中國電磁炮下餃子在即?成功的背後是三四十年的努力研究!

2021-02-18 全球博弈


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在遠程制導武器日新月異的今天,火炮似乎有退出歷史舞臺的危險。然而目前火炮領域的最新研究成果,就是電磁軌道炮。在這一方面,美國曾經是世界領先地位,《變形金剛》電影裡還曾出現過電磁軌道炮的鏡頭。然而,中國的電磁軌道炮發展卻後來居上,早就有了上艦測試的消息。

 

按照這樣的速度發展下去,估計我們的電磁炮「下餃子」也就是時間問題了。2018年的時候,在網上就流傳著一張072III級登陸艦測試電磁炮的消息。這無疑讓人十分振奮。我們知道,成功的背後總是艱苦的付出,而電磁炮的發展,也離不開科研工作者幾十年來的努力。

我們先來看一下電磁炮究竟是什麼原理。電磁炮顧名思義,就是利用電流產生的磁場來進行加速,從而把彈藥發射出去。理論上電磁炮的發射速度可以達到5000英裡每小時。這就讓電磁炮成為了攔截飛彈,防空和對地攻擊的未來武器。世界上第一個研製出電磁炮樣品的是英國的BAE公司, 當時的樣品就擁有32兆焦的強大動能,但其體積過於龐大,成本高昂,實戰價值非常低。

美國在上世紀八九十年代,也把電磁軌道炮視為重要研究目標,也取得了不小的成果,但是迄今為止,美國的軌道炮只有兩個在實驗中的模型,進展非常緩慢。美國在電磁炮項目上投入的研發經費已經達到好幾億美元,但遺憾的是,現在美軍依然沒有把電磁炮納入作戰體系。

 

當然,我們更加關心的是國內電磁炮的研究。

 

據公開資料現實,國內第一款實驗性的電磁炮名為303EMG型,它在1988年就進行了第一次試射,在電磁炮的研究領域,我們其實跟西方幾乎同步進行。從那個時候開始,在國內許多科研單位和研究所就設立了電磁發射這一研究領域。

促進電磁炮快速發展的一個契機,就是2001年有色金屬研究院的高溫超導薄膜研究,從這一時期開始,我們的電磁發射技術研發就進入了快車道。在國際電磁發射研究領域,我們的科研人員正在取得越來越大的話語權。據國外學者的研究,目前我們的電磁炮已經具備將25公斤彈藥發射到250公裡外的能力。

 

電磁炮不但可以安裝在戰艦上,未來也可能成為陸軍炮兵的大殺器。

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    位於武漢的艦載機電磁彈射系統原型 最近,美國《大眾科學》雜誌網站刊登文章稱,中國目前正在製造電磁軌道炮,且已取得突破性進展,一場國際電磁軍備競賽已經開始。 美國《國家利益》雜誌早前評論指出,電磁軌道炮使用磁場將炮彈以每小時4500至5600英裡的速度發射至很遠的地方。目前該技術已能夠做到以32兆焦耳的能量將炮彈射出100海裡。電磁軌道炮既可以被用來進行精確打擊,也可以用於有效攔截來襲目標。該技術的另一大優勢是,電磁軌道炮安全性較高,無需存儲高爆和易燃材料。
  • 國內外電磁軌道炮的發展狀況
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  • 揭秘電磁軌道炮
    作為發展中的高技術兵器,電磁軌道炮的未來軍事用途十分廣泛,美海軍一份試驗評估報告認為,電磁軌道炮是對200海裡外目標實施致命打擊的革命性作戰系統。美國海軍研究處日前宣布,電磁軌道炮已完成科目廣泛的地面測試,計劃於2016年開始在「米利諾基特」號聯合高速船(即高速雙體船)上安裝原型炮,並進行海上測試。屆時,該原型炮可發射重10千克、飛行速度達7倍音速的炮彈。炮彈成本僅為飛彈的1%。
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    早在1978年,由美陸軍提議,美國國防部成立了電磁炮發展研究顧問委員會和技術工作小組,開始評估電磁炮技術的技術現狀和應用潛力,展開了電磁軌道炮武器化研究。隨後,美國星球大戰全球戰略主動防禦委員會提出了天基電磁炮的研究計劃,嘗試用等離子體電樞技術攔截助推階段的戰略彈道飛彈。1985年,美國防部預先研究計劃局(DARPA)與美陸軍共同制定了相應的電磁技術論證計劃。
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    由於現代的反艦作戰主要依賴於飛彈,艦艇主炮在這方面的角色被大大壓縮,轉而承擔一定的防空和對陸攻擊任務,或者在低烈度衝突下交戰,因此很多國家都不再研製口徑超過203毫米的傳統火炮了。這也表明,我國的電磁軌道炮在研發進度方面已經將美國給拋在後面了。如果艦上試驗取得成功,電磁軌道炮的性能得到驗證,各分系統的運行達到設計研發要求,那麼就很有可能會正式裝備。一旦裝備電磁軌道炮,那麼我們將獲得非常多的技術優勢。首先是電磁軌道炮響應時間極快,和同口徑的火炮相比,其裝填速度要快得多,而且射彈加速只需要幾毫秒,能夠以超高速狀態飛向目標,接敵時間極短。
  • 電磁軌道炮
    其實,安培力的應用非常廣泛,電磁軌道炮就是其在軍事領域一種非常先進的應用。關於電磁炮的原理,早在上世紀80年代由 程守洙 編寫的《普通物理學》中就有介紹,是在一道課後題裡面出現,只不過當時人們對其真正的應用並沒有很大的信心,甚至包括筆者在內認為其充其量是為了編寫一道題目而已。也可能囿於材料、技術的限制,電磁軌道炮一直沒有顯現其巨大的威力。
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  • 美國海軍電磁軌道炮改弦更張?
    電磁軌道炮發射炮彈時使用的不是火藥,而是電。軌道炮使用大電流產生的磁場將炮彈推至6馬赫。這種速度足以使軌道炮打擊到200千米處的目標。海軍研究辦公室2005年開始研發電磁軌道炮,2012年推出技術展示樣品進行試射,2015年海軍宣布測試計劃,2017年海軍公布了軌道炮多發齊發的視頻。但是,這個項目似乎並沒有順勢而上,而是漸入頹勢。
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    而電磁彈射的用電量更是驚人,彈射一次需要充電16兆瓦。這些電子設備就對艦船上的發電機的轉化效率和輸出功率提出了要求。美國擁有最先進的軍艦發電機組,安裝在美國的朱姆沃爾特級驅逐艦上,是2臺MT30燃氣輪機發電機組,功率達到了36-40兆瓦。但是美軍所謂的世界最高密度的燃氣輪機發電機組搭配的是性能不過關的全電推進系統,導致經常「趴窩」。
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    在兩次世界大戰中,法國、德國和日本都曾研究過電磁炮。第二次世界大戰以後,其他國家也進行過這方面的研究。實驗應用1845年,查爾斯·惠斯通製作出了世界第一臺磁阻直流電動機,並用它把金屬棒拋射到20米遠。此後,德國數學家柯比又提出了用電磁推進方法製造"電氣炮"的設想。
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    圖片:中國海軍的電磁艦炮,感謝原作者據美國CNBC網站報導,美國情報界披露的消息稱,中國在今年1月首次進行了電磁軌道艦炮的海上靶場試驗,相關試驗是在渤海灣上的某海上靶場進行了,有說法稱,中國在海上劃了一個長達220公裡的禁航區,而CNBC援引美國情報人士的說法稱,此次測試,「海洋山」艦上的電磁炮以每秒1.6英裡的初速,打擊了124英裡(即200公裡)外的目標。