金属风暴技术:密集射击
20世纪90年代末以来,有关“金属风暴”技术武器系统的文章经常出现于各军事报端,使得军事“发烧友”们一直引颈相望。近几年,美澳又联合推出了以“金属风暴”技术为核心的“赤背蜘蛛”武器系统,再一次引起了世人的广泛关注。那么,什么是“金属风暴”呢?
“金属风暴”技术运用了乌贼鱼遇险喷墨逃生的原理。乌贼鱼体内有一个墨囊,里面贮满了浓黑的墨汁,每当它突遇强敌无法逃脱之时,可在瞬间使体内压力陡升,将墨囊内贮存的墨汁喷出,把周围的海水染成一片漆黑,随后借机逃跑。所谓“金属风暴”就是要像乌贼喷墨那样,在较短的时间内“喷”出高密度的“金属流”,摧毁来袭的敌方武器,保证自身安全。“金属风暴”技术已经完全脱离了传统的弹道发射方式,不受机械部分的束缚。它的核心特征是在单个枪管内串联放置多个弹头,通过电子击发,连续不断地将弹丸从枪管内“推”出来。在这个基础上,把数个乃至更多的枪管汇聚在一起,形成一个紧凑、完整的武器系统。该系统超越了传统,四大优势无与伦比:
(1)超高速,每分钟可发射百万发。射速是衡量武器性能的重要指标。“金属风暴”技术武器系统采用了电子点火、弹丸串联预装填弹膛的全电子化发射系统。由于该系统采用电子弹道发射,不需要机械运动部件进行弹药装填,使得单管射击速度可达每分钟27万余发,如果采取多管联发,每分钟可达百万发,可形成真正意义上的“弹幕”。另外,由于“金属风暴”技术武器系统的弹丸紧密有序排列,保证了武器系统不仅射速高,而且精度也极高。据统计,该系统可以将180颗子弹在短短的40毫秒内几乎同时发射出来把一扇门打得稀烂,让人感觉好像只有一颗子弹射出来似的。
“金属风暴”技术武器弹头发射示意图
(2)快速反应,全电子化操作控制。“金属风暴”技术武器系统为全电子化操作控制,操作过程无须待发动作,击发时间极短,使得整个武器系统具有快速反应的特点,可用于舰艇、重要目标等的极近程防空。目前,“金属风暴”技术武器系统正逐渐向遥控方向发展,如美澳推出的“赤背蜘蛛”的轻武器系统就可以安装在小型机器人或车辆平台上遥控操作,较好地实现了火控和信息系统结合,快速反应能力得到进一步提高。与传统的机械式武器相比,它既没有枪炮的上膛(输弹)装置和抽筒结构,也不需要助退机和复进机,只剩下了发射身管、常规弹药、电子脉冲点火节点、电子控制处理器等装置,弹药筒内依次前后排列多个弹头及发射装药,这些弹头和发射装药相互隔离并可靠定位,确保发射时不相互影响,每发弹丸都紧挨着炮管内壁对应的电子脉冲点火节点,由电子控制处理器控制各个炮管的发射顺序及每节发射药的点火间隔。点火系统由两部分构成,一部分是控制线路,另一部分是感应点火器。控制线路负责对火控系统供给的电源进行变频、变压,选择适当时机向药筒中串联的弹丸分别供电,并控制同一个药筒内几发弹丸的发射时序;感应点火器由一对感应线圈、一个点火器组成。感应线圈由同轴、同平面安装的一对初级线圈和次级线圈构成,初级线圈安装在炮管上,次级线圈安装在弹丸上,次级线圈通过电点火器构成回路。当向点火系统发出点火指令,点火控制线路就会控制电源箱点火指令指定位置的初级线圈通电,并在次级线圈和电点火器构成的回路中产生点火电流,使点火器发火完成点火功能。当最前面一发弹丸发射时,在火药燃气压力的作用下,紧接着的一发弹丸一端膨胀,锁住炮管,以承受作用于弹丸前部的高压燃气。因此不会由于高压、高温的火药燃气泄漏而点燃下一发弹丸的发射药。前一发弹丸离开炮管后,后一发弹的发射药即可点火,这样可使膛内压力迅速降到合适的水平,不会影响到后续弹丸的发射,实现了高度的自动化。
(3)结构简单,操作可靠、灵巧。长期以来,射击一直是一个机械过程:扣动扳机,撞针击打弹丸底部,引燃火药使弹头飞出,周而复始。由于活动部件的技术故障等问题,武器系统一直都存在卡壳、走火等隐患,有时这种偶然的故障还会造成人员伤亡。而“金属风暴”技术通过采取电子弹道技术代替传统的机械活动部件,彻底改变了这种状况,整个过程均由计算机来进行控制,使得武器系统结构简单,操作可靠、灵巧。
(4)功效集成,可通用多种弹丸。“金属风暴”技术武器系统的弹丸预装填技术、电子控制技术使得该武器系统可以把多种口径、多种类别的弹药“堆栈”安装。如美澳“赤背蜘蛛”多管遥控武器系统是一种轻型可遥控操作武器系统,由安装在万向架上的40毫米的4管“金属风暴”发射系统组成,每根发射管内可装填不同类型的弹药,可同时向目标发射多种弹药,包括空爆弹、高爆弹、增强型爆破弹及非致命弹药等。“金属风暴”技术武器系统还可根据需要更换发射管,这样就可以发射多种口径的弹药。目前,已经发射成功的有60毫米迫击炮弹、40毫米榴弹、12.7毫米枪弹、9毫米枪弹及15.7毫米枪弹等。系统重70千克,可安装在卡车和装甲车车顶上,对付来袭导弹和炮弹等多种威胁,实施护航、边界控制和区域防御等。它还具有网络化作战能力,多个系统协同能对付大型目标。
“金属风暴”技术作为一种新兴技术,曾被军事、科技专家们誉为机械式转管机枪发明后枪械的又一个“革命性”突破,在军事领域应用极其广泛。(1)陆战反恐。在当今世界和平与发展的主旋律下,高强度大规模战争爆发的可能性越来越小,低强度局部战争正逐渐成为当代战争的主要样式。尤其是伊拉克战争之后,伊反美武装经常隐蔽在城市居民区,展开“打了就跑”的游击战,美军虽然拥有世界最现代化的武器装备、最强大的火力,但除了因“滥杀无辜”招致“恶名”外,似乎别无他用。于是乎,美陆军开始利用“金属风暴”技术开发一种非致命性弹药,计划该武器系统既可手持使用,也可以安装在遥控车辆上使用。射击时,可根据需要选用弹药种类,也可首先发射非杀伤性弹药,并在极短时间内再次发射杀伤性弹药。另外,世界各国利用“金属风暴”技术研制的高速、高精度狙击步枪、手枪等日趋成熟,将逐渐成为新一代的维稳、反恐利器。(2)舰艇防护。在海战场上,“金属风暴”的数字技术用于炮弹发射系统,将会大大改进目前的“密集阵”近程防空武器系统,进一步提高水面舰艇的超低空防护能力。美国最先进的“密集阵”6管近程防御系统,每分钟最多可发射6000发子弹,远远小于“金属风暴”电子枪炮的发射速率。因此,美军正试图用电子发射方法来改进海军“密集阵”近程防空系统。另外,还可用于水面舰艇、陆战队登陆艇及港口的泊船在近距离上拦截反舰掠海导弹、鱼雷、小型快艇等的攻击。(3)空中猎手。“金属风暴”技术武器系统还可装备在小型作战航空器上,在对机身不产生任何压迫力,或者降低飞行速度的情况下,在0.001秒内向一个目标发射270发子弹。“金属风暴”技术武器系统也可用于武装直升机防护。防护时,可在空中形成一堵强大的“火墙”直接击毁来袭飞弹,假如飞弹仍可穿越该屏障,拦截器还可以在0.003秒内重复击发,直至飞弹被摧毁为止。(4)防空反导。美军计划利用“金属风暴”技术发展两种防空反导系统。一种是“同温层导弹拦截发射系统”。该系统将战略飞艇所具有的远距离探测和跟踪能力与“金属风暴”电子发射技术相结合,增强巡航导弹攻击能力。另一种是“蜥蜴颈拦截技术系统”。该项计划主要是在同温层飞艇平台上使用“金属风暴”电子发射技术,以提高拦截、摧毁来袭飞行器的可靠性。
“金属风暴”技术武器系统,虽然具有四大优势,并逐渐开始广泛运用于军事各个领域,但也存在着弱点。其一,弹药存储问题。由于“金属风暴”技术武器系统发射装置和弹药是一体的,发射装置同时要执行运载、储存、发射三种任务。由于无法利用传统技术对弹药进行密封,长期存储时,如何保证发射药性能是必需要解决的技术难题。其二,容弹量与弹药再次装填问题。武器系统的作战效能通常是由命中概率和容弹量两个指标决定的,由于“金属风暴”技术武器系统采用的是弹膛预装填串联弹丸技术,因此,武器系统容弹量受单管一次容弹量所限(一般单管不超过10发)。如果通过增加管组数来增加容弹量,将不可避免地导致武器整体质量增加。另外,由于“金属风暴”技术武器系统没有自动供弹机构,一般只能由人工再次装填弹药,这些将对武器系统的高射速、易操作性能和快速反应能力带来负面影响。未来“金属风暴”技术武器系统将在解决自身现存问题的基础上,逐渐向灵巧、智能方向发展。通过技术改良,“金属风暴”技术武器系统的电子感应点火系统将具有在发射管中或在飞行过程中向“智能”弹药传递信息的能力,这一发展将使“金属风暴”技术武器系统具有发射“智能”弹丸的能力。届时,“金属风暴”技术武器系统的攻击精度和灵巧性将会又有一个质的飞跃。