美国研制灵巧子弹

【英国《新科学家》周刊４月１２日一期文章】题：你跑得再快，也躲不过去
美国空军正在实施一项研制灵巧子弹的计划，这种子弹一旦冲出弹膛就能够像影子一样跟随目标。据最近由国防部解密的研究报告显示，有了这种新型子弹，狙击手可以在几公里以外的地方击中目标。亚拉巴马奥伯恩大学航空航天工程师、目前正在试验这些子弹的罗恩·巴雷特说：“这项技术会彻底改变战争的性质。”
枪管发射自适应子弹通过转动弹头来调整方向。每粒子弹都有一个可以转动的弹头，可以改变与气流之间的角度。巴雷特解释说：“在超音速情况下，一点点仰角，就可以产生巨大的上升高度。”在飞向目标过程中调节弹头的角度，就会使弹头向目标所在的方向飞去。
这种装置的结构十分简单。弹头通过球窝连结与弹体相接，并且由一圈压力陶瓷棒来固定。在施加电压时，压力陶瓷棒的长度会发生变化。使子弹一侧的某个压力陶瓷棒变长，同时使另一侧相对应的压力陶瓷棒变短，可以实现改变弹头角度的目的。弹头可以向任何方向偏转，最大偏转角度为０．１度。巴雷特说，这些简单的致动器用在子弹上十分理想，因为它们能经受得住子弹发射时产生的巨大冲击力。他已经证明原型子弹能够经受得住１７万倍重力加速度以上的加速度。
这些致动器每秒可以伸缩几百次。这一点很重要，因为旋转状态的子弹速度是音速的几倍，所以任何一个控制机构都必须反应灵敏，以便调整方向。在进行风洞试验时，巴雷特就已经证明压电陶瓷棒能够有效地控制速度超过３马赫的子弹的飞行方向。
到目前为止，这项研制工作主要集中在战斗机机关枪使用的直径不低于２０毫米的大口径子弹上。众所周知，这些子弹命中率低，因为风和抛物线轨道会使子弹射偏，飞行１０００米左右就会急剧下坠。巴雷特说：“飞行员只好通过漫天射击的方法确保击中目标。”因为枪管发射自适应子弹可产生仰角，所以它们能够克服风和重力的影响，比常规子弹的射程至少延长了一倍。巴雷特说：“有了枪管发射自适应子弹，飞行员只需要一粒子弹就可中的。”除了转向机构外，每粒子弹还都有一个制导系统，用以跟踪目标和控制致动器。巴雷特说，制导系统并不成问题。他解释说：“精确制导系统差不多已经使用３０年了。”
具体设想是用一束激光给目标“着色”，并且给子弹配备自动寻找激光信号的传感器，就像激光制导炸弹一样。每粒子弹都在石英窗下安置一个寻找激光信号并控制子弹的传感器。巴雷特说，已经存在能够经受住发射时产生的压力的传感器，而且可以做得差不多和芯片一样大小。
但是这种子弹价格不菲。战斗机子弹每粒３０多美元。巴雷特说，压电陶瓷材料会使价格提高１０美元，而微电子器件会使价格再增加１００美元。但是他争辩说，提高了命中率就会使成本下降。“你只需发射一粒子弹，否则你要发射几百粒。”
压电陶瓷致动器的另一个好处是容易微型化。这就给为小型枪械制造灵巧子弹带来希望。
但是这种灵巧子弹在第一次发射前，还需要进行许多研究和开发工作。美国空军佛罗里达怀特实验室的弗雷德·戴维斯说：“这项技术还未完全过关。”巴雷特的研究工作就是由这家实验室提供资助的。虽然戴维斯预计灵巧子弹１５年之后才会问世，但是他认为这种子弹是切实可行的。他说，他领导的实验室开发出了小比例的、价格更便宜的激光制导炸弹，在海湾战争期间曾大显身手。