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  • 1 # 霂霖清看世界

     電磁炮有諸多優勢時,同時也存在一些缺點和技術瓶頸,也正是這些缺點和技術瓶頸讓發展電磁炮一直以來成為海軍發展建設中一個爭論性較大的話題,就全世界普遍採用的電磁軌道炮的缺點突出表現在電源儲備小型化、發射器降損耗、制導彈藥抗過載三個方面。

      電源儲備小型化。電力的特點是即產即用,想要儲存非常困難。以手機為例,全世界手機軟硬體發展都非常迅速,但續航能力一直得不到提升,衡量電池儲存能力的兩個物理量分別是儲能密度和功率目的,指在1千克電磁內能儲存多大的能量和功率。目前最為先進的鋰電池儲能密度接近1兆焦/千克,功率密度在千瓦/千克級,特別是高功率脈衝電源的功率密度和儲能密度都遠遠低於傳統火炮發射藥。

      目前一般的火炮發射藥功率密度和儲能密度是高功率脈衝電源的幾千倍,這就導致電源系統龐大、笨重,結構負責、採購和維修成本高居不下。未來發展電磁炮必須要解決這一問題,製造出儲能密度達到10千焦/千克,功率密度達到1兆瓦/千克的“電子火藥”,這可能是個長期的過程,目前暫時還沒看到該技術解決的希望。

      發射器長壽命技術。電磁炮雖然打擊精確、威力巨大,但也和傳統火炮一樣存在炮管壽命問題,電磁軌道炮的經典結構為導軌、電樞、能量源,早期的電磁軌道炮使用等離子體電樞,只能進行單次發射,發射時會產生高溫電弧,燒蝕導軌,使其難以被再次使用,且炮口動能難以提升。進入90年代,美國逐步採用固體電樞技術,解決了電弧燒蝕和高速刨削等問題,這讓電磁軌道炮的使用壽命躍升到數百發。但這也僅僅是針對炮口動能32兆焦以下的電磁炮實現的指標,要達到在64兆焦發射能量級,並具備發射數百次不更換導軌的效能,那麼電磁炮就能完美的完成近程反裝甲、防空反導和遠端火力壓制等作戰任務,大大降低作戰成本。

      制導彈藥抗過載。電磁炮初速大、打擊精度高,但畢竟是無制導彈藥,隨著射程的逐漸拓展,打擊精確度就要下降,特別是空氣阻力大小和速度的平方成正比,小型無控彈丸的影響甚大,使其難以擊中目標。最重要的是,對於地平線以下的目標,電磁炮根本難以精確命中,這就對那些超低空突防的飛機和水面艦艇的威脅降低了幾個數量級,為此,為電磁炮研發和製造制導炮彈修正飛行彈道是十分必要的。

      但要注意的是,電磁炮彈丸發射出去後是一個無動力系統,在發射一刻速度達到最大值,即在導軌運動的短短時間內,軌道必須將其加速到最大速度,這就勢必讓其承受巨大的重力加速度。舉例來說, 對於100千米射程的電磁炮彈丸,在發射導軌上要承受30000G的過載,而現有的電子裝置最多隻能在20000G的過載下保持有效工作,要達到遠端火力壓制理想的400千米射程,電子裝置抗過載能力更要達到40000G,這是目前技術難以想象的。

      對於電磁軌道炮的技術改進一直在進行,如雷聲公司向美國海軍提交了一種採用新型“脈衝電源模組”(Pulse power module)的電磁炮,可以大幅度減少發射過程中因為無法被用於發射彈丸而浪費變成廢熱的電能,但仍然距離理想電源系統相距甚遠。從技術發展趨勢而言,電源系統的矛盾勢必將長期存在,也是三大技術瓶頸裡最難解決的問題,而發射器長壽命技術則是研製電磁軌道炮最急迫要解決的技術之一,否則電磁炮就不可能真正上艦成為武器,制導彈藥抗過載則是解決電磁炮超越地平線打擊和遠端打擊必須解決的技術難題,但沒有該技術,仍然可以將電磁炮用於近程防禦技術。

      綜合以上三個技術難題可以看出,美國選擇先發展近程防禦使用的電磁炮無疑是認識到這三個技術難題解決的難度次序,從而將主要精力集中在改進現有電磁炮軌道長壽命技術上,首先實現電磁炮近程防空反導,是花最少的錢辦最大的事。

  • 2 # 宇宙邊緣121

    優點是電磁炮的速度高、準確度高,射程遠,炮彈可以不安裝炸藥。初始速度10馬赫以上,彈道平直,比拋物線彈道更精確,射程更遠。反導能力比最大速度6馬赫的愛國者導彈效率高、成本低。

    電磁炮的平直彈道與炮彈小不能制導的性質,限制了攻擊範圍。地球的是圓的,對於超低空的目標,發揮不了速度、射程的優勢。遠距離又不具有制導能力,不如導彈打的遠,電磁炮的實用性並不高。

    電磁軌道炮需要儲能與軌道,需要解決電力儲能與軌道體積,不能連續發射。

  • 3 # 兔哥哨位

    兔哥回答;我們對於電磁炮的瞭解通常都來源於媒體或是網路,無論優點或是缺點也都是隨網路人云亦云。這主要是電磁炮屬於新武器,我們並沒有接觸的機會,也不會有人告訴我們到底咋回事,因此,答案都有差不多。不過作為一款武器是用來作戰的,從作戰使用的角度分析優缺點更容易被理解,所以兔哥就拋棄理論上是資料,從實戰角度談論一下自己的觀點,主要是起到一個拋磚引玉的作用,拓展一下對電磁炮作用的認識。

    我們現在使用的火炮是以炸藥作用能量發射炮彈的,炮彈裡面的裝藥爆炸產生衝擊波和彈丸破片殺傷目標。火炮爆炸屬於化學反應,故而稱為化學能火炮。但目前化學能火炮的最大射程只有幾十公里,已經到了極限了,相比火箭炮,和比它晚的導彈,火炮的射程太近了,很多方面成了雞肋。例如,艦炮,打軍艦夠不著,打陸地又不敢離太近,但火炮的優點以及用途又不能被火箭炮和導彈替代,就方便使用,價錢低這一條前兩者就替代不了。火炮同樣是一個大家族,武器系統沒有比它再大的家族了,既然替代不了就得想辦法加大射程,火炮射程靠火藥爆炸產生燃氣壓力把彈丸發射出去,火藥爆炸能量不能無限放大,否則就會炸壞炮膛。於是美國首先提出研製電磁炮。其實電磁炮早在上世紀二十年代就研究過,只是由於技術材料問題沒能接續下來。

    為什麼是美國,因為美國靠武器領跑它國稱霸世界,火炮領域美國已經不敢稱射程第一了,所以搞電磁炮,當初很順利,但真到要實用化問題出來了,電磁炮靠電能產生電磁推力發射炮彈,優點是基本無聲無煙無光,而且速度快,射程遠。但武器的客觀規律就是有優點必有缺點,而且優點所在必是缺點所在。正是射程遠,速度高才卡了脖子,電能有一個缺點,不能存放,發出的電必須用,不用就作廢,於是想到了電池。但電磁炮要把彈丸發射到100多公里以上所需要的瞬時電能是巨大的,理理論上300克重的彈丸的發射初速可達4公里以上/秒,對比一下火炮只有0.8公里左右/秒,而且還可以提高很多,這是優勢所在。但電磁炮也耗電,據說電磁炮若想持續發射就需要1~10萬千瓦的電量,估計一個縣城也就這麼多。問題來了,怎麼儲存這麼多的電能?重要的是電能的另一個卻點,充電慢,怎麼解決?所以,電磁炮目前並達不到理論上想要的速度,射程。問題又來了,既然達不到遠射程100公里或是以上就沒有多大意義。

    第二點,遠射程的作用,電磁炮只所以吸引人就是靠速度帶來的遠射程,理論上電磁炮能夠達到第一宇宙速度,這樣就靠動能打擊目標,而且用時極短,例如,想打擊飛機,提前量很小,但問題在於,電磁炮的彈丸並不能機動,最起碼現在做不到,電子元器件承受不了這麼快的重力過載,而且電磁炮本身就有強大的電磁場會產生高溫,怎麼冷卻。並且無動力的彈丸速度快阻力也必然大,因此彈丸速度衰竭也快,對遠距離目標的精準度就無從保障,如何解決制導,這也是一個瓶頸問題。

    第三個,體積重量問題,要保正電磁炮的使用,就單單電能儲存這一項就絕不會是一個小體積,小重量,一塊電瓶車上的電瓶的重量大家都知道,一萬塊這樣的電瓶也不夠電磁炮用,這個重量有多大,體積又有多大,總不能拉著個發電廠打仗吧?美國的朱姆波爾特級大驅當時信誓旦旦的要按裝電磁炮,美國並不是沒搞成功,而是朱姆沃爾特號那點電跟本就不夠用。某國電磁炮實驗放棄安裝到專門的實驗艦上,而是裝到了大型登陸艇上,就是登陸艇船艙大,能安裝大的發電機。

    電磁炮的確很優秀,但缺點也多,別的缺點都不說,單憑以上的電能一項就是問題中的問題,電磁炮吃的就是電,電的問題不解決別的搞的再好也等於瞎折騰,目前,誰解決了電能的問題誰就佔領了電磁炮的高地。這是電磁炮最現實最直接的首要問題。目前來看,電磁炮的前景是好的,而且已經不再追求高速度,首先解決的是數倍音速下的遠射程和炮彈的制導能力,這是一個非常現實的做法,能夠以數倍音速打擊遠距離目標是目前的攻關方向,這樣可以減少對電能的依賴,但電能依然是必須面對的問題。

  • 4 # 風亦寒lt

    電磁炮是一種新動力火炮,它不同於傳統的火炮是利用的是火藥爆炸的化學能來推動炮彈,而電磁炮利用的是在電磁場中產生的力來推動炮彈的。電磁炮在美國發展最為迅速,美國國防部也非常重視電磁炮的研究程序,海軍更是提出要用電磁炮來替代曾經使用的16英寸火炮(“衣阿華”級的Mk-7型艦炮,理論射程38公里)執行遠端對地打擊、支援任務。

    但是,電磁炮畢竟是火炮家族最近興起的一個新流派,面對已經使用了數百年的傳統化學能火炮,技術應用上還不夠成熟,自生的缺點也非常明顯。目前電磁炮應用最為困難的一點就在於電力供應,目前的電磁炮每秒需要1萬千瓦到10萬千瓦不等,這相當於一個小型城市一秒的用電量。以目前的技術水平,即便是一艘1萬多噸的驅逐艦來供應這樣一個“電老虎”都是力不從心的。中國第一門實驗性電磁炮就沒有直接安裝在主力作戰艦艇上測試,而是安裝在了一艘補給艦上;美國極其科幻的DDG-1000最終也沒有安裝電磁炮,而是使用了配備HVP(超高速炮彈)的普通155mm火炮。第二,我們看到電磁炮的炮彈極速以及發射產生的能量等引數不斷更新,但是這樣對於炮管來說損害很大:電磁炮的功率大,要在一瞬間產生非常大的電流,釋放出儲存的能量,炮彈以極快的速度摩擦炮管,這會極大削減電磁炮的本身的壽命,目前來看,需要進一步研究更加優良的材料來製作電磁炮的炮管。第三,電磁炮從理論上講能效比超過50%,但實際上,由於各種原因,轉換效率遠遠低於這個比值;並且,電磁炮整個系統成本高昂、發射一次消耗相當多電力,對使用電磁炮的國家經濟實力也是一個考驗。最後,電磁炮整個系統體積龐大(見中國上艦的試驗型電磁炮),安裝在主力艦上佔據太大的空間,難以有效整合各作戰系統,這也導致體積小一點驅護艦根本無法裝備。

    由此可見,電磁炮雖然極限射程遠,炮彈飛行速度快、動能大,極有可能代表了未來火炮的發展方向,但是系統本身還是存在很多缺點需要不斷改進。在未來的某一時期,這些阻礙電磁炮實際應用的問題被解決,那麼電磁炮也許就會成為未來主要的火炮種類,發揮巨大作用

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