140公斤14倍音速！美国科幻武器被中国验证：结果完全超出预料

“上帝之杖”这种停留在科幻大片中的武器真被中国人给搞出来了！日前各大社交媒体上出现了一个热搜“中国在戈壁滩测试14马赫的上帝之杖武器”，一种超高速投放的140千克钨棒打击地面，试图验证这种传说中的武器，结果却完全出乎意料，只砸出了一个小坑，却意外的一番了一个更深层次的秘密，中国是如何做到将钨棒加速到14马赫的？

中国验证之后：发现美国人是骗子

关于钨棒从太空打击地球的武器方式已经不是一个新概念了，传闻五角大楼在1990年代就提出了这种被称为“Rods From God”（上帝之杖）的武器，其设想是将一根直径30厘米，长6.1米的钨棒部署在轨道高度为1000千米的卫星上，然后再星下点途经目标上空时将其发射摧毁目标。

据科学家计算，这根钨棒（假设重量为1吨）将能抵抗住大气层“摩擦”产生的高温，并以15000公里的时速撞击地面（4.17千米/秒，约12.3马赫），其产生的动能相当于2.1吨TNT，以动能直接摧毁目标。

五角大楼到底有没有将这种传说中的武器搬上太空我们不知道，但在2013年上映的《特种部队2：全面反击 》中却将这种武器搬上了荧幕，一根从天而降的钨棒直接将伦敦给摧毁了：

威力居然如此之大，而且还像剧中所描述的那样，核弹对轰是有核污染风险的，一旦发生全面热核战争，那面临的结果必然是全球性灾难，而且在此后数百年时间里可能会被核辐射威胁，成为人类生存的禁区！

这种钨棒动能撞击的方式没有核污染，但却有核武器的威力，看起来是一种非常干净的武器！但问题到底有没有效呢？中国科学家测试了，结果发现美国人就是个大头鬼，因为结果完全不如预期！

笔者就社交媒体上出现的钨棒打击的关键词查找了互联网，结果发现2018年3月时《岩石力学与工程学报》上还真有一篇南京理工大学和陆军工程大学以及中国科学院武汉岩土力学研究所一起合作的论文《超高速长杆弹对岩石侵彻、地冲击效应理论与实验研究》，真实的还原了“上帝之杖”的测试环境：

• 测试目的：5～15 马赫左右的超高速动能武器的毁伤效应；
• 验证目标：对加固目标的打击效果与防护
• 弹头条件：140千克、4650米/秒（约13.7马赫）

台湾东部有大量加固的机堡以及隐藏在厚厚花岗岩下的指挥所，PLA（解放军）的弹道导弹的弹头最高速度就是十几马赫，弹头重量从500千克到1.5吨不等，因此验证这种弹头的穿透力还是非常有意义的。

那么结果如何呢？完全出乎大家的意料，论文表示根据某戈壁滩超高速动能弹对地打击原型实验：140千克的钨棒以4650米/秒的速度（相当于365千克TNT的能量）撞击戈壁滩形成坑深度只有3.0 m，坑径为4.6 m的抛物形弹坑。

论文的末尾给出了原因，根据实验建立的动能弹对地侵彻模型显示，随着动能弹相对侵速提高，靶弹由固体侵彻转入半流体侵彻再到流体侵彻的速度范围为：

• Ma ≤ 1.5固体侵彻；
• 1.5≤Ma ≤ 3.0 半流体侵彻
• Ma ≥ 3.0 流体侵彻

在速度小于1.5马赫时，相当于固体侵彻，其穿透效果应该比较好，但随着速度提升，固体侵彻转变为流体侵彻，穿透效果虽然也在上升，但并没有正比例上升，这表示在高速侵彻物体的弹头设计上似乎要考虑这种情况。

无独有偶，2021年2月的《爆炸与冲击》期刊上的一篇《钨合金弹体对混凝土靶的超高速侵彻机理》也是类似的情况，测试设备是一台57/10 二级轻气炮，这是使用氢气爆炸原理将弹丸加速的一种取得高速弹丸的实验设备，科研小组加速了一枚弹托保护的93钨合金弹丸撞击混凝土墙体，弹丸规格为直径3.45 mm×长度10.5 mm。

加速的最高速度为1.82～3.66 km/s，分多次撞击标靶，其形成的弹坑位于靶板表面，直径较大，最大约为42倍弹径，深度较小，最大约为8倍。这个结果与《岩石力学与工程学报》的结果非常相似，穿透效果并不好。

从高空投掷的钻地弹速度范围大致在固体侵彻与半流体侵彻之间，所以并不需要特别的方式仍然能使得侵彻效果最大化，但弹道导弹的速度远高于3马赫，甚至高于10马赫，侵彻效果并没有达到10马赫该有的速度，应该怎么办？

可能“串联式”战斗部效果会更好一些，比如弹头前半部分为一枚穿透式爆炸弹药，在接近地面时使用火箭加速先行侵彻进入加固掩体的岩层，发生爆炸后紧随其后的第二枚重装甲弹药再次接力侵彻，这种效果应该会比单一弹头侵彻好得多，但缺点也很明显，整体弹头偏轻，结构复杂，成本增加等。

如此仅为笔者一家之言，想必我国科学家应该已经想到了更好的办法以解决侵彻效果的问题。另外也证明，所谓的“上帝之杖”实在不太靠谱，这玩意儿虽然不存在核武器威胁，但效果太差，完全不足以摊平太空武器化带来的巨大经济成本与舆论成本。

将140千克钨棒加速到14马赫：到底是怎么做到的？

“上帝之杖”没有达到大家的心理预期让大家不是很满意，不过也让大家发现了一个新的看点：“某戈壁滩超高速动能弹对地打击原型实验：140 kg的钨棒以 4650 m/s 的速度撞击戈壁滩”，这个将近14马赫的速度到底是如何达到的？

根据自由落体计算公式可以算出，要是让140千克的钨棒下落速度达到4650米/秒，那么至少要从85123米的高度自由落体才能达到，这个高度是85千米！显然这个办法行不通，因为没有什么飞行器能抵达这个高度，除了卫星和导弹。

卫星不合适，那么只有导弹！能将140千克的物体加速到4.65千米/秒的导弹，究竟是哪款呢？根据最大速度的经验公式：

最大飞行速度 = 射程的平方根 x 0.09

可以算出最高速度为4.65千米/秒的弹道导弹射程约为：2669千米，估计大家都知道了，DF-17的射程为2500千米左右，折合其末端最高速度约为4.6千米/秒，当然DF-17是一种滑翔武器，最高速度并不能作为其末端速度，可能是其他类型的导弹。

另一种能达到超高速的设备是氢气炮，但目前规模的氢气炮只适合用来加速小型弹丸，对于140千克的大型弹丸明显是不合适的，所以笔者认为《岩石力学与工程学报》这篇论文中的钨棒应该是弹道导弹加速的。