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第3章 新式武器(2)

电磁炮的发射原理同普通电动机的工作原理是一样的。我们都知道电动机由定子和转子两大部分组成。通电后,电流通过定子上的线圈而产生电磁力,而转子就在电磁力的推动下高速运转起来。

在这里,我们把电磁炮看作一台特殊的“电动机”。炮身相当于电动机的“定子”,炮弹相当于电动机的“转子”。电磁炮的炮身是两条长长的平行铜导轨,炮弹就夹在这两条导轨的中间。

导轨通电后产生一个强大的电流,此电流沿其中一条导轨输入,流经炮弹,然后再由另外一条导轨返回;这样,便在这两条导轨之间形成一个强大的磁场;而该磁场与炮弹中的电流相互作用,产生一个强大的电磁力;此电磁力推动着炮弹沿导轨高速前进,并且日其运行速度越来越高,炮弹就这样被射了出去。所以电磁炮又叫“轨道炮”。

由于电磁推力大,所以电磁炮的炮弹能够达到很高的速度。美国的两个电磁炮实验室已经将3克重的弹丸加速到每秒11千米,另外还将300克重的弹丸加速到每秒4千米。我们知道,一般火炮的射出速度只有每秒0.8千米左右,步枪子弹的射出速度也只有每秒1千米左右。

由于电磁力很均匀,故电磁炮的弹丸在飞行中比较稳定;又由于在发射时不出火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以电磁炮的隐蔽性好;电磁炮可以根据目标的特征快速调节电磁力的大小;另外,电磁炮也比较经济。常规火炮的发射药每产生1兆焦耳能量大约需耗资10美元,而用电磁炮只需0.1美元。

电磁炮的发展受到各军事强国的高度重视,例如在美国的“战略防御计划”中,对电磁炮的研制占有重要地位。

不过,从电磁炮的当前发展水平来看,距离实战要求仍有一定的距离。例如:实战要求能将3千克重的弹丸加速到每秒15~30千米的速度,而目前的实际水平距离这个要求还差得很多;目前的电磁炮导轨材料还不够强固,弹丸高速掠过时,往往会使导轨发生剪切、变形甚至熔化;高速飞行的电磁炮弹丸在穿过大气层时,容易被烧蚀;目前仍处于试验阶段的天基电磁炮武器系统,其重量太大,其费用也极高。

电磁炮从结构上可分为电磁轨道炮、电磁线圈炮和电磁“重接”炮。

其中,电磁轨道炮是目前发展较为迅速的一种电磁炮,它主要由两条平行的导轨和在导轨之间滑动的微型射弹以及射弹电枢等组成。导轨作为电磁轨道炮的线性电磁推进加速器,当发射时,导轨和射弹电枢被通上巨大的瞬时电流,在导轨间形成强电磁场,由电磁相互作用使导轨加速器产生巨大的加速力,从而使导轨间的微型射弹加速,并以极高的速度发射出去,实现与目标直接碰撞,靠相对碰撞产生的巨大动能摧毁目标。

目前,美国有多家机构在从事电磁轨道炮的研究工作,并取得了一些重大进展。电磁线圈炮也叫同轴线圈加速炮,是最早制造的电磁炮,在20世纪初就已能做到将10千克重的炮弹加速到100米/秒。

在70年代中期,前苏联的科学家已能将1.3克重的金属环加速到4.9千米/秒。线圈炮由环绕于炮膛的一系列固定加速线圈与环绕微型射弹的弹载运动线圈组成,当这些线圈按顺序加电时,产生运动磁场,使处在磁场中的微型射弹加速发射出去。电磁“重接”炮简单地说就是利用两个磁场重新结合产生新的更大容积的磁场结构,来加速发射微型射弹。“重接”炮是天基超高速电磁炮的备选方案。

除美国以外,俄罗斯、澳大利亚、英国、德国、日本和以色列等国也在开展电磁炮技术的研究。

反卫星动能拦截弹

这是一种靠弹头的动能来击毁敌方卫星的机载空对空导弹。美国在80年代用一枚这样的导弹成功地击毁了一颗废旧卫星。这枚导弹全长5.4米,弹径0.5米,重1.2吨,装在F-15战斗机上。

这种导弹的工作过程是这样的:导弹脱离飞机之后,靠弹上的惯性制导系统进行制导,直到飞抵预定空间点;此后弹上的红外传感器开始自动跟踪目标;当拦截弹达到最大飞行速度时,其战斗部与二级火箭自动脱离;此后弹头便依靠小型计算机进行控制,并通过弹上小型火箭的点火与熄火来对弹道进行修正;最后,弹头前部的小型撞击杀伤器以每秒13.7千米的高速与目标相撞并将其摧毁。

反导弹动能拦截弹

这是一种利用弹头的动能摧毁来袭导弹弹头的“反导弹导弹”。这种导弹也和上述反卫星动能拦截弹一样,是采用现有的导弹技术。这种导弹的弹头最后以每秒9千米的高速与目标相撞并将其摧毁。

群射火箭

这是一种子弹式旋转稳定的无控火箭,主要用来对付来袭的洲际弹道导弹的弹头,特别是用来对付多弹头导弹的。

群射火箭的具体工作过程是这样的:在来袭弹头再入大气层后,群射火箭发射,形成一个多层次的密集火箭雨阵,使火箭与来袭弹头相撞并将其摧毁。

可用这种群射火箭来保护导弹的地下发射井,每个发射井约需配备5000~10000枚火箭,其拦截概率可达85%以上。

群射火箭是美国“战略防御计划”中最后一道反导弹屏障的主要武器系统。

超导武器

军事专家们预言:超导技术应用于军事领域,将导致未来战场上的武器装备和作战方式出现一系列的变革,并将对军事战略和战术思想产生深远的影响。

超导海军舰艇

数百年来,海军舰艇的动力尽管已从蒸汽机、柴油机、燃气轮机发展到核动力,但始终未能摆脱笨重的螺旋桨推进部件,航速也无重大突破,从而使海上高速机动作战能力受到了很大的限制。

70年代以来,一些工业化国家积极开展超导技术在海军舰艇方面的应用研究,并已初见成效。英国已研制出478千瓦的超导电磁力推进装置;美国已研制出5513千瓦的超导驱动系统;日本制成了世界上第一艘超导船。

试验表明,大型驱逐舰在负荷、航速、续航力相同的条件下,采用超导电磁力推进系统可以少装一台燃气轮机,减少满载排水量,节省续航燃油,少花建造费用。

超导军舰是怎样航行的呢?如果在舰艇上安装电磁铁,在海水中便会产生磁力线,同时产生方向与磁力线相垂直的电流。在磁场与电流的相互作用下,推动海水向后运动。由于海水的反作用力,使舰艇获得一种向前的推动力。

超导舰艇由于取消了传统的螺旋桨推进部件,因而具有结构简单、维修方便、推力大、航速高、无震动、无噪声、无污染、造价低等诸多优点。在潜艇上应用超导推进系统以后,能有效地消除噪声影响,降低红外辐射,更不易被敌方发现,从而大大地提高了自我生存能力和快速机动的突防能力。

超导激光武器

激光武器耗能大,它要求在瞬间提供数十亿到数百亿焦耳的能量。而且目前的贮能装置所贮存的能量都非常有限,很难满足这一要求。

超导技术的发展,为激光武器提供了新的能源。采用由超导材料做成的超导闭合线圈就是一种理想的贮能装置。因为在超导线圈中的电流是一种持久的电流,只要将线圈保持超导状态,则它所贮存的电磁能便会毫无损耗地长期保存下去,并可随时把强大的能量提供给激光武器。激光武器一旦有了超导贮能器,就如虎添翼,好比是有了一个机动灵活而又容量无比的弹药库,可时刻保持高度的战备状态。一旦受到敌方飞机、坦克、导弹等的侵犯,便可随时给予有力的回击。

超导发射装置

利用超导技术来发射航天飞机,这是专家们多年来的梦想,但因受技术条件的限制而难以成为现实。近年来国际上超导材料研究中的突破性进展,为实现这一梦想创造了技术条件。

计划中用来发射航天飞机的超导磁悬浮发射装置,由一条长3500米的水平导轨与一条2000米高的垂直导轨相连接,形成一个接近于90°的弧形陡坡。导轨采用新型常温超导材料。

发射时,庞大的航天飞机在磁悬浮力的作用下,沿水平导轨前进并逐渐加速,当到达终端的弧形轨道后,便随弧形轨道而改变前进方向,并以每小时500~600千米的速度飞离发射装置。与此同时,航天飞机的发动机点火并开始工作,靠它自身的动力直刺苍穹。

采用超导磁悬浮发射装置,可以取代用火箭发射航天飞机的传统做法。这样可以减轻航天飞机自身的重量,增加有效载荷,并且推力大、耗能少、起飞速度快、安全可靠,可以多次重复使用,能节约大量经费。

专家们认为,还可用超导材料制成超导电磁炮、超导火箭发射架、超导磁力仪、超导陀螺仪、超导雷达天线、超导接收机和超导卫星等等。可见超导材料的发展前景是极其诱人的。

次声武器

远在二战期间,前苏联的强击机曾在德军阵地上空反复进行超低空飞行,尖啸刺耳的噪声使德军官兵惊恐万状。这便是把声音作为武器的一种尝试。

十多年前,在法国马赛附近的一个“次声研究所”,秘密地研制了一种新式武器—次声武器.也叫声波枪。据介绍,在试验中曾不慎误伤了一名研究人员,并导致十几千米之外的一些无辜丧命。国外曾有人撰文这样说:“这种武器能够消灭一座城市或某一地区的人。那些躲藏在秘密掩体里的人,躲藏在诸如坦克、潜艇或其他貌似牢不可破的机器里的人,都难以幸免。”这种说法或许言过其实,但次声对人和动物具有杀伤作用,却是不容置疑的。

所谓次声,就是声波的振动频率低于20赫的声音。普通人耳能听到的声音,其最低频率在16~23赫这个范围内。这里为何有个“范围”呢?就是因人而异。低于16赫的声波,是任何人的耳朵都听不到的,而只能作为一种振动被人察觉出来。

低频振动对人体和动物具有很大的危害,甚至具有破坏性。

许多自然现象都能产生次声波,如火山爆发、地震、打雷、台风、龙卷风等等;其他如核爆炸、发射火箭、放炮以及飞机的长行等,也都能产生次声波.

物理学告诉我们:振动波的频率越高则其方向性越好,但却衰减得越快,因而其传播距离也越近。相反,由于次声波的频率很低,所以它在传播中衰减得很慢,因而能传播得很远。发射大炮时所产生的次声波,在几十千米甚至上百千米以外仍能用仪器接收到;氢弹爆炸时所产生的次声波甚至能够围绕地球跑上好几圈。次声波除了跑得远以外,它还有另外一个特点,那就是“无孔不入”、“见缝就钻”。

次声波是怎样危害人体健康的呢?

人体无时无刻不在进行着细微的有节奏的脉冲式振动。这种振动的频率通常为7~13赫。人体在甚低频区的共振频率为4~8赫。因此那些频率低于10赫的次声波,可能使人体发生“共振”而遭到伤害。

次声波伤害人体后的主要症状是昏晕、头痛、呕吐、心痛、呼吸困难、恐慌、眼球震颤等;有的人还会出现昏迷、站立不稳和产生酒醉似的感觉;重者还会出现肌肉痉挛,甚至形成精神错乱;在高强度次声波的作用下,有的人会出现耳聋以至全身瘫痪,重者甚至导致死亡。

军事专家们预言:在未来战场上,次声致聋武器与激光致盲武器将配合使用,使对方的作战人员成为聋子和瞎子,使之完全丧失作战能力甚至自行死亡。

基因武器

在介绍基因武器之前,这里先简单说说什么是基因。

基因是控制生物性状的遗传密码,它是由DNA构成的。DNA是构成基因的物质基础。在生物工程中,用来控制生物性状的遗传密码就是DNA中所包含的四种核苷酸。组成DNA的核苷酸虽然只有这么四种,但它们可以有许许多多的排列顺序,而不同的排列顺序就可以决定不同的信息,即遗传密码。

基因武器又称遗传武器。它是采用遗传工程的方法,按照设计制造者的意图,通过基因重组,即通过重新排列DNA中那四种核对酸的排列顺序,把一些特殊的致病基因移植到微生物体内,使之成为一种具有显着抗药性的致病菌。例如人体内的大肠杆菌本来是一种非致病微生物,在通过改变其基因之后,就变成了一种致病菌。

由于这种致病菌利用了人种生化特征上的差异,因此它只对特定遗传型的人种才具有致病作用,而对除此以外的其他人种并不起作用。这样,基因武器的设计制造者就可以“有选择性地”利用这种武器来对某些特定的人种进行杀伤,而不会同时伤害处在同一环境中的其他人种。

基因武器正是通过致病基因来感染人体的,而人们所感染的致病基因,只有设计者才能知道其遗传密码,因而也只有他们才能够解救染病者。这正是“解铃还需系铃人”!其他人要在短期内来“破译”这种密码是不大可能办到的。因此受害者只能坐以待毙,其他旁观者“爱莫能助”!

尽管基因武器目前还只是处于研究探索阶段,但它已经引起一些有责任感的科学家的忧虑。这种忧虑,甚至已经远远超过了当年爱因斯坦等着名科学家对于原子武器的忧虑。

军用机器人

据专家们估计,机器人产业将会成为21世纪少数几项能主宰经济的高技术产业之一,就像汽车、化工、钢铁等工业曾经主宰了20世纪60~70年代的经济一样。随着机器人产业的发展,机器人的劳动分工也越来越细,包括工业机器人、农牧业机器人、服务机器人、军用机器人、极限作业机器人、太空机器人、智能机器人等等。

就军用机器人而言,早在二战期间,德国陆军就曾研制了大约5000辆无人驾驶的坦克。他们通过电线或通过无线电传送信号来控制坦克行驶,用它所携带的炸药去摧毁对方的防御工事。这便是现代军用机器人的雏形。

到了1985年,美国海军部队开始利用机器人在海底开展清洗和打捞沉船的业务。这种军用机器人装有技术先进的信号传感系统,能够进行水下侦察、排除水雷和担任各种用人力难以胜任的危险工作。

美国有一种“机器人侦察兵”,能够根据敌方的反应来随时编制电脑程序,其造型如同一辆小型战车,可以充当“流动哨兵”。它由微电脑、人工智能软件和远程监视传感能等主要部件构成。

在平时,它可担任基地或机场外围的警戒任务,能够识别那些“不速之客”,一遇上“敌情”便会立即发出警报。在战时,它可根据主人发出的遥控指令来使用随身携带的武器,包括轻机枪、手榴弹、催泪弹等。

目前,一些军事强国都在加紧研制各种各样的多用途军用机器人。比如,能够在前线抢修军车,运送粮草、弹药和燃料等战斗物资的军用机器人;能够架桥、筑路、布设地雷和施放烟雾的军用机器人;能够充当“步兵侦察班”来收集对方军事情报的军用机器人,等等。

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