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【架空设定】【EVE宇宙航母预研计划】统一战线级星际航天母舰(6) 舰船武器系统

2023-02-18 15:03 作者:MARK015  | 我要投稿

舰船武器系统总述--------------------------------------------------------------

尊严屹立于剑锋之上,真理仅存于炮火之中。不论在什么时代,人民军队总是站在保护人民的第一线,从它初创的那个时代起,这支军队就做好了在最艰苦环境下作战的能力,没有先进武器、没有足够后勤保障、甚至连他们想要保护的人民也一度离心离德,但这支军队依然战胜了帝国主义入侵者,护国土之安,保社稷之宁。

即便过去数千年,这支军队的精神依然镌刻在共同体星际联合舰队中。危难当前,仅有责任,星联舰队毫不怀疑,人类的先进科学技术、庞大的星海舰队、完善的后勤保障,以及最重要的:以鲜血和钢铁铸成的坚定信仰,能够带领他们赢得一个又一个的胜利。

胜利者虽然不能书写历史,但胜利者能保有尊严、领土、以及最重要的:人民群众的生命安全。而对于“如何取得胜利”,没有人会认为先进的武器不是其中最重要的一部分。虽然共同体星联舰队的前身---人民解放军曾经在艰苦的环境中作战,但这并不代表先进武器对战局的影响就小,正如“穷则战术穿插,达则轰他丫的。”如果能有先进的武器使用,又有谁会愿意讨论“需要多少架歼-8才能打下一架F-22”这种问题呢?

不论统一战线级星航母舰在船电系统、舰船防护、动力系统等方面下了多大的工夫,她终究是一艘不折不扣的战舰,多种多样的舰载武器系统和战略投送手段才是她赖以直接杀伤敌人同时予以自保的铁拳。

统一战线级在其舰体外部设置有大量的导弹垂直发射系统和舰炮、近防系统以应对各种威胁。统一战线级在前部上方两侧船体安装有30座IV-100通用垂直导弹发射系统,下部相同的位置则布置有4座足以容纳重型载荷的IV-200重型转轮导弹发射系统。除导弹系统外,统一战线级在船体中部和第一、第二舰桥区域配备有电磁轨道炮、宏粒子点防炮、自由电子激光炮等多层次、多种类的打击系统。其中,在第一舰桥(舰船中部上侧)位置以前2后1的形式部署有3座MK-67 ASEGS双联装400mm/L85曲速场包裹电磁轨道炮,同样规格的6座舰炮以前4后2的形式被部署于第二舰桥(舰船中部下侧)位置。此外,在舰体中部平直部分还以上下对称形式布置有8座MEA1000 1000联装1mm/L3500静电加速式曲速场包裹宏粒子近防炮。16座MK-50 IOKPS单装1000mm自由电子激光炮则位于中部两侧,以左右对称形式布置。4座MK-75 ENPAS单装500mm电中和高能粒子炮则以侧面各二的布局布置于第二舰桥两侧。统一战线级的舰载武器系统集合且平衡了动能、定向能两种杀伤方式,足以在护自身周全的同时执行一定的进攻性作战任务。

本节将对统一战线级配备的所有除舰载机外的武器系统进行简要的描述,以电磁、激光、粒子、近防、导弹等多种杀伤方式展开不同的小节。同时,电子战系统也将涵盖其中,综合作战系统则由于已和船电系统高度融合,因此已经在船电系统部分予以讨论,本节仅会作为背景简要提及。舰载机和相关运维设施由于体系高度复杂,则作为独立的一节讨论。

电磁发射武器系统

从广义上来说,统一战线级的电磁发射武器系统不仅包括显而易见的MK-67双联装电磁轨道炮,实际上还可以包括四座利用高能粒子加速器(属回旋式电磁加速器,也属于电磁弹射技术的一种应用)喷射高能粒子束的MK-75高能粒子炮。但由于后者主要依靠高能粒子束本身的穿透性将粒子束的全部能量全部释放在目标内。绝大多数的杀伤力并不来源于电磁弹射技术,因此本小节主要讨论的对象是以电磁弹射带来的动能和自身装药杀伤敌人的电磁发射武器系统,即MK-67 ASEGS双联装400mm/L85曲速场包裹电磁轨道炮。

统一战线级在舰船中部上侧位置以前2后1的形式部署有3座MK-67 ASEGS双联装400mm/L85电磁轨道炮;舰船中部下侧位置则以前4后2的形式部署有同样的6座舰炮。作为共同体二类甲等采购项目,发展至今的先进舰载电磁炮系统(Advanced Shipboard Electromagnetic Gun System,ASEGS)项目在各成员国的通力合作下已经结出了累累硕果,形成了使用范围覆盖民用船只到军用主力舰的舰载电磁炮家族。

作为ASEGS计划结晶之一的MK-67 ASEGS双联装400mm/L85曲速场包裹电磁轨道炮以其高性能和良好的模块化和通用性享誉全星联舰队。作为一种全自动、垂直装弹的400毫米双管四轨液冷式电磁轨道炮系统,MK-67能按照存储、初始化/可编写的程序装填和发射弹药。其主要任务是对舰/站攻击,可在其有效射程内精确、快速、大范围地对视距外的友军单位进行火力支援,在舰队决战时也可为友方舰队提供支援和掩护,必要时也可兼任对陆攻击作战。

从设计初就考虑到面向无人战舰的MK-67内置模块化供弹系统与自动化弹药库,其供弹系统所使用的供弹结构为盘式供弹机+固定式输弹链的组合。主炮的输弹链为固定式,并在供弹井上端设置了一段4/9Π的弧形结构(刚好可以贴合俯仰中主炮的尾闩)。在炮塔的下层结构内一共存放着6个弹盘,每个弹盘装有48枚弹药,可通过炮塔内的电机进行旋转。每个弹盘均可安装不同种类的弹药。待选定弹药后,对应的弹盘会开始旋转(其他弹盘则保持不动),选中的弹药会经由弹链输送至炮尾。并且待发弹在炮身俯仰时可以跟随炮尾作上行或下行运动。但考虑到弹链长度和火炮最大俯仰角的限制,MK-67的最大待发弹药量为9发。单个弹盘重达12吨,由于是电磁炮所以不需要药包,因此相比于同口径的火炮弹药而言节约了不少重量。而所有的弹盘/供弹模组都在位于舰体核心区内横贯3层甲板的全自动化弹药库内由可塑性机械臂进行效率远高于手动装填的高速自动化装填,并在装填完毕后通过穿梭输送机送往炮塔。统一战线级的主弹药库装有500发炮弹,还有4个容量200发的辅助弹药库,并能通过自动输弹机以每小时100发的速率向主弹药库补充弹药,使得全舰各级舰炮均能实现一面射击一面装弹。统一战线级整合所有舰上弹药需求的先进自动化弹药库不仅将占用的体积重量降至最低,而且是一个完整的模组,制造工作能与舰体建造同步进行,并且以整体吊装的形式将整个电磁炮/弹药库模组直接插入舰体,节省了建造时间。

虽然MK-67的炮口内径只有400毫米,但炮口处身管直径却达到了1000毫米,身管最厚处(外附反迈斯纳磁体和电磁减速器)更是高达1868毫米。这使得MK-67的炮管相较于其他轨道炮显得极为厚实且粗壮。造成这样的设计主要是因为MK-67在设计之初就充分考虑了电磁炮在短距离加速弹丸上相较传统火炮的巨大优势。

为了发挥长身管轨道炮对弹体的极限加速能力,MK-67安装有四条加速轨道,并将其以“万”字形布置于内管周围。且轨道也被设计成了一段较窄另一端略粗的类水滴形剖面结构。这种设计的目的在于让内部安装了良导体的待发弹药可以在磁场的作用下脱离炮管内壁悬浮在内管中央,且在炮弹开始加速时给予弹体一个相对较小的顺时针或逆时针(主要取决于电流方向)加速度,使炮弹以较慢的速度自旋从而获得一定程度上的自稳定能力。这一设计让MK-67可以在四条轨道中的任意三条或对称两条正常工作时即可维持弹药的击发。同时四条轨道的平摊压力也让MK-67的加速轨道相较于普通的双轨电磁炮更加不容易因受力过大造成结构弯曲或者变形。得益于此,MK-67得以安装85倍径甚至以上的高倍径身管而不致于担心身管因自身重量折断。

此外,为了对抗轨道在超导态下产生的磁场排斥现象(迈斯纳效应),MK-67除了将四条主要轨道加工成一段较为接近内管而另一端相距较远的万字形外,还在靠近炮尾的位置安装了厚度225毫米,长度达到8520毫米的反迈斯纳轨道。这套系统通过产生反向磁场抵消掉一部分轨道产生的外部磁场,从而强行使一部分磁感线进入身管内部。同时这套系统也可作为辅助加速轨道,可在四条轨道全部故障的情况下维持最低限度的弹丸投送(考虑到反迈斯纳磁体1450毫米的直径和位于耳轴前方不远处的高被弹区,四条轨道全部损毁而反迈斯纳磁体还能保持完好的情况几乎不可能发生)

全部这些轨道所需的能量都由固定在座圈下方的纳米电容器阵列提供。它们通过向轨道接通高压直流电进行充能,一次完全充能所需的时间约为12.6-13.3秒,具体取决于身管工作环境。在所有部件运转正常且所有轨道完全充能下,MK-67可以将350千克重的弹丸加速到30马赫(10209m/s)的速度。

轨道套筒的剩余空间被注入了液氮,以高压泵从轨道下方泵入并从上方溢出的形式进行强循环。完成冷却后的液氮会被吸入炮塔内部的压缩机进行二次加压冷却,从而达到重复利用的效果。此外值得一提的是,这个结构从正面看去刚好是一个边长1000毫米,中央包裹着一个406毫米圆洞的正方形。

MK-67还采用一种被称为LL-1000 “莱顿闪电”的储能放电装置(据推测该绰号是为了向第一代电容器的雏形莱顿瓶致敬)。作为共同体联科院的最新作品,“莱顿闪电”的构造极其简单,制造成本很低,且完全不需要任何电子设备控制,仅靠自己储备的静电的电势就能进行自我调控。其主体结构为一个直径1000毫米的中空球体,球壳一共分为三层:最外层为绝缘体,通常为氧化铝基陶瓷。(部分LL-1000的最外层被改装成了压电陶瓷,考虑到LL-1000的瞬时高电压放电,我们并不推荐这样做)中层则为以石英砂为主的玻璃纤维材料,最内层则是一层由纯铜制成的完美球体,直径950毫米.球体内部以左右上下四极为支撑点铺设了共计18层60X60的银网,最上部安有一根中空铜棒,固定于球体中央。铜棒的周围共计分布着18条轻质导线。

当LL-1000的上端被接通电源时,源源不断的电子会优先选择电阻较小的银网通过,并在悬空的银网上逐渐聚集。待银网上的电势达到饱和状态后,电子开始向中空铜棒的底端聚集,并使得周围垂挂的轻质导线逐渐向外部飘散(类似的例子便是当触摸静电球时头发飘起的效果)。一旦其中的某根导线接触到了任意一层银网,整个电路就将被接通,巨量的电子会在一瞬间涌入导线及其上方的放电电极,形成一道1.5亿伏但持续时间仅为0.01秒的高压电弧。这道电弧会直接接通炮弹末尾的良导体电极,使其在轨道磁场的作用下受到一个向前的力,从而达到投射的效果。由于“莱顿闪电”是直接储存电子的电势,而非普通电池一样将电能转化为化学能才能储存,所以其损耗比普通的电池小的多,而且瞬间放出数十亿伏脉冲电的能力更是传统电池所望尘莫及的。

MK-67在其炮塔内部安装有6个“莱顿闪电”作为激发器,小巧而高效的激发器阵列使得MK-67能在短时间内获得高达每分钟10-12发的超高射速(此射速下轨道并不能完全充能,属于高射速模式下对初速度的妥协)。值得一提的是,短时间内连续施放脉冲电流会给“莱顿闪电”的记忆效应银丝带来比较大的损耗,加上“狴犴”的供弹机构自身尚存物理结构上限,这使得“狴犴”的最高射速实际上是受供弹机构的供弹速度限制而非激发器阵列的充能时间限制。不过这样的设计实际上也是为了能够减缓激发器的起电频率,减小纳米银合金丝的损耗,同时对于设备散热也起到了缓冲作用。当然了,“莱顿闪电”作为一种即插即用的消耗品,在统一战线级的备件仓库里存有备份,当银丝受到较大损耗时,大可直接打开炮塔外壳,取出内部采用模块化设计的激发器阵列,并对损耗组件进行更换。

值得一提的是,当统一战线级位于大气环境内时,为了应对以30马赫炮口初速出膛的炮弹产生的强烈激波,两个给不同炮管供电的“莱顿闪电”会以0.001秒的时间差间隔起电,进而赋予主炮相同的开火时间差,而这个时间差则能让出膛炮弹产生的激波错开,进而规避强烈激波给炮弹弹道、结构的影响。

此外,30马赫的超高炮口初速在给MK-67带来究极性能的同时,也赋予其以远比同口径火炮强大的后座力。不过值得一提的是,电磁武器的加速模式与传统火器不同——在弹药被击发后,投射物从传统火器身管尾部直到身管前部射出的过程中,投射物的加速度大多呈现出一个逐渐衰减的趋势(假定推进药完全燃烧,不考虑二次引燃的作用),而电磁武器对弹丸的加速度则是恒定的。这使得从体感后坐力角度(人体通常会记住某个施加在其身上较强的力的峰值而不会过多关注峰值较小持续不断的压力)来说,同样枪口初速度下电磁武器与火药武器相比,电磁武器的后座力比火药武器要小很多。

但这些优势对于初速可达30马赫的MK-67舰炮系统而言微乎其微。为了对抗高初速带来的强大后座力,MK-67的内管被设计为固定式,但外管连同内置的四条轨道(正是发射时主要受到反作用力的部件)被设计为在发射时可以向反方向运动,同时安装在耳轴前方的两台电磁减速器会产生与身管相反的磁场,利用中央身管已经完成做功的线圈将部分动能重新转化为感应电势,形成一种类似现代管退火炮的反后座系统。在尾闩上的莱顿闪电装置到达最大后座行程后的数秒内,身管会在磁场的作用下复位,同时炮闩卡笋会打开,将输弹机中的待发弹药推入炮塔从完成下一发弹药的装填。

作为一种带实验性质的新型电磁炮,MK-67最初拥有两种炮塔方案:MK-67-1和MK-67-2。其中以满足实验要求为目的的MK-67-1方案完美地诠释了什么叫做赤裸裸的实用主义——炮塔的内部空间十分狭小,三座主炮均采用开裂式炮塔设计,主炮独立于炮塔运动,身管和大部分电磁减速器均裸露于炮塔外部,其给人最直观的印象便是火炮和炮塔的尺寸极不协调——在可折叠式射击诸元测算器收起时炮塔顶盖甚至仅比前方的减速器高25毫米。这一从外观上非常不协调的设计所带来的是高达70度的最大火炮仰角。同时,较小的炮塔也让MK-67-1有装甲保护的部分获得了非常恐怖的防御能力。MK-67-1炮塔的初始设计案中,炮塔正前方的装甲厚度为1000毫米。侧面防护稍弱但也达到了650毫米,顶部为406毫米,后部则为850毫米。并且以上区域均可根据用户需求再附上至多两层的1000毫米装甲而不对主炮的机械性能产生太大影响。

MK-67-1炮塔最大的特征便是围绕在炮塔座圈下方的两排纳米电容器阵列。它们被三个环形轨道直接固定在炮塔弹药井外层的上部。在所有电容器内的电势即将达到饱和后,中央固定它们的环形轨道内会被接通电流,使得环绕在炮塔座圈下方的第二组电容器产生磁场。配合炮塔井内同样接通电流的轨道,整座炮塔会悬浮在轨道上方3.5到5.1厘米处。在需要炮塔旋转时,位于炮塔底部的另一处电磁铁会被接通电流,处于悬浮下的炮塔会像电机一样进行顺时针或逆时针旋转。这一设计在炮塔静止不动时会消耗少量电能(用于给内外磁轨通电),但驱动炮塔运动所需要耗费的能量仅为传统轴承支撑结构炮塔的44%,同时还让重达1680吨,搭载两座400毫米电磁炮的MK-67-1炮塔拥有了比肩小口径火炮的每秒37.66度的回旋速度。

MK-67-2方案则是以追求实战化综合性能为设计理念的另一种体现。相较于过于强调主炮生存性而把所有机械部件都塞进一座小炮塔内的MK-67-1方案,MK-67-2给出了一个比例相对正常的炮塔。MK-67-2修改了主炮座圈直径,重新设计了炮塔内部结构,同时加大炮塔尺寸,使得全部减速器和部分反迈斯纳磁体均可安置于炮塔内部并受到更好的保护。同时保留了开裂式炮塔和供弹机的基本设计,将炮闩后部的LL-1000莱顿闪电放电球由原来的一个增加到了两个,这使得MK-67-2的战斗全重由MK-67-1的1680吨上升到了2276吨,为了维持炮塔的悬浮,设计团队不得不安装了第二条轨道,使本应承担为主炮磁轨充能职责的第一组电容器在静止时承担炮塔的部分重量。为了延长悬浮机构的寿命,提高可靠性,炮塔座圈上安装了传统轴承,用于在电容器电势短缺时承载主炮的结构重量。,同时炮塔的回旋速度被降低到了每秒18.54度。

同时,MK-67-2的装甲也被再一次加厚。其正面为装甲预留的承载结构最大可承载厚达3000毫米的任意种类装甲,顶部为1200毫米,侧后方则均为1800毫米。用户依旧可根据需要在安装重甲增强以主炮组生存性和放弃部分装甲而减轻主炮组重量之间进行取舍。

除此之外,MK-67由于面向无人战舰设计,因此其两个方案均强调高度自动化,使其只需舰载主机的遥控就能运行。为了达到这一目的,MK-67的两个方案的所有转动组件(包括炮塔回旋、炮身俯仰、扬弹装填、弹库输弹等)均使用电动伺服装置取代了传统液压系统,在能通过舰载电子系统程序直接控制的同时还能简化机械结构、提升可靠度并降低了火灾风险。

值得一提的是,MK-67采用基于低温分子束外延技术而大量生产的锡基石墨烯蜂窝量子拓扑材料制作电枢加速段。由于衬底的外延作用,这一纯平锡烯的晶格常数高达0.51纳米,故存在因晶格拉伸导致的s-p轨道拓扑能带反转,即具有拓扑特性。经过调控后,这种新型石墨烯材料能够实现拓扑超导态、优越的热电效应以及近室温的量子反常霍尔效应。是一种极其优秀的同时具备室温超导能力、高导热效应的电磁炮炮身材料。

MK-67 ASEGS双联装400mm/L85曲速场包裹电磁轨道炮配备85倍径400毫米口径身管;拥有10发/分的射速,在炮塔内设置的引力场发生器和统一战线级量子锁定曲速场定位环的引导下,炮弹从击发到离开舰船曲速泡覆盖范围内均会接受来自曲速场包裹效应的高曲率空间不断加速,使得其最后离舰速度远高于未经场包裹效应加速的30马赫,甚至可以接近光速。(曲速)场包裹技术的引入在系统之外极大地提升了系统内部的表现,反映了共同体高度的系统整合能力和通用化能力。

经过长期的发展,电磁炮早已不像它们自前星际时代被发明出来的时候那样,只能搭载纯动能武器,不能配备制导炮弹和装药炮弹。统一战线级搭载的部分炮弹为次口径制导炮弹,在吸取了尾翼稳定脱壳穿甲弹(Armor Piercing Fin Stabilized Discarding Sabot,APFSDS)的设计经验后,设计人员通过在次口径制导炮弹外部安装了一个内覆纯银网络的弹托来解决电磁炮加速轨道强磁场对电子设备的影响。通过这个形似整流罩的外壳,制导炮弹本身和外壳共同构成了一个法拉第笼。由于银网的低电阻特性,磁场产生的电流会首先通过外部的弹托而非制导炮弹本身引导头的电路。在炮弹离开加速轨道后,炮弹携带的少量单组元推进剂和内嵌的微推力器就会开始运作,从而使弹托自行脱离本体,这套RCS系统主要用于调整炮弹的射入角度和方向。同时也可以使得炮弹在穿过星际尘埃带等多阻碍区域时也能维持当前姿态不变。

在装填制导炮弹的情况下,统一战线级会将射击控制系统与采用电伺服的电磁炮后坐力缓冲系统连接,在这种情况下,一座MK-67将会同时装填两种不同的炮弹:一门装填制导高爆弹,另外一门装填穿甲弹。装填高爆弹的那门炮将首先开火,装填穿甲弹的另一门则会借前炮开炮对后坐力缓冲系统造成的侧向偏移微调缓冲系统,并以0.01秒的先后间隔以穿甲弹开火。

采取这样的措施是为了达到这样一个目的:第一枚高爆弹对敌舰装甲表层造成一定损坏,第二枚穿甲弹则从第一枚炮弹造成的损伤处穿透已经被削弱了的敌舰装甲,就算不能穿透,也可以进一步扩大对敌舰装甲的损伤,为下一次的联合炮击做准备。

激光武器系统:

鉴于激光在统一战线级的通讯、医疗、测距、作战等多个领域均有使用。为这些来源配置多个激光器显然不仅挤占舰内空间,还导致激光器体系和散热、供电等问题的复杂化。因此在综合多方考虑后,最终决定在统一战线级上采用统一的自由电子激光(Free Electron Laser,FEL)体制。自由电子激光器是一种高功率相干辐射光源,它通过将电子束动能转变成激光辐射。一般的FEL由电子加速器、摆动器和光学系统几个部分构成。加速器产生的高能电子束通过摆动器内沿长度方向交替变化的磁场时产生横向摆动,并以光子的形式损失一部分能量。这部分能量转变成激光辐射,通过光学系统输出。

由于自由电子激光的输出功率和激光波长均可在大范围内调整,且拥有极高的效率和分辨率,进而满足不同领域对定向高亮度点光源的需求。统一战线级在船体两侧分别配置有一台质子驱动等离子体尾波场加速器,以此产生可用作多个激光来源的电子束,并通过稳定的电子束来泵浦,配置电子贮存环让电子束再加速并再循环使用,在储存电子的过程中,可通过电压调谐获得不同电压的电子束(在FEL体制下,改变电子束的加速电压就可以改变激光波长),然后再送往不同的激光源。以此达成以单一光源产生不同波长激光的目的。

统一战线级在作战领域对激光的应用集中体现在以左右对称形式布置在舰船中部两侧的16座MK-50 IOKPS单装1000mm自由电子激光炮。作为集成光学杀伤和指向系统(Integrated Optical Kill and Pointing System,IOKPS)计划的一部分,MK-50具备全自动、高精度、能量集中、传输速度快、转移火力快、抗电磁干扰、可重复使用、作战效费比高的特点。MK-50能按照存储、初始化/可编写的程序充能、指向和照射目标。其主要任务是对舰/站攻击,可在其有效射程内精确、快速地对友军单位进行火力支援,在舰队决战时也可为友方舰队提供支援和掩护,必要时也可兼任对陆攻击作战。

为了增强激光束的输出功率,统一战线级除设置了两座通用加速器外,还额外为激光武器系统配备有两台专用的质子驱动等离子体尾波场加速器,这种新型加速器通过质子束驱动激发出一个等离子体波(尾波场),再将电子注入尾波场,在电子进入等离子体波但被加速之前插入等离子体压缩机。压缩机将电子挤压在一起,并且翻转它们的顺序,从而使位于脉冲前部的快速电子现在处于后方。当缩短的脉冲被加速时,后面的快速电子追赶上前面的慢速电子。如此一来,最后的脉冲便拥有了非常小的能量分散。利用等离子体尾波场,能够让电子在一次加速阶段内就加速至2GeV。

由等离子体尾波场加速器产生的高品质稳定高能电子束经偏转磁铁注入到极性交替变换的扭摆磁铁中。电子因做扭摆运动而产生电磁辐射(光脉冲),光脉冲经下游及上游两个反射镜的反射而与电子束团反复发生作用。结果是电子沿运动方向群聚成尺寸小于光波波长的微小的束团。这些微束团将它们的动能转换为光场的能量,使光场振幅增大。这个过程重复多次,直到光强达到饱和。作用后的电子则经下游的偏转磁铁偏转到系统之外,并返回到加速器中进行新一轮加速以补充动能。

MK-50全系统可分为加速器、反射镜组、扭摆磁铁和输出调谐棱镜组四大部分,其中,专用等离子体尾波场加速器位于船体内部,并通过单向阀通向扭摆磁铁组,产生的相干辐射(即激光束)随即通过安装在船壳上的调谐棱镜组(即外露的炮塔结构)进行聚焦,随即向宇宙空间飞去。MK-50的机械构件除位于船体表面炮塔结构的调谐棱镜组和照射器,其余部分全都位于船体内。

MK-50的炮塔同样也在炮塔座圈下方布置有两排纳米电容器阵列。它们被三个环形轨道直接固定在炮塔棱镜组外层的上部。在所有电容器内的电势即将达到饱和后,中央固定它们的环形轨道内会被接通电流,使得环绕在炮塔座圈下方的第二组电容器产生磁场。配合炮塔井内同样接通电流的轨道,整座炮塔会悬浮在轨道上方3.5到5.1厘米处。在需要炮塔旋转时,位于炮塔底部的另一处电磁铁会被接通电流,处于悬浮下的炮塔会像电机一样进行顺时针或逆时针旋转。这一设计在炮塔静止不动时会消耗少量电能(用于给内外磁轨通电),但驱动炮塔运动所需要耗费的能量仅为传统轴承支撑结构炮塔的44%,由于MK-50炮塔的机电设备相较于MK-67而言轻巧许多,因此可赋予MK-50的炮塔以45度的回旋速度。

除此之外,MK-50由于面向无人战舰设计,因此其全系统均强调高度自动化,使其只需舰载主机的遥控就能运行。为了达到这一目的,MK-50的所有转动组件(包括炮塔回旋、炮身俯仰、棱镜组精密调节等)均使用电动伺服装置取代了传统液压系统,在能通过舰载电子系统程序直接控制的同时还能简化机械结构、提升可靠度并降低了火灾风险。

由于MK-50准连续运转和可调光谱范围的特点,使得其不一定只能被用于作战目的。当波长调节为0.86μm时,MK-50可用于向临近的友军单位传输功率,仅需将友舰微波输电单元的肖特基势垒整流器二极管调节至同样的频率,就能实现超远程功率传输。当然,鉴于激光在星际空间中的衰减效率和能量转换效率,这种方式仅用于紧急状态。但不可否认的是,自由电子激光器可调光谱的特点确实给予了共同体舰船以相当的便利。

当敌方打击弹药已进入距舰船5光秒-1光分的距离时,MK-50将迅速转入防御模式。在这一模式下,统一战线级的分布式合成孔径多模式综合射频阵列(DAMIRFA)会迅速与防御管理模块进行高速数据共享,为MK-50自由电子激光炮的运行提供实时目标参数。在舰载主机确定来袭火力的威胁等级后,防御管理系统会根据威胁等级迅速分配各个模块的任务,包括照射模块的照射角度,照射时长;供电模块的输电优先级对象等。保证来袭的每一个飞行物都能受到2到6个照射器,0.1秒到5秒不等的持续照射时长的不同等级照射,直到来袭物体被彻底摧毁为止。

自然,激光近防系统不可能不存在缺点,其对火力通道的高占用就是一个不得不面对的问题。平常的问题可能不算严重,然而如果面对敌方过饱和火力打击时,火力通道不足的问题就十分明显了。不过考虑到统一战线级配备的OQC-1100W性能优良,加之统一战线级除激光拦截外还有等离子云团、拦截/打击弹药、宏粒子近防系统等多层次的防御和主动拦截手段,多管齐下之下,这一问题对于普遍搭载量子通用超级计算机和多层次防御/拦截体系的共同体舰船而言并不十分重要。

宏粒子近防系统

所谓的“宏粒子武器”其实在一开始只是亚光速时代共同体军事科学院对粒子束武器进行前期讨论的一大堆论证方案中的一个。而且按照方案里的描述,还是偏向吊诡的那一类。而粒子束武器的定义就很简单了:利用高能粒子加速器将质子等带电粒子加速到相对论速度,并通过电极或磁集束形成非常细的粒子束流发射出去,用于轰击目标的定向能武器系统。

然而,被众多科幻创作者乃至科学家们寄予厚望的粒子束武器实际上并不像想象中的那么美好,首先,粒子加速器仅能加速带电粒子,这就排除掉了中子束流用作粒子源的可能;此外,离子乃至带电粒子束还存在射程局限,这主要源于束流的分散效应,即束流在离开发射器的磁场约束后会自行扩散。假如离子束本身并非100%电中性,那么分散效应还会加剧,而若采用电中和方式,如以高能质子束作为粒子源,则在出膛时需要混合高能电子束以实现电中和,让混合束流在星际空间中能飞行得更远,然而这种方式依然不能算是尽善尽美,在漫长的宇宙空间中,粒子束并不能保证全程维持电中性。太空中各种各样的辐射(甚至是来自防御方的激光照射)很可能会吹走粒子的外层电子,导致中性粒子束再次电离(ionization),重新成为带电粒子,进而削弱杀伤力。

虽然粒子束武器的缺点不少,但它依然可以被视为一种介于激光和电磁炮之间的平衡性武器,很好的平衡了二者的优劣,泛用性极高,在绝大多数场合下均可无脑使用。而这也是即便进度缓慢,共同体军事科学院依然顶着压力进行持续的技术攻关的原因。然而前进路上的困难不会因为坚定的意志而不战自溃,能源、加速器、束流电中和等多方面的难题接踵而至,让工程师们焦头烂额。因此在这种情况下,诸多“替代方案”也被提出,用以提供灵感和新的方向。

而在这一批“替代方案”中,就有被称为“宏粒子射弹武器”的身影。

在这个替代方案中,所谓的“宏粒子”并非指那些玄之又玄的“具备概率云特征的宏观可见‘粒子’”。而只是单纯的超微型毫米级射弹---自然是完完全全由大量原子构成的宏观结构。而谈到“宏粒子射弹”的作用,这一毫米级的“宏粒子”处在一个比较尴尬的位置:电磁轨道或线圈式加速往往对更大体积的宏观物体有效,这种超微型射弹体积过小,且质量甚至低于一毫克,很难被这两种方式加速;再者,由于其体积和质量相对于亚原子粒子来说又太大了,因此能施加其上的能量也有限,一般的粒子加速器能将亚原子粒子加速到三分之一乃至二分之一光速,最高的则能达到99.999998%光速,但对于这种“宏粒子”而言,能将其在实验室里加速到1%光速已经是一个了不起的成就了。

虽然“宏粒子”的概念确实具备开创性,但是高不成低不就的处境还是差点让这种超微型射弹沦为鸡肋。

最后拯救了宏粒子射弹的,是一点点氘化锂。

氘化锂是白色固体,由熔融金属Li和氘气反应生成。常温常压下稳定;是可以运输贮存的稳定化合物。遇水分解生成氘气和6-LiOH。氘化锂是氢弹装料的主要部分,也可做受控核聚变装置的装料。通过把射弹挖空,并在空腔内填充氘化锂装料,工程师们就得到了人类历史上最小的聚变武器。由于点燃聚变反应不看能量总量,只看能量密度。因此高速飞行的宏粒子射弹命中目标的撞击足以将其氘化锂装料引爆。而尽管射弹里的装料很少,但由于宏粒子射弹过低的质量和同样不算多的用来加速超轻射弹的能量,造就了人类历史上聚变增益最大的微型氢弹。

这一发现让宏粒子直接从鸡肋变成了各个研究院趋之若鹜的香饽饽,随即在短时间内,工程师们提出了利用多级串联的静电加速器来为宏粒子射弹加速的方案并很快付诸实践。随后,为保证打击密度和效率,工程师们又通过并联多个加速管道和对宏粒子进行修型(从一开始的球状修改成圆柱体)等方式将其效能进一步提高。最终形成的,就是安装在统一战线级上的MEA1000 1000联装1mm/L3500静电加速式曲速场包裹宏粒子近防炮。

统一战线级配备的8台MEA1000以上下对称、前二后二的形式部署在舰船中部平甲板前端。作为一种高性能、高度模块化、全自动的1毫米1000管静电加速式近防武器系统,MEA1000能按照存储、初始化/可编写的程序装填和发射弹药。其主要任务是近程防御,与激光武器系统配合,形成互为补充的近程防御体系。MEA1000可在其有效射程内快速且大范围地拦截来袭弹药和光束,必要时也可兼任对固定或低机动性目标的攻击作战。

MEA1000由“莱顿闪电”瞬时电容、自动化快速装填机构、串列式静电多管加速器、高能质子束注入器五大部分组成。其中,装填机构、多管加速器、质子束注入器位于炮塔内部,瞬时电容位于船体内部,为多管加速装置进行间歇供电。通过多级串列的静电加速器加上带电粒子束的照射(通过电荷相互排斥的特性来产生推力,这样几乎不会传热给射弹)共同推动射弹加速。10个“莱顿闪电”瞬时电容为并联的多管加速器提供1.5亿伏特瞬时电脉冲,为所有的1000根发射管供能,一根长3.5米的发射管能将长宽都是一毫米,重三毫克的圆柱体微型射弹加速至1000km/s。且能在1秒中之内射出超过100000个宏粒子射弹。

以1000km/s的弹道速度在星际空间中飞行的射弹本身经过设计修型,绝大多数的质量来自于氘化锂装料,射弹外壳是碳纤维结构,令其能够在撞击时更好的压缩并引爆聚变燃料。数千乃至上万枚宏粒子射弹组成的云团不仅难以被观察到,在以极高相对速度撞击目标的同时还会进行聚变,释放吉瓦级的能量,在极近距离上,这个级别的能量释放足以毁灭任何航天器。

若通过曲速场调节在宏粒子云团的飞行路线上创建一个局部高曲率空间,则能将发射出去的宏粒子再度加速至光速的1%,这使其打击范围可以扩展到1光秒甚至更远。MEA1000还可通过分布式合成孔径多模式综合射频阵列(DAMIRFA)与防御管理模块进行高速数据共享,为MEA1000提供实时目标参数。在舰载主机确定威胁等级和提前量后,防御管理系统会根据威胁等级迅速分配各个模块的任务,包括发射持续时长、发射数量、供电模块优先级等。这使得MEA1000除遂行近程防御职能外还可以用于打击固定或低机动性目标。

粒子武器系统

将高能粒子束作为武器的想法早在前星际时代就有了雏形,随着人类利用高能粒子加速器在物理学领域取得一系列的新成就,这些被加速至相对论速度的高能粒子束要想不被军事家们盯上反倒是件稀奇的事情。利用加速器把亚原子粒子加速至高速,通过电磁约束形成密集的高能束流并发射出去,利用粒子的动能轰击破坏目标结构。这是相当自然而然的一种想法。

虽然在宏粒子近防武器一节中,介绍了粒子束武器的一系列缺陷,然而它的优点同样也不可小觑,作为一种可以无脑使用的武器,粒子束武器的射程和威力都在可接受的范围内,平衡激光和电磁弹射武器的优劣,且当使用离子和非离子时又可分为两种杀伤原理,拥有坚实的理论基础,反制手段多样化且不绝对……这些优点都给予粒子束武器难以比拟的优势。进而也给予共同体以继续推进粒子束武器研发的信心。

高能离子/粒子束主要有两种损伤机制:辐射剂量(radiation dose)和体积加热(volumetric heating)。离子/粒子束中的高能粒子与辐射无异,其能量并不会在接触目标表面时立刻释出,而是会逐步“侵入”目标结构内。这些高能粒子失去能量(释放能量)的方式主要是与目标原子外围的电子发生碰撞。这使得粒子束武器依照杀伤方式可被分为两个流派:依靠超强穿透力杀伤舰内人员的辐射剂量派,和通过加热目标装甲内部彻底毁坏目标结构的体积加热派。对于走穿透路线的辐射剂量派而言,粒子的能量越大、重量越轻,则穿透力越强;目标材质密度越大则越难被穿透。对于走加热路线的体积加热派而言,除了弹速小于光速,这一流派的离子/粒子束与激光非常相似,均通过加热目标制造毁伤(包括连带的爆炸与辐射)。由于离子束的穿透性,其加热点位于对方装甲内部而非表面,在高能场景下会带来更可怕的毁伤效果。

面对一种新概念武器,最好的方法自然是两手都要抓,两手都要硬。毕竟没人知道以后人类的假想敌---外部的邪恶外星人或者内部的反叛军会采用哪种技术路线的粒子束武器,甚至是同时采用两种技术路线。因此,在宏粒子炮项目出人意料地取得了成功后,代表人类在体积加热技术路线方面已经取得了相当高的成就。宏粒子射弹聚变开始的一瞬间,极大量的光辐射、热量、高强度的伽马射线和X射线都会在极短时间内穿透、烧灼敌舰装甲和结构,进而快速瓦解敌舰。基于这一显而易见的成功,共同体军事科学院决定将主要精力放在对家,也即辐射剂量派粒子束武器的研制上。

两种互补的杀伤原理也导致共同体军用星舰在换装上的互补性,即便粒子束武器的两种技术路线到今日已经发展完善。共同体军用星舰依然普遍采用宏粒子炮和穿透型粒子加速器互补的粒子束武器配置。统一战线级也遵循了这一互补原则,在采用宏粒子近防炮后,统一战线级将4座MK-75 ENPAS单装500mm电中和高能粒子炮以侧面各二的布局布置于第二舰桥两侧。以此达到和“体积加热”路线互补的杀伤能力。

MK-75 ENPAS单装500mm电中和高能粒子炮属电中和粒子加速系统(Electrically Neutralized Particle Acceleration System,ENPAS)计划中的“质子束”路线。具有全自动、高精度、能量集中、传输速度快、转移火力快、可重复使用、作战效费比高的特点。MK-75能按照存储、初始化/可编写的程序充能、指向和照射目标。其主要任务是对舰/站攻击,可在其有效射程内精确、快速地对友军单位进行火力支援,在舰队决战时也可为友方舰队提供支援和掩护。

考虑到粒子束的射程局限来自于束流的分散效应,即束流在离开发射器的磁场约束后会自行扩散。假如离子束本身并非100%电中性,那么分散效应还会加剧。因此目的在于为共同体星联舰队提供先进且性能优良的粒子束武器系统的电中和粒子加速系统(Electrically Neutralized Particle Acceleration System,ENPAS)计划同时考虑了“离子束”和“非离子束”路线,其中,离子束路线的粒子炮必须在出膛前对束流进行电中和以保证束流的电中性,这样才能将射程延长到一个可以接受的水平。而非离子束路线则聚焦自身呈电中性的粒子,试图找到一种合适的加速和约束方法来控制并生成高能电中性粒子束。这其中,配置在统一战线级上的4座MK-75是“离子束”路线中的“质子(氢离子)束”派。

MK-75以高能质子束作为杀伤介质,为节省舰内空间,它和曲速引擎共用一个高能质子源---质子强聚焦同步加速器,加速器加速通过直流质子源送来的质子束流,并将其一分为二,一部分用于曲速引擎的对撞激励,另一部分则送入同样呈环形的高能束流储存器中,质子束流在这里循环旋转以延长储存时间,直到MK-75粒子炮需要开火时,这些经过精细调制的高能质子束将会通过单向阀进入一段距离较短的直线加速器,在这里与等离子体尾波场加速器(来自舰上的自由电子激光器)产生的高能电子束混合,整体呈电中性后自开口处(炮口)被发射出去。

MK-75全系统可分为能源,粒子源,粒子加速器三大部分,其中,除了能源系统是专属的量子锁定飞轮供电外,粒子源和粒子加速器均和其他舰载系统共用。MK-75采用氢气质子源同时为本系统和自由电子激光器所使用的质子束驱动等离子体尾波场加速器提供质子束流。通过将预先加注好的氢气注入到抽成真空的空间,氢气质子源再使用有一定速度的电子束流与之碰撞,使氢分子电离成质子。这样,空间中就形成了质子、电子、氢分子离子组成的等离子体。从等离子体中用外加的较高电压将所需的质子吸引出去,然后注入到粒子加速器中进行进一步的加速。粒子加速器则和曲速引擎一起共用多个强聚焦环形加速器并联的加速器组。这些将具有聚焦作用和散焦作用的磁铁交替排列的加速器能够将质子束加速到99.9998%光速,在这个速度下,高速增长的相对论效应引起了“尺缩钟慢”效应,有效抑制了粒子束的扩散效应,使得其射程进一步提升。高能质子束在命中目标后,其强穿透性不仅能够杀伤舰内人员,自身的强电磁特性还可用于破坏舰内电子设备,而对于一切事务都要依仗电子设备的航天器而言这简直就是灭顶之灾。

为了进一步提高束流质量,输出质量更高,粒子密度更高的高能粒子束,需要进一步减小粒子的随机运动,使光束变窄,密度增大。

也正是因此,统一战线级曲速引擎配置的强聚焦环形加速器组配备有光学随机冷却手段,借由磁铁、透镜和其他光学元件组成的特殊结构,测量光束中的粒子偏离其理想轨道的程度,进而提供校正推力。这种冷却系统可以测量光束中的粒子偏离其现想轨道的程度,然后使用一种由磁铁、透镜和其他光学元件组成的特殊结构来提供校正推力。其工作原理基于电子和质子等带电粒子的一种特性:当粒子沿着弯曲的路径移动时,会以光脉冲的形式辐射出能量,其中蕴含粒子束中每个粒子位置和速度的信息。光束冷却系统可以收集这些信息,并使用一种称为冲击磁铁的设备将它们调整到理想轨道。

相比于传统的随机冷却(利用的是波长几厘米的微波),光学随机冷却使用可见光和红外光,其波长约为百万分之一米。 同时可将粒子束在冷却系统中往返多次来提高其分辨率,从而为更小的粒子提供了更精确的冲击,因此所需的存储环更少。当粒子相互碰撞反弹时,冷却系统通过持修正粒子轨迹、保持了光束形状。

导弹武器系统

随着超光速飞行领域的开拓,人类自然也不会局限于亚光速战斗环境,多种适用于超光速环境下的武器装备很快就开始了前期论证。其中,最直接也是最自然的想法就是将能够超光速飞行的曲速引擎安装在导弹武器上,从而造出一枚“自杀式超光速无人机”。然而在当时,受限于曲速引擎巨大无比的尺寸和能源需求,这一想法不了了之。不过很快,曲速引擎的小型化和“场维持线圈”、“反物质电池”等概念的提出很快使得研制一种体型较小,能够塞入一般共同体星舰船体的超光速动能武器成为可能。

想要造出一枚实用化的超光速动能武器,能源和动力首先是不可避免的问题。在动力方面,工程师们简化和阉割了原有的曲速引擎的结构,以不再能自主调节曲速飞行速度的代价换来了系统的小型化,这种简化版引擎自身不携带质子加速器,也就不需要复杂的加速结构,而是直接从母舰提取一定量的高能质子束,将其转入自己携带的环形高能束流储存器中,这一储存器仅起约束作用,放任质子束在循环中不断旋转。缪钨晶体也仅携带少量,且早在弹体制造的过程中便已插入其中。因此,对于超光速导弹来说,决定其航程的往往是高能质子束的储量,在这一基础之上,则是弹载系统自主决定何时中止对撞激励,使弹体退出超光速状态,这一过程通过共同体舰船搭载的吕-洛虚质量粒子超光速通讯系统执行。

得益于反物质的工业化大规模生产,工程师们计划将超光速导弹的战斗部和推进系统一体化,即采用湮灭反应堆的小型化成果---湮灭电池作为导弹的主要能源装置,并采用湮灭直喷的形式,将湮灭反应后通过吸收高能光子而获取反应能量的高热等离子体直接向后喷出,以此赋予弹体推力。同时,部分“亚-超结合”的超光速导弹也通过(曲速)场包裹技术提高反物质脉冲等离子推进系统的喷气速度,进而推动导弹达到相对论速度。用于推进的等离子体同样也在生产线上填装,而反物质则由母舰实时提供。

在解决了这两个问题以后,工程师们终于造出了共同体第一型可以进行超光速飞行的“导弹”---重剑超光速导弹,其最大飞行速度可达3.5倍光速,尽管“重剑”有一架战斗机那么大,但它依然是人类第一种能够进行超光速打击的武器。重剑的打击方式也很简单,导弹整体分为两级,超光速推进段和常规推进段。当要发射“重剑”时,首先要为导弹通电,并加注高能质子束和反物质燃料,随后将其弹射离舰,“重剑”将借弹射的速度远离飞船,随后启动超光速引擎向预设目的地飞去,当接近目标时,“重剑”将反转曲速场极性,借此迅速退出超光速状态,当速度下降至1%光速后,超光速推进段与弹体分离,随后导弹引导头启动并开始搜索目标,捕捉目标后启动常规推进不断修正打击姿态,直至最后命中目标。

值得一提的是,虽然重剑的曲速引擎会使得飞船周边空间的拉伸速度超过光速,但这也代表着虽然弹体本身在曲速飞行时不会被高速飞行下的相对论效应所影响,但它发射出去的电磁波信号会。这也是为什么重剑需要先减速完成索敌后再进行进一步加速的原因。

“重剑”虽然从各种方面来说都不算一种好的超光速打击武器,比如其准备时间繁琐(从通电到做好发射准备需要5分钟以上),加注程序复杂且危险(曾有测试船只在加注反物质时险些发生泄露),末端被拦截概率依然大(为尽可能避免尺缩钟慢效应对弹载电子系统的影响,“重剑”的末端打击依旧是亚光速的,这使其依然容易遭到敌方激光武器的拦截),更不用说巨大的体积和质量让即便是舰队航母级的主力舰也只能携带数十发,更别说其他的中小型舰船了。但至少它成功解决了“从无到有”的问题。在其设计中暴露的教训和获取的经验也被用于后续超光速打击武器的开发。

随着吕-洛超光速粒子的发现,人类终于得到了进行超光速通讯的手段,这不仅促使共同体中央政府和各星系殖民地间的联系更加紧密(终于可以通过发消息而不是发曲速飞船来传递信息了),同时也促使共同体全域联合作战网络的搭建,而对于超光速导弹而言,最重要的莫过于是终于可以实现对正在超光速飞行的导弹的全程控制,而不至于像以前一样导弹一进超光速就再也不可能从母舰接收命令了(因此这一时期的超光速“导弹”与其叫导弹不如叫“超光速火箭弹”)。

在接下来的数百年里,随着共同体在能源、材料、量子计算、超光速飞行等领域取得的进步,超光速打击武器也在不断地更新换代。首先是环形粒子加速器的技术进步,使得其可以被塞进一个小于1米直径的空心圆柱体中,且性能甚至比以前更加优秀。这一巨大的进步使得导弹无需在发射前加注高能质子束,而仅需携带已经封装好了的质子源,这大大简化了导弹的发射准备流程。吕-洛超光速粒子通讯系统也被集成入弹载机电系统中,除通过弹载光量子处理器自行鉴别目标和制订飞行计划外,也可通过友舰的CEC终端实时修正目标信息以及时调整飞行路线。新的改进使得超光速导弹不必像“重剑”那样在目标附近减速以完成索敌,而是可以直接在目标附近退出超光速然后以接近90%光速甚至更高的速度撞击目标。

但这一时期技术的进步依然没能解决一些较为严重的问题,比如超光速导弹普遍未配备场反转模块以抚平曲速航迹,使得导弹的飞行轨迹容易被同样配备超光速扫描雷达的敌方舰队发现;此外,处于超光速飞行状态下的导弹战术机动能力不够高,在星联舰队的内部演习中经常出现使用同型号超光速导弹在飞行中段拦截敌方超光速导弹的现象;加之为实现曲速航行,这一时期导弹的体积依旧庞大,虽然不像“重剑”那样离谱,但依然能达到一辆小汽车的大小。从而给装填和发射又带来一系列的难题。

4025年,曲速场包裹技术的出现彻底改变了共同体超光速打击弹药的现状。藉由最新的(曲速)场包裹技术,共同体超光速打击弹药终于可以摆脱能源和动力上的最大限制,进而在保证原有性能的基础上大大缩小其体积,使得导弹的搭载量和发射流程均得到了进一步的简化。

最大的改变在于精简版的曲速引擎系统,以前导弹的曲速引擎系统需要在通常情况下从无到有地产生人造引力场以扭曲空间实现曲率飞行,这就对其工作时间和输出功率提出了很高的要求。然而在(曲速)场包裹技术问世后,飞船可预先将弹体包裹在一个远超其体积大小的曲速泡中,进而使其达到曲速,新型的“场包裹线圈”会对曲速泡的大小进行实时调控,不再输出高功率以“维持”原有的曲速泡,而是通过不断地调整曲速泡形状,同时以一个较低的功率输出,以此达到大大减缓曲速泡衰减的目的,只要曲速泡仍大于弹体的体积,导弹就可时刻维持在离舰时的速度一直向前飞行。这一策略也使得求而不得的场包裹模块可以被加装到导弹上,从而大大加速航迹减弱乃至彻底消失的时间,这使得若敌方传感器未能在短时间内通过航迹定位导弹的位置,他们就再也不可能知道导弹的位置了。

曲速场包裹技术的问世无疑大大放宽了对超光速飞行的动力需求,在曲速泡可以由母舰提供现成的情况下,原本的“精简版”曲速引擎自然也被进一步精简,功率进一步降低带来了对能源装置的减负,使得导弹可以前所未有地采用核聚变电池而非湮灭反应堆就能为曲速引擎供能(其实曲速引擎和湮灭反应堆并非绑定关系,只是在共同体现有的多种能源装置选择里,只有湮灭反应堆能在规定的体积内为完全体曲速引擎供给足够的能源,这才有了“凡是曲速引擎一定得配反物质湮灭”的外行言论)。所谓的“核聚变电池”即是结构大幅精简的托卡马克漏斗聚变反应堆,并和脉冲磁等离子发动机绑定,高度集成化的配置带来了足够小的体积,使得聚变完的乏燃料(高热等离子体)可以直接用作推进燃料从尾喷口喷出,作为导弹的亚光速动力使用。这套系统相比于过去的湮灭反应堆不仅结构精简体积小巧,而且还避免了反物质运输和飞行的风险,大大提高了导弹存储和发射的安全性和便捷性。现在,仅需一个按钮,通过瞬时电脉冲启动弹载聚变电池,并将弹体弹射离舰,导弹便能自主完成从索敌到打击的整个流程。

吕-洛粒子在超光速探测方面的应用又进一步简化了导弹的飞行流程,现代共同体导弹无需在抵达目的地附近再以亚光速完成探测,而是在超光速飞行的过程中通过超光速扫描获取目标的实时位置,并通过对曲速泡的调谐进行机动,以保证在敌舰附近(5光秒以内)退出超光速,并以99%光速在10秒钟以内命中目标。这套从索敌到命中的全流程相比以前的超光速打击大大缩短,不仅时间紧凑,从导弹发射到确认打击成果一般不会超过20分钟,而且也大大缩短了敌方的反应时间,快速脱离超光速的以近光速飞行的导弹几乎不会给敌方任何在亚光速环境下的拦截机会。从而极大地提高了导弹的打击成功率。

统一战线级作为星航母舰,装配有大量的制导武器弹药,其中不仅包括通过舰载VLS发射的拦截/打击弹药,还包括舰载机挂载的各类制导弹药。由于制导弹药型号和种类繁多且统一战线级在执行不同的作战任务时会携带不同配置的导弹武器,因此本节将仅介绍统一战线级标准出勤状态下的弹药配置。

“星红旗-40”近程曲速场包裹标准亚光速拦截/打击弹药是统一战线级配置的导弹武器中少数不能进行超光速飞行的。由于较小的体积使其可以以一坑9弹的形式装填在IV-100中,这在极大提高了其载弹量的同时也使得“星红旗-40”仅能配置一个低功率场包裹线圈,这一线圈主要通过提高后向喷气速度来提高导弹的Δv。这使得“星红旗-40”具备优秀的亚光速机动性,甚至可以在弹载量子处理器的引导下可以像舰载机一样做出各种大角度机动,作为一种优秀的近程拦截/打击双用导弹(虽然到了这个距离了一般都是拦截敌方武器),“星红旗-40”重2.5吨,长6.7米,直径324毫米,滞空时间可达半小时以上,其依照不同的拦截场景配备有不同的战斗部,有包含大量超微型宏粒子射弹(跟宏粒子近防炮用的射弹是一个型号)的霰弹弹头,也有通过外部结构束缚,迫使核爆产生的能量朝固定方向扩散,用于定向拦截目标的核射流战斗部。

“星红旗-51”中远程场反转整合场包裹标准超光速拦截/打击弹药是一种设计用于在中远程和敌方来袭动能武器“针锋相对”的拦截/打击双用导弹武器。由于设计时有拦截超光速武器的需求,因此配备了加装有场反转模块的场维持线圈,在母舰提供的曲速泡支持下能够进行超远距离的超光速飞行。通过配置的吕-洛粒子扫描和通讯系统,“星红旗-51”可以实时探测并获取目标位置,并以此推算提前量并时刻准备进行机动以追上目标。“星红旗-51”重5.3吨,长8.5米,直径533毫米,可以一坑双弹的方式装填于统一战线的VLS中。由于有正经打击需求,加之体积增大可以容纳更多设备,使得“星红旗-51”除了能够携带宏粒子拦截战斗部和核射流战斗部外,还可以配置一次性的光纤脉冲激光器,发射高能激光击毁目标(只不过产生的热能同时也会融化导弹的结构);或一次性的电磁炮,发射一颗小口径电磁炮弹以拦截或打击目标(产生的热能同样会融化导弹的结构)。多枚“星红旗-51”从多角度发起的激光照射/电磁炮打击不仅可以让敌舰近防系统猝不及防,也可以用于组成火力网打击、封锁目标,亦或是引诱敌方开火而暴露弱点以便于收集信息用于接下来的战斗。此外,“星红旗-51”还可携带EMP战斗部,通过在敌舰附近引爆而瘫痪部分电子设备,足以让全舰陷入混乱甚至不战自溃的局面中。

“星鹰-42”远程场反转整合场包裹重型超光速反舰导弹是一种专门用于打击敌方星舰的重型超光速反舰武器系统。这种重型导弹配备了精密的弹载传感器系统和反物质战斗部,前者让其可以在敌舰的极近距离脱离超光速,将敌方的反应时间压缩到最小。后者则可以保证一击产生的湮灭反应足以将整艘舰船化为亚原子粒子。当然,极致的性能必然要付出同等的代价,“星鹰-42”的体积、重量在统一战线携带的导弹武器中都是顶级的。这代表着需要更高的输出功率和扭矩才能把这个大家伙送入超光速。为了避免在超光速飞行中遭到敌方打击,“星鹰-42”是少数配置有基本曲速引擎系统(可以从0速度产生强引力场进行超光速飞行)的导弹,虽然依然受限于弹体体积是精简版,但相应的超光速机动能力获得了巨大的提升,一般的拦截弹药哪怕用完了所有的质子燃料余量(指除完成超光速飞行所需的最低高能质子束流量外可用于机动和改变航向的多余燃料)都难以跟上它。“星鹰-42” 重9.7吨,长10.2米,直径850毫米,能够携带的唯一战斗部是反物质战斗部,呈胶囊状的战斗部在其两个半球的球心处用强磁场约束着两个重量仅为1千克的小球,其中一个是作为发生湮灭反应的正物质的正氢,另一个则是作为反物质的反氢。当起爆时,位于两个半球部分的约束线圈将会给予两个小球以一个垂直初速,而位于两个半球中央的圆环部分的加速线圈将会确保两个小球在胶囊状战斗部的中央(而不是其他地方)发生碰撞,紧随而来的湮灭反应将会创造1.8 x 10^17 焦耳(180000000000000000J)的能量,约合四千三百万吨TNT当量。从而在无尽的光与热中将自己连同敌舰一起彻底化为亚原子粒子。

SCM-500K场反转整合曲速场包裹重型侦察无人机/舰载机应急召回模块是共同体星航母舰普遍搭载的一种双用途“导弹”武器,作为一种服役超过了100年的老式武器,它一开始开发的用途并不是用于执行作战任务,而是作为后备保险为航母舰载机提供稳定的返航保障,当有战机因受伤而导致自身电力系统产能下降或剩余的质子燃料不足以至于无法启动曲速引擎返航时,航母会向舰载机的位置发射一枚SCM-500A,它配备有大功率的曲速引擎和足量质子燃料,足够其与战机对接后利用自身曲速引擎带着飞机和里面的飞行员返回航母。然而,随着时代的发展,(曲速)场包裹技术的发展使得友军战机可以通过扩大曲速场包裹范围将受损机体带回航母,这就让SCM-500的存在没有必要了。然而,似乎是SCM-500“老骥伏枥志在千里”的灵魂不甘心就这样退场,其在开发初期采用的高度模块化设计使得工程人员在拆除了大容量质子燃料贮箱和曲速引擎系统后将其改装为了一种携带大量传感器和大功率抗干扰超光速通讯设备的侦察无人机(此时为SCM-500G)。它可以被舰载机或星舰携带并发射到敏感位置,该机随后就会启动其传感器阵列对周边区域进行搜索和扫描。并将结果通过超光速通讯系统反馈回友军舰队。今天的SCM-500重8.2吨,长7.4米,直径750毫米,基本参数和外观基本上和百年前入役的时候差距不大。但用途却早已天差地别,它被广泛用于科考探索、外星殖民、情报采集等多个用途。这位垂垂老矣的老将依然不能携带任何武装,但它的本职工作却依然没有落下(时至今日,依旧有大量的SCM-500K在作战序列中服役,且从事的正是它们一开始所从事的工作:将舰载机连同飞行员一起带回来),甚至还开辟了新的领域,山重水复疑无路,柳暗花明又一村,SCM-500系列的故事还将在星联舰队中继续书写下去。

SRT-119防区外曲速场包裹多任务超光速智能布洒器是设计用来兼顾机组人员生存能力和对域打击效果的导弹武器。考虑到共同体军舰有时可能要进入敌军戒备森严的区域和敌人交战,因此能够在防区外打击敌人的武器在这时就尤为有效。SRT-119由具备超光速飞行能力的母体和多个作为子体的有效载荷构成,它们可以是超微型宏粒子射弹,也可以是反物质机雷,还可以是其他能被母体携带的任何东西。一旦装载完毕并发射,这种先进布洒器就会直奔敌军腹地,在退出超光速后迅速以预设的程序发射有效载荷,如果携带的是杀伤性载荷,则可以预见宏粒子射弹或反物质机雷给敌舰队带来的巨大损伤。然而也正是因为这样的原因,SRT-119同时也是敌人所痛恨和千方百计搜寻并拦截的目标,因此SRT-119往往低调行事,要么进行战术机动从另一个切入点进入敌方领域,要么则混杂在一大堆友军制导弹药中,借他人信号掩盖自己的信号特征,从而实现瞒天过海。SRT-119母体重3.8吨,长10.5米,直径750毫米,是统一战线级搭载的导弹武器中最长的。

有了导弹,还需要把导弹发射出去,这意味着需要一个导弹发射系统,而综合了多方考虑后,统一战线级还是在垂直和倾斜发射中选择了垂直发射作为自己的导弹发射手段。

相比于倾斜发射,垂直发射能够极大地缩短系统的反应时间,实现高发射率;同时也能实现大载弹量;可全方位对来袭目标进行攻击和拦截,不存在倾斜发射的“发射盲区”;垂直发射采用的模块化、通用化设计可省去甲板式弹库装填发射所需的复杂操作和控制部件,提高了系统的可靠性,降低了维护保养工作量,减少了舰艇占用空间,而导弹发射装置的通用化则能够实现多种导弹的共架发射,提高了系统集成水平。

统一战线级安装有15座IV-100通用垂直导弹发射系统。这种垂直导弹发射系统是由北方工业集团设计的,采用开放式架构的新一代通用垂直导弹发射系统(UVLS),具备良好的通用性和适装性。出于泛用性的考虑,IV-100采取电磁弹射冷发射的发射方式。

IV-100采用8单元一组的模块化构装,并适配有7米,9米,11米三种不同长度的发射装置和同规格的适配发射箱。发射装置在插入舰体后就很难再做改变,但发射箱可利用吊车随时更换,但要注意的是长发射装置可以换装短箱,但绝对不能把长箱塞进短发射装置里,比如9米发射装置可以轻而易举地改装7米发射箱,但千万不能拿9米长箱塞进7米发射装置里。IV-100的模块化构成不仅将占用的体积重量降至最低,而且是一个完整的模组,制造工作能与舰体建造同步进行,并且以整体吊装的形式将整个模组直接插入舰体,节省了建造时间。但需要指出的是,不像发射箱一样想换就换,发射装置在插入舰体后想再取出来可就不是一件容易的事情了。

IV-100拥有巨大的1米发射箱内径,前所未有的巨大空间不仅放宽了对导弹的限制,还使得总载弹量进一步增加。在装填某些小型导弹的时候甚至可以采取一坑五弹,一坑六弹乃至一坑九弹的装填方式,从而使载弹量成倍提升。这也就是为什么统一战线级只携带了15座共120个单元的通用垂直发射系统,但却能一次装填并发射数百枚导弹的原因。

此外,由于采用了高度自动化的开放式软硬件架构与模块化延伸电子元件(Canister Electronic Unit,CEU),并通过模块化控制单元(Module Controller Unit,MCU)与舰上TSCE共同运算环境相容,IV-100得以更经济又迅速地整合各种现有或新开发的导弹,只需要更换新的导弹控制软件,而不需更改发射器本身的软硬件,实现真正意义上的“即插即用”。发射器的导弹控制系通过CEU与“联合神盾”连接,所以导弹只需采用与CEU相兼容的软件即可。

IV-100垂直发射系统在冷发射模式下采用更加环保的电磁弹射冷发射方式。就像一座垂直安装在舰体内的电磁炮一般,以密闭形式封装的电磁加速导轨会将导弹弹射出发射装置,随后导弹自行点火起飞。而在一个发射箱中安装有多枚导弹的情况下,在一枚导弹被弹射出舱的时候,底部的紧凑型抓钩自然会保证剩下的导弹待在它们应该待的位置上。

除了通用垂直发射系统外,统一战线级还部署有重型发射系统以搭载超光速重型反舰导弹等大型载荷,统一战线级在其舰体前部下方部署有8座IV-200重型转轮导弹发射系统。由于这套系统体积过于庞大,考虑到舰船中部舰载机的弹射需求,有限的空间内不能容许IV-200的垂直放置,因此IV-200采取了妥协性设计,以横向放置的形式容纳和预装填了载荷的发射箱一体的转轮弹舱。每个发射箱采用统一设计,长30m,直径5m。并以8个为一组装填在可旋转的发射箱挂架上,当进行发射时打开弹舱舱门,转轮挂架伸出,载荷从旋转伸出船体的发射箱中经电磁弹射射出。通过旋转挂架将下一个预装填好了的发射箱送上发射位置,以此提升发射效率。

和IV-100一样,IV-200同样由北方工业集团设计,采用开放式架构和电磁弹射冷发射方式。且弹舱作为一个完整的模组,制造工作能与舰体建造同步进行,并且以整体吊装的形式将整个模组直接插入舰体,节省了建造时间。IV-200也同样采用了高度自动化模块化延伸电子元件(Canister Electronic Unit,CEU),并通过模块化控制单元(Module Controller Unit,MCU)与舰上TSCE运算环境相容,实现真正意义上的“即插即用”。

非常值得一提的是,统一战线级搭载的各型导弹均内置了弹群协同算法,使得他们可以在完全自律的情况下自主飞行,这种自弹群引导技术发展而来的软体算法能够将每一枚正处于飞行状态的导弹通过CEC终端连接在一起,通过搭载在某些改装导弹上的分布式服务器,不同型号的导弹得以互相共享数据并自主决策,这样的设计消弭了过去应用在P-700“花岗岩”反舰导弹上的弹群引导技术中“领弹”和“跟随弹”的区别,由于外表并无差别,因此在敌方看来,每一枚导弹都可能是搭载了CEC终端的支援弹,这极大地增加了拦截的难度。而实际上,就算没有支援弹存在,普通的战斗弹群也能做到这一点,只不过效率和性能会有一定程度的降低而已。

而随着技术发展,CEC终端在经过不断的“先进能力构建(ACB)”后,其体积大大缩小,可以被安装在绝大多数的友军单位上,不仅诸如舰载机这样的单位可以装上一套,甚至连一般的战术导弹都能在去掉攻击型战斗部后换上一套阉割版,这大大增强了前线单位间的连接强度。对于弹群来说,它们可以从几乎所有友军单位那里得到引导,这使得对弹群的干扰难度随正在同步为弹群提供引导的友军单位的数量的上升而上升。换言之,正在为弹群提供引导的友军单位越多,弹群的抗干扰能力越高。这样的特性在共同体的大规模作战中无疑是极为有利的。

综合电子战系统

作为现代军用星舰武器系统的重要组成部分,统一战线级搭载的舰船综合增强型电子战系统(Entegrated Enhanced Electronic Warfare System,IEEWS)集成了EECM(增强型电子对抗)和EESM(增强型电子支援)功能。主要突出系统的综合设计、信息资源的综合利用和电子对抗资源的综合管理与控制,并实现了多种电子战功能的综合化。

统一战线级的EEWS主要由电子侦察、有源干扰和无源干扰三类装备组成。主要任务是对敌舰队舰载、机载和固定式巡天望远镜、雷达、通信系统等进行侦察,必要时实施干扰;在战斗全过程中,对敌舰载、机载、站载乃至陆基导弹的制导系统实施干扰,掩护己方舰船执行作战任务和保护舰船编队安全。电子侦察装备包括专用监视侦察舰和作战舰船上的电子侦察设备。前者专用于对战区内敌雷达、通信等电磁辐射源进行截获、识别、测向、定位并测出技术参数,获取敌方战术情报,判断敌方兵力部署、行动意图和对己方的威胁程度;后者用于搜索、截获、识别敌威胁程度最高的光学、电磁乃至引力辐射源,并及时警示指挥员,引导干扰机施施干扰或引导火力实施攻击。

统一战线级EEWS搭载的有源干扰装备包括集成光学眩晕及干扰系统、集成电磁干扰系统、曲速引擎附属的引力特征干涉模块、欺骗式干扰机、自由飞行式或拖曳式光电整合诱饵(属SIDS舰载综合诱饵系统)等,以在全频段干扰、压制和欺骗敌预警、引导、舰对天、对站、对陆、对舰通信设备,以及舰载、机载、站载或陆基导弹的制导系统;扰乱敌单舰或舰队的C4ISR系统与武器控制和制导系统。无源干扰装备则包括可抛式热容、各种反射体(两者均属SIDS舰载综合诱饵系统)和等离子云团,它们与有源诱饵一样,可部署到离真实舰艇一定距离,形成假目标,以引诱敌雷达和智能弹药跟踪假目标,达到保护自己的目的。

除传统的“收集、干扰、压制”设备外,统一战线级的EEWS还着重强化其认知电子战能力,作为一种智能化、网络化、多功能电子战理念,认知电子战除了可以对传统电子信息系统实现压制以外,还可以对抗敌方的认知电子信息系统。从技术层面上看,其核心主要在于无线电技术、机器学习技术、行为建模技术等。凭借这些技术,在短时间内由舰载AI完成处理信息、应用知识、改变优先权等有意识的智力活动。

认知电子战包含三大基本要素。一是态势感知,即扫描环境、确定存在的信号与波形以及其位置和辐射源。二是电子攻击,这是认知技术的本质,可干扰物理层、MAC层或网络层。利用算法作出最佳决策,即用哪个节点对哪一层实施干扰,以使波形中的能量最大同时使其他地方的能量最小从而避免附带损伤。目的是只攻击对己方部队影响最大的敌方信号。三是防护,即根据地形和敌方正在使用的设备类型管理频谱,在实施网络干扰时尽可能降低对友军的影响。此外,分布式感知也是认知电子战的一个重要方面,即采用多传感器融合提供更强的态势感知能力。通过在战场上部署大量可向舰载主机传送数据的分布式传感器,单一传感器只需具备很少的处理能力就能获得比部署昂贵的大型传感器集群更大的灵活性。由于每个传感器捕获的信息不同,且每个覆盖一个特定频段,因此增强了整体的态势感知能力。通过吸纳转化认知科学的成果,认知电子战技术在传统的系统中增加了目标认知、智能决策、自主学习等功能,实现电子战的智能化。

统一战线级的EECM模块应用了认知电子战技术,在作战过程中,首先从原始传感器的大量数据中提取有关目标电磁信号的信息,随即实时制定电子战攻击的最优方案,完成打击后对本次攻击效能进行评估,再根据评估结果调整下一次的攻击策略。舰载光量子超级计算机澎湃的硬件算力和舰载人工智能算法的搭建给予认知电子战系统通过可重复学习过程以掌握对各种目标的最优战法的能力。

同时,在认知电子战技术的辅助下,当连接至战区网络时,统一战线级还会将自己作为数据中心,利用自己的舰载主机对此刻保持和全域联合作战网络连接的所有单位的电子战系统进行后端整合和整体增幅,通过优化算法和运算力资源管理,接管整个打击群CEC网络电子战部分的统一战线级无疑可以发挥出1+1>2的效果。同时,统一战线级的EECM也可以通过敌方的无线接入端口等节点突破相对封闭的战场赛博空间,实现信息夺取、电子干扰、网络致痪。以赛博空间为主战场,凭借电子对抗手段,在电磁上切断敌方通信,瘫痪指挥系统;在网络上攻击敌方网站,制造恐慌,再配合舰队正面进攻达到快速制胜的目的。

吃水不忘挖井人,在帮助友军的同时统一战线级也不忘自己,统一战线级的每一个搭载着基础硬件设施的电子模块化封装箱(EME)都安装有电磁护盾,足以抵御100万吨当量级以下的核爆带来的电磁脉冲冲击。除电磁护盾外,统一战线级还采用光纤网络以杜绝干扰。统一战线级将SAFENET光纤总线加入自己的双层光纤以太网中,作为由玻璃塑料制成的纤维,光纤可作为光传导工具,进而被应用于长距离通讯。光纤传输不仅具有频带宽、损耗低、重量轻等优点,还由于组成光纤的材质是石英,只传光,不导电,不受电磁场的作用,在其中传输的光信号不受电磁场的影响,故光纤传输对电磁干扰有很强的抵御能力。也正因为如此,在光纤中传输的信号不易被窃听,因而利于保密。

通过一体化、通用化的增强型电子战系统,统一战线级可通过全域联合战术网络和友军之间彼此形成协同式电磁网络。通过光学、电磁、引力三个领域的侦测共同推进,以获得敌方目标立体的信息脉络。再通过认知电子战技术,增强实时态势感知能力、提高指挥效率、提升一体化作战效能,以最优解最大效率从无形的频谱战场中突破敌方的战场赛博空间,夺取关键信息。到达临界点后,进一步使用网络进攻手段瘫痪敌战场赛博网络,从而夺得战场的制信息权。并利用制信息权优势转化为友方部队的战术、战略优势和敌方的战术、战略劣势,并最终使敌方在正面战场上全线崩溃。


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