2026年7月15日,御夫座航天(Auriga Space)与美国陆军作战能力发展司令部军备中心(DEVCOM AC)签署了一项为期三年的合作研发协议(CRADA),以评估用于击落无人机的电磁发射器。该协议将 DEVCOM AC 引入了御夫座航天正在美国国防部合同下测试的电磁加速器项目,但并未授权采购、生产或组建作战部队。协议涵盖研究、工程数据交换、能力评估和开发规划,旨在确定电力加速弹丸能否以更低的单目标成本和比导弹防御系统更大的待发弹量,来应对多波次的小型无人机袭击。
御夫座航天还将同样的推进架构应用于高频高超音速测试、精确发射任务、导弹防御概念、快速空间发射和月球质量驱动器。该研究框架结合了御夫座航天现有的电磁加速器与美国陆军在武器鉴定、弹药工程、靶场测试和系统集成方面的建制能力。DEVCOM AC 总部位于新泽西州皮卡汀尼兵工厂,是负责开发和评估军备及弹药的核心机构,业务范围涵盖武器机构、弹丸、含能材料、火控、杀伤力以及与服务网络的兼容性。
根据协议,双方可以交换设计信息、比对测试结果、识别故障模式,并确定可部署原型进入作战试验前所需的工程阈值。评估必须确立可重复的弹丸速度、发射能量一致性、组件寿命、充电时间、热恢复时间、散布精度、拦截器制导兼容性以及持续射击序列后的性能表现。评估还需确定发射器能否快速接入美国陆军的雷达跟踪、光电传感器、识别系统和战斗管理软件,以便在极短的攻击窗口内打击多个目标。
如果发射器的电容器、线圈、开关设备或冷却设备在每次射击后需要长时间恢复,那么仅在实验室隔离射击中表现良好的发射器仍将无法满足反无人机作战需求。御夫座航天的发射器利用电磁加速系统释放的电能,取代了火炮和火箭发动机中使用的化学燃烧。在传统火炮中,发射药气体在弹丸穿过炮管时对其施加压力,从而产生摩擦、热负荷以及药室和炮管的渐进式烧蚀。而电磁加速器利用磁悬浮技术防止弹丸在加速过程中与发射表面直接接触,从而减少了机械摩擦并消除了发射周期中传统的炮膛磨损问题。
软件控制加速曲线,允许工程师根据弹丸质量、结构强度和所需的出口速度来调整施加的力。这一点至关重要,因为包含电子设备、电池和控制致动器的制导拦截器,无法承受与实心惯性测试体相同的加速脉冲。理论上,该发射器既可以发射非制导动能弹,也可以发射制导拦截器,但这将对稳定性、导航、末端制导和杀伤力提出不同的要求。御夫座航天尚未披露其加速器是采用顺序电磁线圈、另一种感应装置还是其他加速器配置,也未公布加速级数、发射器长度、峰值电流或存储电能与弹丸动能之间的转换效率。
主要的工程瓶颈不在于电磁系统能否加速物体,而在于可运输的发射器能否在军事上有用的能量水平上重复进行此类操作。弹丸动能随速度的平方增加,这意味着对于质量不变的弹丸,炮口速度翻倍需要四倍的动能。例如,一个以 1,000 米/秒速度飞行的 1 公斤弹丸携带 0.5 兆焦耳的动能,而同一弹丸在 2,000 米/秒时(不计电能损耗、辅助设备和发射器残留能量)携带 2 兆焦耳。如果整个系统将存储电能的 20% 转化为弹丸运动,那么 2 兆焦耳的发射将需要储能系统提供 10 兆焦耳的能量。
每五秒重复一次这样的射击,意味着平均充电需求为 2 兆瓦,这还不包括冷却、传感器、指挥设备以及电力链路其他部分的效率损耗。这些数字虽是说明性的工程关系而非御夫座航天的性能数据,但它们解释了为何功率容量、转换效率和冷却决定了发射器的尺寸和射击频率。反无人机作战对远程火炮或高超音速测试提出了一套不同的要求,因为武器必须击败小型、低空且可能机动的目标。第一人称视角(FPV)无人机可能在树顶高度以下飞行,快速改变方向,且仅呈现很小的雷达和红外特征,留给交战系统用于探测、分类、跟踪和射击的时间极其有限。
面对以 40 米/秒速度移动的无人机,飞行时间为三秒的弹丸必须考虑到 120 米的目标移动距离,这还不包括规避动作、风或跟踪误差。增加弹丸速度可缩短这一提前量,但也增加了电力需求、结构载荷和弹丸加热。非制导炮弹需要足够低的散布度和精确的目标状态数据,而制导炮弹则需要能够承受电磁发射力的导引头或指令制导链路。末端效应是另一个未决问题,因为直接命中的动能弹、近炸引信碎片弹和携带爆炸战斗部的制导拦截器,具有不同的成本和杀伤概率。
因此,CRADA 不仅必须评估发射器能否快速射击,还必须评估摧毁每架无人机需要多少枚弹丸,以及交战效果如何随目标尺寸、速度、高度、方位和电子战环境而变化。导弹发射器携带的待发拦截器数量有限,因为每枚拦截器都包含火箭发动机、制导装置、控制面、战斗部、引信和发射容器。电磁武器将可重复使用的能源与消耗性弹丸分离,可能允许发射单元在相同的运输体积内携带更多弹药。取消推进剂也减少了移动、存储和处理完整火箭发动机或火炮弹药筒的需求,尽管爆炸或碎片弹丸仍需遵守安全程序。
后勤负担因此转移到了发电机燃料、储能、冷却设备、高压组件和专业维护人员身上。御夫座航天的路线图包括集装箱式和可运输发射器,但尚未公布集装箱尺寸、车辆类型、总重量、展开时间或人员编制。对于远征用途,完整单元必须包括发射器、弹药处理设备、电源、储能模块、冷却系统、维护设备、传感器连接和通信套件。一个依赖数辆额外车辆提供电力和冷却的集装箱式发射器可能会像“爱国者”系统一样,拥有较大的部署占地面积。
电磁发射器不会取代现有的防空系统,因为其可能的优势和局限性处于一个更窄的交战层。例如,“爱国者”和 AMRAAM 导弹旨在应对飞机、巡航导弹和更具威胁的目标,而电磁发射器更适合在较短的防御周界内反复应对小型无人机。电子战可以在不发射弹药的情况下干扰无线电控制或卫星制导的飞行器,但对于自主导航、跳频链路、加固控制通道或编程为通信中断后继续飞行的无人机,其可靠性较低。
激光提供较低的边际发射成本,但需要目标驻留时间、稳定跟踪和清澈的大气路径,而雾、尘、烟、雨和湍流会降低到达目标的能量。火炮系统提供全天候动能效果,但在持续射击时会消耗多发弹药,产生后坐力并导致炮管磨损。电磁发射器可以将物理目标摧毁与软件控制的发射能量及更深的弹药库存相结合,但前提是它能在不需要消耗过多弹药的情况下达到足够精度。因此,其作战价值将取决于与传感器和火控的集成度,其重要性至少与发射器速度或射击频率相当。
成本对比也解释了美国陆军的兴趣所在,但仅凭弹丸价格并不能确立可负担性。APKWS II 制导火箭每枚成本为 25,000 至 40,000 美元,“郊狼”拦截器为 100,000 至 125,000 美元,FIM-92 “毒刺”导弹为 430,000 至 480,000 美元,AIM-120 AMRAAM 导弹为 130 万至 140 万美元,“爱国者”PAC-3 MSE 拦截器为 420 万美元。可编程火炮弹药更便宜,20 毫米炮弹成本为 80 美元,30 毫米为 200 美元,35 毫米 AHEAD 弹药为 1,000 至 1,500 美元,尽管火炮在交战中可能发射的是短点射而非单发。
电子战在成功干扰时可将边际交战成本保持在 100 美元以下,而激光和微波射击可能仅消耗 1 至 10 美元的电能,但需要昂贵的发电、冷却、光束控制和跟踪设备。因此,必须通过“单次确认杀伤成本”而非“单发成本”来评估电磁发射器。该计算必须涵盖弹丸价格、平均每目标射击次数、发射器采购成本、发电机燃料、电池或电容器更换、组件寿命、冷却系统维护、运输车辆、人员编制和传感器集成。
如果一枚 2,000 美元的弹丸需要五发才能杀伤目标,那么其弹药成本就变成了 10,000 美元,这还不包括电力、维护和系统成本。因此,御夫座航天与 DEVCOM AC 为期三年的研究必须确定,在计入所有这些因素后,完成的武器能否保持有意义的成本优势,同时满足美国陆军对射程、精度、可靠性、机动性和持续射击的要求。