1998年开始规划,经过七年建造,2016年10月15日,舰长183米、排水量14500吨的朱姆沃尔特级驱逐舰DDG-1000正式服役了。
它是美国新一代驱逐舰的领头羊,单艘研发费用和制造费用近100亿美元,造价之昂贵可比肩目前最顶尖的福特级航空母舰。
DDG-1000的制造商可谓大腕云集。首批订单分别由通用动力公司(NYSE: GD,陆战武器与潜艇之王)、诺斯罗普·格鲁曼公司(NYSE: NOC,海空武器之王)以及亨廷顿英格尔斯公司(NYSE: HII,福特级航母制造商,造船界的神迹,从诺斯罗普公司分拆出来独立上市)共同建造,其他承包商还包括BAE系统公司(也叫英国航空系统公司,全球航空防务Top 3)和雷神公司(NYSE: RTN,导弹之王)。
DDG 1000 下水了
DDG-1000的设计生产是技术演进路线与美军由海到陆作战思想的叠加,其技术先进性是全方位的——全电推进、电磁炮、双波段雷达、激光近防系统、高度合成的一体化桅杆、先进的隐身外形设计都是未来战舰的技术标杆。与上一代的『阿利·伯克』级导弹驱逐舰相比,DDG-1000的水面火力和反对舰导弹能力提高了3倍,雷达辐射面减少了50倍,防空能力提高了10倍,近海作战(包括扫雷能力)能力提高了10倍。该舰可游刃有余地在深海海域和波斯湾布满水雷的危险海域执行任务,悄无声息的进行远程打击。
DDG-1000很厉害,但是如果我们不跳出军火视角,仅仅将DDG-1000视为一件昂贵的高科技武器,我们就远远低估了其历史意义——这艘舰艇所表达的『能量武器』理念,是下一步科技进步的明灯。
技术进化路线:以更高量级的能量输出功率,突破热兵器时代的物理极限,实现战斗打击成本低一个数量级,速度快一个数量级,部署灵活性提升一个数量级。
能量进步,推动文明进步。
学会利用工具,人们释放了自身的物理能量;
学会利用燃料,人们释放了化学分子键重组的能量;
学会利用核裂变,人们释放了原子重组的能量。
正如火枪赋予了基督教文明的统治力、坦克主导了一次大战、核弹塑造了世界秩序,人类掌控的能量等级越来越高,获取能量的手段也越来越复杂。谁能率先将能量利用能力实现数量级提升,谁就引领世界的发展。
DDG-1000在常规武器领域给出了答案:能量武器。
DDG-1000是驱逐舰,更是漂浮的发电厂、移动的小三峡。
DDG-1000采用了全电设计,用两台最大功率36兆瓦的MT-30燃气轮机加两台功率4.5兆瓦的辅助燃气轮机,驱动两台永磁电机发电。 用电力来推动14000吨的舰体至30节最大航速。其所发的电力,大概相当于100万人的城市所需电量 。
MT-30燃气轮机
MT-30燃气轮机,恰好与波音777引擎属于同一个产品系列,都是劳斯莱斯公司的产品,相当于在驱逐舰上安装的大型客机的引擎。之所以要用燃气轮机来发电,而非直接驱动,主要是为了统一动力系统和武备系统,为未来安装电磁炮、激光等定向能武器留出升级空间。
MT-30的姐妹产品——波音777引擎
仅仅能够发电是不够的,还需要提升瞬时输出功率,才能将能量武器化。雷神公司开发了PPC(脉冲能源容器)来支撑电磁轨道炮的发展。
2012年,美国海军发起了一个1000万美元的竞标邀约,要求设计一个巨大的能源系统PFN(Pulse Forming Network,脉冲形成网络)。PFN能够为电磁轨道炮提供巨大的脉冲能源,让轨道炮的炮弹在不安装火箭引擎的前提下,达到超过六倍音速的飞行速度,与此同时,能够承载巨大的瞬时功率,不会引起爆炸。
雷神公司为电磁轨道炮开发的脉冲电源容器
雷神公司集成防务系统业务副总裁科林卫兰认为,能源武器有能力改写整个军工科技,未来前景远超导弹技术。2014年,电磁轨道炮的原型开始测试,这种利用洛伦茨力的武器,能够不用火药,将炮弹以6至7马赫的速度射出,威力极其惊人。从长期来看,其成本可以远低于导弹技术。
《变形金刚2》里面的电磁轨道炮
在电影《变形金刚2》中,就出现过一个虚拟的电磁轨道炮——远程打击,威力巨大,弹无虚发。 而真实的轨道炮,是下图这个模样,更像一个插着电线的超大号重型狙击步枪。
英国航空系统公司出品的电磁轨道炮
电磁轨道炮原理非常简单,先充电蓄力,然后装填炮弹,通电,利用洛伦茨力,将轨道上的弹头瞬时加速推出炮筒。
电磁轨道炮原理
插满电缆的电磁轨道炮
电磁轨道炮的愿景是什么?抛开了传统火炮的成熟路线,单开小灶的理由是什么?
从战略规划来看,是以电磁轨道炮来实现低成本、高效率的超远程打击,可制导的炮弹从DDG-1000驱逐舰发射,以7.5马赫以上速度飞到15000米的高空,随后以5马赫左右速度下落攻击目标,实现200英里以上的远程打击。
好处太明显了:炮弹成本只有导弹的1%,而且可以小型化,敞开打。炮弹不需要燃料,不需要爆炸弹头,远程攻击舰艇非常安全,可以针对200英里以外的目标实现精准时刻的精准打击,且能够持续打击,根本无惧任何拦截,堪称超级性价比。
能量武器的太空部署
另外,对于要冲击外太空的美国而言,电磁轨道炮就更性感了。目前只有轨道炮有可能从太空发射——没有后坐力,不依赖氧气环境,成本低,体积小。未来的太空炮,非电磁轨道炮和激光武器莫属。
弹头可大可小,但威力巨大
实验中的电磁轨道狙击步枪
由于电磁轨道炮的出膛速度高,原理简单,目前正在被快速小型化,未来可能会出现一批背着能源背包的机器人狙击手,人类的狙击手可能成为传说。
能量武器只是一个开始,人类历史会就此打开新的篇章。和七十年前的热兵器时代的巅峰之作『多拉大炮』相比,从成本、可靠性和实际战斗力角度看,能量武器全面碾压。
希特勒参观人类历史上最大的大炮
多拉大炮是希特勒上台后秘密研制的超巨型火炮,由德国著名的的克虏伯兵工厂(如今的欧洲钢铁巨头)承担这一艰巨的任务。经过七年的努力,达到了当时的工程能力极限——全炮约长43米、宽7米、高12米、重1350吨。炮弹也大得惊人,其中高爆弹重4.81吨,内装700公斤炸药。另一种用于破坏混凝土掩蔽部的穿甲弹则重达7.1吨,内装250公斤炸药。它的威力足以在最大射程处击穿1000毫米厚的装甲钢板或7000毫米厚的钢筋混凝土墙。
『大多拉』作为德军最高统帅部的王牌,由一名陆军少将任总指挥,直接操作大炮的士兵多达1400多名,加上两个担任防空任务的高炮团、警卫人员、维修保养人员,共需4000多人。由于体型太过于庞大,多拉大炮无法转弯,只能提前修筑S型铁轨才能实现多角度射击。前方战斗部署时,需要将大炮拆卸,提前两个星期进行组装和铁轨铺设,大炮才能投入实战。
大炮的威力有多大?作为对比,当时美军的依阿华级战列舰有9门406毫米主炮,每发炮弹的重量才1200多公斤,就足以在地面上炸出足球场那么大的大坑,一发炮弹就足以摧毁一个炮兵连,更不要说多拉大炮的7.1吨重炮弹威力了。
3米高、7吨重的炮弹陈列于伦敦战争博物馆
1942年5月,德军围攻苏联的塞瓦斯托波尔要塞,久攻不下。多拉大炮被调往前线。6月7日,『大多拉』向该要塞的七个主要目标共发射了48发巨型炮弹(占其炮管寿命150发的三分之一),目标全部被摧毁。剧烈的爆炸声似电闪雷鸣,惊天动地,一股股浓烟从要塞升起。炮弹降落之处,立即化为废墟,尤其是其中有一发炮弹击毁了在席费拉亚湾北岸埋在岩石下30米深的一个巨型弹药库,威力令德军和苏军都为之震惊。
该武器威力确实大,但是,实战使用的成本之高让人无法承受。多拉大炮很快就被俘虏,消失在军事历史中。
今天的武器更像一个复杂的科技电子产品
今天,美国海军的作战实力比全球其他国家海军实力总和还要强。换句话说,美国海军在四大洋是无敌的存在。因此海军提出战略重心从争夺远海制海权,转变为对一个中等军事强国沿海实施打击、控制,并支援地面部队实施登陆、扩大登陆场纵深作战。这就是美国海军在过去约20年『由海向陆』新战略的大体概念。
后期换装电磁炮后,射程至少达到200公里,电磁轨道炮如此低成本(相对于对陆巡航导弹和空中打击)、高密度、持续性的火力投送能力,堪称完美。另外,电磁炮的打击精度和威力以及弹种的多样性会随着整个武器系统的成熟而提高。
不同尺寸的电磁轨道炮和脉冲电源系统
电磁轨道炮其实给了投资者们一个巨大的提醒:
1)舰船武器正在全面电子化,民用产品必须跟上。只有可存储,易于管理,可以无限生产的电能,才能支撑我们不可限量的广阔未来,无论今天新产品看起来有多么不靠谱。
2)必须站在未来看现在。引以为傲的导弹技术,在新的成本结构和应用场景下,比如远程精确密集打击,从大气层外打击,可能处处被动,且毫无技术优势和成本优势。
3)必须避免形成代际差异。电磁轨道炮,从场景上实现了升维(尺寸和应用场景更丰富),从成本上实现了降维,实际作战成本远低于导弹。
测试中的舰载电磁轨道炮


















