葛世恒

科幻戰(zhàn)艦、大洋殺手、隱形忍者……這些形容詞說的都是將于2015年11月交付的朱姆沃爾特級驅逐艦（Zumwalt-class destroyer）。此艦的下水之所以能引起全世界的高度關注，是因為傳聞中的它，將配備一種強大的未來武器——電磁炮。

電磁炮，是一種強大的動能武器，由于其擁有的一系列優(yōu)越性能，使各軍事強國都投入了巨大的人力物力進行研究。為什么要發(fā)明電磁炮？它擁有哪些特殊的能力？理解它真的需要很高深的知識嗎？

事情還得從電子戰(zhàn)說起……

電子戰(zhàn)“魔高一尺道高一丈”，電磁炮應運而生

雷達，是第二次世界大戰(zhàn)中出現的三大新式武器之一，由英國的科學家首先發(fā)明，并率先在英國和美國的軍隊中裝備。由于可以先敵發(fā)現，提前做好應對準備，在雷達裝上盟軍的飛機和軍艦以后，“二戰(zhàn)”的勝負已無懸念。英國不列顛空戰(zhàn)的勝利，德國“狼群”潛艇戰(zhàn)隊的覆滅，以及日本航母在對美海戰(zhàn)中的完敗，雷達都起了舉足輕重的作用。

但有矛必有盾，隨著雷達的廣泛應用，各種反雷達的技術也逐漸興起。雷達再也沒有“二戰(zhàn)”時的那種好日子過了。最先出現的反雷達技術，就暴露了雷達自身的缺陷。

雷達的工作原理是：先發(fā)射出去一束電磁波，再接收反射回來的電磁波，以此判斷目標的距離遠近、移動方向等。由于發(fā)散現象，反射回來的電磁波，往往只有其發(fā)射出去的數億分之一甚至百億分之一，非常微弱。所以，雷達的接收裝置必須非常靈敏。

靈敏，是雷達的最大優(yōu)點，卻也是它的致命弱點。我們都知道，若長時間呆在黑暗的環(huán)境中，眼睛對光線就會特別敏感，這時若突然暴露在陽光下，瞬間就會被“閃瞎”。雷達也是如此，用突然出現的強電磁輻射，就可以摧毀正在工作中的雷達——這是最早出現的電子戰(zhàn)方法之一。

對付雷達，還有一種方法更直接。1965年，越南的防空導彈開始使用雷達制導，擊落美國飛機的效率大為提高。很快，美軍就裝備了一種反雷達導彈。它能夠在接收到敵方的雷達信號后，順著雷達波發(fā)出的方向反向導航，摧毀雷達站——制導成為引導，很尷尬。于是，“電子靜默”的戰(zhàn)法開始出現：我的雷達不常開，必要的時候再打開。為應對這種戰(zhàn)術，雷達定位的技術也逐漸出現：只要你敢開，我就能算出你的位置，再利用精確制導的武器將你摧毀。1999年的科索沃戰(zhàn)爭，南聯盟的雷達只要開機一次，5分鐘內即可被摧毀。

除了這些“硬”的方式，還有一些“軟”的方法，比如“隱身”：通過結構設計和涂抹吸波材料，盡量減少雷達波的反射。目前，最先進的一些轟炸機的雷達反射面積比一只鳥還小，被探測和識別的概率很低。

為了對付雷達，進攻方可謂是花樣百出，但防守方是否真的也就無計可施了呢？當然不是，破解之道，就在進攻的武器本身。不管是飛機還是導彈，都需要燃料燃燒來推動。有燃燒，就有高溫，有高溫，就會發(fā)射紅外線——紅外線也是電磁波。飛機能偽裝得像小鳥一樣，但高強度的紅外線很快就暴露了它的真實面目。目前不少防空導彈都在利用熱紅外制導，不需要發(fā)射電磁波探測，一樣可以追蹤目標。

在這種“魔高一尺，道高一丈”的較量中，一種新的武器應運而生。在它正式登場之前，我們不妨先做一道問答題放松一下。

問：小說《笑傲江湖》中，誰的功夫最高？

答：東方不敗。

回答正確。

東方不敗最讓人忌憚的功夫，就是他的繡花針。繡花針，小、快，還沒看見，就扎到你身上了，防不勝防——這里最關鍵的就是“看不見”。

不管是用雷達探測，還是用紅外線制導，根本目的就是為了能“看見”。下一代的進攻武器，就是讓對手“看不見”：既不反射電磁波，也不發(fā)射紅外線。

這樣的武器已經出現，電磁炮就是候選之一。

電磁炮，利用電磁場給炮彈加速，以極高的速度（7倍音速或以上）發(fā)射出去，打擊幾百千米之外的目標。炮彈本身沒有動力裝置，可以做得很小，再涂上點吸波材料，極難被發(fā)現和攔截。由于沒有煙霧和大火，發(fā)射平臺也不容易暴露（若沒有能被輕易捕捉的痕跡，在方圓幾百千米大的地方找一艘偽裝的船或車，難度非常大）。

出現在科幻電影中的電磁炮

在《變形金剛2：卷土重來》中，就出現了電磁炮的身影：為制造能量源，邪惡的墮落金剛爬上金字塔頂，妄圖啟動滅日機器，此時，美國的一艘驅逐艦發(fā)射秘密武器——電磁炮，將強大的墮落金剛打成重傷……

電磁炮的類型與原理

電磁炮按原理可分為線圈炮、電熱炮、重接炮、軌道炮等。

線圈炮相當于是一臺電動機。在電動機中，定子中產生磁場，作用于轉子中的電流，推動轉子高速轉動。在線圈炮中，發(fā)射裝置相當于是“定子”，炮彈相當于是“轉子”，發(fā)射裝置產生的磁場作用在炮彈上，使其高速運動，發(fā)射出去。

電熱炮與傳統(tǒng)的火炮很相像，它是先用電將工質加熱至等離子態(tài)，再讓具備了相當熱能與動能的工質推動炮彈發(fā)射。

重接炮是電磁炮的一種新形式，目前只有美國進行了相關研究，它在大質量炮彈與高速度之間取得一定的平衡，被認為是未來天基武器的一種重要形式。

軌道炮，是目前各國主要研究的一種電磁炮，已經處于裝備前的試驗階段。它的基本原理也很簡單：電流在磁場中受力的作用——初中入門級的物理知識。

電磁軌道炮原理：（1）在兩根導軌中通入電流，產生磁場;（2）電流流過滑塊（炮彈），電流在磁場中受力的作用，滑塊被加速至7倍音速以上;（3）利用滑塊的巨大動能打擊目標。

滑塊受的電磁力越大，加速距離越長，出口的速度越大，即使經過空氣摩擦減速，在攻擊目標時的速度仍能達到5倍音速以上。

制造電磁炮的想法由來已久

早在19世紀末就有科學家提出了線圈炮的設想。線圈炮，包括以后各種形式的電磁炮的基本原理都很簡單，但是能形成戰(zhàn)斗力的電磁炮，它的復雜程度遠超化學炮。盡管在20世紀初的幾十年內，也有不少科學家在進行這方面的研究，但是進展緩慢，并一度被放棄。在20世紀80年代，作為“星球大戰(zhàn)”的一部分，電磁炮的概念又被重新拾起，并在各種新技術條件下具有了實現的可能性。在與傳統(tǒng)武器進行認真的對比分析后，人們發(fā)現，電磁炮的巨大意義已經遠遠超出了當初的設想。

射程遠超火炮，堪比 最先進的防空導彈

傳統(tǒng)的火炮是以火藥急劇燃燒提供的膨脹力，推動炮彈發(fā)射，在經過一百多年的發(fā)展后，它的實戰(zhàn)性能已經接近極限。目前，能用于裝備的最先進火炮炮彈出口速度僅在1.5千米/秒左右，最遠的攻擊距離不超過200千米。

而電磁炮的作用時間相對較長，能提供更大的能量，炮彈的加速度可達到幾萬～幾十萬倍的重力加速度，即在短短的千分之一秒內，能將炮彈加速到每秒數千米，甚至每秒十幾千米，打擊距離400千米以上（目前的設計水平），遠遠超越傳統(tǒng)火炮，與一些先進防空導彈的攻擊距離相近。也就是說在傳統(tǒng)戰(zhàn)場上，電磁炮可以實現超視距作戰(zhàn)，甚至發(fā)揮出一些近程導彈的攻擊效果。

成本遠低于傳統(tǒng)武器

有人說“架幾門大炮就能征服一個國家的歷史已經一去不復返了”，而電磁炮可能讓歷史重演——為什么？

過去，擅長騎射的游牧民族，始終都是中原農耕民族的巨大威脅。而曾經，熱兵器的遠程攻擊和強大殺傷力，又把一個個冷兵器帝國打得落花流水?，F在，遠程攻擊能力仍是決定一個國家軍事是否強大的最重要指標，而實現遠程攻擊的手段，在很長的時間內無非是飛機和導彈。然而，它們不菲的造價，也每每讓戰(zhàn)爭進入“燒錢模式”。20世紀末和21世紀初的幾場大戰(zhàn)，多是由西方發(fā)起的，而贏得戰(zhàn)爭的主要付出之一，就是數千億美元的花費——別忘了，截至目前，世界上90%的國家國民生產總值一年也就幾千億美元。

而電磁炮成本則要低得多。一枚電磁炮彈的價格不過一萬多美元，一枚機載空空導彈的價格在十幾萬至幾十萬美元之間，一枚防空導彈的價格更是高達上百萬美元。電磁炮彈在體量方面的優(yōu)勢也非常明顯，一枚電磁炮彈幾千克至十幾千克，而一枚導彈通常有幾百千克重、幾米長的身段。

由此不難想象，在電磁炮技術成熟后所會引起的一個巨大變化：單個作戰(zhàn)平臺（飛機、艦艇、坦克等）的遠程打擊能力將可能提升至原來的十倍甚至數十倍以上，發(fā)動一場戰(zhàn)爭的動員規(guī)模將遠小于現在，集結速度也將大大加快。

“大洋殺手”的隱秘裝備

即將服役的朱姆沃爾特級驅逐艦的最大特點就是隱身，為了能盡量減少雷達反射、紅外線發(fā)射和噪聲，艦體采用了革命性的內外結構設計，新的雷達系統(tǒng)以及大量的復合材料，使此艦的造價高達30億美元左右。但若不配備同樣可以隱身的武器，之前所有的努力都將白費。

由于火藥燃燒時會產生火光和大量的煙霧，傳統(tǒng)的火炮和導彈發(fā)射平臺幾乎沒有隱蔽性可言。而電磁炮則沒有這方面的顧慮，它的發(fā)射平臺具有相當的隱蔽性，不容易暴露自己的位置。這可以大大增加武器發(fā)射平臺在戰(zhàn)場上的生存率，并像一個殺手一樣，悄悄地潛伏到對方400千米的范圍內……

創(chuàng)世武器，有望成為導彈克星

當今，建立在導彈基礎上的核武平衡已經持續(xù)了半個多世紀，之所以能形成平衡，在于遠程導彈的裝藥量很大，飛行速度太快，洲際導彈的末端攻擊速度可達25倍音速左右。而防空導彈同樣是基于化學能的推動，體量比遠程導彈小的多，目前最先進防空導彈的飛行速度也不過9倍音速左右，理論上只能攔截15倍音速以下的來襲目標。

電磁炮能打破這種平衡嗎？畢竟戰(zhàn)爭中也有“快打慢”之說。目前處于試驗中的電磁炮能打出的最高出口速度已經達到10.1千米/秒（29.7倍音速），而設想中的天基電磁炮，其出口速度更是在20千米/秒左右（近60倍音速）?；蛟S在人們對電磁炮的應用熟練以后，現在的各種化學能導彈在它面前都將成為擺設。

目前，美國用于試驗的是艦艇電磁炮，主要設想是用于近岸攻擊及艦艇間對抗，它的初期設計目標是185千米左右，最遠可至400千米以上。而未來的電磁炮發(fā)射平臺，一定不會限于艦艇，還可以布置在飛機、坦克、太空等領域，射程也不會限于400千米。遠程、速度快，體積小且價格便宜，電磁炮或許能終結延續(xù)了幾百年的、以化學能發(fā)射炮彈的歷史，進入一個新的戰(zhàn)爭時代：“十年之后，你看不見我，我看不見你，而我們已經開始交火”。