美國的“夢想可導控砲彈”被中國實現

一、美國的夢想砲彈靠中國科技實現 

   現代戰爭是科技戰也是成本戰，俄烏戰爭以及胡賽組織對美作戰中都以廉價的無人機對抗昂貴的導彈，因此，各國都希望降低武器的成本。2012年美國海軍曾提出一種用電磁炮發射的“夢想砲彈”，可以在高速飛行中接收GPS信號並調整飛行軌跡，從而精準地命中遠處目標。但隨著2021年美國電磁軌道炮的放棄發展，作為配套工程的「夢想砲彈」也隨之無疾而終。但印度歐亞時報及香港南華早報均有報導中國科學家已經研製出這種“夢想砲彈”，並在學術期刊上公開了研究成果。報導稱，「夢幻砲彈」使用電磁軌道炮或電磁線圈炮發射，然後在GPS信號的引導下以驚人的5馬赫速度飛行。美國軍方曾計劃在五年內用電磁砲進行試射，但根據美國媒體報道，截止2017年，對該砲彈的研究仍在進行中。2021年，美國軍方正式放棄電磁軌道炮項目，目前還沒有關於這種GPS導引砲彈計畫命運的公開資訊。目前美國陸軍裝備了155毫米「神劍」GPS導引砲彈，諾斯羅普·格魯曼公司也已簽約為美國海軍開發一種57毫米製導砲彈，但它們都是使用常規火砲發射，其威力、飛行速度和最大射程與原先由電磁砲發射的「夢幻砲彈」相差甚遠。南華早報稱，在美軍放棄的兩年後，中國科學家公開宣布已成功研發出這種「夢幻砲彈」。強調相關技術突破是在沒有外部指導和幫助的情況下，完全自主完成的。 

   報導稱，電磁砲可徹底改變未來的戰場，因為它提供了一種低成本效益高的方式來發射砲彈，同時保持其精度和射程。但在發射過程中，電磁砲產生的電磁場會幹擾或損壞晶片和天線等精密電子零件，通常需要設置專門的屏蔽外殼。而智慧型砲彈在高速飛行時想要接收微弱的衛星導航訊號，又與屏蔽外殼的作用相互矛盾。而中國科學家提出了一種新式天線設計，它可以承受強大的電磁輻射，同時接收來自北斗導航系統的高精度定位訊號。想要做到這一點顯然並不容易，專家們深入分析了北斗信號接收機獨特的內部設計——可以設想，如果沒有中國自己的北斗系統，想利用GPS系統提供導航信號，美國是絕對不會提供如此詳細的資訊。報告稱，由於砲彈發射時，接收器必須承受超過地球引力25,000倍的力，因此任何結構上的缺陷都可能導致砲彈偏離目標。此外，砲彈在空氣中飛行時，會與空氣摩擦產生大量的熱量。為了防止這種情況發生，中國科學家使用成本低且可以大量生產的氣凝膠作為隔熱材料。報告稱，經過一系列努力後，中國研發的「夢幻砲彈」可以7馬赫的速度連續飛行100公里，並隨時根據北斗訊號進行調整，以保持高精度的打擊。作為對比，美國155毫米「神劍」GPS導引砲彈射程不到50公里，飛行速度也慢得多。更令人矚目的是，中國「夢幻砲彈」研製成功的消息，是伴隨著中國海軍在電磁武器方面的一系列突破而出現的，包括儲能係統、合金材料塗層、控制和監測系統以及連續射擊試驗等。就連美國媒體也承認，儘管中國電磁軌道炮的作戰性能尚未得到證實，但越來越多的模擬試驗表明，「這些武器可能會挑戰西方國家的傳統軍事優勢」。 

二、具未來關鍵潛力的美海軍三大尖端武器 

   固態雷射、磁軌炮及超高初速動能武器是改變未來戰爭的重要科技，有飛彈無法達到的優點，研發上雖有困難但有潛力。 

(一)固態雷射(激光)武器: 

  無人機及飛彈是很厲害的武器，而激光武器卻是其剋星，激光又稱雷射是用弱光激發出強光的一種物理現象，其產生的亮度為太陽光的100億倍。激光的特點為(1)定向發光即平行不發散(2)亮度極高(3)顏色極純(4)能量密度極大。激光武器可以分為三種：第一種是致盲型威力較小，主要目標是對敵方的電子設備進行干擾使其不能正常工作。第二種是近距離攻擊型，可攔截導彈或無人機。第三種是遠距離攻擊型。主要目標是摧毀超遠距離的衛星洲際導彈。激光武器的優點在於(1)飛行速度極快(光速，30萬公里/秒) (2)無後座力可在短時間内連續發射(3)成本低，愛國者導彈成本60萬美元/枚而激光發射一次僅幾千美元(4)對多目標捕捉、射擊靈活效率高。美國未用激光武器對付也門胡塞武裝的無人機和導彈的攻擊，表示美國對激光武器系統的研尚未成功。美國海軍在紅海使用價值210 萬美元的標準SM-2 飛彈摧毀價值僅2,000 美元的胡塞武裝無人機不符合成本效益。由於各種未解決的實際和技術問題，美國雷射武器的發展似乎陷入了困境。在 2018 年的中國航展上，中國推出 LW-30 防空導彈防禦激光器，可用定向發射的高能激光攔截空中目標，死光A重型戰略型激光武器可以每秒3萬公里的飛行速度，瞬間擊穿航母或核潛艇，主要用於戰時摧毀敵方的軍用衛星，美國五角大廈稱，美國軍方需要迅速採取行動，以應對中國和俄羅斯在太空中的激光武器和電子干擾。中國的激光武器輸出功率是美國的3倍，能夠在一分鐘內對付10個目標，性能遠超美國同類型激光武器。 

(二)電磁炮武器   

   中國的電磁炮技術超越了美國，美國電磁炮的射速慢、射程小、精準度差且易暴露，因此美國在2021年就放棄了。依據南華早報報導，中國海軍工程大學電磁能技術全國重點實驗室魯軍勇教授團隊於11月10日發表論文，宣稱突破關鍵問題，成功試驗了電磁炮，可連續發射120發砲彈且能保持精度，遠遠超過美國電磁軌道炮的水平，也與戰艦時代的主砲砲管壽命相當。俄烏戰爭打的是炮彈消耗戰，北約及美國的彈樣供給吃緊很可能決定戰爭勝負，電磁炮的砲彈不裝火藥成本極低，幾乎可無限量供應，這是電磁炮的最大優點。電磁軌道炮還有一個好處：發射力可調。根據彈重、初速要求，可隨時調整發射功率，優化彈道，這也是整裝彈火藥發射做不到的，中國可能在2025年成為全球第一個正式裝備服役電磁炮的國家。中國海軍科學家聲稱他們已經開發出一種用於動能武器的智慧外殼，由於強大的電磁砲，這種砲彈能以令人難以置信的 7 馬赫高超音速飛過天空，旨在提供精確打擊。過程中，這枚砲彈還可以不斷修改其飛行路線，並穩定地接收來自北斗衛星導航系統的訊號。據南華早報稱，到達目的地之前可以承受小於 15 公尺的誤差。砲彈在一秒鐘內可以行進 2,500 公尺，對於軍艦或港口等大型目標來說已綽綽有餘。他們聲稱，即使在連續射擊的情況下，該武器也能保持令人印象深刻的射擊精度。 

(三)超高初速動能武器 

   超高初速動能武器不用傳統炸藥只靠彈丸高速產生的動能破換攻擊目標，最近中國科學家用電磁炮動能武器（KEW）對抗美軍坦克的潛力進行了全面測試，實驗證明即使沒有明顯的外部損傷，一發子彈也能摧毀坦克。電磁炮發射的實心彈體利用高終端速度向目標傳遞比其攜帶的化學炸藥的固有能量更多的能量。美國的超高初速動能武器計畫與電磁炮一樣被終止。但中國對高超音速動能殺傷反坦克技術的興趣和研究仍在持續。 

三、大型軍艦裝載電磁炮 

   根據日本時事通訊社報導，日本防衛省在2022年度預算中投入65億日圓用於電磁炮研發。此舉將為日本提供多層攔截能力，以應對來自中俄等國的高超音速飛彈的威脅。相較於傳統的火炮，電磁炮具有速度快、射程遠等特性。電磁炮不像傳統火砲需要推進劑，後勤成本低，射程也更遠。如美軍現有127毫米口徑艦炮射程約為24千米，而電磁砲初期設計目標為約185千米，最高超過400千米。此外，電磁砲可提供更高的砲彈初速，透過減少砲彈到達目標的時間來提高打擊運動目標的準確性。美國海軍停止電磁砲的研發，一方面是因為其性能不符合；另一方面，許多技術瓶頸難以突破。根據日本產經新聞報導，日本在電源技術領域相對美國有優勢。早在數年前，日本政府就決定獨立開發電磁砲。之前，日本已研發並生產出一種電磁砲樣機。這種電磁砲口徑為40毫米，初速度超過2,200米，砲口動能約0.75MJ。事實上，光靠高速是無法完成攔截任務的。即便速度再快，電磁砲砲彈從發射到抵達目標附近也需要一段時間。而在這個過程中，目標（指高超音速飛彈）是在高速運動甚至是機動的，其飛行線無法預測。若日本打算把電磁砲做成像「密集陣」那樣的速射砲，靠「彈幕」發射模式來攔截攻擊目標，則考驗電磁砲的快速連續發射能力。不過，從美國研發磁炮的經驗來看，其一度考慮將陸基、海基的短距防禦作為重點，最後仍然是無果而終不易解決。 

    中國首批8艘055萬噸驅逐艦，至2020年已全部下水或服役，外界關注的是055是否會裝上足以改變戰爭模式的電磁炮。中國軍事專家指出，電磁炮和傳統大炮一樣要用炮彈，只是傳統大炮是透過火藥爆炸的化學能來推動炮彈，而電磁炮則是利用電磁場產生的推力來對金屬炮彈加速，使其達到打擊目標所需速度，屬物理動能。電磁炮又可分為「軌道電磁炮」和「線圈電磁炮」兩類，前者技術相對較簡單，發射穩定性好；後者技術複雜，但效率更高。由於電磁炮體積和重量太大，難以在陸上機動運輸，所以它除非是固定裝置，否則載體只能是海上的大噸位戰艦，而055級大驅正是合適之選。電磁炮的炮口速度可達每秒2,000至3,500米，比普通槍彈速度快2至3倍；射程更可達數百公里，遠超傳統大炮的數十公里。而且它精度高、打擊力猛，日後可望成為全能型艦載武器，以比導彈更低的成本，執行反艦、對陸攻擊、甚至防空、反導等任務，是海軍作戰方式的巨大革新。電磁炮雖然好處多，但需克服電力供應問題。目前電磁炮每秒需用電1萬千瓦到10萬千瓦不等，這相當於一個小型城市一秒的用電量。