电磁炮 只是一场革命的组成部分

最近，安装在936号登陆舰上进行试验的电磁炮原型机引起了媒体的热议。一时间，关于电磁炮毁天灭地的各种传言在网络自媒体间泥沙俱下，大家似乎都忘记了，同样是这些评论者，不久前还在口沫横飞的说美国电磁炮“不足为惧”。

把电磁炮吹上天，完全忘记之前是如何DISS美国电磁炮的人有之

把什么东西都和电磁炮联系起来，瞎吹一气的人也有之

这个时候，笔者倒是觉得大家有必要用毛主席的名言提醒一下自己：“决定战争胜负的，不是一两件新式武器，而是人”。当然了，也不能狭隘的把这个观点理解为，“只要精神原子弹，可以不要真的原子弹”。而是说，只有拥有更优秀的人才，更优越的组织形式，更好的社会优越性，才能把人的力量汇集，凝聚，不管是众志成城对抗外敌，还是万众一心，研发新的武器装备，才有了无穷的力量。

如今，我们的综合实力早就不是依仗一两件高科技“杀手锏”和“高科技人民战争”来“两手”的时代了。所以，在军事技术革命方面，我们也不应该把眼光仅仅局限在“一两件新武器”上，而是要提高我们的视角，看到中国总体军事技术的飞越，把我们带到了一场新的军事技术革命的门槛上。

军事技术革命不光是一两件新式武器的问题，最关键的是总体科研能力的革命性提高

下面我们具体谈一下这个问题。

电磁炮有什么厉害的？

电磁炮其实没什么特殊的，从人类发明投石机和弓箭开始，我们就在用动能作为武器，而电磁炮只不过是这方面的新进展罢了。

回顾历史，人类最早使用的动能武器是石头，用手来投掷，能量储存在我们细胞里的三磷酸腺苷中，利用它驱动身体的肌肉，赋予石头动能。

而最早的“升级”动能武器，应该是“投石索”，就是古希腊传说里大卫敲破歌利亚脑壳用的武器，它们的作用是在肌肉输出能量不变的情况下，通过离心原理，让石头获得更高的动能，达到更高的初速，从而使击中目标时的存能更大。稍后出现的“投矛器”也是相似的。

而到了弓箭，虽然动力源依然是人力，依然是三磷酸腺苷，但直接用于发射弓箭的能量，却变成了弓臂变形产生的弹性势能。由于弓臂变形能更好的瞬间将势能转化为动能，要比人手投掷更加稳定，且便于瞄准，因此很快取代了相对更难以掌握的投石索。

投石索、掷矛器，可能是人类最原始的提高投掷武器初速，从而增强威力的手段

再后面，人们又制造出了弩，更方便瞄准和击发。

但直到罗马的蝎子弩，这些武器的最终能量来源都无一例外仍是三磷酸腺苷。只不过通过不同的手段，将生物化学能“暂存”到金属、木材等材料中，转换为它们的弹性势能，然后瞬间发出，来加速投射物——这一方面的最终产品，应该算是“回回炮”，也就是杠杆式投石机，它是将人力转换为巨大重锤的重力势能，再加上杠杆臂的弹性势能，共同加速网袋里的石弹。

回回炮说到底，是将人力转换为平衡物的重力势能，然后迅速释放出来，转换为石弹的动能

尽管从投石索，到“回回炮”，看起来外形差别巨大，投掷物尺寸差别巨大，威力也差别巨大，但本质上，它们的最终驱动能量都是人力。只不过回回炮能够“暂存”更多的人力，将其瞬间放出而已。

这就决定了这些武器的上限，要想真正提高投射武器的威力，就必须找到新的能量源——于是我们看到了火器。

虽然非常原始，但从突火枪这类原始火药兵器开始，投射兵器就摆脱了对人力的依赖

从最早的突火枪，到现代的榴弹炮，坦克炮，其原理也无非是将火炸药化学键所蕴含的能量，释放出来，转换成高温火药气体的能量，来推动弹药达到较高的速度飞出。

摆脱人力限制的火器极大改变了战场，其中一个很重要的原因就是，因为其能量源不是来自于操作武器的人，而是来自于火炸药，因此不论什么人，只要能正确操纵火器，它就能发挥出足额的效能。

简单来说就是，“一个14岁的小孩使用AK步枪，威力和40岁的士兵是一样的，甚至可能还更强些”——电影《战争之王》的台词。

正因为实现了这一点，使用火器的近代军队可以快速动员庞大的人力，进行相对简单的训练，就可以组织起庞大的军队，乃至于紧急时刻可以动员上到60岁，下到14岁的男性全部加入军队。也让游击战，全民皆兵这些概念具备了前所未见的意义。

而再进一步，电磁炮、激光炮、高能微波武器这些新概念定向能武器进入了人类的视野。

从武器使用的能源角度而言，这是又一次革命性的变革。

与火器相比，定向能武器不再是使用发射药的能量，而是直接将动力系统提供的电力转化为攻击的能量。

死星就是“战略性定向能武器”

这个革命性意义在于，作战部队不再需要燃料、弹药两种补给品，只要补给燃料，或者说能源，至于弹药，如果没有火工品，仅仅是补给弹丸这类东西，那是非常简单的。

如果再配合上第四次工业革命，也就是廉价的核聚变能源的普及，那将为人类社会带来翻天覆地的变化。通过定向能，直接将近乎于无限的核聚变电能转换为强大的攻击能量，作为战略性武器使用——就像游戏《命令与征服》里面的天基粒子炮——首先掌握这种武器的大国将可以掌握真正可以随便使用的，威力与核武器相当的武器。相比之下，现在媒体经常说的，“上帝之杖”这类的东西其实是想象力非常贫乏的。同样，依托传输电力的超级供电网络，建立的陆基定向能空天防御能力，将可以将大国的领空真正变成“禁区”。

里根的星球大战计划，主要也是以激光、定向能武器为基本要点

当然，这还只是我们现在对未来的一种粗浅想象，这个真正的技术革命离我们还远。

我们现在看到的电磁炮，其实就跟“回回炮”一样，只是在火药时代的人们，试图开始摸摸定向能时代的一点边而已。

为什么这么说呢？

因为人类进入定向能武器的最基本技术障碍，仍如同一座大山一样横亘在面前。

这就是能源问题。

我们现在常常看见有些介绍文章，一说到电磁炮，就把科幻小说里描述电磁炮的那些说法拿过来，什么电磁炮能将弹丸加速到亚光速，从而具备不可思议的强大动能，仅仅依靠动能就能把目标气化……

这都是胡扯。

海因莱因《月球是个严厉的女人》里，谋求独立的月球威胁地球的战略武器就是质量投射器——用电磁发射器将小行星投掷到地球

且不说电磁炮的发射技术能否支持，现在我们根本没有能力在瞬间释放这么大能量的能源好不好？

我们现在的电磁炮，主要用的能源装置分几个部分。首先，是动力源，即发动机，现代大型水面舰艇的主机和舰载电站的功率通常没有考虑电磁炮这样耗能大户的需求，需要全电综合推进，或者至少也是舰载综合电站技术。不过这其实是相对容易解决的部分，在我国003型航母上预计就会采用舰载综合电站技术，也就是说可以将主机的很大一部分功率直接用于发电，满足电磁弹射器的需要。

电磁弹射器其实和轨道炮原理类似

不过，如果考虑到未来“战略”级定向能武器，那自然就差距很大了，那种东西，可能起码要有聚变发电这样的前置科技，才能开始考虑吧。

其次，还要有储能装置，因为动力源发出来的电，并不能直接用来发射，必须用一个储能装置将电力储存起来，再通过瞬间放电，转化为攻击性的能量发射出去。因此储能装置的能量密度，瞬间充放电能力……这些就很关键了。

其实对于定向能武器来说，储能装置就相当于弓的弓臂，或者投石机的重锤，是“暂存”能量的关键部分，它的技术原理和工程水平，直接决定了发射装置如何设计。

中国在电磁弹射器方面已经赶上美国，在电磁炮方面自然也不会落后太多

目前，美国的电磁炮使用的储能装置是超级电容，利用它瞬间充放电的能力，来说实现能量的“暂存”。

在2017年，BAE进行的一分钟内2发32兆焦电磁炮发射，已经验证了这个系统的性能。这是目前公开的最强的供电磁炮使用的储能装置。

单发32兆焦，对于近距离直射的坦克炮而言，威力是够大的，因为现在坦克炮的炮口动能，大概是15兆焦，未来通过使用电热化学炮技术，能达到18兆焦。而和电磁炮轻松达到20兆焦以上相比，那自然就差别很大了。

美国雷西昂公司为电磁炮开发的储能单元

但问题就在于，如果以现有的储能装置当做反坦克炮用——能量密度又太小，导致储能装置尺寸太大，塞不进一辆坦克内。

除了动力源和储能装置，电磁炮的还有一个重要组成部分，就是发射系统。

其实如果不考虑发射装置的尺寸重量——航母的电磁弹射器就是技术相当先进的“超级电磁炮”。当然，由于它所发射的“炮弹”非常沉重，要求的加速度也相对不高，因此所面临的技术问题其实和电磁炮有很大不同。

目前，电磁轨道炮的主要技术难题，最关键是轨道的烧蚀问题，目前的美国电磁轨道炮发射的画面就可以看到，开火的时候炮口有很强的“炮口焰”，那其实就是轨道烧蚀造成的，可想而知，这样的轨道炮的轨道寿命会受到很大影响。

32兆焦电磁炮发射瞬间，实际上这个“炮口焰”是高温等离子体和轨道烧蚀的产物

936舰上试验装置到底是线圈炮还是轨道炮，军迷们还在争论，但马伟明院士关于电磁炮的论文，全是关于轨道炮，所以这不大可能是技术难度更高，性能更好的线圈炮

至于技术更先进的线圈炮，目前面临的难题更大，比如线圈的冷却问题，每个线圈对炮弹进行加速精确配合问题……

从上面简单的分析可以看出，现代的电磁轨道炮，其实是不具备通过动能直接杀伤远距离目标能力的。其实最简单的一个道理，如果不能直接命中目标，那么炮弹动能再大——除非这动能达到能造成地质灾害的程度——也是不能对目标造成杀伤的，而现在的技术还无法做到让如此的高速度炮弹实现精确制导。

所以，美国在2010年前后提出研制“朱姆沃尔特”的配套电磁炮的时候，就明确了电磁炮炮口动能32兆焦，射程200公里左右，发射携带杀伤爆炸战斗部和集束战斗部的高速制导炮弹，三个技术指标。

也正是因为这三个技术指标，最后美军认为，用155毫米火箭增程弹也一样能达到同样的效果，才在“朱姆沃尔特”上选择了155毫米AGS火炮和增程制导炮弹。当然，后来增程制导炮弹被发现价格太高，备弹量低，发射速度太慢等等问题，已是后话。

但可以看出，电磁炮的实际现状和媒体上经常渲染的什么电磁炮依靠动能直接杀伤目标这类的说法根本不同。

目前，美国为电磁炮研制的炮弹，HVP，技术已经基本达到了研制时提出的要求。不过因为电磁炮的储能装置和发射装置达不到设计之初的要求——导轨寿命4500发，射速每分钟12发。

因此，最后变成了用常规火炮发射HVP炮弹，相关性能因此也就自然大打折扣，射程缩短一半以上。所以最后美军也没有选择此前提出的用155毫米炮发射HVP炮弹的方案。

美国电磁炮项目的最大收获可能是HVP炮弹

中国的电磁炮在这些方面能否突破呢？现在恐怕还说不好。我们只能说，如果能实现早年间美军提出的这些设计指标，那么我们将获得一种射程200公里左右，射速12发/分，单发炮弹造价10-20万美元的弹药投送手段。不管是装到战舰上用于对岸轰击，还是用于跨过海峡实施火力打击，会比弹道导弹和巡航导弹的成本低得多，甚至几乎可以接近飞机投掷炸弹的水平。

电磁炮说到底依然是现代技术条件下的一种新的火力投射手段，并不具备真正的“革命”意义——客观地说，美国的电磁炮如此，中国的电磁炮现在也是一样。

在现代条件下，电磁炮的真正技术难点反而不是发射系统，美国在研制海军电磁炮的时候，曾要求发射能量达到64兆焦。但结果发现这种能量下，炮弹无法实现制导，因为加速度实在太高了，最后才“妥协”在32兆焦。

虽然最后没有实现，但火箭增程炮弹理论上和电磁炮在性价比上处于一个档次

32兆焦的电磁炮发射瞬间加速度，据此前美军说法，大约能达到3万g，这也是美军现有技术研制电子设备能承受的加速度极限。

目前，据相关资料，作为抗过载电子设备技术标杆之一的MEMS（惯性测量传感器）量程，国外最先进的此类设备，可达20万g。而我国目前仅达到10万g，与国际先进水平差距明显。换言之，我国按照现有水平，还无法造出能承受32兆焦电磁炮加速度的制导弹药，而如果要研制能承受更高能量电磁炮加速度的电子系统，则需要在这方面超越美国。虽然现在这也不是不可想象，但需要更多的资金和时间投入进去。

而电子设备的抗过载水平如果能达到，比如8万g，或者10万g，那么很多其他领域也能受益，例如这就意味着可以制造出供航炮弹药使用的电子引信乃至采用制导技术（战斗机航炮发射瞬间炮弹过载可达8万g以上，目前只能使用机械引信）。甚至可能造出具备制导能力的尾翼稳定脱壳穿甲弹，大大提高坦克炮的命中率和作战距离。

我们且不去讨论具体的技术是否能够满足要求的问题，如果现代技术条件下，电磁炮能够具备在数百公里距离上，高效率投射火力的能力。那么它是否就算是具备革命意义了呢？

恐怕依然很难说。

换一个角度说，中国的反舰弹道导弹，东风-21D，具备了不到半小时内命中2000公里外海上目标的能力。而美国的“战术战斧”导弹，射程也能达到2000公里外，而且，让一架飞机在目标附近持续跟踪，并回传目标数据，然后通过数据链不停更新到“战斧”导弹上，它最后就能命中海上目标。

这两者的区别在哪里？

区别在于，“东风21D”其实对整个作战系统的依赖相对而言要少得多，它只需要知道目标精确的位置、运动要素信息，然后凭借极快的飞行速度，让目标能够进行回避的范围小于其在高空启动弹上雷达探测的范围，就可以确保目标不会逃出导弹的攻击范围。而相比之下，“战术战斧”就做不到这一点，要想用它命中海上目标，必须连续数个小时对目标进行精确跟踪。

现代技术条件下，要做到“战术战斧”对舰攻击试验中那样，连续几个小时对目标持续跟踪，而且前沿跟踪的信息始终不间断传输到导弹上，这个难度是很高的。

21世纪初，美国曾乐观认为能够克服这方面的技术难题。拉姆斯菲尔德任国防部长时期提出的“新军事革命”就是基于这种匪夷所思的先进信息技术。当时甚至打算研制完全取消制导传感器，只安装网络终端，直接通过网络获取目标信息和自身位置信息，来进行制导的“网火”导弹，取代所有现役火炮和战术导弹，用来打击各种战场目标。

当然，结果证明，这种真正具有革命性的信息技术，至少在可预见的未来，是实现不了的。

话题回到我们的电磁炮，现阶段电磁炮和前面提到的信息技术一样，前置科技还没全点亮呢。

它只是“科技树”上下一步的方向，而不是现阶段已经能够进入实战的装备。

因此，为了我国的电磁炮上舰试验感到欢欣鼓舞，这是大家的人之常情，但我们也应该清醒的看到，这只是中国在最新科技领域全面追赶美国的真正伟大的技术革命的一个组成部分而已，对其进行过分的吹捧，实在是没有必要的一件事。