[科普中国]-动能武器

动能武器是指能发射出超高速运动的弹头（弹丸），利用弹头的巨大动能，通过直接碰撞方式摧毁标的的武器。它不像常规弹头或核弹头那样，靠爆炸能量去杀伤破坏目标，而是靠自身巨大的动能，在与目标短暂而剧烈的碰撞中杀伤目标。1

简介动能武器是依靠“动能”杀伤目标的武器。依据物理学原理，任何一个运动的物体都具有“动能”。动能的大小与该物体的质量和速度的平方成正比。物体的动能可以通过直接碰撞传递给另一个物体，并使之遭受损伤。因此，凡是依靠运动物体（利用弹丸、碎片或其他兵器）所具有的动能，通过直接碰撞毁伤目标的武器或直接碰撞杀伤武器都称为动能武器。不过，20世纪80年代作为新概念武器提出的动能武器，特指的是依靠高速飞行的非爆炸弹头所具有的巨大动能，通过直接碰撞的方式，拦截并摧毁诸如卫星或导弹弹头等高速飞行目标的高技术武器。它是以反空间卫星和拦截高速飞行中的巡航导弹、战术导弹和弹道导弹等为主要军事需求，利用当代最先进技术发展起来的一种新型武器。与这种高速动能武器不同，在处置公众事件中，广泛应用一种低速非致命动能武器，依靠发射低速柔性动能体打击目标，使其感到疼痛难忍或将其击倒，暂时丧失活动能力，但不致使其死亡和受到永久伤害，这种现代新概念动能武器也取得了飞速发展。

高速动能武器有两大特点：一是要具有非常高的速度，以便确保用巨大的动能摧毁目标；二是要具有非常高的精度，实现零脱靶量，确保直接碰撞到目标。它要具有自行探测目标、跟踪目标和自行控制飞行的能力。低速动能武器则要实现对作用目标的非致命性效应。2

分类动能武器主要由拦截弹头和高速发射装置两大部分组成。从发展来看，拦截弹头通常为寻的制导式，由红外或雷达导引头、计算机、惯性制导和通信系统、杀伤机构、推进系统及控制系统等部分组成。高速发射装置负责提供发射能量，主要是助推火箭，将来有可能用电磁发射装置。按照部署方式，动能武器分为天基动能武器、陆基动能武器、机载动能武器、舰载动能武器四大类，主要用于拦截和攻击导弹、卫星、飞机、舰船、坦克等运动目标。

超高速通常是指5马赫以上的速度。动能武器必须采用一定的方法将弹头加速到足够快的速度。根据所采用的推进系统的不同，动能武器有三个不同结构：火炮系统、火箭系统、电磁系统。一般采取火箭加速和电磁发射技术，主要有动能拦截弹、电磁炮和群射火箭等。

美国率先开始研究电炮技术，如今，研究中的电炮主要分为电磁炮和电热炮两种类型。

电磁炮利用电磁能来加速弹丸，属于动能武器之列。20世纪70年代初，澳大利亚研制成功电磁发射装置，使3克重的塑料弹丸获得了6千米/秒的高速度，开创了电磁发射技术的新纪元。20世纪80年代以来，一些国家加紧研制电磁炮技术，开创了一个新的发展阶段。

电热炮又称电热化学炮，利用电能转变为热能，使推进剂燃烧，产生高温高压气体，发射高速弹丸。一般是用高电压、大电流的短脉冲电流产生高温等离子体，使高能、轻质的非爆炸物质燃烧产生高压电离气体把弹丸推出炮膛，因此又称“增燃等离子炮”。根据气体动力学原理估算，电热炮发射的弹丸初速最高可达3～4千米/秒。1

特点与定向能武器相比，动能武器优点明显：

一是毁伤能力强，毁伤效果容易判定，目标难以采取加固对抗措施；

二是作战使用不像地基定向能武器那样易受气象条件限制；

三是火箭式动能武器机动灵活，部署方式多样，生存能力强；四是技术比较简单和成熟，价格低廉。

作战时，动能武器首先根据探测系统、指挥系统提供的目标跟踪数据，由助推火箭或电磁炮把拦截弹头高速发射到目标附近空域，弹头上的导引头在这里捕获并跟踪目标，计算机根据探测器提供的目标数据和惯性制导系统提供的导航数据，计算出拦截弹道并向推进系统发出控制指令，使弹头向目标机动飞行，以适当角度撞击毁伤目标。因此，精确寻的制导是动能武器中最关键的技术。1

发展如今，火箭推进式动能拦截弹是最接近成熟并可能在近期实现部署的动能武器。这种动能武器的核心是“动能杀伤拦截弹”（KKV），它是在火箭技术的基础上发展起来的。

20世纪80年代初，美国和苏联开始大力进行动能武器的研究。美国在探测、制导等关键技术方面已经取得了一些重大进展，多次演示过用火箭推进式动能武器反导弹和反卫星的能力。

1985年9月，美国空军从F-15战斗机发射一枚空基动能反卫星导弹，全长5.4米，直径0.5米，发射全重1.2吨，弹体为j级结构，第一、二级为火箭，第三级为弹头，最终速度达13.7千米/秒，靠碰撞成功地击毁了一颗报废的卫星。这种动能武器可以攻击500千米以下的低轨道卫星。对于攻击中、高轨道卫星，美国曾考虑用“民兵”或“三叉戳”战略弹道导弹的火箭发射。苏联曾宣布研制、试验了地基非核弹头拦截弹。俄罗斯在反卫星卫星技术上已经具备了实战能力。英国、以色列等也在进行拦截弹道导弹的动能武器的研究。

发展动能武器的关键，就是研究、发展、试验与鉴定动能杀伤拦截弹及其关键技术。动能拦截弹是一种自主寻的拦截器，主要由探测设备、制导设备和动力控制设备等三大部分组成。20世纪80年代末到90年代初，美国进行了数十次反导弹动能拦截弹试验，在助推、分离、悬浮、探测、跟踪和拦截等关键技术方面已取得了重要的进展，但也遇到不少挫折自1987年以来，美国在实现动能拦截弹关键技术设备的微小型化方面取得了突破性进展，2000年美军部署的PAC3“爱国者”导弹已经配备了动能拦截弹头。

美国的电磁炮技术居世界领先地位，电磁轨道炮发展较快，开始从实验室走向试验靶场。美国电热炮的研究以陆军为主，得到海军和国防核武器局的支持。海军主要研制中口径电热炮，以作为舰艇的近程防御武器。1991年5月已制造出60毫米口径的电热炮并进行了试验，发射3.5千克弹丸的初速为1千米/秒。陆军则重点研制战区导弹防御用的电热炮，一种是120毫米“实验室”电热炮，能将2.9千克炮弹以2.5千米/秒的初速发射；另一种是可搬运的120毫米“坐架式”电热炮，既可以2.2千米/秒的初速发射3.7千克炮弹，也可以1.7千粑秒的初速发射11.8千克炮弹。美陆军还计划研制出炮口动能达20兆焦耳或相当于140毫米常规火炮的炮口动能，但口径较小的坦克电热炮，准备将来安装在M1A1主战坦克上。

尽管美军的电炮研制已经进入一个新阶段，但其武器化尚面l临一些难题。其他国家如以色列、英国等也都在研究电炮技术。随着加速器、能量储存设备及脉冲成形网络等设备的发展，预计21世纪的新一代武器系统将会配备电磁炮。虽然电热炮起步晚，进展却非常快。

现已进入靶场试验阶段，可望在2l世纪初生产和装备部队。伴随着军事高技术的发展，动能拦截弹实现了与常规武器的结合，而高速电磁炮南于涉及等离子体电枢、能源、材料等问题，尚处于技术可行性的实验验证阶段。但是，一旦动能武器获得全面突破，必将导致未来战场上各种武器的打击精度、速度和威力得到极大提高，战场对抗也将会更趋复杂、激烈和残酷。1

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所