突发新闻:意大利开始开发用于高超音速打击和轨道发射的 Herakles 轨道炮演示器
快速阅读: 据《全球防务动态》称,赫拉克勒斯计划由意大利内图诺地面武器技术办公室管理,分三阶段推进,第二阶段已启动,开发电磁轨道炮系统。该技术可发射高超音速弹丸,用于防御与航天领域,面临热机械应力和效率挑战。多国如美国、日本、中国等也在研发轨道炮。
赫拉克勒斯计划由位于内图诺的地面武器技术办公室负责行政管理,分为三个阶段。第一阶段已于2023年完成,公共资金投入31.72万欧元,重点在于定义一个功能系统架构和初步技术评估。刚刚启动的第二阶段旨在开发并验证用于军事用途的演示型电磁轨道炮系统。该阶段总价值(包括承包商部分)超过179万欧元。演示装置需在五年内保持可用状态,以进行作战测试,并参与与意大利武装部队相关的创新展览。除了硬件开发,承包商还需提供操作手册等文件,实施质量保证体系,并遵守基于未来产品销售收入的特许权使用条款。还将组建一个专门的支持团队,可能包括由不超过合同基础价值1%资金支持的外部顾问。
从技术上讲,赫拉克勒斯电磁轨道炮旨在以高超音速发射小型和中型惰性弹丸,用于动能打击用途,包括海岸防御和反装甲任务。次要目标是将相同的电磁推进技术适应用于将微型和微小卫星送入轨道,表明其在国防与航天领域的潜在双重用途。
工程努力集中在解决两个核心挑战:最小化发射器结构材料所承受的热机械应力,并提高其电气配置的效率。这些挑战目前是轨道炮可扩展性和持续运行的主要障碍。
承包商Kairospace负责开发演示装置及相关支持系统,由于其军事敏感性,该项目未被纳入公开绩效报告。根据官方文件,该计划不涉及放射性材料或2+类激光系统,因此不受SMD W 001发布要求的限制。
电磁轨道炮通过高强度电流产生的磁场实现对弹丸的加速。这种机制使动能弹丸可达到远高于传统火炮使用化学推进剂的速度。典型的轨道炮系统旨在产生2000至3500米/秒的初速,能量输出范围为5至50兆焦耳。其原理基于洛伦兹力,当电流流过弹丸(或滑块)时,会引发线性加速度。与传统火器不同,轨道炮可以减少后勤负担,因为它无需使用爆炸物和化学推进剂。然而,涉及的极端电流通常可达数百万安培,会对部件造成显著压力。轨道炮枪管和轨道会受到侵蚀、热损伤以及磁斥力的影响,这构成了材料科学方面的挑战。
当前设计依赖于强导电材料和混合滑块,包括滑动金属、等离子体或复合结构形式。电源通常涉及能够快速释放能量的电容器或脉冲电源,但这些系统仍然体积大且成本高。轨道炮优化研究引入了增强型轨道炮设计,通过增加额外导体来增强磁场生成,而无需显著增加电流。一些配置采用钕磁铁或在枪管中使用磁导材料以增强磁场强度。然而,即使有这些改进,能源效率仍然是一个限制因素,发射系统通常仅能达到理论最大输出的一小部分,这是由于电阻损失和机械阻力。
散热也是一个重大问题,由于摩擦和电气阻力产生的高温足以导致结构部件降解或变形。正在开发的解决方案包括耐热材料、陶瓷轨道涂层和液体冷却系统。轨道炮弹丸的引导仍然是一个未解决的挑战,因为高G力、等离子体干扰和电磁场可能会干扰机载电子设备。
尽管存在技术障碍,但由于射程、缩短目标时间以及弹药后勤方面的潜在优势,多个国家仍在持续推进轨道炮研究。在美国,海军和陆军早在1980年代就开始长期研究轨道炮。值得注意的发展包括由通用原子电磁系统公司(GA-EMS)和BAE系统公司领导的电磁轨道炮项目。美国海军的试验发射能量达到了32兆焦耳,弹丸速度超过了2500米/秒。尽管展示了技术可行性,但项目遇到了发射器寿命、能源供应需求和成本效益等方面的持续问题。截至2021年,美国轨道炮研发的资金已被削减,重点转向高超音速导弹系统。
同时,日本自2016年起通过采购、技术和物流局(ATLA)系统地开展了轨道炮技术研究。到2023年,日本完成了首次确认的舰载轨道炮实弹发射,使用安装在JS Asuka号上的40毫米口径武器。该系统在120次连续发射中表现出持续性能,没有明显的轨道退化,并达到了超过2000米/秒的速度,实现了与发射器耐用性和能源管理相关的多项研究目标。
中国和印度也在积极追求轨道炮能力。中国的开发于2017年公开展示,当时一个原型安装在072III级登陆舰“海阳山”号上。美国情报报告显示,中国在2014年开始进行地面测试,并在不久后开展了海上试验,目的是将其系统整合进更广泛的反舰和打击能力中。印度通过国防研究与发展组织(DRDO)在2017年测试了一种12毫米方形孔径轨道炮,并宣布计划开发一种30毫米版本。DRDO计划使用额定值为10兆焦耳的电容器组实现超过2000米/秒的弹丸速度。轨道炮和定向能武器也被纳入印度2030年的海军现代化路线图。
在欧洲,德国和法国于2025年宣布有意与日本开展三方轨道炮合作项目,标志着这些国家在高能弹药领域首次此类合作。与此同时,土耳其的Aselsan和Yeteknoloji以及俄罗斯据报道正在开发本国的轨道炮技术,尽管公开验证的技术成就仍有限。
(以上内容均由Ai生成)