未来武器的发展
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未来的定向能武器
现代的人们把使能量以一定方向传播的武器,叫定向能武器.因为这类武器以光的形式传播,速度快,且杀伤力巨大,故称它为"死光".这里我们所说的定向能武器,通常包括激光武器、粒子束武器和微波束武器等.
1.激光武器所谓激光武器,就是利用激光束的辐射能量,在瞬间危害或摧毁目标的定向能武器.它是依靠自身产生的强激光束,在目标表面上产生极高的功率密度,使其受热、燃烧、熔融、雾化或汽化,并产生爆震波,从而导致目标毁坏.
激光武器是一种完全不同于现代常规兵器的新型武器.它的出现和在未来的使用,被科学家们认为"具有使传统的武器系统发生革命性变化的潜力,并可能改变战争的概念和战术".那么,激光武器与现代常规武器相比,具有哪些与众不同的特点呢?
激光武器最厉害的绝招有"三招":即烧蚀、激波、辐射.我们知道,常规武器通常是用子弹或炮弹打击目标的.而激光武器却是用"光弹"来打击目标.当一束强激光照到目标上,部分光能量被目标吸收,化为热能,使目标表层迅速熔融而汽化,形成凹坑或穿孔.如果目标与激光脉冲搭配合适,目标还可能发生热爆炸.这就是"烧蚀".
激光武器的第二个绝招是"激波".当强大的激光束打到目标上,蒸气迅速向外喷射,并在极短时间内产生反冲作用,在固态材料中就形成一个激波.这个不寻常的激波能在目标背面产生强大的反射,这样,入射激光与激波就会对目标实行"前后夹击",立即击断目标,造成层裂破坏.那四处飞溅的层裂碎片,也具有很大的杀伤能力,好似重型炸弹凌空爆炸一样,可以造成大面积杀伤效果.
"辐射"是激光武器的第三个绝招.当激光照射目标,能量达到一定高度时,目标上汽化的物质就会被电离而形成一层特殊的等离子体云,给入射激光形成一道天然屏障,好像乌云遮蔽太阳,给目标起着屏蔽和保护伞作用.
但高温等离子体,能发射紫外辐射,甚至X辐射,引起辐射效应,造成目标结构及其内部电子、光学元件等损伤.其中,紫外或X辐射比激光直接辐射所引起的破坏更为有效.因此,紫外或X辐射对于目标的破坏起着推波助澜的作用,达到其他武器所不具备的特殊破坏效果.
激光武器与常规武器相比,有着独特的优良性能.一是速度快,命中率高.激光武器发射的"光弹"——激光束,以每秒30万公里的速度飞行,比普通枪弹速度(初速每秒0.75公里)快40万倍;比导弹速度快10万倍.这个惊人的速度,使任何目标都难以躲避,"百发百中"成了对激光武器名副其实的评价.二是强度高,可以摧毁一切坚硬目标.据估算,一个千亿瓦的激光武器,它在千分之一秒内发射功率的强度,相当于目前全世界所有发电站发电功率的总和.如果把这样大功率的激光集中到几微米的面积上,则可产生每平方厘米百亿亿瓦的罕见强光.可想而知,无论多么坚硬的目标,在如此强大的激光武器面前,也是抵挡不住的,不是粉身碎骨,就是化为一缕青烟而消失.三是无惯性,不产生后坐力.由于激光武器发射的是"光弹",所以发射后不会产生后坐力,是一种无后坐惯性武器.它可以随时改变射击
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方向,任意攻击各种目标,而不影响射击精度和效果.因此,激光武器使用起来省时、省力,机动灵活,得心应手.四是无污染.激光武器不存在长期的放射性污染,无论对地面或空间都无污染区,因而使用范围较广.
据报道,目前世界上最大的激光器被安置在美国洛斯阿拉莫斯实验室里.这种激光器的输出功率已达到104～105瓦.美国还有一台运转寿命最长的半导体砷化镓激光器,它的寿命已达到100万小时.
激光武器的种类,按未来武器的作用,通常可分为战术激光武器与战略激光武器.
战术激光武器是以地面为基地的激光武器.其打击距离在几十公里的范围内,既可用于对付战术导弹、飞机、坦克等战术目标,也可用于地面防空、舰船防空与反导、大型轰炸机的自卫等.其主要作用是破坏人的眼睛、导弹的光学传感器、战斗车辆的观瞄光学系统、夜视器材、飞机油箱等等易受激光伤害的敏感部位,从而使目标丧失战斗能力.
战略激光武器是以外层空间(距地球1000公里以上)为基地的激光武器.其打击距离从数百公里到数千公里.它的主要任务,一是破坏敌方在空间轨道上运行的卫星,二是反洲际弹道导弹.
按未来武器系统所在位置和作战使用方式,激光武器可分为:天基激光武器.即把激光武器装在卫星、宇宙飞船、宇宙空间站等飞行器上,用于空间防御或攻击,以摧毁敌方的各种军用卫星、洲际导弹以及其他航天武器等.这种天基武器,可以从目标的上下左右前后多方位实施攻击.
地基激光武器.即把激光武器设置在地面上,主要用于地面作战中的对空防御,截击来袭弹头、航空航天武器等,也用来攻击敌人一些重要地面目标.
机载激光武器.即把激光武器装在飞机上,主要用于空中防御或攻击,摧毁来袭飞行器或导弹等.也可用来攻击地面或海上目标,支援地面或海上作战等.
舰载激光武器.即把激光武器装在各种军用舰船上,用于海上攻击或防御作战,摧毁来袭飞行器或各种导弹,攻击敌人各种舰船等.
车载激光武器.即把激光武器装在坦克等各种战斗车辆及特种车上,主要用于攻击敌人地面目标.也可对敌方人员进行杀伤.
按激光武器所具有的能量,激光武器还可分为:低能激光武器,又叫激光轻武器或单兵激光武器.它所发射的激光能量,通常较低,是一种小型激光装置,主要用于杀伤敌方人员,同时也可破坏敌方红外测距仪、各类夜视仪等器材.它主要包括激光枪、激光手枪、激光致盲武器等.激光枪的样式与普通步枪差不多.其结构由四大部分组成.一是激光器.这是激光枪的核心部分,用于发射激光束,它好似普通步枪的弹夹和枪膛.二是激励源(又称驱动器).它能激励(或驱动)激光器产生激光.
三是击发器.它是激励源的控制开关,好似普通枪支的扳机.四是枪托.它把上述各部分连在一起,形成一个结构紧凑的枪体,既便于使用,又便于携带.激光枪的使用与普通枪一样,只要缺口、准星、目标三点在一条直线上,就能击中目标,所不同的是它不需要考虑弹道曲线影响,对活动目标射击时,
不需要选取提前量等.激光手枪能在距人数米之外烧毁物品,烧穿人的皮肉,而且无声响,在不知不觉中致人以死命,还能在几十米处打瞎人的眼睛.此
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外,还可以引爆火药,使敌方夜视仪、红外或激光测距仪等光电探测器失效等.更有一种奇特的"三用"激光手枪,即平时可当笔用,紧急情况下能用于自卫,夜间走路用于照明.激光手枪不仅可以像现代手枪那样打单发,也可像机关枪那样连发.激光致盲武器是用激光束在一定距离上照射人的眼睛,使其视网膜大面积出血,甚至使眼睛变瞎的一种武器.我们知道,在人的身体上,最易受到伤害的是眼睛.在战场上,无论侦察、观察、瞄准等活动都要使用它,再加上眼睛本身的结构,好像一个"聚光镜",因此很容易受到激光照射的伤害.由于使人眼致盲只需能量很小的激光就能达到,所以激光致盲武器实质上就是一种小型高效率的脉冲激光器.它具有重量轻、体积小、易于研制、成本低、便于携带等特点.据预测,它将是未来最先投入战场实战使用的武器之一.
高能激光武器,又称激光炮,简称光炮.它是利用高能激光束摧毁飞机、导弹、卫星等重要目标或使之失效的一种定向能武器,主要由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统组成.高能激光器是该武器的"心脏",用于产生高能激光束,未来可能使用的有二氧化碳、化学、准分子、自由电子、核激励力、X射线和γ射线激光器等种类.精密瞄准跟踪系统用于捕获、跟踪目标,引导光束瞄准射击,并判定毁伤效果.由于该武器是靠激光束直接击中目标,并停留一定时间而造成破坏,所以对瞄准跟踪的速度和精度要求都很高.光束控制与发射系统的作用是将激光束快速地聚焦到目标上,并达到最佳的破坏效果.其主要部件是反射率很高、耐高能激光辐射的大型反射镜.
由于激光炮具有"火力强"、命中率高、无后坐力、能迅速变换射击方向、在短时间内拦击多个目标等特点,因此未来将广泛地应用于打飞机和反导弹、反卫星的作战中.实验中的陆基激光炮,已能在几公里内,击中一枚正在高速飞行的反坦克导弹,使其裂成碎片.1987年,美国在加利福尼亚南部进行了该项试验,用激光炮击落了一枚"陶式"反坦克导弹.未来肯定将在宇宙飞船等航天器上安装这种激光炮,用以对付飞行中的洲际核弹头导弹等.激光炮对卫星上的太阳能电池、各种光敏元件、高精密仪器和仪表等破坏性甚大,还能使卫星上的侦察照相装置等受到损坏,使卫星失去工作能力,成为"废星".实验中的星载激光炮,既可安装在空间站上,又可装在卫星拦击器上,已显露出巨大的作用.激光炮还可以用来反坦克、破坏敌方雷达、通信装备以及在森林、山区、城市进行大面积纵火.
具体说来,未来可预见的激光炮,根据形状、运动方式、作用等不同可大致划为如下三种类型.
一是折叠式光炮.它的外貌跟常规的多管火箭炮相似.不过,它那并排着的管子,可不是火箭炮的发射架,而是多只巧妙折叠起来的大功率气体(如二氧化碳)激光器.由于该种光炮体积庞大、笨重、附加设备多,所以设计将它装在坦克、汽车、大型飞机及舰船上.这样它就可以灵活机动地活跃在陆地、天空、海上等广阔的空间地带,攻击各种目标.
二是固定式光炮,即固定在某个定位点,一般不作运动的高能光炮.由于其位置固定,可增大能量功率,因而"火力"猛、威力大,可隐蔽在较安全的地方,对陆地、空中、海上甚至外层空间的目标进行突然打击.
三是轻型光炮.它与现代普通迫击炮相似.短小的炮筒,是一个化学激
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光器,再加上炮座及驱动电源,总重量也只有几十公斤,可两人携带,操作方便灵活.它主要用来对付空袭的敌机、集群坦克及其他重要目标.
激光炮虽然有其独特的优点和神奇的力量,但也有其致命的弱点:随着射程增大,激光束发散角随之增大,射到目标上的激光束功率密度也随之降低,毁伤力减弱,其有效作用距离受到限制,此外使用时易受环境的影响.
比如,在稠密的大气层中使用时,大气会耗散激光束的能量,并使其发生抖动、扩展和偏移.恶劣天气(雨、雪、雾等)和战场烟尘、人造烟幕对其影响更大.因此,激光炮虽在未来的战场上能发挥出独特的作用,但是,它不能完全取代其他种类的武器.
除用激光直接摧毁目标、杀伤人员的武器外,还有一些用激光控制的武器,我们把它称之为激光制导武器.它是用激光导引炸弹、炮弹、导弹等飞向目标的武器系统.目前已经使用和正在研制的激光制导武器有:激光制导炸弹、激光制导炮弹及激光制导导弹等.激光制导武器与激光武器不同,它用于杀伤和摧毁目标的能量不是激光束,而是普通的炸弹、炮弹和导弹.激光束只起制导作用,就像给这些普通的炸弹、炮弹和导弹安上了一双"眼睛",使它们能紧紧盯着目标,穷追不放,直至消灭之.
2.粒子束武器粒子束武器,就是利用微观粒子构成的定向能量束去摧毁目标的武器.
具体地说,就是通过特定的方法将质子、电子或离子(物理学中称为微观粒子),加速到接近光束,聚集成密集的束流,用以破坏目标的一种定向能武器,亦称为"束流武器"或"射束武器".
粒子束武器是一种类似于激光武器但又比激光武器更厉害的武器.自从科学家们提出利用高能粒子束作武器的设想,就立即受到军界的高度重视.
美国和前苏联等对此作了巨大努力,并且取得了一些令人鼓舞的成效.他们认为:"粒子束技术是第二次世界大战以来,在技术上的一项根本变革."
粒子束武器对目标的破坏主要是通过"三板斧"来实现的.
"一板斧"是破坏结构.粒子束武器射击的粒子束流具有很大的动能和能量,当它射到目标上时,粒子和目标壳体的材料分子发生非弹性碰撞,把能量以热的形式传递并沉积在壳体材料上,使材料的温度迅速上升,直到局部被熔融成洞或由于热应力引起壳体材料破裂为止.如同一块烧红的钢铁猛然放到冰上一样,能使冰与烧红钢铁接触处迅速熔融、汽化,猛然向外飞溅,同时还可能使熔洞周围爆裂,从而达到破坏目标结构的效能.
"二板斧"是使引爆药早爆.常用的引爆炸药在密闭情况下要到500℃时才起爆,但粒子束武器发射的粒子束却能使引爆炸药在500℃以下就能起爆.这是因为,其一,粒子束能使引爆炸药内部产生电离,引起离子迁移、交换,使其内部电荷分布不均匀,形成附加电场;其二,粒子束的强烈冲击和能量沉积,产生冲击效应,即在引爆药中产生冲击波,从而导致引爆药提前起爆.
"三板斧"是破坏电子设备或器件.一是低强度的照射,可造成目标电子线路的元件工作状态改变、漏电,使元件工作产生错误动作或失效;二是高强度的照射,除可直接烧熔电子元器件外,当带电粒子束穿透电子设备时,能在元器件中产生电子—空穴,进而突然形成强烈的电流脉冲,放出大量热能,破坏电子元器件;三是带电粒子束在大气层运动时,可产生高能的γ射线和X射线,能破坏目标的瞄准、制导和控制等电路;四是带电粒子束的大
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电流短脉冲,还可激励出很强的电磁脉冲,达到干扰或破坏目标电子线路的目的.
粒子束武器在使用中,具有快速、高能、灵活、干净、全天候等特点.
快速,是指粒子"炮弹"的飞行速度快.粒子束武器射出的高能粒子以接近光的速度飞向目标.因此,用它来拦截各种空间飞行器,可在极短时间内命中目标,非常适用对付远距离高速飞行的洲际弹道导弹等,而且一般不需要考虑射击提前量.
高能,是指粒子束武器可以将巨大的能量高度集中到一小块面积上.它与其他武器靠弹片或爆炸后使能量由爆心向四方传播的面状杀伤武器不同,是一种杀伤点状目标的武器.它不仅能引起靶材熔化、损坏并导致断裂,还可以穿透到目标内部,引起内部机体和电子元器件的损坏,或引起目标战斗部的提前起爆等.
灵活,是指变换射击方向灵活方便.粒子束武器虽然体积庞大,但改变射击方向却十分简单灵便,只要改变一下粒子加速器出口处导向电磁透镜中电流的方向或强度,就能在百分之一秒内迅速改变粒子束的射击方向.因此,它转移火力的时间很短,便于同时拦截或攻击多个目标.
干净,是指粒子束武器没有放射性污染.
全天候,是指粒子束武器能在各种气象条件下使用.激光武器虽与粒子束武器有很多相似的地方,但它受天气条件影响较大,不能在恶劣气象条件下作战,这是它最大的缺陷,而粒子束武器则弥补了这一缺点.它发射的粒子能穿云透雾,不论在什么天气下,都能对付或攻击各种目标.所以,有人称赞粒子束武器是"全天候作战武器".
粒子束武器是靠高速粒子束流来破坏目标的.那么,粒子束流是怎么产生的呢?小小的粒子又是怎样摧毁目标的呢?
我们知道,一切运动的物体都具有动能,物体具有动能的大小主要取决于物体本身的质量和运动的速度.质量越大、速度越快,它具有的动能也就越大,其作用的能量也越大.一只小小的飞鸟与飞行中的飞机相撞,轻者洞穿机体,重者使飞机粉身碎骨,道理就在于此.物质世界的分子、原子已经小到肉眼看不见了,但还有比它们更小的质子、电子、离子及一些中性粒子,物理学界称它们为"微观粒子".尽管这些微观粒子微不足道,但它们还是有一定质量的.如果能把它们加速到极高的速度(假如接近光速),这时它们也都会具有一定的动能.如果再把许许多多这样的粒子聚集成密集的束流,使它们的能量集中起来,那能量可就相当可观了.把这些具有大能量的粒子束流射向目际,它们就像子弹或炮弹一样能摧毁目标.能量越大,摧毁目标的能力就越强.那么怎样给这些微观的粒子加速呢?我们从普通物理学中得知,电和磁都具有同性相斥、异性相吸的特性.当粒子产生器产生出带电粒子并通过电场时,带电粒子就会受到电场作用力的作用.当电场作用力的方向与粒子运动的方向一致时,粒子的速度就会加快.
根据上述原理,人们制造出一种专门加速粒子的特殊装置——粒子加速器.带电粒子进入加速器后就被加速到所需要的速度.当然这种加速不是由电场对粒子进行一二次巨大的冲击而完成的,而是通过多次重复而又方向一致的加速来使粒子的速度越来越大的.就如同使人造卫星加速到一定的速度,是通过多级运载火箭经过多次加速而完成的道理一样.粒子经过一次又一次的加速,最后就可以获得所需要的速度.尔后经磁场聚集,把大量的粒
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子集中起来,形成束流,并由加速器射出.这样的粒子束就具有了极大的能量,足以摧毁所攻击的目标.粒子束武器也就因此而诞生了.
粒子束武器系统主要由五大部分组成:粒子束生成装置、能源系统、预警分系统、目标跟踪与瞄准分系统、指挥与控制分系统等系统.
粒子束生成装置.这是粒子束武器系统的核心.它是用来产生高能粒子束、并聚集成狭窄的束流,使其具有足够的能量和强度.它足产生粒子"炮弹"的加工厂.它主要包括粒子源、粒子注入器、加速器等设备.目前这些设备还存在不少技术难点有待今后去解决,其中主要的是研制出适合武器系统使用的高能粒子加速器.实验室中庞大的粒子加速器,显然不能作为武器系统来运用.
能源系统.这是粒子束武器各组成部分的动力源.它为武器系统提供动力,为生产粒子"炮弹"的加工厂,为粒子束生成装置提供动力.但是,要把大量的带电粒子加速到接近光速,并聚集成密集的束流,需要强大的脉冲电源,一般的发电机,一般的供电方法是满足不了它的要求的,必须采取新的能源、采取新的供电方法.这是目前技术上尚未解决的问题,留待未来逐步解决.
根据粒子束武器作用的不同,可有如下的分类:按粒子束武器系统所在的位置,可分为陆基、舰载和天基粒子束武器.
陆基粒子束武器,是设置在地面上的粒子束武器,它主要用于拦截进入大气层的洲际弹道导弹等目标,担负保护战略导弹基地等重要战略设施的任务.
舰载粒子束武器,是安装在大型舰船上的粒子束武器.主要用于保护海上重要目标,使之免遭导弹等武器的攻击.
天基粒子束武器,是安装在卫星、航天器等上的粒子束武器.它主要用于外层空间,对付来袭的导弹、其他天基武器,或对正在空间轨道上运行的敌方卫星进行拦载;也可作为从天空直接攻击地面目标的武器.
按粒子束流的带电性,可分为带电粒子束武器、中性粒子束武器.如果粒子束武器发射出的束流,是带电的质子、电子、离子等粒子,就是带电粒子束武器.由于带电粒子组成的束流,在飞行中易受地磁场的影响而改变运动方向,使瞄准失效,因而不适于外层空间使用.当在大气层内使用时,由于粒子束流沿地磁场的经向飞行,受其影响较小,因而它适用于大气层内使用.如果粒子束武器发射的粒子束流是各种不带电的中性粒子,则称为中性粒子束武器.由于地磁场对中性粒子束流无电磁作用,故它适合用于大气层外空间.
按粒子束武器的射程远近,可分为近程、中程、远程和超远程粒子束武器.
近程粒子束武器,其射程约为1公里,在稠密大气层内使用,对瞄准跟踪系统要求低,对武器系统的要求足体积小、重量轻、反应速度快,主要任务是自卫防空.
中程粒子束武器,其射程约为5公里,要求粒子束聚焦好,并有较精密的瞄准和跟踪系统,主要是用于区域性防卫.
远程粒子束武器,其射程约为10公里,对这种武器的要求是束流强,具有更精确的瞄准和跟踪系统.其任务也是用于区域性防卫.
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超远程粒子束武器,其射程为几百公里以上,要求具有极其强大的功率和非常精密的瞄准与跟踪系统.其主要任务是在大气层外的空间作战,用于拦截来袭的弹道导弹、太空飞行器和敌方在太空轨道上运行的卫星等,是一种太空武器.
粒子束武器,正以其巨大的军事潜力,引起世界各国军事家的关注.有人预测,50年以后的武器,可能全部部署在远离目标的地人,而且能快速精确地投掷到地球上的任何一点.基于这种分析,有人认为,未来的武器将是一种由地面发射的弹道式非核武器与从天空发射的粒子束武器(还有激光武器)组成的混合武器系统.这种天空上的粒子束武器(还有激光武器),依靠巨大的太阳能和核能,源源不断地供给其充足的"弹药",使其实施无数次的发射.战时,这些武器可直接用来摧毁卫星、导弹、航天飞行器和其他地面目标等.
3.微波武器微波武器,就是采用强微波发生器和高增益定向天线发射出强大的、会聚的微波波束,对目标起杀伤破坏作用的武器.简单地说,就是利用微波束杀伤破坏目标的武器.它是定向能武器的一种.
那么,微波为什么能作为武器,微波武器是怎样杀伤破坏目标的呢?
物理学知识告诉我们,微波是波的一种.它是一种波长很短的(大约1毫米到1米)无线电电磁波.但它的频段范围很广,为300兆赫到30万兆赫,具有光波的特性,在空间以光速直线传播,且可以穿透电离层,进入宇宙空间.微波有个最独具的特性是,对口径一定的抛物面天线,其增益与波长的平方成反比,波长越短,其增益效果越高.当增益达到了一定的能量,且直接作用于某一目标时,它就表现出军事上武器的杀伤作用了.
微波武器对目标的杀伤机理,既不同于激光武器的"三绝招",也不同于粒子束武器的"三板斧",它具有的是一种类似于武术界"太极神功"的内杀伤效应.
对人员目标的"软杀伤".微波武器对人员的杀伤既不同于常规武器对人员的损伤,也有别于其他两种定向能武器的破坏.它是通过微波对人体作用产生的"非热效应"和"热效应"的软杀伤来实现的.
"非热效应"是指人体受到较弱能量的微波照射后引起的伤害,包括心理损伤和微妙的功能减退现象.它可使人员神经混乱、头痛、烦躁、记忆力减退.比如,用它可损伤高性能飞机的驾驶员或其他精密系统的操作人员,使之发生变态反应.
"热效应"是由强微波能量对人体的照射引起的.在强微波能量的作用下,人体细胞的分子以惊人的速度运动,彼此碰撞,产生热功能等生理效应,即"热效应".由于微波具有很强的穿透力,故不仅可使人体皮肤的表面被"加热",而且也可使人体的深部组织被"加热";加之深部组织散热困难,所以升热速度比表面更快,致使人还未感到皮肤疼痛,深部组织已受到损伤.
微波武器对现代武器系统的破坏手法是"以柔克刚".它是通过对武器系统的电子设备的破坏来实现的.一是强微波束可直接使工作于微波波段的雷达、通信、导航、侦察等电子设备,因过载而失效或烧毁;二是微波束通过导体时,即产生感应电流,由于电磁场强度很大,导体特别是芯片上的微电路承受不了所产生的电流而被烧毁,从而使整个武器系统失效.实验表明,当微波能量超过1000瓦／平方厘米时,可在很短时间内加热破坏武器装备,
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并可能引爆炸药或核武器.
由于微波束是以光速传播的,因此,微波武器除具有其它定向能武器所共同具备的优点外,还具有能照射较大的目标区、作用距离远、不受气候影响的特性.同时,它还是对付未来隐形飞机、导弹等飞行器的有效武器.因为这些隐形飞机或导弹表面上的微波吸收材料,正好利于充分吸收微波能量,并使之迅速加热升温而毁坏.可见,微波武器将成为未来比较理想的防空、反导弹、反卫星武器和破坏C3CM(指挥、控制与电子对抗)的重要手段,并可成为多层次的反弹道导弹防御系统的重要组成部分.
微波束武器通常由超大功率微波发射机、大型高能波束天线和跟踪瞄准控制系统组成.其中超大功率微波发射机是微波武器的"弹仓".它向微波武器提供发射用的"波弹".大型高能波束天线用于把超大功率微波发射机输出的能量会聚在窄波束内,使微波束能量高度集中,以极高的强度或密度(其能量要比雷达的能量大几个数量级)辐射和轰击目标,以杀伤人员和破坏武器系统.由于目前在微波武器的输出功率、效率以及微波束的聚焦与控制等方面的问题尚未能解决,微波武器仍处于实验研究阶段.预计21世纪初,这些武器有可能投入作战使用.
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未来的动能武器
动能武器是指利用发射高超速弹头的动能直接撞毁目标的武器.所谓高超速,通常指具备5倍以上的音速(331.36米／秒)的速度.这个速度,远非张清的"石子"所能比拟.由于弹头的速度极快,人们把它形象地称为"太空神箭".
1.电磁炮电磁炮,是一种利用电磁力沿导轨发射炮弹的武器.
早在19世纪,科学家们就发现,在磁场中的电荷和电流会受到力的作用,他们把这种力叫"洛仑磁力"即电磁力.当第一次世界大战正席卷欧洲的时候,法国的科学家们提出了利用洛仑磁力发射炮弹的设想,并进行了开创性研究,但没能成功.到第二次世界大战时,德、日等国的科学家又进行了大量秘密的研究,企求利用新式武器取得战场上的胜利,但也以失败告终.
战后,其他国家的科学家们,虽都对电磁发射技术表示了极大的兴趣,进行了一些研究,一直未能取得理想进展.直到70年代,澳大利亚国立大学的研究人员,终于利用建造的第一台电磁发射装置,将3克重的塑料块(炮弹)
加速到6000米／秒的速度,成功地打出了世界上第一颗电磁炮弹,这才引起了世界科学界尤其是各国军界的关注.
电磁炮通常由电源、加速器、开关及能量调节器等组成.
电源:发射电磁炮弹所需要的大量能源,来源于燃料驱动发电机和储能器.先由储能器从发电机获取能量,并把它储存起来,一旦需要发射,能在瞬间向加速器提供巨大的电流脉冲能量.因此,储能器是电磁炮的动力源泉.
目前所采用的储能器有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电极和补偿型脉冲交流发电机等.其中单极发电机可能是短期内最有发展前途的能源.
加速器:即轨道炮,是把电磁能量转换成炮弹动能,使炮弹达到高速的装置.它有多种结构类型.其中主要的有两种,一种是使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器,另一种叫同轴同步线圈加速器,亦称"大型驱动机".
开关:犹如火炮的炮闩,是接通电源和加速器的装置,能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中.常用的一种由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组合而成.
能量调节器:调节输入加速器的脉冲电流的装置.又称中间级储能感应线圈.作用是对输入加速器的电流整流,使之适合发射要求的电感量.
此外,电磁炮还包括瞄准装置,目标探测,跟踪、识别系统等等.
电磁炮与普通火炮或其他常规动能武器相比,具有很多独特的优势.
一是射速快,动能大,射击精度高,射程远.电磁炮的发射速度突破了常规火炮发射速度的极限.弹头具有的动能可达同质量炮弹的几十倍甚至上百倍,一旦瞄准目标,命中概率大,摧毁的可能性高.由于电磁炮是靠其动能毁伤目标的,一些采用抗激光、粒子束防护的"装甲"和一般加固措施的导弹,虽能突破定向能武器的防御,但也难逃脱电磁炮的摧毁.二是射击隐蔽性好.电磁炮射击时,既无炮口焰、雾,也无震耳欲聋的炮声,不产生有害气体.无论白天还是夜晚射击都很隐蔽,对方难以发现.三是射程可调.
我们知道,常规火炮的射程及射击范围是通过改变发射角和发射不同弹药来
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调整的,操纵复杂,变化范围有限.而电磁炮只需调节控制输入加速器的能量即可达到调整目的,简便易行,精确度高.但尺有所短、寸有所长,电磁炮也存在着炮管使用寿命短、轨道部件易遭损坏、体积庞大等不足.
电磁炮以其独特的优势在军事上具有十分广泛的应用及不可估量的发展前景,主要表现在:用于反卫星和反导弹.目前,美国国防部和美国空军正在联合主持一项天基动能武器研究计划,名曰"电磁轨道系统".由安装在模拟空间环境的真空室里的电磁炮发射的小型弹头的速度已达每秒8.6公里.实验中的第一代电磁炮,能将1000～2000克重的炮弹,以每秒5～25公里的速度射向2000公里外的目标,可用于拦截洲际弹道导弹和中低轨道卫星.
用于战术防空.用电磁炮代替高射炮和防空导弹执行防空任务.美国研制中的战术用电磁炮,其发射速度可达每分钟500发,射程几十公里.美国海军也考虑利用轨道电磁炮代替舰上的"火神／方阵防空系统".它与舰上防空、反导探测系统相配合,不仅能打击各种飞机,还能远距离拦截类似法国"飞鱼"式的导弹.
用于反装甲.电磁炮的巨大动能,可穿透现有坦克的各种装甲.
用于增大常规火炮射程.如在普通火炮炮管口部加装电磁加速器,可大大提高火炮的射程.
此外,随着电磁发射技术的发展,今后的电磁炮不仅能用来发射炮弹,还可用来发射无人飞机、载人飞机,发射导弹、卫星,甚至航天器等.
2.反卫星、反导弹动能拦截弹反卫星动能拦截弹,是一种靠弹头的动能,击毁敌方卫星的机载空对天导弹.
反卫星动能拦截弹,基本上利用的是现成导弹技术.比如,前苏联从1963年开始研制的这种武器,导弹长为4.2米,直径1.8米,用SS－9洲际导弹或其改进型运送入轨.它由推进系统、侦察瞄准制导系统和战斗部等组成.推进系统包括主发动机(推力5780牛顿、工作时间400秒),轨道发动机和姿控发动机.侦察瞄准制导系统能在111～185公里范围内捕获目标,并在9.3～55.6公里的范围内锁定目标,最后在雷达引导下逼进目标.战斗部,是用于摧毁目标的装置,通常使用常规炸药,也有使用核装料的.前苏联的这种反卫星拦截弹虽然比较笨重,只能拦截低轨道卫星,且反应时间长,生存能力与抗于扰能力较差,但它将成为未来世界上第一代具有实战能力的反卫星系统.
美国从60年代开始研究核能反卫星动能拦截弹.70年代转向发展非核杀伤的战斗部,1977年开始研制非核杀伤的反卫星拦截导弹.该导弹全长5428毫米,直径501.9毫米,重1220千克,有效拦截高度500公里.该导弹由三级组成一、二级为火箭发动机,采用近程攻击导弹火箭和"牵牛星Ⅲ"
固体火箭.第三级为战斗部,即弹头.上面装有动能撞击杀伤器、8个红外望远镜、数据处理机、激光陀螺和56个操纵火箭,采用惯性加红外制导方式.
反卫星动能拦截弹由F－15战斗机运载.其拦截卫星的过程是:根据地面指挥中心指令,F－15战斗机从10.7～15.24公里的高度上发射;导弹脱离飞机后,靠弹上惯性制导,飞抵预定空间点;弹上红外传感器开始搜索目标,一旦捕捉到目标,即自动跟踪;当拦截弹达到最大速度时,战斗部与第二级火箭脱离;弹头依靠小型计算机控制,通过点火与熄灭自身火箭,进行弹道修正,
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直至战斗部以每秒13.7公里的高速度与目标相撞,将其摧毁.该拦截弹虽具有成本低、机动灵活,命中精度高等优点,但也只能攻击500公里以下的低轨道卫星.它有可能成为美国最先投入实战部署的星战武器.
反导弹动能拦截弹,是一种利用弹头动能,摧毁来袭导弹弹头的导弹.
它是未来星战武器中的重要成员.与反卫星动能拦截弹一样,反导弹动能拦截弹大部分也是采用现成的导弹技术.例如,海湾战争中,美国使用的"爱国者"地空导弹就属于此类.
"爱国者"是美国陆军研制的第三代全天候、全空域武器系统,能在电子干扰条件下以强大的火力快速投入战斗,用以拦截低、中、高空进攻的多个地空导弹、巡航导弹和近程弹道导弹等.该导弹系统于1965年开始研制,1985年开始装备部队.据称,每枚导弹的造价约80万美元.
"爱国者"武器系统由以下五部分组成:发射架／导弹发射厢、指挥控制车、雷达装置、天线／天线杆组合、电源车.每个"发射单位"由8～16辆发射车组成,每个发射厢有4枚导弹."爱国者"导弹弹长5.3米,弹径0.41米,翼展0.87米,弹重约1000千克.最大速度是音速的三倍,战斗部重68千克.采用破片效应摧毁目标,杀伤半径为20米.战斗部装有高能装药或核装药,杀伤概率为90％,采用无线电近炸引信,具有良好的抗干扰能力,并装有反雷达导弹诱饵系统.它的作战半径为3里至100公里;作战高度300米至24公里.由于采用能对相当大空域内分布的100个目标实施搜索、监视的相控阵雷达TVM末段制导,大大提高了系统的制导精度和抗干扰能力,该雷达可同时以9枚导弹拦截不同方向、不同高度的目标.此外,该系统还可安装于舰船上,并能用大型运输机或直升机空运,具有很好的机动能力.
3.群射火箭与反卫星卫星所谓群射火箭,就是一种子弹式旋转稳定的无控火箭.主要用于摧毁再入段洲际弹道导弹弹头.设计中的这种火箭发射装置是一种可横向旋转360度的由几十个管集合而成的圆桶形发射器.这种火箭直径约2.54～7.62厘米,长度为25.4～38.1厘米,大小如60毫米迫击炮炮弹.火箭使用普通钢质壳体和一种较好的高氯酸铵推进剂.飞行速度可达每秒1.5公里,拦截范围是1.2公里左右.其拦截来袭导弹的过程是:接到指令后,群射火箭发射,在来袭弹头再入大气层的临空弹道上,形成一个多层次的密集的火箭雨阵,与来袭的弹头相碰撞,将弹头摧毁.用这种火箭保护洲际导弹的地下发射井,预计每个井需配备5000～10000枚火箭,拦截成功率约为85％以上.在美国的研制计划中,它是构成星球大战计划最后一道反导屏障的武器系统.由于该武器具有重量轻、体积小,便于生产和使用,操作易于实现全自动化等优势,因而,将成为未来实战中最先投入使用的武器之一.
反卫星卫星,又称拦截卫星,是一种对敌方有威胁的卫星实施摧毁或使其失效的人造地球卫星.它是前苏联一直致力于研究、试验的反卫星系统.
被认为可能成为世界上具备反卫星实战能力的第一种太空动能武器,目前仍在不断改进之中.
拦截卫星一般包含跟踪引导系统、飞行控制系统、动力系统、战斗部和星体等主要部分.
跟踪引导系统包括地面跟踪引导部分和拦截卫星的星体内的跟踪测量部
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分.其中星体内的跟踪测量设备用于测量目标运动参数,确定拦截卫星与目标的相对距离和速度,并将信息传给控制系统,引导卫星遵循一定路线飞行、接近目标.飞行控制系统包括制导和稳定部分.制导部分控制卫星的飞行路线,保证它按选定的攻击路线飞行.稳定部分是一组设置在拦截卫星上的装置,用于保证卫星在空间飞行时,不随便转动,保持方向和稳定星体.动力系统是拦截卫星作轨道机动和稳定等提供动力的.目前,常采用推力大小和方向可调的发动机或小喷嘴.战斗部是杀伤目标的具体执行者,它的任务是摧毁或破坏目标使之失效.它的形式有多种,可以是普通战斗部(装弹丸或弹片)或是核战斗部,以自身爆炸与目标同归于尽;也可以是激光或粒子束武器,及其他能使目标失效的武器.但目前一般是采用常规战斗部(装弹丸或弹片).
反卫星的攻击手段有如下几种:一是椭圆轨道法——将拦截卫星发射到一条椭圆轨道上,远地点接近目标的轨道高度,多用于拦截高轨道的卫星;二是圆轨道法——将拦截卫星的圆轨道与目标卫星的轨道共面,这样便于进行机动变轨去接近攻击目标,也可节省推进剂;三是急升轨道法——将拦截卫星发射到一条低轨道上,并在一圈内进行变轨机动,快速拦截目标卫星,使其来不及采取防御措施,但需要消耗较多的推进剂.
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未来的轰炸机
轰炸机是一种专门用于对付地面、水面目标实施轰炸的飞机.它具有突击力强、航程远、载弹量大等特点,素有空中"弹药库"之称,是航空兵实现空中突击的主要机种.按载弹量可分为重型(10吨以上)、中型(5～10吨)和轻型(3～5吨)轰炸机;按航程可分为远程(8000公里以上)、中程(3000～8000公里)和近程(3000公里以下)轰炸机;按执行任务的范围可分为战略轰炸机和战术轰炸机.
自1945年核武器诞生以来,轰炸机就以其既能携带常规炸弹,也能投掷核弹的能力,构成了双重威慑的力量.1945年8月6日和9日,就是美国的战略轰炸机在日本的广岛和长崎投下了两颗人类有史以来最大的杀人武器—原子弹,首开人类使用核武器的记录,在未来的战争中,轰炸机仍将以具有双重的威慑力量而成为各国研制的重点飞机之一.据预测,未来轰炸机的发展将围绕提高突防能力为核心,全面改进现有轰炸机的性能.其具体表现是:在突防能力方面将采取的技术措施主要有减小防空雷达发现距离,提高电子对抗能力和装备自卫式全向攻击空对空导弹等.在突击能力方面将进一步提高挂载多种武器的能力,增强火控系统的抗干扰能力和全天候条件下的精确导航能力.在远航能力方面将全面采用先进的空中加油技术和节能技术等.
美国的未来B－2隐身轰炸机,是美国诺斯罗普公司为美军设计的未来战略轰炸机的一种.其最大特点是具有隐身性能.
该机机长21米,翼展52米,机高5.2米,最大起飞重量30余吨.据称,B－2轰炸机的航程可达12000公里.能携带许多炸弹和常规导弹或核巡航导弹,每架可携带17枚核弹头.装备波音飞机公司生产的旋转发射架.座舱内采用先进的显示和控制系统,飞行员只需两人,只要简单的操作就可对飞机实施有效的控制并获得各种所需飞行、发射信息.
B－2是一种纯粹的"飞翼"式飞机,整个外形呈三角形,机身、机翼、发动机舱融为一体,既无尾翼、前翼,也无垂直安定面,飞机机体的后绝缘呈锯齿状,外侧机翼向后伸出很多.这样的机体结构可大大减小雷达反射截面积,同时还可以增加飞机体内装载量,取消机外挂载,避免了各种武器的雷达反射.另外,该机的机身采用了大量的复合材料,涂有深灰色的隐身和吸波涂料,对于各种雷达和红外以及可见光均有很好的隐身特性.
B－2装有4台高性能的F118发动机.整个动力装置采用了大量先进技术,以减少雷达和红外特征.发动机装在机翼内部,采用背部进气方式,进气口上沿向前下方探出,目的可能是为了减少对空中预警飞机的雷达反射.
进气道为"S"形的,可使发动机免遭雷达波的直接照射.发动机采用二元喷口,并与机翼后缘融为一体.二元喷口的雷达反射与红外特征以及噪音都明显低于普通喷口,同时也可利用喷口转向使飞机实现机动飞行.总之,该型飞机与现装备的B－52战略轰炸机、B－1战略轰炸机等相比,在战术、技术性能等方面都有很大不同.
还有美国的可旋翼战略轰炸机,这是美国波音飞机公司为美军设计的一种未来战略轰炸机.
该机超音速飞行时,可旋翼的主翼旋转至机身上面,与机体完全贴合,仅靠前翼和机身产生的升力维持飞行.此时,飞行的波阻较小,而且"隐身"
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效果也很好.当该机起飞、着陆和作亚音速巡航飞行时,主翼又旋转到正常位置,其外形与普通飞机没有什么两样.这有利于增加升力,缩短起降滑跑距离,提高巡航航程等.
再看前苏联的"海盗旗"图－160轰炸机.前苏联为了迎接美国的挑战,也试制了一种未来的战略轰炸机,该机的外形与美国的B－1极为相似,都采用了变后掠翼,体积比B－1略大.它机长54.8米,翼展(20°后掠／60°后掠)54米／36.7米,机高13.5米,最大起飞重量可达260余吨,最大速度可达2.3倍音速,最大航程13440公里,不用空中加油的作战半径是7300公里.
图－160重型轰炸机的动力装置为4台涡扇发动机.主要装备除通常的远距离通信、导航和一般设备外,还装有用于攻击、地形跟踪和尾部预警的雷达及主动和被动式电子对抗设备.武器系统,除各种常规炸弹和核弹外还装备有20枚新型空射式巡航导弹、一枚射程为3200公里的大型空对地导弹.
此外,还有美国诺斯罗普公司的ATB轰炸机方案,波音公司的飞翼式战略轰炸机方案,洛克韦尔国际公司设计的前掠翼式战略轰炸机等.
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未来的战斗机
歼击机,又称战斗机,旧称驱逐机.其特点是机动性好、速度快、空战火力强,是航空兵进行空战的主要机种,必要时也可执行对地攻击任务.歼击机中较为著名的有美国的F－15"鹰"式战斗机,这是美军70年代开始装备部队的双发单座战斗机.它是世界上第一种能够击落卫星的飞机,其最大速度为2.5倍音速,升限高达19800米,空战作战半径远达2000公里,是目前世界上空战格斗能力最强的战斗机.又如苏军的战斗机新秀——米格－29"支点"式歼击机,据称具有速度高、机动性能好、下视、下射能力,空战截击能力较强等特点.其最大速度可达2.8倍音速,实用升限高达20000米.
再如,法国的"幻影"－2000,英国的"狂风"F－2战斗机等等,都是现代或今后一个时期空中战场的骄子.那么,未来的歼击机又将是一副什么样子呢?
美国的未来先进技术战斗机(ATF).目前已有几家大飞机公司在为研制美国的下一代先进技术战斗机而各展其能.洛克希德飞机公司提出了一种研制方案.该公司声称,它们研制的这种战斗机具有很高的机动性能,并且可以进行超音速巡航.该机采用双发、双立尾、腹部进气和鸭式布局.前翼和主翼均为后缘略带前掠的三角形机翼.由于该公司有丰富的设计隐身飞机的经验,因而在ATF战斗机上也广泛采用了隐身技术,如复合材料、翼身融合、新型涂料等.
格鲁门飞机公司提出的ATF歼击机方案,是采用双发(两个发动机)、双立尾、前掠翼鸭式布局.前掠翼上带有前后缘机动衿翼.两个长宽比约为1∶1的可产生矢量推力的矩形喷口置于后机身两侧.
该机的垂直尾翼也是前掠的,它们与腹鳍连为一体,以增强飞机大迎角飞行时不安定性和方向舵的操纵性.此外该公司还要把他们最新研制的隐身、复合材料等技术运用到ATF上,以提高该机的整体性能.
波音飞机公司为美国空军研制的ATF歼击机的方案是采用矢量推力双二元喷口、放宽静安定度、半埋式低阻武器挂架、全动的鸭式前翼以及大后掠角可变弯度的任务适应机翼.两台发动机分别置于翼下,喷口可向下偏转30°,由于喷口能在翼面上诱导出超环流,它的配平升力系数较大.此外,该机还应用了气动弹性技术以改善高机动性能、超音速巡航性能和短距起降性能等.
洛克韦尔国际公司为美国空军研制的一种地天尾式ATF歼击机方案为:飞机机长18.4米,翼展14.5米,翼下装有两台发动机,并带有先进的矢量推力二元喷口.其后机身与机翼融合为一体,相距很远的两个立尾既保证了高速飞行时的横倒安定性,又提高了翼身融合体的气动效率,使后机身的升力增加.机翼的前、后缘带有面积很大的机动衿翼,可随飞行状态的不同而改变翼型的弯度.
该机具有高机动和超音速巡航能力.为了降低飞行阻力,该机机身下设有保形挂架,可携带多枚导弹.由于采用了上述种种新技术,大大降低了该机的雷达反射截面积,使之具有较好的"隐身"特性.
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此外,洛克希德公司还为美军下一代ATF歼击机研制出了样机,命名为YF－22A.
该机采用双发、双立尾鸭式布局.首次综合了隐身、超音速巡航、高机动性、作战载荷大和航程远的性能特点.采用两台最先进的YF119型发动机,具有推重比大、耗油省、构造简单、可靠性高等特点.此外,机上安装了先进的航空电子设备、座舱显示系统以及高件能的武器系统等.
别具一格的"折腰式"未来战斗机.美国格鲁门公司为美国海军的垂直／短距起降战斗机计划设计了一种"折腰式"战斗机,作为未来的机型.
该机采用后尾式布局的双舌发动机,在垂直起降时,后机身可向下转折90°,装在后机身上的两台涡轮风扇式发动机也随之偏转,以产生垂直向上的推力.
在着陆状态,该机后机身转折,徐徐接近航空母舰,其机头与航空母舰上的吊臂相接.连接牢固后,舰上伸出一块托板,将恢复到原状的飞机托住,收回机库.
据介绍,该机重量轻、速度快、作战半径约190公里,作战时间可达1小时以上,可执行巡逻、反潜等多种任务.
前苏联的未来战斗机——米格2000.该机将采用单座、双发鸭式布局.
米格2000将具有短距起降能力,能在中高空以超音速和在低空以跨音速进行作战.
欧洲未来的战斗机——EFA战斗机.英国、德国、意大利和西班牙四国联合研制了一种下一代欧洲战斗机.该机采用了前翼位于飞行员座舱下方的鸭式布局和可调腹部矩形进气道.虽然矩形进气口的雷达反射截面积较大,对飞机的隐身特性有些影响,但它能有效地改善高机动和大迎角飞行时的进气效率,对提高飞行性能很有好处.由于该机较多采用碳纤维复合材料等新技术和新工艺,因而大大减轻飞机重量.
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未来的强击机
强击机,又称攻击机,旧称冲击机,是一种主要用于从低空、超低空突击,直接支援地面部队或水面舰艇部队作战的飞机.该机型具有良好的低空操纵性和安定性,一般在飞机要害处都装有防护装甲.
第一次世界大战中,德军首次使用了强击机,引起了各国的重视.第二次世界大战中,强击机得到了广泛的运用,被称之为"空中坦克".该类型飞机前机身用特种钢板焊接而成,座舱、发动机、油箱等都包在装甲内,枪弹和口径较小的炮弹不易将其击穿.战后,美、苏等国都相继研制了性能较好、火力较强的强击机.例如,美军70年代研制的A－10强击机,是目前世界上最先进的机型之一.它的装甲重量约占飞机总重的10％以上,能承受1～2发23毫米高射炮弹的攻击,正常挂弹量达3吨.用于攻击目标的武器有:航炮、普通炸弹、制导炸弹、反坦克集束炸弹和空地导弹等.此外,还有较先进的红外观察、光电搜索瞄准目标等设备.苏－25强击机,是苏军80年代装备部队的先进飞机,有与美国A－10强击机相似的性能,最大载弹量达4.5吨.其装备和主要武器有:一门30毫米6管航炮,10个外挂架,用于携带空对空导弹、反雷达导弹、激光制导炸弹、火箭弹、常规炸弹和干扰吊舱等.
美国未来的强击机.美国格鲁门飞机公司,为美军设计了一种未来强击机方案.该机采用双发、单座、单立尾、二元喷口和鸭式布局.发动机进气道的前半部分呈圆柱形,进气口是斜截面的,它能绕中轴线旋转.这样,在飞机高速、小迎角飞行时,斜口向上,利用进气口的吸力产生额外升力,提高飞机升阻比.在作低速大迎角机动时,进气道斜口向下,以改善发动机的进气效率.
洛克韦尔国际公司为美国空军研制的一种未来强击机方案是:采用机身两侧二元进气道和二元喷口.双立尾拉得很开,起端板作用以增强尾喷流引起的超环流效应,机身背部很平坦,便于安装升力体式空对地攻击武器.该机在不到200英尺的低空突破敌方密集防空区时,停在背部的升力体便脱离载机,升力体先爬升到最佳攻击高度,然后投掷集束(单个)炸弹、导弹等.
这些炸弹依靠末端制导能准确飞向目标.该机具有如下优势和特点:一是能借助超低空突防,在密集的防空火力环境中攻击;二是能降低阻力或缩小雷达反射截面积,改善隐身性能;三是由于飞机背部气流较平滑以及升力体不受机翼下气流影响,能够保证升力体分离更为可靠,攻击武器更为准确.
英国的未来强击机.英国航宇公司为英军设计的未来强击机的方案被称为未来"直升机的克星".这种亚音速、高机动强击机,以桨扇发动机为动力,采用鸭式气动布局,并在结构设计上突出自己特点:一是主翼为大展弦比平直机翼、翼根处的前缘后掠角加大,以提高飞机的结构强度和承载能力;二是在机头下部设置一个全动式的前置垂直操纵面,以改善飞机的横倒机动性;三是机体用先进的复合材料和金属材料制造,飞行员周围有特殊的玻璃钢装甲保护等.
该机全长9.4米,翼展10.9米,空战重量为4356千克(包括1814千克的武器载荷).它可携带6枚先进空空导弹,6枚空地导弹.机身体还有一门航炮.
该机可执行全天候近距空中火力支援和在低空攻击武装直升机、倾斜旋
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翼飞机及巡航导弹等任务,并能与敌方在低空飞行的超音速战斗机进行空战.研究实验证明,一架低翼载,大推重比的该型飞机能以其良好的机动性和攻击能力战胜两架战斗机和直升机.它是集良好机动性、先进的气动布局、先进的电子设备、大推力的发动机和隐身技术于一身的较理想的未来强击机.
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未来的武装直升机
直升机是依靠发动机带动旋翼产生升力和推进力的航空器.自1942年第一架军用直升机R－4在美国问世以来,由于它具有垂直起落、空中悬停、原地转弯,并能前飞、后飞、倒飞,野外场地起降方便等特性,因而得到了迅速的发展.战争的实践已充分显示了它无可替代的巨大作用.
直升机按军事用途,大致可划分为运输、武装、反潜、救护、通讯、侦察等类别.据专家们预测,今后军用直升机发展的重点,是研制专用的武装直升机.
武装直升机是指装有机载武器系统的作战直升机,它可用来攻击地面、水面、水下目标,也可用来与敌直升机进行空战.
现代世界上装备最先进的武装直升机主要有:美国的AH－64"阿帕奇"强(攻)击直升机.
这种机型将成为90年代美军的主要武器之一.它最大时速为309公里,侧飞倒飞时速为83公里,实用升限6250米,最大起飞重量8006千克,最大航程611公里.
该机的主要反坦克武器是激光制导的"阿尔法"反坦克导弹(可携带16枚);机身装有一门30毫米航炮;带有4个70毫米的火箭发射器,每个带19枚火箭或导弹.该机本身具有较强的生存能力,能承受23毫米爆破弹和12.7毫米枪弹的打击.此外,它还装有先进的目标识别截获和夜视系统等.
苏军的武装直升机米－24E强(攻)击直升机,最大时速为340公里,实用升限4500米,最大起飞重量12000公斤,最大航程900公里.该机装备的主要武器有,一门4管炮;4个火箭发射器,可携带128枚57毫米火箭弹;可挂载4枚反坦克导弹、空对地导弹或空对空导弹等.
怎样对付现代或未来的武装直升机呢?军事专家指出,就像坦克是对付坦克的最有效的武器一样,直升机也是打直升机的最有效的武器.于是,研制一种新型的具备空战能力的歼击(战斗)直升机的计划也就应运而生.
据分析,未来的歼击(战斗)直升机必须具备以下特点:一是具有较高的飞行速度,良好的机动性能.直升机空战主要是机动空战.机动空战需要直升机能实现快速大坡度机动,只有机动性强,灵活性高的歼击直升机才有可能取胜,所以,未来的歼击直升机的时速必须从现代直升机的每小时300公里左右,提高到550～740公里.此外,还必须具有较大的垂直爬升速度和良好的加速、减速特性,能在作战中迅速改变飞行高度和姿态,甚至作出特技飞行动作.
二是具有突出的贴地飞行和全天候飞行能力.低空尤其是超低空是直升机活动的主要空域.所以歼击直升机必须具有贴地飞行的能力,能够利用地形隐蔽地拉近敌人,避开防空雷达及地面炮火的攻击,以达到突然性.
三是具有强大的武器系统.歼击直升机应装备高射速航炮和先进的空对空导弹,还要有先进的火控系统和电子设备,使歼击直升机有较强的目标捕捉能力,做到及时发现并准确地摧毁目标.
为此,西方一些国家都在研制各自的歼击直升机.
苏军研制的一种米—28"浩劫"歼击直升机,其基本设想是用于攻击地面坦克、攻击近距支援攻击机和直升机,并能拦截和下射低空飞行的巡航导弹等.
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该机动力装置为2台新型涡轮轴发动机,单台功率为1500轴马力.发动机采用了球形进气口和向上转折和尾喷管,这种结构既可以减少向前的外辐射,又可以降低噪音.该机机身采用装甲壳体结构,起保护座舱的作用.座椅采用了能吸收撞击能量的座椅,两侧和后方均装有防护装甲,风档和座舱之间的隔板采用防弹玻璃.
该机身长14.3米,机宽1.75米,机高(至旋翼顶部)3.9米,旋翼直径15米.空重3700千克,最大起飞重量7500千克,最大飞行时速300公里,飞机作战半径240公里.该机的武器系统,装有1门23毫米机炮;短翼下的4个挂架可挂载16枚新型的AT－6"螺旋"反坦克导弹,这种导弹具有"发射后不管"的自导能力;还可挂载SA－4"小妖精"空战导弹等.
此外,该机还装有先进的电子设备、雷达、红外曳光弹等抗干扰设备.
法国和西德曾经联合在郎布依埃举行了高级会议,专门研制未来歼击直升机问题,并责成法国的宇航公司和西德的MBB公司共同研制这种直升机.
美国在这方面也不甘落后,美军陆军部已决定将OH－58C和"基奥瓦"侦察直升机以及OH－6侦察直升机,改装成歼击直升机.计划在机身下装一门30米的航炮,装备带红外导引头的"毒刺"导弹等,以增强直升机的空战能力等.
另外,德国还在研制一种水底直升机,它标志着一个航空技术与水下航行技术相结合的崭新领域.
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未来的空对空导弹
在未来战争中,为了保证地面部队战斗活动的顺利进行和对地(海)面部队进行有效的空中支援,必须夺取制空权.空战仍将是获得和保持空中优势的主要手段之一.空对空导弹的问世,改变了世界飞机之间枪炮相拼、飞机相撞的"肉搏战".它为现代的空战提供了"杀手锏",可以说,在有效射程之内谁抢先发射导弹,谁就可能取得优势.
还是先来让我们看一下现代战争中空对空导弹的运用吧.1982年4月2日,英阿马岛之战爆发了,在争夺制空权过程中,英军从"海鹞"式舰载战斗机上发射了空对空导弹27枚,基中有24枚命中了目标,命中率达89％.
英军特混舰队就是依靠这些装备"响尾蛇"导弹的20架舰载机,夺取了制空、制海权.
英阿马岛之战中空对空导弹的运用,留给人们的一个重要的启示,即空战已经进入到导弹时代,导弹已经成了未来空战不可缺少的"杀手锏".
那么,什么是空对空导弹?未来的空对空导弹又是怎样的呢?
空对空导弹,就是一种从飞行器上发射攻击空中目标的导弹.它是歼击机的主要空战武器,也常装备到歼击轰炸机、强击机上.
空对空导弹通常由弹体与弹翼、制导装置、战斗部、动力装置等组成.
它与机载火力控制、探测跟踪、发射系统等构成空对空导弹武器系统.
1944年4月,德国首先研制了X－4有线制导空对空导弹.40多年来,空对空导弹已发展到近60种,繁衍了三代,正在研制的未来导弹还有10多种.
50年代以前,美国首先研制了以红外制导为主采用自主尾追方式的第一代产品.如"响尾蛇"AIM－9A,随后是英国的"火光",法国的"玛特拉"511,前苏联的"碱"AA－1等.这类近距红外制导的导弹具有体积小、重量轻、反应快、能自主攻击目标等特点.一般射程2～6公里,速度可达2.5倍音速.
60年代,为了适应新型喷气轰炸机、战斗机的需要,又出现了以扩大攻击范围为特征的第二代空对空导弹.它增大了射程,有红外和雷达两种制导方式.此后,为实施远距离攻击超高低空、超音速轰炸机和歼轰机开始向两极发展,出现了中、远程全高度拦截和近距离格斗两大类的第三代空对空导弹.战术、技术性能又有了很大提高,导弹射程已达30～150公里.如美国的"不死鸟"导弹,射程甚至达到200公里,既能尾追,又能迎击;既能向下攻击,又能向上攻击;还具有齐射攻击多目标能力,能截获、跟踪、分析24个目标,命中概率达80％以上.
今后,随着红外、激光、微电子等技术的发展,必将使空对空导弹在制导精度、机动能力和杀伤效能等方面有长足的发展.据专家们预测,未来的空对空导弹将具有以下多种能力:一是具有全天候、全高度和全方位的攻击能力,特别是具有下视下射能力,超视距攻击能力;二是采用"发射后不管"
的制导方式,具有自主截获目标的能力;三是提高抗干扰和自动识别目标性能,具有对多目标进行攻击的能力;四是提高自身的"隐形"本领,又对"隐形"目标具有截获和跟踪能力;五是要加大最大发射距离和减小最小发射距离等.
北约未来的空对空导弹.以英国和德国为主,北约各国正在联合研制一种AIM－132空对空格斗导弹.为此,北约成立了一个BBG跨国公司,专司对该型导弹的研制.
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该型导弹与现装备的美国"响尾蛇"导弹相比具有体积小、重量轻、机动性好、速度快等特点.它能同时和处于不同方位上的几个目标交战.
该导弹最大发射距离为10公里,最小射程1000米,速度为高超音速,采用红外或主动雷达制导.弹长2.73米,弹径168毫米,翼展280毫米,弹重70千克.战斗部为冲击波破片式,高能炸药.动力装置为双级固体燃料火箭发动机.预计该型导弹将于90年代陆续装备北约部队.
美国未来的空对空导弹.美国正在研制的空对空导弹有多种.其中,AIM－120导弹是一种未来的中距空对空导弹,它具有自动跟踪目标等特性.
该型导弹弹长3.55米,直径18.3厘米,弹簧翼展52.6厘米,尾翼翼展62.7厘米,重约152千克,采用复合制导体制,弹道初段采用惯性制导,末段采用主动雷达制导.制导系统采用了大规模集成电路、微波集成电路、固态功率器件和全数字控制系统等,致使电子设备的重量大大减小.战斗部的重量约为23千克.最大射程75公里.
据称,美国拟把它作为现装备的"麻雀"导弹的后继弹,将于90年代投入部队使用.该弹与现装备的各型空对空导弹相比具有以下使用特点:一是发射后不管.导弹采用综合制导时,不要求机载雷达连续跟踪目标.
能自动追踪和分辨攻击目标.
二是能攻击多目标.导弹的主动雷达导引头能边扫描、边跟踪,能识别多个目标,不至于造成两枚导弹同时攻击一个目标.
三是快速拦截、低空大过载.由于它能在较远处拦截目标,因而提高了载机的生存能力.
四是脱靶量小.由于采取了末段机动等多种技术措施,使导弹命中率大大提高.采用的多普勒效应主动近炸引信,起爆准确,有较高的杀伤概率.
五是抑制杂波和抗干扰.
此外,该型导弹还可根据情况,选择三种发射方式:无干扰时的正常发射;机载雷达跟踪干扰源发射;目视发射等.
法国未来的空对空导弹.法国未来将装备一种称为"米卡"MICA的拦截和空战导弹.
该弹最大射程超过50公里,弹重110千克,弹长3.1米,弹径32厘米,翼展61厘米,采用惯性、红外或主动雷达的综合制导方式.该弹具有中距拦截和近距格斗的双重任务.导弹拥有发射后不管的能力,载机能连续攻击6～8个目标.具有较强的抗干扰能力,命中率高等特点.
总之,未来世界各国的空对空导弹将进一步向"智能化"方向发展.现代的军用高技术,已为未来的空战"杀手锏"提供了更加神秘的色彩.
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未来的坦克
"坦克"一词是英语"tank"的音泽,原意是储存液体或气体的容器.
坦克自1916年诞生以来,已走过70多年的戎马生涯.战争的实践使人们越来越认识到坦克在战场上的重要作用.美军陆军参谋长曾感慨地说:"坦克仍是今天战场上最有效的反坦克武器,也是最理想的进攻性武器.""在核条件下,坦克仍是突破陆地和扩大战果的主要手段."未来学家们则认为:坦克是陆战之王,它集"火力"、"机动性"和"防护"于一身,并把这三者完美地协调起来.坦克仍然是能在炮火支援下战斗和运动的唯一车辆,且在下一个1／4世纪必将仍是主要的陆战武器.
现代坦克的主要结构部件有:装甲车体和炮塔.它用于容纳战斗员,配置各种武器、机件、仪表,并保护其免遭敌人的一般兵器伤害.车体是由装甲钢板焊接或浇铸而成的密闭性箱体.炮塔则通常都是浇铸而成的,位于车体之上,可通过电操纵装置或液压操纵装置,并辅之以手摇方向机操纵,带动火炮旋转或仰俯.但也出现了无炮塔的坦克.
武器系统.它主要包括火炮、机枪、火力控制系统等.坦克上安装的机枪,有与火炮并列的机枪和高射机枪.有的坦克还配有反坦克导弹.为提高行进间射击精度,现代坦克大都有双向(纵向和横向)稳定器.此外还有观察瞄准器、测距仪、计算机系统等.
动力、传动、操纵装置与行动部分.坦克大都采用大功率柴油发动机.
传动装置由若干部件和机件组成.行动部分包括履带推进器和悬挂装置,用以保持坦克沿起伏地行驶及通过天然和人工障碍物.
观察及瞄准装置.为了驾驶、观察战场、监视和选择目标,坦克上装有观察仪器,最普遍的是潜望镜.为便于夜间行进和射击,还装有多种夜视仪.
此外,还有光学瞄准具等.
电器、通信设备.它主要包括发电机、蓄电池、各种仪器仪表、照明、信号装置等.坦克通常使用超短波天线电台通信,内部各乘员间主要使用车内通话器.
灭火、防护装置.坦克装有半自动或自动灭火设备,以及手提式灭火器.
为了防原子武器、化学武器等,还装有专门的防核辐射、防放射性污染系统及空气滤毒装置.此外还有潜渡辅助设备、烟幕施放装置等.
坦克分类方法大致有两种:按坦克的战斗全重和火炮口径分,有轻型坦克、中型坦克和重型坦克三种.轻型坦克战斗全重10～20吨,火炮口径一般在85毫米以内,主要用于侦察、警戒及特殊条件下作战.中型坦克战斗全重20～40吨,火炮口径最大为105毫米,用于执行装甲兵的主要战斗任务,是陆军突击的主要力量.重型坦克战斗全重40～60吨,火炮口径最大为125毫米,主要用于支援中型坦克战斗.
按坦克的用途分类,有主战坦克和特种坦克.主战坦克取代了传统的中型、重型坦克,是现代装甲兵的主要战斗兵器,用于完成多种作战任务.如美国的M—60A1、M—1,前苏联的T—72、T—80等.特种坦克是装有特殊设备、担负专门任务的坦克,如侦察、空降、水陆两用和喷火坦克.
坦克作为未来陆战的主要突击兵器和装甲兵的基本装备,正随着军事科
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学技术的发展在不断地更新,日趋完善.为了更好地发挥坦克的快速突击作用,并有效地同地面、空中的各种反坦克武器作战,目前世界许多国家都在积极研制新一代主战坦克,在控制坦克重量、尺寸和成本的条件下,较大幅度地提高其摧毁力、生存力和适应性.
据军事专家预测,未来坦克发展的一般趋势是:继续增大火炮口径;研究炮射高速导弹和反直升机炮弹,以及液体发射药火炮、电磁炮、激光炮等;减小发动机的体积和重量,大力发展防弹能力强而重量轻的装甲;采用隐身技术等.
各具特色,多种结构型式的未来坦克:无炮塔坦克.到2000年,将会出现一种没有炮塔的坦克.该型坦克,火炮是敞露在外面的,它通过一个顶架把火炮装在车体上,可相对于车体和顶架作水平和俯仰运动.全体坦克乘员位于车体内较低位置,因此中弹区域大为减小.这种坦克在隐蔽射击时,不仅中弹面积最小,而且火线也最高,既能提高生存力,又有利于发挥火力.该车型在某种程度上还具有如下优点:一是能够使乘员舱和发动机舱的旁侧及顶部得到同样的防护,以抗击对方对旁侧和顶部的攻击;二是与常规炮塔设计比较,在视平面内能减小目标面积40％～50％;三是如安装相同的重型坦克炮,该坦克只相当于有炮塔重量的2／3.瑞典已生产出无炮塔的"S"型坦克(斯卓夫—103B).
前苏联的无炮塔坦克.这是继前苏联T－80坦克出现后,又一次使西方感到震惊的新型坦克.西方有人称其为T－90型坦克.据西方情报机构透露,该型坦克我已生产了1200辆.该坦克主要武器是一门既可发射炮弹又可发射导弹、口径为135毫米的滑膛炮,这是世界上主战坦克中口径最大的一种坦克炮.此外,车上还装有激光报警和激光致盲装置等.
美国的未来新型坦克.美军从80年代初就开始了下一代坦克的设计,例如TTB型坦克系列.另外,还有一种M5型"斯塔利将军"式坦克.这种坦克乘员二人,配有最新一代超级VIC型计算机.该车基本上不受电磁脉冲干扰,能不间断地控制坦克保养状况以及热、化学、辐射、激光传感器,并能进行人机语音联系,能发出警报、接受指标和完成简单命令等.它是一种不同于现今坦克的、高性能的新型坦克.
专打飞机的新型坦克.由瑞士康达域斯公司研制的ATAK—35防空坦克,是一种未来专门对付空中目标的高射坦克.它装有性能卓越的防空武器系统,用来对付敌方攻击型直升机、战斗轰炸机和来自敌方的其他现代化武器的威胁.
这种高射坦克的底盘和行走装置似一辆中型坦克.它具有火力猛、装甲强、履带性能优越等特点,能部署在地形崎岖,气候恶劣和受核、化污染的战场上.该车乘员是三人,非常情况下也能一人操纵高射武器.搜索目标由雷达和光学仪器负责,装有夜视红外侦测仪器.一台军用大容量计算机,负责处理各种信息.火力系统由二门加农炮组成,采用两种炮弹,一种专门打击空中目标,一种用于打击地面目标.射击时能根据敌情灵活选择,也可混合使用两种弹道相同的高射炮弹.射击的炸点长度由电脑控制,射击速度高达每分钟1100发,约合每秒钟18发,其弹雨之猛烈可想而知.特别有效的是炮弹分布合理,弹道平直,因而命中目标率极高,具有极大的杀伤力.
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此外,由于采用的脱壳穿甲弹速度快、火力猛,即使敌机能利用地形隐蔽急速俯冲,它也能应付自如,使目标难逃厄运.
除以上介绍的几种未来坦克外,日本、德国、瑞士等国也都设计了各自的"未来坦克"、"21世纪的坦克"、"第四代坦克"等.坦克——这一"陆战之王",必将在未来的战场上,再度展示出它的威武雄风.
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未来的地雷
地雷,是我们非常熟悉的"土"武器.电影《地雷战》中,那处处埋设的地雷、石雷、水雷,把日本鬼子炸得人仰马翻,寸步难行,显示了足够的威力.第二次世界大战中,苏军大约布设了各种地雷达两亿枚之多.仅在一次防御作战中,就布设了180万颗反坦克地雷,毁伤德军坦克和自行火炮1056辆,数千名官兵丢命.二次大战后,地雷这一武器有了长足的发展和运用.
在1965～1970年发生的局部战争中,伤亡于地雷的人数占11％～33％,毁伤于地雷的坦克占70％.比二次大战时分别上升了3～10倍.实践使人们再一次认识到,现代战争并没有降低地雷的作用.随着电子、传感器和布雷技术的发展,地雷已经跨入了现代武器的行列.
现代地雷虽然种类繁多、作用各异,但其基本结构大致相同,都由雷体和引信两大部分组成.
雷体是杀伤和破坏目标的战斗部分,包括雷壳和装药两部分.雷壳接材料性质区分,主要有金属和塑料两种.现代地雷大多采用塑料雷壳,优点是防探测性能好,重量轻.还有一种无雷壳的地雷,实际上是使装药硬化,代替了雷壳的作用.壳内的装药,通常是高能常规炸药,也有化学战剂、核装药等特殊装料的.
引信好比地雷的"大脑",一般装在雷体上端中央或体内.是识别目标、控制炸药适时爆炸的装置.它决定地雷的准确可靠、抗干扰和自毁反排性能.
按作用原理分,现代地雷分为触发引信、非触发引信和时间引信三类.触发引信是利用目标的碾压、接触或碰撞而引爆的地雷.非触发引信是利用引信周围的物理场来感受目标信息,当目标进入地雷作用范围时引爆地雷的.时间引信又叫定时引信,按预先装定的时间,到时引爆地雷.此外,有些地雷还装有防排雷的不可取出装置、反拆卸装置、定时自毁或失效装置等.
目前世界各国研制和装备的地雷品种超过300种.按用途可分为,防步兵地雷、防坦克地雷和特种地雷.其中特种地雷包括化学地雷、核地雷、信号地雷、照明、燃烧地雷以及诡雷等多种.按控制方式可分为,操纵地雷、非操纵地雷.按抗爆炸冲击波的能力可分为,耐爆地雷、非耐爆地雷.按是否能自寻目标可分为被动式地雷和主动式地雷.按布设方式可分为可撒布地雷和非撒布地雷等.
自动机动地雷.美国为了适应未来作战的需要,正在积极研制两种特种机动地雷——代号"赫尔卡斯"和"巡逻人"."赫尔卡斯"是一种既能自动空中投送,也能自动实施快速攻击的机动地雷快速攻击时,它能利用地面效应技术,在高低不平的战场上以每小时100公里的速度自动行走、搜索目标并实施攻击.当空中投送使用时,它能在指定地域,自动探测目标,一旦发现进攻目标时,即由探测传感器起动光电寻的系统,用火箭推进,迅速盯着装甲目标,并能在飞行进程中不断修正寻的系统的误差,直至击中目标,弹头爆炸."巡逻人"地雷,是一种小型的(约重45千克)和高度机动的电动四轮车辆,设有空心装药弹头.它可以克服障碍、脱离道路高速机动.它在有利地形上实施攻击时,可关掉马达,启动火箭推行,追击速度可达每小时110公里.该型地雷采用光纤导线进行遥控,既可自动撞击目标爆炸,也可通过遥控选择不同攻击目标实施遥控起爆.此外,它还具有两栖作战能力,
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能在河流和池塘中浮江或涉渡,去完成攻击任务.
自动发射反坦克地雷.反坦克地雷是第一次世界大战后,伴随着坦克的出现而逐步发展起来的.目前,西方些国家在试制一种能自行机动发射的反坦克地雷.由于这种地雷主要是攻击坦克或其他装甲车辆的侧向装甲,所以又叫自动反侧甲地雷.德国将研制一种叫"[s:9]ARM"的侧甲雷.这种地雷威力具有现代十颗常规反坦克地雷的功效.该系统总重约10千克,放置在三角架上.三角架可作360°旋转,并可在－45°～＋90°范围内作俯仰运动.地雷有效攻击范围为2～40米.当一条0.3毫米粗的光纤线被目标弄断时,地雷引信就会受到感应而自动起爆,地雷将会像出膛的炮弹一样,直奔坦克的侧向装甲.此雷可保持40多天始终处于战斗状态,能够击穿70～80毫米厚的侧装甲,并杀伤车内人员和毁坏
车内设备.
英国将试制一种叫"劳动"的侧甲雷.它是由一具新式的反坦克火箭筒、支架和自动侦察瞄准系统构成的.这种由火箭筒发射的侧甲雷主要用来封锁装甲车辆通过的道路.布雷时,先用瞄准具进行瞄准,根据目标运动的方向预先调整好发射管上的多种作用传感器系统.一旦传感器探出重型履带车辆或轮式装甲目标时,就立即进入发射状态.当目标通过火力线时,侧甲雷可以在10－100米范围内自动发射,捕获目标攻击.
法国也在研制一种叫"F－1"的反坦克侧甲雷,该雷安装有红外及声响传感系统,它能自动侦测出80米以内的装甲目标发出的红外线及声响,然后自动发射地雷并引导地雷准确地击中目标.
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地效飞机
地效飞机,是根据一门新的边缘技术——"表面效应翼技术"制成的一种飞行器,主要用于登陆作战.也有人叫它冲翼艇.它具有超低空飞行、超越障碍飞行和载重量大等优点.引起了各国军方的重视.
说起地表效应,还有一个有趣的故事.1932年5月24日,德国的一架"多克斯"号水上飞机正在大西洋上空飞行时,忽因发动机部分油路堵塞,发动机转速降低,飞机急速下降,眼看一场机毁人亡的事故顷刻就要发生.
突然,一个"奇迹"出现了,当飞机掉到距水面约10米左右时,一种神奇的升力竟使机身"自动"拉平,而且一直保持这个高度飞行,最后竟安然无恙地回到了目的地.
这一偶然现象引起了科学家们的极大兴趣,他们开始了探寻这一神奇升力的缘由.原来,当运动的机翼接近地(水)面时,上下方压力差加大,升力迅速增加.后来,人们就把飞机距地面很近时所发生的这种特殊物理现象,叫着地面(表面)效应.
实验研究证明,飞机在距地(水)面一定高度飞行时,升阻比(反映机翼升力性能的一个参数)要比在高空飞行时大二倍,这就意味着升力增大了,其载重量也会随之增加.一般情况下,地效飞机要比普通飞机载重系数大一倍,油耗省一半,航程可增加50％左右.
地效飞机的提出和研制,将成为未来各国军事斗争又一新的领域.美国认为:"它是一个技术上的突破,必将使海上战争发生革命."前苏联人认为:"它的应用是海军发展的一个极其重要阶段——一个就其影响来说可与原子能舰船和潜艇的出现相比拟的阶段."仅从陆战方面来看,它必将对未来的登陆作战产生以下变革性的影响:一是改变传统的登陆方式.现代和传统战争的登陆方式,一般都是由舰船运输兵力登陆,所用的登陆工具往往速度慢、越障力差.即便是最先进的气垫船,也无法越过岸上1.5米以上的垂直障碍.而未来的地效飞机却能在离地面(海面)几米或几十米的高度,作高速远距离飞行.它能一举飞越对方滩头阵地及障碍,直接突破对方防御前沿及浅近纵深.从而大大增加了从海上发起攻击的距离和作战的突然性.
二是使浅近纵深成为未来登陆作战的主战场.由于地效飞机的出现,它不仅可以飞越滩头、海洋、冰川、灌木林等地区,而且飞行的速度比气垫船快,甚至超过了直升机的速度.同时,由于它紧贴地(海)面飞行,因而对方雷达很难发现;由于速度太快,地面防空兵器很难反应过来实施拦截;加之它具有很强的生存力,又可以短距或垂直起降,因而具有很强的纵深作战和攻击能力.
此外,它将改变传统登陆作战的态势、进程和作战方法等.
目前,世界很多国家都在加紧研制未来的地效飞机,有些国家已经取得了成效.这里,我们仅选其几个国家的研制情况作一简介.
据称,联邦德国从70年代后期就开始试验了一种代号"X－114"型的地效飞机.该机重约1500千克,有效载重500千克,有6个座位,使用一台200轴马力的发动机,最大时速200公里,巡航时速约150公里,带100千克的燃料可飞行1000公里,最大航程达2150公里.在海上飞行时,浪高超过1.5米时,仍能飞行,即使在恶劣的气象条件下,出航率仍保持在60％以
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上.
此外,美国陆军正另辟蹊径,研制一种单兵地效飞行器.这种飞行器由一人操作,能垂直起飞,前后飞行,左右机动,灵活自如,上升高度最高可达3000米,时速可达96公里,能连续飞行半小时.
总之,未来的地效飞机必将在战争中被广泛应用于登陆、机降、运输补给、反潜作战、扫雷布雷、侦察巡逻、救生救护以及空中攻击、加油等领域.
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未来的航空母舰
"航空母舰是当今世界上所见到的最为令人惊叹的作战装备.一艘这样的军舰,可以携带各种各样的具有极大摧毁力的杀伤武器,这是有史以来任何人类战争中所无与伦比的."这是前英国国防参谋长、海军元帅希尔.诺顿爵士对航空母舰的评价.的确,航空母舰是个庞然大物,它不仅是人类征服海洋的技术奇迹,而且被誉为是"浮动于苍茫大海上的现代化城市","海上作战的霸王".
航空母舰,是指以舰载机为主要武器并作为舰载机活动基地的大型军舰,是海军水面战斗舰艇的最大舰种.按吨位区分,有大型航空母舰、中型航空母舰、小型航空母舰;按战斗使命区分,有攻击航空母舰、反潜航空母舰、护航航空母舰和多用途航空母舰;按动力区分,有核动力航空母舰和常规动力航空母舰.它主要用于攻击水面舰艇、潜艇和运输舰船,袭击海岸设施和陆上目标,夺取作战海区的制空权和制海权等.
航空母舰除具有一般战斗舰的基本组成,如坚固的舰体,大功率的动力装置,完善的观察、通信、导航系统,强大的火力武器系统外,还安装有一些特殊设备.如:飞行甲板.供舰载机起降用,通常分为起飞区、降落区和待机区三部分.
弹射器.能在短时间内将舰载机弹射起飞的设备.根据传递功能,可分为液压弹射器、蒸汽弹射器和内燃弹射器三种.
拦阻装置.飞机着舰时用以拦阻飞机的装置,通常由拦阻索和拦机网组成.
升降机.将舰载机从飞行甲板运到机库里或从机库里运上飞行甲板的升降装置.
助降装置.飞机着舰时,协助飞行员准确地进入降落跑道并修正其下滑角的舰上设备.
此外还有航空燃油舱与供油装置,弹药储存设备,灭火喷洒系统,飞机发动机喷射气流挡板等.
自1917年英国海军将"暴怒"号巡洋舰改装成世界上第一艘航空母舰以来,航空母舰在战争的实践中展露出巨大的作用.尤其是经过第二次世界大战的检验,一举确定了它的海上霸主地位,这是任何其他舰船所无法比拟的.
1941年12月7日,日本海军奇袭珍珠港,就是主要靠6艘航空母舰及400余架舰载机,一举炸毁了美军停在港内的近20艘战舰,重创美军太平洋舰队.有趣的是,1942年2月,3艘在珍珠港中幸存的太平洋舰队的航空母舰,带着230余架飞机,在太平洋上的中途岛海域,向袭击珍珠港的日本海军航空母舰舰队发起了复仇的攻击.这一海上大战,日军的4艘航空母舰被击沉.
由此,日本海军一蹶不振,开始丧失了在太平洋战区的战略主动权.
战争的实践使人们更加认识到航空母舰在现代海战中的作用.战后,美、苏、英、法等国都投入了较大的财力、物力建造新型的航空母舰.据统计,目前已有10多个国家共建造了30艘左右的不同用途的航空母舰.
美国未来的航空母舰.美国现有16艘航空母舰,包括1艘训练舰.其中,大多数为70年代以前就开始服役的航空母舰.为了适应未来战争的需要,保持美国海军拥有15艘航空母舰的规模,美国拟在90年代再建造5艘"尼米兹"级核动力航空母舰.可见,这种航空母舰将成为未来美国海军航空母舰
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的主要类型.
这种由纽波特纽斯造船公司建造的航空母舰,以首舰为例,舰长332.9米,宽40.8米,飞行甲板宽76.8米,满载排水量达90944吨.它的基本舰型和结构是:封闭式飞行甲板;机库甲板以下的舰体是整体的水密结构,机库甲板以上按上层建筑的形式建造;岛形建筑位于右舷偏后.其甲板和舰体采用高强度钢,以减少半穿甲弹的冲击.动力装置为2座A4W／A1G型核反应堆,装一次核燃料可使用13～15年,4台蒸汽轮机,共计26万轴马力.航速可达30节以上.
舰上武器装备有:3座"海麻雀"导弹发射架;90余架各型飞机,配备4座蒸汽式飞行弹射器,4部升降机等.
舰上编制军官161人,士兵3000多人,总人数达到6300多人;可贮航空汽油365万加仑,够舰载飞机飞行16天.此外,该舰还装备有先进的对海、对空、导航雷达,卫星通信,干扰器材等,具有很强的攻击能力.它的主要任务是:进行远洋作战,夺取制空和制海权;独立地或协同其他兵种消灭敌人海上或基地内的舰船以及破坏近岸目标;担任海上舰艇编队的对空和对潜防御;支援登陆兵登陆和濒海作战的陆军;保护海上交通线以及炫耀武力等.
前苏联的航空母舰.由原苏联黑海地区尼古拉耶夫城切尔诺莫尔斯基造船厂建造的"第比利斯"号航空母舰,是苏军第一艘核动力航空母舰.该舰长300米,宽73米,飞行甲板宽40米,吃水11米,最大排水量75000吨.
动力装置为2座核反应堆和4台蒸汽轮机,4个齿轮减速箱,最大推进功率为17～20万马力;航速可达30～33节;舰员约3300名.
该舰设有标准长度的斜角飞行甲板,装有3～4个蒸汽弹射器和飞机拦阻装置.机库面积约5500平方米,净高7.5米,可携带60～70架下列型号的飞机和直升机:苏－27型、米格－29型和苏－25型战斗攻击机,执行预警、反潜等任务的卡－27型直升机.此外,该舰还安装有多管防空火炮,舰对舰导弹发射架,对空导弹发射架等武器和先进的雷达、导航、干扰器材等.
法国未来的航空母舰.为了适应未来海战的需要,法国国防委员会决定建造两艘核力航空母舰以替代60年代初服役的"克莱蒙梭"号和"福煦"号常规动力航空母舰.
据称,这两艘将于90年代中期以后陆续交付使用的航空母舰,与法国现役的航空母舰相比,有很大的不同.它采用了很多新技术新方法,以适应未来战争发展的需要.比如:航空设备(飞行甲板、机库、维修间、燃料、弹药)符合使用35～40架15～20吨级舰载飞机的作战要求.
使用核动力.将采用为未来导弹核潜艇研制的新型锅炉.
采用辅助着舰和平台稳定装置.该装置可大大提高航空母舰夜间和恶劣气候条件下的作战能力.
增强生存力(减小可摧毁性),提高了航空母舰的空防、反舰、反潜的自卫能力,扩大警戒搜索范围等.
采用的信息系统能用于所有作战、技术和行政管理方面,可以适应现代和未来战争环境下信息交换和处理的需要.
该舰全长562米;水线长238米;飞行甲板长261.5米;甲板宽62米;水线宽31.8米;吃水8.2米.装有2座蒸汽弹射器;2个右侧升降机,可同时升降4架飞机;甲板空地能使每一波次弹射(或回收)20架飞机,每架间
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隔30秒.
动力装置为2座密集式加压核反应堆和2个涡轮蒸汽发动机组.总功率为8.2万马力;最大航速28节.
作战能力和防护力包括可搭载40架新型多用途飞机,1700名官兵,含550名飞行技术人员.其具体防护计划是,第一道防线利用自己舰载机攻击敌人的武器载体.第二道防线利用防空和反潜护卫舰艇.第三道防线是利用一套完整的现代化自卫手段:电子干扰机和诱饵发射器;垂直发射的中、近程防空导弹;反潜用的探雷和诱饵系统等.第四道防线利用舰体的防护,减少敌方对其探测的可能性,增强航母的抗破坏性能等.
此外,为了保障生活在这座"浮动城市"内的数千名官兵的物质、文化生活,舰上建有非常完善的、现代化的各种设施等.
从以上对几个国家未来航空母舰的简要介绍中人们不难发现,尽管它们的吨位、外形、装备不尽相同,但有一点是共同的,都使用核动力作为未来航空母舰的驱动力.这决不是偶然的巧合,而是核动力航空母舰具有传统常规动力航空母舰无法比拟的优势,它代表了未来航空母舰的发展方向.核动力航空母舰具有以下几个特色:一是没有烟囱.未来的航空母舰正日趋大型化和高速化.为了满足航空母舰编队战略机动和舰载飞机起降作业的需要,要求未来航空母舰具备30节以上的航速.要达到如此高的速度,至少需要几十万匹马力的动力.常规动力航空母舰若用蒸汽锅炉作动力,就需要安装粗大高耸的进气管和烟囱.
如何布设这些气道,是航空母舰设计上令人头疼的难题.一般水面舰艇的烟囱都布置在机舱顶上,烟囱周围开设进气口.但这要带来很多问题,航空母舰最上一层是整体结构的飞行甲板,第二层是机库甲板,烟道无法穿过.这是其一.其二,航空母舰上烟囱排烟还引起气流紊乱,往往危及舰载飞机着舰的安全.其三,烟囱的烟雾会严重腐蚀航空母舰上复杂的电子设备和天线等.虽然,设计人员提出了"岛型结构"方案,即将烟囱和舰桥结合一起,布置在舷侧,烟囱朝外倾斜(现代常规动力航空母舰就是如此),但舰上维修人员对烟囱的危害仍叫苦不迭.而采用核动力就取消了大烟囱,消除了危害.
二是机动能力大大提高.核动力航母能够长期进行高速航行,而不受燃料的制约.它更换一次核燃料,可以连续航行十几年,而不用海外军用基地的支援,这是现代常规动力航空母舰无法比拟的.
三是作战能力提高.仅从保障作战能力方面看,核动力航空母舰因不考虑携带燃料多少问题,能够对舰载飞机的起降提供充足的动力,提高了舰载飞机的使用效率.由于核动力航空母舰没有烟囱,不会引起气流紊乱,提高了舰载飞机的起降安全性.
此外,核动力航空母舰还具有舰上居住条件舒适,能源充足,生活设施完善等优点,因而成为世界各国研制未来航空母舰的共同发展趋势.
设计中的未来水下航空母舰.航空母舰以其吨位大、载机多、攻击力强等特点,越来越受到世界各国的关注.但由于其体积大,容易识别,易遭受攻击等弱点,其防护问题也令军事家们担心.于是专家们又设计出能潜入水中的水下航空母舰,并把它作为未来航空母舰的重要发展方向.
设计中的潜水航空母舰,下潜深度以潜望镜刚露出水面为宜;潜水后,舰上各种雷达和无线电通信天线应能伸出水面;排水量不宜过大,以现代小
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型航空母舰的大小为宜;飞行甲板不宜过长,垂直短距飞机能够起降即可;装备导弹垂直发射器;采用核动力装置,水下航速达到35节,水面航速达到30节.
对于舰载飞机的起降,另一种方式是安装一套特殊的起降装置,西方国家称之为"天钩"系统,其最大特点是具有"捕捉"在空中悬停的垂直起降飞机的特异功能.该系统的动作非常灵巧,首先由升降机械臂上特制的抓斗将垂直起降的舰载机抓起并转向舷外,待飞机发动机推力达到一定值时,"天钩"系统将飞机释放.这时飞机先做横向飞行,偏离军舰,然后才往直向前飞去.
下面,我们不妨设想一下未来潜水航空母舰在战场上的运用:2010年某月某日的一个深夜,波光粼粼的海面上一片寂静.突然,海面上泛起阵阵波涛,海水翻滚之处,冒出一个巨大的庞然怪物,这庞然大物原来是一艘数万吨级的水下航空母舰.只见它从体内自动伸出4个十分奇特的机械臂,其曲肘臂顶端的抓斗伸入舰内,迅速从里面抓出4架垂直起降舰载飞机.随着一阵发动机的轰鸣声,飞机如离弦之箭腾空而去,飞向攻击目标.
不久,远处传来一阵巨大声响,火光映红了天空,4架舰载机如从彩虹中冲回来的4只雄鹰,一阵盘旋后,又被早已等候在那里的航空母舰的机械抓斗紧紧握住收回舰内.对方的雷达正在为这些"不速之客"来无踪、去无影而感到困惑不解时,这些奇特的飞机又早已和那个庞然大物一起悄然消失在大洋之中……
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未来的水上飞机
水上飞机是一种能在水面上起飞和降落的飞机.它不需要像其他飞机那样使用起落架在专用的飞机跑道上起降,而是利用水面作为天然跑道,可以在广阔的水域起降,尤其适合海上使用,具有机动灵活的特点.
世界上第一架水上飞机是由法国的亨利.法布尔于1910年试制成功的.
法布尔是马赛的一个船主的儿子,当时28岁.由他设计的这架飞机的结构非常有趣,在飞机的前端,有一对舵和两个水平升力面,上面的一个作为升降舵.机身前面有一个浮筒,另外两个装在单翼机的机翼下,机翼安装在飞机的后面.机身的主梁蒙有蒙皮,而与飞行方向成直角的翼梁却没蒙皮,蒙皮是由粗帆布制成的.整个构架是木制的,而浮筒是用胶合板制成,有较好的弹性,可抗在水上滑行时的撞击和降落时的振动.
1910年3月28日,亨利.法布尔就是驾驶着这样一架水上飞机,从靠近马赛的拉梅德港开始了试飞.第一次试飞时,水上飞机约以每小时55公里的速度在水面滑行,但是没有升起来.然而在第二次试飞时,法布尔终于驾驶该机飞离了水面,以每小时约60公里的速度,直线飞行了约500米,又安全地降落到海面上.当天下午,法布尔驾驶他的飞机又飞行了长达6公里的距离,获得了成功.法布尔将人类使飞机在水上起落的理想变成了现实,第一架水上飞机也由此诞生.法布尔由此获得"浮筒式水上飞机之父"的桂冠.
水上飞机按其结构大致可分为船身式、浮筒式、水橇式.机上装有水舵、机轮和锚泊设备.携带的武器有航炮、炸弹、导弹和鱼雷等水中武器.第一次世界大战中,水上飞机得到了迅速发展.由于当时水上飞机配合军舰作战取得了很好的效果,一些主要海军国家不惜花费大量的力量研制水上飞机.
尤其是德国,先后研制和改装了十几个型号、近千种水上飞机,用以执行歼击、轰炸、侦察、巡逻和发射鱼雷等任务.第二次世界大战,又为水上飞机的发展提供了一个黄金时代,使水上飞机不仅在性能上有了很大的提高,而且在品种和数量上都有了显著增加.日本的"2式大艇"水上飞机曾用于著名的珍珠港之战;搭载在日本潜艇上的小型水上飞机竟于1943年9月两次袭击了美国本土大陆,一度令美国人十分恐慌.
二次大战后,由于喷气技术的使