動(dòng)能武器（Kinetic 能量 Weapon，縮寫KEW）是一種強(qiáng)大的航空武器系統(tǒng)，主要組成包括攔截彈頭和高速發(fā)射裝置等。其特點(diǎn)是具備極強(qiáng)的毀傷能力，能夠?qū)δ繕?biāo)造成嚴(yán)重破壞。動(dòng)能武器屬于機(jī)械過程學(xué)科領(lǐng)域，通過將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為破壞性能量，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的打擊和摧毀。
20世紀(jì)80年代初，美國和蘇聯(lián)開始著手研發(fā)動(dòng)能武器。美國取得了重大進(jìn)展，展示了火箭推進(jìn)式動(dòng)能武器在反導(dǎo)彈和反衛(wèi)星方面的能力。1985年，美國空軍成功發(fā)射了一枚動(dòng)能反衛(wèi)星導(dǎo)彈，擊毀了一顆報(bào)廢的衛(wèi)星。除美國外，蘇聯(lián)也試驗(yàn)了地基非核彈頭攔截彈。其他國家如英國、以色列也在進(jìn)行動(dòng)能武器研究。1987年以來，美國取得了關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的突破性進(jìn)展，例如PAC3MIM-104防空導(dǎo)彈已裝備動(dòng)能攔截彈頭。
在作戰(zhàn)時(shí)，動(dòng)能武器首先利用探測系統(tǒng)和指揮系統(tǒng)提供的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)，通過助推火箭或超電磁炮將攔截彈頭高速發(fā)射至目標(biāo)附近空域。隨后，彈頭上的導(dǎo)引頭捕獲并跟蹤目標(biāo)，計(jì)算機(jī)結(jié)合探測器提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)提供的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，計(jì)算出攔截彈道并向推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)送控制指令，使彈頭朝目標(biāo)機(jī)動(dòng)飛行，并以適當(dāng)角度撞擊目標(biāo)，達(dá)到毀傷的目的。因此，精確的制導(dǎo)是動(dòng)能武器中至關(guān)重要的技術(shù)之一。
簡介
動(dòng)能武器是依靠“動(dòng)能”殺傷目標(biāo)的武器。依據(jù)物理學(xué)原理，任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體都具有“動(dòng)能”。動(dòng)能的大小與該物體的質(zhì)量和速度的平方成正比。物體的動(dòng)能可以通過直接碰撞傳遞給另一個(gè)物體，并使之遭受損傷。因此，凡是依靠運(yùn)動(dòng)物體（利用彈丸、碎片或其他兵器）所具有的動(dòng)能，通過直接碰撞毀傷目標(biāo)的武器或直接碰撞殺傷武器都稱為動(dòng)能武器。不過，20世紀(jì)80年代作為新概念武器提出的動(dòng)能武器，特指的是依靠高速飛行的非爆炸彈頭所具有的巨大動(dòng)能，通過直接碰撞的方式，攔截并摧毀諸如衛(wèi)星或導(dǎo)彈彈頭等高速飛行目標(biāo)的高技術(shù)武器。它是以反空間衛(wèi)星和攔截高速飛行中的巡航導(dǎo)彈、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和彈道導(dǎo)彈等為主要軍事需求，利用當(dāng)代最先進(jìn)技術(shù)發(fā)展起來的一種新型武器。與這種高速動(dòng)能武器不同，在處置公眾事件中，廣泛應(yīng)用一種低速非致命動(dòng)能武器，依靠發(fā)射低速柔性動(dòng)能體打擊目標(biāo)，使其感到疼痛難忍或?qū)⑵鋼舻梗瑫簳r(shí)喪失活動(dòng)能力，但不致使其死亡和受到永久傷害，這種現(xiàn)代新概念動(dòng)能武器也取得了飛速發(fā)展。
高速動(dòng)能武器有兩大特點(diǎn)：一是要具有非常高的速度，以便確保用巨大的動(dòng)能摧毀目標(biāo)；二是要具有非常高的精度，實(shí)現(xiàn)零脫靶量，確保直接碰撞到目標(biāo)。它要具有自行探測目標(biāo)、跟蹤目標(biāo)和自行控制飛行的能力。低速動(dòng)能武器則要實(shí)現(xiàn)對作用目標(biāo)的非致命性效應(yīng)。
分類
動(dòng)能武器主要由攔截彈頭和高速發(fā)射裝置兩大部分組成。從發(fā)展來看，攔截彈頭通常為尋的制導(dǎo)式，由紅外或雷達(dá)導(dǎo)引頭、計(jì)算機(jī)、慣性制導(dǎo)和通信系統(tǒng)、殺傷機(jī)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等部分組成。高速發(fā)射裝置負(fù)責(zé)提供發(fā)射能量，主要是助推火箭，將來有可能用電磁發(fā)射裝置。按照部署方式，動(dòng)能武器分為天基動(dòng)能武器、陸基動(dòng)能武器、機(jī)載動(dòng)能武器、艦載動(dòng)能武器四大類，主要用于攔截和攻擊導(dǎo)彈、衛(wèi)星、飛機(jī)、艦船、坦克等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
超高速通常是指5馬赫以上的速度。動(dòng)能武器必須采用一定的方法將彈頭加速到足夠快的速度。根據(jù)所采用的推進(jìn)系統(tǒng)的不同，動(dòng)能武器有三個(gè)不同結(jié)構(gòu)：火炮系統(tǒng)、火箭系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)。一般采取火箭加速和電磁發(fā)射技術(shù)，主要有動(dòng)能攔截彈、超電磁炮和群射火箭等。
美國率先開始研究電炮技術(shù)，如今，研究中的電炮主要分為電磁炮和電熱炮兩種類型。電磁炮以電磁軌道炮為典型代表，通過電磁能加速彈丸，屬于動(dòng)能武器類別。20世紀(jì)70年代初，澳大利亞研制成功電磁發(fā)射裝置，使3克重的塑料彈丸獲得了6千米/秒的高速度，開創(chuàng)了電磁發(fā)射技術(shù)的新紀(jì)元。20世紀(jì)80年代以來，一些國家加緊研制電磁炮技術(shù)，開創(chuàng)了一個(gè)新的發(fā)展階段。
電熱炮又稱電熱化學(xué)炮，利用電能轉(zhuǎn)變?yōu)?a href="/hebeideji/7233634422280962104.html">熱能，使推進(jìn)劑燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，發(fā)射高速彈丸。一般是用高電壓、大電流的短脈沖電流產(chǎn)生高溫等離子體，使高能、輕質(zhì)的非爆炸物質(zhì)燃燒產(chǎn)生高壓電離氣體把彈丸推出炮膛，因此又稱“增燃等離子炮”。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理估算，電熱炮發(fā)射的彈丸初速最高可達(dá)3～4千米/秒。
特點(diǎn)
與定向能武器相比，動(dòng)能武器優(yōu)點(diǎn)明顯：
一是毀傷能力強(qiáng)，毀傷效果容易判定，目標(biāo)難以采取加固對抗措施；
二是作戰(zhàn)使用不像地基定向能武器那樣易受氣象條件限制；
三是火箭式動(dòng)能武器機(jī)動(dòng)靈活，部署方式多樣，生存能力強(qiáng)；四是技術(shù)比較簡單和成熟，價(jià)格低廉。
作戰(zhàn)時(shí)，動(dòng)能武器首先根據(jù)探測系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)提供的目標(biāo)跟蹤數(shù)據(jù)，由助推火箭或超電磁炮把攔截彈頭高速發(fā)射到目標(biāo)附近空域，彈頭上的導(dǎo)引頭在這里捕獲并跟蹤目標(biāo)，計(jì)算機(jī)根據(jù)探測器提供的目標(biāo)數(shù)據(jù)和慣性制導(dǎo)系統(tǒng)提供的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，計(jì)算出攔截彈道并向推進(jìn)系統(tǒng)發(fā)出控制指令，使彈頭向目標(biāo)機(jī)動(dòng)飛行，以適當(dāng)角度撞擊毀傷目標(biāo)。因此，精確尋的制導(dǎo)是動(dòng)能武器中最關(guān)鍵的技術(shù)。
發(fā)展
如今，火箭推進(jìn)式動(dòng)能攔截彈是最接近成熟并可能在近期實(shí)現(xiàn)部署的動(dòng)能武器。這種動(dòng)能武器的核心是“動(dòng)能殺傷攔截彈”（KKV），它是在火箭技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。
20世紀(jì)80年代初，美國和蘇聯(lián)開始大力進(jìn)行動(dòng)能武器的研究。美國在探測、制導(dǎo)等關(guān)鍵技術(shù)方面已經(jīng)取得了一些重大進(jìn)展，多次演示過用火箭推進(jìn)式動(dòng)能武器反導(dǎo)彈和反衛(wèi)星的能力。
1985年9月，美國空軍從F-15戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射一枚空基動(dòng)能反衛(wèi)星導(dǎo)彈，全長5.4米，直徑0.5米，發(fā)射全重1.2噸，彈體為j級結(jié)構(gòu)，第一、二級為火箭，第三級為彈頭，最終速度達(dá)13.7千米/秒，靠碰撞成功地?fù)魵Я艘活w報(bào)廢的衛(wèi)星。這種動(dòng)能武器可以攻擊500千米以下的低軌道衛(wèi)星。對于攻擊中、高軌道衛(wèi)星，美國曾考慮用“地方武裝”或“三叉戳”戰(zhàn)略彈道導(dǎo)彈的火箭發(fā)射。蘇聯(lián)曾宣布研制、試驗(yàn)了地基非核彈頭攔截彈。俄羅斯在反衛(wèi)星衛(wèi)星技術(shù)上已經(jīng)具備了實(shí)戰(zhàn)能力。英國、以色列等也在進(jìn)行攔截彈道導(dǎo)彈的動(dòng)能武器的研究。
發(fā)展動(dòng)能武器的關(guān)鍵，就是研究、發(fā)展、試驗(yàn)與鑒定動(dòng)能殺傷攔截彈及其關(guān)鍵技術(shù)。動(dòng)能攔截彈是一種自主尋的攔截器，主要由探測設(shè)備、制導(dǎo)設(shè)備和動(dòng)力控制設(shè)備等三大部分組成。20世紀(jì)80年代末到90年代初，美國進(jìn)行了數(shù)十次反導(dǎo)彈動(dòng)能攔截彈試驗(yàn)，在助推、分離、懸浮、探測、跟蹤和攔截等關(guān)鍵技術(shù)方面已取得了重要的進(jìn)展，但也遇到不少挫折自1987年以來，美國在實(shí)現(xiàn)動(dòng)能攔截彈關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備的微小型化方面取得了突破性進(jìn)展，2000年美國軍隊(duì)部署的PAC3MIM-104防空導(dǎo)彈已經(jīng)配備了動(dòng)能攔截彈頭。
美國的電磁炮技術(shù)居世界領(lǐng)先地位，軌道炮發(fā)展較快，開始從實(shí)驗(yàn)室走向試驗(yàn)靶場。美國電熱炮的研究以陸軍為主，得到海軍和國防核彈局的支持。海軍主要研制中口徑電熱炮，以作為艦艇的近程防御武器。1991年5月已制造出60毫米口徑的電熱炮并進(jìn)行了試驗(yàn)，發(fā)射3.5千克彈丸的初速為1千米/秒。陸軍則重點(diǎn)研制戰(zhàn)區(qū)導(dǎo)彈防御用的電熱炮，一種是120毫米“實(shí)驗(yàn)室”電熱炮，能將2.9千克炮彈以2.5千米/秒的初速發(fā)射；另一種是可搬運(yùn)的120毫米“坐架式”電熱炮，既可以2.2千米/秒的初速發(fā)射3.7千克炮彈，也可以1.7千粑秒的初速發(fā)射11.8千克炮彈。美陸軍還計(jì)劃研制出炮口動(dòng)能達(dá)20兆焦耳或相當(dāng)于140毫米常規(guī)火炮的炮口動(dòng)能，但口徑較小的坦克電熱炮，準(zhǔn)備將來安裝在M1A1主戰(zhàn)坦克上。
盡管美國軍隊(duì)的電炮研制已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新階段，但其武器化尚面l臨一些難題。其他國家如以色列、英國等也都在研究電炮技術(shù)。隨著加速器、能量儲(chǔ)存設(shè)備及脈沖成形網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的發(fā)展，預(yù)計(jì)21世紀(jì)的新一代航空武器系統(tǒng)將會(huì)配備電磁炮。雖然電熱炮起步晚，進(jìn)展卻非常快。
現(xiàn)已進(jìn)入靶場試驗(yàn)階段，可望在2l世紀(jì)初生產(chǎn)和裝備部隊(duì)。伴隨著軍事高技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)能攔截彈實(shí)現(xiàn)了與常規(guī)武器的結(jié)合，而高速超電磁炮南于涉及等離子體電樞、能源、材料等問題，尚處于技術(shù)可行性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段。但是，一旦動(dòng)能武器獲得全面突破，必將導(dǎo)致未來戰(zhàn)場上各種武器的打擊精度、速度和威力得到極大提高，戰(zhàn)場對抗也將會(huì)更趨復(fù)雜、激烈和殘酷。
參考資料 >
新概念動(dòng)能武器——電磁炮 - 中國軍視網(wǎng).中國軍視網(wǎng).2024-02-18
李彬:冷戰(zhàn)期間美蘇限制反衛(wèi)星武器談判.清華大學(xué).2024-02-18
F-15反衛(wèi)星秘史:僅進(jìn)行過一次實(shí)彈射擊成功擊落衛(wèi)星.新浪網(wǎng).2024-02-18
防空反導(dǎo)系統(tǒng)的絕殺方式演進(jìn)史(四):動(dòng)能直接碰撞攔截.中國日報(bào)網(wǎng).2024-02-18
動(dòng)能攔截：“硬碰硬”的戰(zhàn)場較量.中國軍網(wǎng).2024-02-18
密集炒作“新概念武器”，日本意欲何為?.光明網(wǎng).2026-01-12