动能武器的原理和特点

第二节 动能武器的原理和特点

动能武器由推进系统、弹头(弹丸)、探测器(传感器)、制导与控制系统等部分组成。推进系统提供将弹头加速到超高速所需要的动力,可采用火炮、火箭和电磁场加速装置作为推进系统;弹头是动能武器的有效战斗部,是用金属材料或高分子塑料制成的刚体;传感器用于对目标的探测、识别和跟踪,常使用红外传感;制导与控制系统用以确保成功地进行寻的与拦截,制导与控制系统一般由寻的器、惯性测量装置、计算机、方向和姿态控制器、通信设备、能源设备等组成。

并不是只有爆炸才有杀伤性,动能武器是以其巨大的动能来摧毁日标的。动能的致命能力,是由伟大的物理学家凯尔文勋爵于19世纪50年代首先计算出来的。据他演示,撞击所产生的能量总是等于移动物体的质量乘其速度平方和的一半,即E=图示mv2,式中m表示物体质量,v表示物体运动速度。可见,如果确定摧毁目标所要求的能量值E,相应地选择适当的弹头质量m和速度v,就可以使动能武器具有足够的威力。

例如,想象一下都以每小时200千米的速度行进的、总重量为800吨的两辆火车之间发生一次正面对撞。撞击将引起相当于13吨梯恩梯的爆炸。

在动能武器用于拦截洲际弹道导弹的情况下,由于目标本身以很高的速度在运动,进行拦截的动能弹头只要有一定的速度就能使之与目标碰撞时达到极高的相对速度。(https://www.daowen.com)

动能弹头与目标碰撞时是怎样将目标摧毁的呢?1984年以来,美国科学家进行了一系列动能武器杀伤试验,其中有的试验对动能武器的杀伤机理进行了研究,例如1986年9月5日所进行的代号为德尔—180的试验就如此。试验所获得的结果表明,在太空中两个目标(即进攻武器和拦截器)碰撞后,后者是被穿过双方结构运动的超速激波所摧毁的,不是两个目标在整个实体完全接触时才毁坏。两个目标刚一接触便产生一种超速激波,该激波迅速穿过两个目标的结构传播。在两个目标尚未完全接触之前,超速激波就已将它们粉碎,而且瞬间形成两组碎片云,进入以各自母体原来的轨道为中心的完全不同的轨道,此后碎片云随即散开。研究发现,两个目标的动能几乎全部传给了碎片,几乎没有什么动能消耗在使目标结构破裂上。

长期研究动能武器的劳伦斯·利弗莫尔实验室的著名物理学家劳韦尔·伍德指出,从理论上讲,用一个十几克重的物体,以10千米/秒的速度与洲际导弹相碰到底会产生多大的破坏力?这种碰撞怎样把普通的结构材料挤压得密度远大于铅,同时瞬间使这些材料的温度上升到数倍于太阳表面的温度?伍德认为至今并不清楚,需要进一步研究。

与以光速传输的定向能武器相比,动能武器优点明显:一是毁伤能力强,毁伤目标的效果容易判定,目标难以采取加固对抗措施;二是作战使用时不像地基定向能武器那样易受气象条件限制;三是机动灵活,部署方式多样;四是技术相对比较简单和成熟,价格低廉,并可用于某些常规武器。

缺点是,动能武器受推进能力的限制,飞行速度远低于光速,作战距离有限。尽管如此,动能武器仍被广泛视为一种极有发展前途的新概念武器,受到了各国军方的重视,至今已研制开发的动能武器就有十几种之多,其中研究较多的主要有动能拦截导弹、电磁炮和电热炮。