裝在甲板下的一個(gè)與64單元Mk41導(dǎo)彈垂直發(fā)射系統(tǒng)大小相同的模塊內(nèi)。每門炮可配750發(fā)炮彈。炮彈發(fā)射后,垂直向上(相對(duì)于甲板)的初始彈道可將彈丸推入空氣稀薄的高空,射程可達(dá)到500km。垂直發(fā)射艦炮配備火箭助推增程制導(dǎo)炮彈,可增強(qiáng)對(duì)海、對(duì)岸遠(yuǎn)程精確打擊能力。
二 新型發(fā)射動(dòng)能艦炮武器
艦炮發(fā)射動(dòng)能技術(shù)的創(chuàng)新研究主要有液體發(fā)射藥火炮、電熱(化學(xué))炮、電磁炮等。
(1)液體發(fā)射藥火炮武器
與固體發(fā)射藥相比,液體發(fā)射藥具有更高的儲(chǔ)存能量,可明顯提高初速。此外,發(fā)射藥的流體特性使得艦炮無須藥筒,從而使供彈系統(tǒng)和裝填系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為簡單,還可提高彈藥貯存和運(yùn)輸?shù)陌踩院托省R后w發(fā)射藥火炮的特點(diǎn)是:發(fā)射時(shí)每發(fā)炮彈的出膛速度變化小,同固體發(fā)射藥相比能大幅度提高初速和射程,所以威力大大提高;液體發(fā)射藥比固體發(fā)射藥爆炸溫度低1000℃左右,可大大降低燃?xì)鈱?duì)炮管的燒蝕;液體發(fā)射藥在常溫下不易燃燒,儲(chǔ)存安全等。
(2)電熱(化學(xué))炮武器
電熱(化學(xué))炮與常規(guī)火炮的主要區(qū)別在于在炮閂中引入高壓電極和內(nèi)含燃料的毛細(xì)管,并以摩爾數(shù)小的工質(zhì)取代摩爾數(shù)大的傳統(tǒng)發(fā)射藥。主要特點(diǎn)是:彈丸初速高,動(dòng)能大,射程遠(yuǎn),威力大。以色列核研究機(jī)構(gòu)研制的電熱炮,在現(xiàn)有常規(guī)火炮的炮閂和炮管的內(nèi)壁上涂一層絕緣材料,用電容器向炮管放電,在彈丸后面形成聚四氟乙烯材料的高溫等離子體,同時(shí)向彈丸后的炮管內(nèi)注入石蠟和水,用等離子體加熱這些物質(zhì)以產(chǎn)生氫,氫氣同時(shí)被等離子體加熱而膨脹,進(jìn)而推動(dòng)彈丸前進(jìn),這種特殊的電熱炮已能把彈丸加速到4000m/s。
(3)電磁炮武器
電磁炮的基本原理是彈丸在電磁力的作用下獲得非常高的初速,以解決傳統(tǒng)常規(guī)固體發(fā)射藥發(fā)射彈丸的初速限制,達(dá)到提高射程和精度的目的。電磁炮一般分為電磁軌道炮和電磁線圈炮。因?yàn)閺椡枧c炮膛無直接接觸,而且加速力施加在彈丸在炮膛中的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,所以能量利用率很高。早在1845年,世界上第一臺(tái)直線磁阻電動(dòng)機(jī)就已制造成功。1901年首次提出電磁炮概念。1978年澳大利亞國立大學(xué)的馬歇爾等公布了他們?cè)?m長的軌道上將3g彈丸加速到5900m/s的成果后,世界各國的科學(xué)家受到極大鼓舞和啟發(fā),同時(shí)引起各國軍方的濃厚興趣和關(guān)注。電磁炮這種全新概念的武器在戰(zhàn)略上以及戰(zhàn)術(shù)上有著廣泛的應(yīng)用前景,將成為二十一世紀(jì)的一種有效的艦(艇)載武器。
三、新型定向能武器
定向能武器(或稱束能武器)的能量是沿一定方向傳播,在武器能量束的傳播方向上,在一定距離內(nèi),該武器有殺傷破壞作用,在其它方向則沒有殺傷破壞作用。依據(jù)其發(fā)射能量載體的不同,定向能武器可分為激光武器、粒子束武器等。
(1)激光炮武器
激光炮又稱為高能激光武器。激光武器是利用高能激光束通過破壞目標(biāo)關(guān)鍵元部件和毀傷目標(biāo)殼體等方式直接毀傷目標(biāo)使之失效。激光炮可在防空、反導(dǎo)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。尤其是對(duì)高速超低空飛行、突防能力強(qiáng)的目標(biāo),激光炮以光速出擊,不需要設(shè)置提前量,容易達(dá)到首發(fā)命中。目前,艦載高能激光武器的研制工作已取得突破性進(jìn)展。20世紀(jì)末,美國和以色列合作研制的戰(zhàn)術(shù)激光武器,在新墨西哥州成功地?cái)r截并摧毀了俄羅斯制造的“喀秋莎”火箭彈,驗(yàn)證了高能激光武器系統(tǒng)的防御能力、快速反應(yīng)能力、有效性及接近100%的殺傷概率。
(2)粒子束武器
與激光炮的殺傷破壞機(jī)理相似的粒子束武器也是新概念艦炮武器的典型代表之一,它是以電子或中性粒子為彈丸,將電子、質(zhì)子或離子加速到接近光速,聚集成密集的束流射向目標(biāo),能在百分之一秒內(nèi)迅速改變射向,可對(duì)付多目標(biāo)的飽和攻擊,是2l世紀(jì)理想的戰(zhàn)略防御武器之一。
四 綜合運(yùn)用高技術(shù),新材料的新型艦炮武器
1、隱身艦炮武器
隱身技術(shù),又稱隱形技術(shù),或“低可探測(cè)技術(shù)”,是一種研究“不被發(fā)現(xiàn)”的技術(shù)。它是通過降低武器裝備等目標(biāo)的信號(hào)特征,使其難以被發(fā)現(xiàn)、識(shí)別、跟蹤和攻擊的技術(shù)。隱身技術(shù)是交叉應(yīng)用了諸如流體力學(xué)、材料科學(xué)、電子學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、電磁學(xué)等等眾多學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)的綜合性技術(shù),也是軍事科學(xué)和現(xiàn)代技術(shù)科學(xué)之間的一個(gè)交叉學(xué)科。
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對(duì)于艦炮的隱身,主要就是指改善艦炮的外形結(jié)構(gòu)與采用吸/透波材料。炮塔的兩側(cè)、頂部、前后面應(yīng)盡可能避免出現(xiàn)大面積的垂直平面,且過渡處應(yīng)采用折角,以減小雷達(dá)反射截面積。吸/透波材料的選擇通常與艦艇的隱身材料一致,應(yīng)能使入射到介質(zhì)內(nèi)部的電磁波得到很大的損耗,或者使介質(zhì)表面與空氣達(dá)到良好的匹配,從而使電磁波反射率降到最低。
2 結(jié)束語
隨著能源技術(shù)、材料技術(shù)和信息技術(shù)以及新的作戰(zhàn)思想的發(fā)展,探索中的新武器、新技術(shù)也將不斷發(fā)展,并對(duì)我國艦炮武器裝備的更新?lián)Q代產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。在新的世紀(jì),艦炮武器系統(tǒng)隨著空前的技術(shù)革命將進(jìn)一步改善性能、提高作戰(zhàn)能力,為了維護(hù)我國的領(lǐng)土完整和保衛(wèi)我國的海洋權(quán)益發(fā)揮至關(guān)重要的作用。