新概念武器弹药技术
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第一章 绪论

第一节 新概念武器概述

一、概念

武器:亦称兵器,是直接用于杀伤敌人有生力量或破坏敌方设施以达到削弱敌人战争能力的器械或装备。它有广义和狭义之分,前者包括运载工具或使用平台,后者主要指主战用兵器。

武器在本质上是一种换能器,它通过把一种能量变换成另一种形式的能量来进行有效杀伤。武器所用能源,经历了从简单的机械能到化学能,再到核能的过程,现在即将迎来电磁能。

同时,在军事领域,高新科学技术就是战斗力。科学技术对战斗力有重大的影响,其作用公式为:战斗力=科学技术×(人+武器装备+组织指挥),其中科学技术为大于1的因子。上式表明科学技术是战斗力的放大器;上式右边括号中第二项主要指兵器科技的进步,其中最主要的就是新概念武器的进步。

纵观武器发展的历史,任何一种新概念武器的诞生和发展都和当时的科技水平有着不可分割的关系。一种新概念武器的提出,是这个时代的科技人员认识的深化,也是当代科技最先进的前沿理论的结晶。当然因为受到当时科技水平和制造水平的限制,这些新概念武器最初只能停留在概念或者原理验证的初级阶段。随着科技水平的不断提高、新技术的发展和应用,这些新概念武器被逐渐研发,并不断改进,成为真正能够适用于战场的高科技武器。伴随着这个过程,更加先进的武器也许已经开始出现了。我们认为:这些能够成熟可靠地应用于战场的武器已经不能称之为新概念武器了。此时新概念武器的“头衔”就应该让位给更加先进的武器了。总而言之,新概念武器的研制始终是一个螺旋式上升的过程,新概念武器本身也在不断地发展和更新。

作为新概念武器的一个分支,新概念弹药也是这样发展起来的。从常规意义上讲,弹药是对敌目标实施硬毁伤的终端载荷,如人们熟悉的杀伤榴弹、破甲弹、穿甲弹、子母弹、燃烧弹等,在战场上都曾大显身手。随着战争的不断演进和高新技术的迅猛发展,人们对弹药的内涵和本质的认识日益深化,各种新概念、新原理、新功能的弹药层出不穷。特别是为适应信息化战争要求,弹药的信息化已作为武器装备信息化的重要组成部分,世界各军事强国对其发展均给予了高度重视。从发展趋势看,未来陆军弹药将以弹体作为运载平台,能够实现态势感知、电子对抗、精确打击、高效毁伤和毁伤评估等功能的灵巧化、制导化、智能化、微型化、多能化,呈现出一系列发展新趋势。

所谓的新概念武器和新概念弹药,是指正在研制和探索中的,并将在未来战争中发挥实战或威慑作用的,与传统武器在原理、杀伤破坏机制以及作战方式上显著不同的,可大幅度提高作战效能与作战效费比的高技术武器弹药群体。

尽管不同时代有不同的新概念武器和新概念弹药,但从历史学角度审视,新概念武器弹药技术是人类以超前意识在兵器科学与技术学科领域开创的一个新的方向。它实际上已经成为兵器科学与技术学科论述每个时代即将诞生的高新武器技术群体的一种术语。新概念武器弹药技术是兵器科学发展的前沿,是各种理论与知识的综合集成,它牵动着整个兵器科学向前发展,是兵器科学发展的方向,其重要性尤其突出。

二、新概念武器弹药的特点

新概念武器弹药和传统武器弹药相比,具有如下几个特点。

1.原理概念新

新概念武器弹药一般指尚没有装备部队,还处于研制或探索中的武器装备。有的新概念武器弹药甚至还只是一个大胆的设想,并没有进入事实研制阶段。因此新概念武器弹药在工作原理、设计思想、杀伤机制等各个方面都具有较强的新颖性或前瞻性。

2.威慑力大

新概念武器弹药由于采用了新的工作原理、新的杀伤机制,其杀伤破坏效应更强,或者对敌方人员造成的心理影响更大,具有现役常规武器装备无法比拟的威慑能力。比如高能激光武器,可通过激光反卫、激光反导,摧毁或破坏对方的通信侦察卫星、洲际弹道导弹,从战略上显著提高军事威慑能力。

3.时代性强

任何武器装备的发展都受限于当时的科学技术条件和科研人员的认知水平,因此具有很强的时代性。目前装备部队的各种新型武器装备,在多年前就曾作为一种新概念武器被提出;而如今提出的新概念武器,随着科学技术的发展,在多年以后就可能研制成功,列装部队而成为现役装备。因此,新概念武器是相对当时特定历史时期或特定历史条件而言的,具有很强的时代性。

4.带动性强

任何武器装备的发展都涉及多种技术、多个行业的交叉与融合,新概念武器也不例外。新概念武器的天然特性决定了它的出现会在未来相当长的一段时间内将引领某一领域或者某一方向的武器发展方向,同时会推动相关产业的快速发展,提升整体科技实力和水平。

三、新概念武器弹药分类

按照作用原理,新概念武器弹药大致可分为新概念火工品与火炸药、新概念战斗部、新概念高超声速武器弹药、电磁装甲武器、新概念智能武器与弹药、定向能武器、环境武器、特效毁伤武器等,而每类武器弹药又可进一步细分为若干类。

1.新概念火工品与火炸药

新概念火工品和火炸药主要指新概念推进剂和发射药,主要包括电控固体推进剂和层状发射药,炸药主要代表类型为惰性金属炸药。

2.新概念战斗部

新概念战斗部主要包括电磁增强战斗部、横向增强型战斗部。

3.新概念高超速动能武器弹药

新概念高超速动能武器是指射弹速度大于2.5km/s的类火炮发射器,主要包括超高速化学能发射器(随行装药火炮、轻气体炮、冲压加速器等)、电热炮(纯电热炮、电热化学炮)、电磁炮(电磁轨道炮、电磁线圈炮、磁场重接炮等)。这类武器突出的特点是弹丸初速高、动能大,因而飞行时间短、外弹道平直,其拦截精度和命中概率较高。当前超高速动能武器以电磁轨道炮为主要发展方向。

4.电磁装甲武器

电磁装甲武器利用电能来拦截、干扰和破坏来袭的射弹,从而减小射弹对装甲车辆主装甲的侵彻,以提高装甲车辆的战场生存能力,主要包括被动电磁装甲和主动电磁装甲,其中主动电磁装甲又包括线圈式主动电磁装甲、磁场重接式主动电磁装甲和电磁场装甲。

5.新概念智能武器弹药

新概念智能武器弹药是指具有信息感知与探测、信息处理与决策、自主攻击与评估等功能的武器和弹药,主要包括各种智能攻击性武器、自主攻击弹药、修正弹药、巡飞弹药等。

6.定向能武器

定向能武器以高能射束攻击目标,主要包括三类:电磁脉冲武器(高功率微波炮、电磁炸弹、微波炸弹、电磁“导弹”、核爆炸电磁脉冲弹),高功率激光武器(CO2激光武器、化学激光武器、准分子激光武器、自由电子激光武器、二极管聚光武器、X射线激光武器和 γ射线激光武器),粒子束武器(带电粒子束、中性粒子束、等离子体射束)。它是利用沿一定方向发射与传播的高能射束(如激光、电磁脉冲、高能粒子束等)攻击目标的一类新概念武器,其传播速度为光速或接近光速。定向能武器既可用于电子战以干扰或破坏目标的功能,又可用于直接破坏或摧毁目标,如拦截飞机、卫星、导弹等。

高功率微波武器可搭载于巡航导弹、防区外导弹及其他空地导弹上,用作信息攻击武器压制敌防空力量;也可搭载于飞机上,用于控制战场电磁信息。美国在海湾战争中已使用了微波炸弹或电磁脉冲弹。

高能激光武器在技术上已基本成熟。强激光反卫星技术起源于20世纪60年代后期,俄罗斯的强激光反卫星技术在苏联解体之前已具有相当雄厚的技术基础。坐落在萨雷沙甘的地基激光器,曾使美国的一些卫星暂时致盲。美国于1997年年底进行了激光对抗在轨卫星的试验,该试验的目的是测试卫星遭受敌方攻击时的易损性,同时也想从该试验中得到数据以改进未来军事冲突用激光器或发展反卫星激光武器。美国陆军利用其研制的先进的中红外化学激光器,进行了两次激光射击卫星试验。第一次试验使用高功率激光器(先进的中红外化学激光器)分两次照射位于低地球轨道上的空军MSTI-3研究卫星。激光束击中了目标点—中程红外照相机。照相机没有产生图像,表明卫星传感器受到了攻击。为了得到此次试验未能获得的数据,紧接着陆军又用低功率的化学激光器进行了第二次射击卫星的试验,对卫星上的红外照相机进行了三次照射。与先进的中红外化学激光器不同,低功率化学激光器能量密度不足以摧毁或损坏卫星传感器,陆军在此次试验中获得了有关数据。美国陆、海、空军都将装备这类武器,用于防空、反弹道导弹或其他战术导弹。其中空军的机载激光武器(ABL)具有在数万米外、在弹道导弹助推段进行精确拦截的能力。

美国、俄罗斯目前都在研究和试验粒子束定向能武器。粒子束分中性粒子束和带电粒子束。粒子束在大气中传播,通过大气会产生散射和吸收,因此较适合于天基平台部署,但是如何在天基平台产生和控制粒子束则是需要解决的难题。

7.环境武器

环境武器是利用地球物理现象和环境的制约条件,受控地直接利用自然界各种相关能量所研制的新概念武器,包括人造大风、人造暴雨、人造地震、人造海啸、人造巨浪、人造噪声、人造噪光、人工降雪、人造干旱等。

8.特效毁伤武器

特效毁伤武器的主要类别为新概念非致命武器,新概念非致命武器的原理和杀伤机制各异,主要包括信息与网络攻防武器(计算机病毒武器等,已经向无线植入方向发展)、反机动反装备设施武器、生化武器与基因武器、新型特种弹药(如科索沃战争已使用的碳纤维弹、石墨弹等,其趋势是介质向泡沫等半液态发展)、声波武器和新概念防护技术等,以及不断提出的各种新概念。

作为21世纪战争的重要作战式样,信息战已引起世界各国的高度重视。美国国防部在1998年10月已将信息战正式列入作战条例。作为信息战的重要物质基础,信息战武器装备,特别是计算机网络攻击与防御手段发展迅速。美国国防部在1998年年底正式批准成立了计算机网络防御联合特种部队,用以保护美军的计算机网络和系统。在未来战争中,包括计算机病毒软杀伤武器、非核电磁脉冲武器、激光反传感器武器及电子破坏弹药等硬杀伤武器在内的信息进攻武器将被大量采用。其中计算机病毒、网络“蠕虫”、“特洛伊木马”程序、逻辑炸弹、计算机陷阱等软杀伤手段对网络系统、计算机软件和硬件设备的破坏将令人防不胜防,而且波及面广,破坏性强。信息防御手段也将不断完善和发展,重点是威胁预警、多层防御、安全防火墙等技术。此外,对付“黑客”入侵也将成为信息防御的经常性任务。