观看日本研究船发射电磁炮

电磁炮可以将弹丸加速到超音速——也就是五倍音速以上。
这张引人注目的图片来自2012年拍摄的美国电磁炮工作场景的高速相机。这台位于弗吉尼亚州的电磁炮由海军研究办公室资助。John Williams / 海军研究办公室

10月17日,日本军方宣布成功在军舰上进行了电磁炮的试射。此次试射由日本的先进技术研究开发机构(相当于日本的DARPA)执行,并与日本海上自卫队合作进行。该电磁炮被定位为一种防御措施:通过发射高速弹丸,电磁炮旨在阻止来自空中或海上的攻击。

大多数子弹是通过化学推进剂发射的——一种引发致密火药的反应,火药迅速膨胀成气体,将子弹以高速推向目标。这是一个经久耐用的设计,经过了长达千年的持续改进和迭代。电磁炮仍然旨在快速将弹丸射出,但它不使用爆炸,而是利用电磁力以极高的速度和远距离拉动和加速金属弹丸。

以下是先进技术研究开发机构分享的画面。

日本军方自2015年以来就计划开发电磁炮,并且从一开始就设想了舰载武器的目标。2016年的一次演示显示,电磁炮将弹丸加速到了每小时4470英里,或5.8倍音速。这是超音速,也是像美国中国俄罗斯等国家正在研发的新型导弹的飞行速度范围。通过制造一种能够发射比高超音速导弹飞行速度更快的弹丸的枪炮,电磁炮可能成为一种能够击落此类武器的工具。日本2023年国防预算的一项提案明确指出,电磁炮“能够以高枪口初速连续发射弹丸,以应对高超音速导弹等威胁。”

先进技术研究开发机构的一位发言人告诉Naval News:“从2022财年开始,我们一直在进行研究,旨在建立早期实用化电磁炮所需的整体技术,包括快速射击性能和飞行稳定性,这些对于电磁炮的实际应用至关重要。”“同时,我们一直在进行旨在进一步实际应用的演示试验,例如将电磁炮装载到舰船上进行实际海上发射。防卫省旨在稳步推进电磁炮的早期实用化,以加快加强日本国防能力。”

此次试射的电磁炮被安装在“飞鸟”号(JS *Asuka*)上,“飞鸟”号是一艘过去曾作为导弹和传感器技术试验平台的“飞鸟”级研究船。《简氏防务周刊》(Janes)报道称,该武器的关键细节,如枪口初速和弹丸重量,仍属保密范畴。在2018年的一次试验中,日本先进技术研究开发机构的电磁炮以6.5马赫的速度发射了弹丸。

在该机构2022年3月的一段视频中,讨论了一个2020年原型的设计。其中表达的一个担忧是,在如此高的速度下沿轨道加速弹丸会导致严重磨损,从而损坏武器并限制其持续使用和未来效用。该原型以与2016年演示相同的4470英里/小时(或5.8马赫)速度发射了40毫米弹丸。

正如先进技术研究开发机构所言,电磁炮可以成为军舰上的强大武器,并可能用于防御来袭导弹。如此高的出口速度也使得弹丸本身能够作为一种高超音速攻击武器,用强大的弹丸以巨大的动能撞击远处的建筑物或车辆。

在航空母舰出现之前,拥有强大火炮的战列舰(最终被称为战列舰)是海上战争的主导舰种,其火炮既能轰击内陆,又能摧毁海上的敌人。更好的远程传感器,尤其是雷达,以及二战期间和之后从航空母舰上起飞的飞机的远距离打击能力,意味着从冷战到现在,舰载火炮已从主要威胁转变为更有限的武器,舰载巡航导弹接替了对内陆的轰炸角色。电磁炮以其能够拦截导弹、击沉舰船和摧毁沿海防御的强大远程射击能力,为舰载火炮重拾相关性提供了一条途径。

美国海军一直在继续推进电磁炮的研发,其目标是让从电磁炮发射的弹丸能够拦截来袭攻击,并能打击50至100海里外的目标。其中的一个挑战是开发一种既能在电磁炮上使用,也能从美国海军舰船的现有火炮上使用的弹丸。

与此同时,电磁炮作为一种反高超音速武器的持续发展,应该会使军事规划者在考虑将导弹作为应对舰船和海上威胁的解决方案时,不得不三思。

观看下方2022年电磁炮演示的片段

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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