科學網—成本低、威力大的電磁炮

2021-01-09 科學網

 

據美國防務技術網2014年1月16日報導,美國海軍的電磁炮項目已經進入了第二階段,美海軍希望這種武器在未來能夠裝備到海軍艦艇上。

 

究竟什麼是電磁炮?電磁炮給戰爭帶來哪些改變?

 

電磁炮是利用電磁發射技術製成的一種先進動能殺傷武器。與傳統大炮將火藥燃氣壓力作用於彈丸不同,電磁炮是利用電磁系統中電磁場的作用力,可大大提高彈丸的速度和射程。

 

電磁炮的原理非常簡單。19世紀,英國科學家法拉第發現,位於磁場中的導線在通電時會受到一個力的推動,同時,如果讓導線在磁場中作切割磁力線的運動,導線上也會產生電流,這就是著名的法拉第電磁感應定律。正是根據這一定律人們發明了如今廣泛應用的發電機和電動機,它也是電磁炮的基本原理。或者說,電磁炮不過是一種比較特殊的電動機,因為它的轉子不是旋轉的,而是作直線加速運動的炮彈。

 

那麼,如何產生驅動炮彈的磁場,並讓電流經過炮彈,使它獲得前進的動力呢?

 

一個最簡單的電磁炮設計如下:用兩根導體製成軌道,中間放置炮彈,使電流可以通過三者建立迴路。把這個裝置放在磁場中,並給炮彈通電,炮彈就會加速向前飛出。1980年,美國西屋公司為「星球大戰」建造的實驗電磁炮基本就是這樣的結構。它把質量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米。如果是在真空中,這個速度還可提高到每秒8~10千米。

 

電磁炮作為發展中的高技術兵器,其軍事用途十分廣泛。電磁炮可用於天基反導系統。由於電磁炮初速度極高,可用於摧毀低軌道衛星和飛彈,也還可以用它來攔截軍艦發射的飛彈。

 

電磁炮可用於防空系統。由於電磁炮初速度高,射速也高,所以,軍事專家認為可用電磁炮代替高射武器和防空飛彈,執行防空任務。例如,美國正在研製一種發射速度為500發/分、射程達幾十千米的電磁炮,準備替代艦上的「密集陣防空系統」。它不僅能打擊臨空的各種飛機,還能在遠距離攔截空對艦飛彈。

 

它還可以作為反坦克武器。美國曾進行過電磁炮打靶試驗,電磁炮發射質量為50克、速度為3km/s的炮彈,可穿透25.4mm厚的裝甲。

 

隨著電磁發射技術的發展,在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統,可大大提高火炮的射程,電磁炮有望裝備炮兵部隊。

 

此外,電磁炮由於具備這些優點,還有望替代火炮,成為新型艦炮,裝備海軍艦艇。這次美國海軍的電磁炮項目其射速可達當前海軍艦炮的3倍,其射程可達100英裡(約161千米)以上。該電磁炮以艦船上儲存的電能為動力來源,利用電磁力沿導軌將彈頭加速到很高的速度發射出去。美國海軍官員稱,這是一種不太昂貴、具有高殺傷力和遠程打擊能力的攻擊性武器。目前,該項目已經研製了兩套電磁炮系統原型,目前項目已經進入第二階段,美國海軍及工業部門將測試在一分鐘內進行多輪發射。  (扈中平)

 

《中國科學報》 (2014-01-24 第12版 探索)

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