太空“殺手” 射束炮
20 世紀70 年代出現的粒子束武器, 是一種利用高能強粒子流射束擊毀目標的射束武器, 也稱做“射束炮”。美國在20 世紀80 年代末研製成一種叫做“神炮” 的粒子束武器, 將它配置在衛星或宇宙航行器上, 用來攔截處於主動段的洲際核導彈等目標。
粒子束武器一般分為帶電粒子束武器和中性粒子束武器。
這種射束炮的作用原理是, 用接近光的速度發射電子。質子、中子或重離子等離子流。並通過聚焦產生高能量的熱效應, 從而引起敵方導彈彈頭爆炸, 或者以粒子束射束來破壞導彈上的電子裝置, 從而降低核彈頭的殺傷威力, 甚至使其失效。
美國研製的“神炮” 射束炮, 發射的是一種中性粒子束。
當空間偵察器發現敵方發射洲際導彈時, 即開始對導彈進行監視, 並不斷向“神炮” 發送有關敵導彈的數據。在敵導彈脫離大氣層時, 運載“神炮” 的飛行器或衛星隨即根據指令機動到最佳射擊位置, 向目標發射粒子束, 將敵導彈擊毀。
為了使射出的粒子束能及時將目標擊毀, 這種射束武器需要有一套完整的裝備, 包括能產生數百萬伏電壓和具有10~1000 兆瓦功率的發電機、粒子加速器、在短暫時間內存儲大量電能和引發脈衝的儲能器, 以及磁場聚焦放射器等。射束炮通常用高能閃擊或脈衝方式發射。用脈衝方式發射時, 其射程可達10 千米以上, 在幾毫秒的時間內即可將目標擊毀。
射束炮的突出特點, 一是它的能量高度集中, 威力大; 二是效能高;三是速度快, 在不到1 秒鍾的時間內可摧毀1000 千米以外的目標, 因而成為理想的反導彈和反衛星武器; 四是無慣性, 使用方便靈活, 可以隨時改變射束的發射方向; 五是不受天氣條件影響, 具有“全天候” 的作戰能力。
微波武器
普通無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X 射線、γ 射線等,從本質上說, 它們都屬於微波。在物理學上用波長和頻率來表現電磁波的性質。
在電磁波中, 已有好幾種被用來作為武器, 比如X 射線激光器、γ 射線激光器等。現在人們正在研究如何利用微波來製造武器, 這就是微波武器。
微波是指波長在分米、厘米、毫米範圍內的無線電波, 其頻率為3 ~300 千兆赫。在這個頻率範圍內的無線電波可以用天線輻射出去, 所以把這一頻段叫做“射頻”。微波的波長接近於光波, 它具有同光波相近的性質。又因微波的傳播是直線前進的, 所以它是屬於直線波。
微波武器是這樣一種裝置: 用超高頻微波發射機和高增益定向天線,來發射高強度的、彙聚的微波射束, 以殺傷敵人和破壞敵人的武器裝備。
研究和試驗表明, 強微波對人體和電子元器件具有殺傷和破壞效應,而對一般的武器裝備則無明顯作用。
微波對人體的殺傷效應主要體現在兩個方麵。一是“熱效應”。超強微波能造成人體的外部損傷, 如皮膚灼傷、眼睛出現白內障等, 嚴重時可導致死亡。二是“非熱效應”。較弱微波能穿過人體皮膚, 使人的神經係統受損, 出現神經混亂、行為反常等現象; 並使人體的免疫力下降, 出現頭痛、煩躁不安和記憶力衰退等現象。
強微波的照射能夠導致電子設備的功能下降, 甚至燒毀電子元器件。
功率密度為10~100 瓦/ 平方厘米的微波, 足以幹擾雷達的正常工作。而大功率的微波武器, 則能在來襲的敵方導彈及偵察衛星的周圍形成一個強輻射場, 造成足以損壞其電子設備的高電壓, 使這些導彈及衛星的製導係統和計算機係統失靈, 導彈的引信失效甚至自行引爆。強微波波束武器還足以使隱形飛機變熱直至熔化。
微波武器的主要優點是傳播速度快, 不受大氣條件的影響, 具有一定的穿透能力, 比較容易對目標進行跟蹤和瞄準; 其主要弱點是抗幹擾能力差, 有時會出現“敵我不分” 的現象, 對己方的電子設備造成幹擾破壞。
與激光武器和粒子束武器比較起來, 微波武器還顯得不夠成熟。特別是對於空間微波武器的研製, 可以說目前尚處於可行性論證的階段。
高功率微波武器
高功率微波武器又叫射頻武器, 是利用強能量的微波源向目標定向發射高功率脈衝調製的高功率微波極窄波束能量, 用來幹擾或毀壞目標上的電子設備以及殺傷作戰人員, 是一種定向能武器裝備。
高功率微波武器的輻射頻率為1~30 千赫, 輸出峰值功率一般在1 千兆瓦以上, 個別的可達10 千兆瓦。高功率微波武器的主要攻擊目標是雷達、通信係統、計算機、製導係統以及車輛、艦船、飛機和導彈中的電子元器件, 像激光武器一樣, 也具備硬殺傷和軟殺傷兩種功能。當微波能量很強或極強時, 可作為硬殺傷武器裝備, 直接摧毀敵方武器裝備, 致死敵方作戰人員。當微波能量較弱時, 可作為軟殺傷武器或非致命武器使用,幹擾電子設備, 使作戰人員失去戰鬥力。
微波彈
微波彈的研究以美國海軍為主, 目前主要集中在常規炸藥激勵的微波彈, 對核激勵的微波彈也作了效應分析。1991 年海灣戰爭中, 美國海軍首次使用了試驗性的高功率微波彈, 從戰爭開始的第一天起, 就從潛艇和驅逐艦上發射了帶有這種彈頭的海軍“戰斧” 巡航導彈, 幹擾和毀壞伊拉克防空係統和指揮控製中心的電子係統。
壓製敵防空係統的高功率微波武器該類高功率微波武器的研製以美國空軍為主, 旨在對用於飛機自衛、壓製敵防空、指揮控製戰、奪取空中優勢、空間控製等方麵的寬帶和窄帶高功率微波源進行進一步的研究與鑒定, 實現利用微波能量燒毀敵防空係統中的敏感電子元件。
這種武器能在敵防區外發射, 利用有限的目標信息實現攻擊效果。它可以對敵方的射頻威脅係統造成永久性電子損傷, 具有發射後不用管的能力, 單次發射能殺傷大量目標, 有一定的覆蓋範圍, 對發射精度要求不高, 天線產生的旁瓣對己方的附帶損傷很小。
高功率微波炸彈
高功率微波炸彈是俄羅斯發展的一種高功率微波武器。
這種炸彈可以放在公文包中, 使用時能釋放10 吉瓦的高功率脈衝, 相當於10 個標準核電機組的功率, 可用於攻擊戰鬥機、核電站等目標的計算機係統, 而且不發出任何聲音。單枚炸彈的市場價不到10 萬美元。俄羅斯已將這種高功率微波炸彈出口到瑞典和澳大利亞。
動能武器
顧名思義, 所謂動能武器, 正是依靠高速運動所形成的巨大動能來直接擊目標, 將目標摧毀, 而不是像某些常規武器那樣, 通過彈頭本身的爆炸來摧毀目標。目前一些軍事強國正在加緊研製的動能武器, 主要包括電磁炮、非核動能攔截彈和群射火箭等。
電磁炮
電磁炮是這樣一種裝置: 利用強大的電磁力來加速彈丸, 使彈丸高速射向目標並將其摧毀。
電磁炮的發射原理同普通電動機的工作原理是一樣的。我們都知道電動機由定子和轉子兩大部分組成。通電後, 電流通過定子上的線圈而產生電磁力, 而轉子就在電磁力的推動下高速運轉起來。
在這裏, 我們把電磁炮看作一台特殊的“電動機”。炮身相當於電動機的“定子”, 炮彈相當於電動機的“轉子”。電磁炮的炮身是兩條長長的平行銅導軌, 炮彈就夾在這兩條導軌的中間。
導軌通電後產生一個強大的電流, 此電流沿其中一條導軌輸入, 流經炮彈, 然後再由另外一條導軌返回; 這樣, 便在這兩條導軌之間形成一個強大的磁場; 而該磁場與炮彈中的電流相互作用, 產生一個強大的電磁力; 此電磁力推動著炮彈沿導軌高速前進, 並且日其運行速度越來越高,炮彈就這樣被射了出去。所以電磁炮又叫“軌道炮”。
由於電磁推力大, 所以電磁炮的炮彈能夠達到很高的速度。美國的兩個電磁炮實驗室已經將3 克重的彈丸加速到每秒11 千米, 另外還將300 克重的彈丸加速到每秒4 千米。我們知道, 一般火炮的射出速度隻有每秒0.8 千米左右, 步槍子彈的射出速度也隻有每秒1 千米左右。
由於電磁力很均勻, 故電磁炮的彈丸在飛行中比較穩定; 又由於在發射時不出火焰和煙霧, 也不產生衝擊波, 所以電磁炮的隱蔽性好; 電磁炮可以根據目標的特征快速調節電磁力的大小; 另外, 電磁炮也比較經濟。
常規火炮的發射藥每產生1 兆焦耳能量大約需耗資10 美元, 而用電磁炮隻需0. 1 美元。
電磁炮的發展受到各軍事強國的高度重視, 例如在美國的“戰略防禦計劃” 中, 對電磁炮的研製占有重要地位。
不過, 從電磁炮的當前發展水平來看, 距離實戰要求仍有一定的距離。例如: 實戰要求能將3 千克重的彈丸加速到每秒15~30 千米的速度,而目前的實際水平距離這個要求還差得很多; 目前的電磁炮導軌材料還不夠強固, 彈丸高速掠過時, 往往會使導軌發生剪切、變形甚至熔化; 高速飛行的電磁炮彈丸在穿過大氣層時, 容易被燒蝕; 目前仍處於試驗階段的天基電磁炮武器係統, 其重量太大, 其費用也極高。