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【深度】美国航母研究报告:航母武器系统→美海军电磁轨道炮

2017-10-07 学术plus 学术plus




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《武器与装备研究选编》

第一部分:美国航母研究报告



【深度】美国航母研究报告(一):美国航母的过去与未来

【深度】美国航母研究报告(二):航母信息网络环境与CANES

【深度】美国航母研究报告(三):航母的眼睛——航母预警探测系统

【深度】美国航母研究报告(四):航母通信系统→卫星远距离通信

【深度】美国航母研究报告(五):航母通信系统→战斗部队战术网

【深度】美国航母研究报告(六):航母通信系统→数据链系统

【深度】美国航母研究报告(七):航母武器系统→海麻雀与密集阵

【深度】美国航母研究报告(八):航母武器系统→海拉姆与高能激光武器



(九)


航母武器系统

美海军电磁轨道炮




航母武器系统



在作战中,当指挥官根据综合情报做出攻击的决策之后,就需要使用适合的武器对目标进行攻击。福特级航母的武器配备在传统的以近防为主要目的改进型“海麻雀”导弹系统、 “密集阵”近防炮系统等武器的基础上,还增加了高能激光武器和电磁轨道炮。


1. 改进型海麻雀舰空导弹(ESSM)2. 密集阵

3. 海拉姆(SEA RAM)4. 高能激光武器(HEL)



5. 美海军电磁轨道炮



轨道炮是美海军研究局的一项创新海军型号原型机试验项目(INP),目的是发展关键任务及技术,实现从科学原理到应用技术的关键转型。INP项目发展的是具备颠覆性的技术,即其支持的技术具有高风险性,并不是基于已有的必要条件发展,而是全新的作战概念(CONOPS)。


INP首要的目标就是减少研发风险。如下图所示,轨道炮INP将按照两个阶段发展。

  • 第一阶段,着力化解轨道炮弹头各组成部分中的技术风险,以及发展32-兆焦(MJ)发射器和脉冲功率系统;

  • 第二阶段,致力于开发系统各部件原型样机,继续研发弹头,使其具备初始作战能力,在大范围内对部件进行验证,达到五级技术成熟度水平(TRL5),到2017年完成第二阶段。

 

轨道炮技术发展路线图


此外,从2014年起,海军海洋系统司令部(NAVSEA)将与第二阶段并行开展先进部件开发及原型设计(ACD&P)阶段工作,该工作由NAVSEA的定向能量和电子武器组(PMS-405)指导。2019年前,ACD&P的成果将转化为记录项目(译者注:是海军规划的需要长期研发的项目清单)里程碑B中的采购品种1(ACAT1)项目。


ACD&P的重点在于研制开发基于海上和陆地能力的20-40兆焦原型武器系统,其能力能达到六级技术成熟度水平(TRL6)。在整个大项目开始之前,这个阶段的实施有利于最小化系统集成的风险。


下图展示了海军水面火力支援系统(NSFS)中具有64兆焦初能水平轨道炮的能力,在50到250海里范围内间接射击将随射击角度的不同而不同,在50海里时最高高度可接近24万3840米,250海里时最高高度可接近15万2400米。初速度接近2.5千米/秒,冲击速度达到1.67千米/秒。


在飞行轨道方面,在弹头6分钟的飞行时间中有大约5分钟的时间在大气层(即100,000英尺)之上飞行,以避免空域冲突。64MJ轨道炮的预计射程超出了当前以及近期(计划)内弹头的预计射程,与美海军特种部队(USMC)MV-22的预计攻击范围相当。这使得轨道炮可以在快速行动中补充美海军特种部队MV-22的空中部署,为离岸近地平台登陆提供支持,特别是行动区域内不支持部署空中火力或地基火力的情况。即便只达到32MJ满额能量的一半,轨道炮攻击能力预计可达到近110海里,这与海军特种部队“自船打击机动目标”的距离相当(110海里约等于200km)。


轨道炮可完全不借助任何推进物或爆炸物完成上述功能,其如同一个纯动能引擎。轨道炮可以大大减轻后勤补给的压力,它可在现有同样大小的弹药库空间装载比现有载荷多9倍的物资,这提高了火力容量,也延长了补给所需时间。


轨道炮动能弹头的另一个优点就是精准打击,其表现在:产生最小程度的连带损害,简化后勤补给,在重量、火力攻击系统、隔热和使用周期耗费上实现缩减,对海军战舰来说,其显著的灵活性是其他常规爆炸性军品不可比拟的。下图展示了美海军研究局在2012年12月10日成功开射33兆焦轨道炮创造世界纪录时的照片。


轨道炮以子弹的价格提供了导弹的射程并具备持久、大批量打击以及在任何天气条件下精确打击的能力。由于轨道炮没有爆炸物或推进物质,因此,与爆炸类弹药相比,在典型弹药库中可以存储更多的轨道炮。由于消除了敌人攻击时感应起爆弹药的潜在风险,舰上人员的安全性能也得到改善。非爆炸类的抛射武器(如轨道炮)还可以避免爆炸类弹药出现哑弹的风险。


  • 轨道炮可提供独有的长距、大容量火力打击能力,也具有在高威胁环境中打击目标的能力。轨道炮可以快速打击各种目标,从而节省对战术巡航导弹的需求,使其可以专心应对高价值目标(如移动目标),目前,第一代轨道炮武器系统尚不能有效应对这类目标。


  • 此外,轨道炮高海拔飞行和高斜率运行的特点使得其在山岭地区作战具备很好的灵活性,远远高于大炮等武器,它们几乎不能在这种地区作战并反击。对敌方而言,拦截下行至目标地区时的轨道炮弹头几乎是不可能的。弹头体积的小型化以及极快的速度对敌方防御系统来说是个噩梦。


  • 大量的轨道炮武器可以完全压制敌方防御系统。未来的轨道炮系统将朝着更远的射程、更强的致命性打击能力、配备预决策模式等方向发展,从而具有无与伦比的打击威力。




文章来源:《武器与装备研究选编国际防务科技丛书(2015年第5期,总第15期)中国电子科学研究院管理研究中心编译/ 图片来自于原报告或互联网。


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