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1 # 利刃號
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2 # 踏浪歸來2018
照直回答這個問題的確涉嫌洩密,雖然這些都是網上公開資料,這裡撇開國別專就電磁炮本身技術難題來與軍迷一起探討。
一、電磁炮原理及特點
電磁炮在中國稱為“超高速動能電炮”,其原理是運用高強度的電磁力將彈丸瞬間加速到超高速靠動能殺傷目標。基於這個特性電磁炮可擊打快速移動目標,用於空防和反導(包括巡航導彈和彈道導彈),消耗的是電能和彈丸,射程遠,穿透力強,成本遠比近防炮低廉,象前段時間俄羅斯在敘利亞戰場用近防反導系統對付無人機耗資巨大,真正是高射炮打蚊子,如換成戰術級別的電磁炮就高效低廉的多。
二、電磁炮研發歷史及現狀
其實自二百年前法拉第發現電磁感應定律以來,有不少科學家嘗試運用這種全新的電磁動能於武器研發,1901年挪威科學家制造出第一臺實驗級別電磁炮,二戰時期的德日英美都曾研發過電磁炮,囿於當時技術環境還是停留在實驗室階段。70年代澳洲一所大學正式建立電磁炮發射裝置,能將3克彈丸加速至6km/s,達到化學能炮彈的兩三倍,引起美國軍方關注,後來美製訂十年研發計劃投入巨資,電磁炮進入快速發展期,目前處於技術前沿的有美國,中國,日本,英國。美國陸基電磁炮已經具有實戰效果,中國今年則展示了世界上第一艘海基電磁炮。安裝在登陸艦上的電磁炮除該艦隻有寬大艙室外肯定還考慮了將來作為登陸作戰的超視距精準火力支援。
三、電磁炮的技術難題
1、高耗能 電磁炮主要構件分三大塊:供能部件,加速部件,發射部件。 要產生實戰效果的電磁炮,起碼得將50kg的彈體以近7倍音速(2km/s)發射至200——300公里。我們來計算一下需要多大電能,彈體動能0.5*50000*2000^2=10^11焦耳,相當於2.78萬度電,這還只是一發炮彈的動能,這種能耗大戶普通驅逐艦根本承受不起,用核能供電又太過複雜,如何使用常規電源為電磁炮持續穩定供能是個難題。
2、高動能 發射動能: 動能與電流和磁力之積成正比。欲想達到高超音速動能,除上述超強電流保證外還需強磁力的加速裝置。超導體是強磁材料最佳選擇,但超導體都在極低溫度之下實現,不具有實用價值,如能找到常溫超導材料則電磁加速裝置體積更小加速效能更高。 3、高熱高噪 飛機突破音障都會產生極大噪音並與空氣摩擦產生高熱,何況六七倍音速的電磁炮,連續的發射肯定會燒蝕炮管炮體,影響壽命和效果。 綜合上述,雖然困難重重,但阻擋不了人類對軍事科學的探索,而中國更是有老“馬”帶路,萬馬奔騰,又恰逢這屆政府的強軍政策,相信不久將來會給我們帶來更多驚喜。
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3 # 總說裝甲
電磁炮也叫做脈衝電源電磁炮,分為電磁軌道炮和電磁線圈炮,預計其口徑為30mm~60mm,發射的彈丸最重為5kg, 速度將高達4000m/s~8000m/s,相應地炮口能量將達30MJ ~60MJ。與普通固體發射藥火炮不同,電磁脈衝的傳播速度接近光速,因此,它推進彈丸時不受氣體膨脹特性的限制。就這麼高的發射速度而言,電磁炮是最有效的推進手段,其他任何型別的炮都望塵莫及。從工作原理上看,電磁炮就像一臺“直線運動(不是轉動)"電動機。它的身管包括兩個或更多高導電性導軌,彈丸就裝在導軌之間。給導軌通上很高的電流時,透過導軌的電弧產生強磁場,使彈丸加速並飛離身管。
超高速動能彈丸摧毀均質裝甲的效果較好,可以較好地打擊導彈、直升機和低速飛行支援地面部隊的飛機等目標。但對付結構複雜的裝甲則可能不理想,需進一步發展,使之適應反坦克的需要。
目前,電磁炮的體積、重量均較大,如為了獲得僅9MJ的炮口能量(初速2500m/s~4000m/s),就要用到重達20t的補償脈衝發電機系統。因此,必須經過較長時間的發展,解決上述問題及其他大量懸而未決的問題,才能研製出適合FCS採用的電磁炮。
在過去的10年中,一些國家已進行了許多研究。據估計,已經取得了較大的技術突破。如美國曾演示的軌道和線圈電磁炮都能發射初速為2500m/s~4000m/s的彈丸(炮口能量9MJ,相當於現有120mm動能彈)。並且要在此基礎上發展能裝在機動車輛上的15MJ電磁炮,射速為4發/24s。
種種研究表明,關於電磁炮,要解決的基本問題包括:
材料燒蝕問題。在超高速下,空氣摩擦相當嚴重,可能使彈丸燒蝕不均勻,嚴重降低彈道精度,衰減彈丸速度,從而降低穿甲效能。雖然很難,但必須找到既抗燒蝕又有較高機械強度的材料。
必須確定彈丸與加速器間的排斥力,以便定量分析安全、結構和重複發射等問題。
選擇身管材料,以降低總重量,同時維持適當的抗燒蝕能力和壽命。
加速度將產生目前未知的特殊問題(即汽化作用),這對殺傷力和精度都會有重要影響。在超高速下,材料的特性類似流體,需要用流體動力學、氣體熱力學和可壓縮流體動力學來闡述穿甲彈丸與目標碰撞的相互作用。
減小電容器、強制器和單極發電機等電氣裝置的尺寸;研製同軸感應器和第一代Barbe重複開閉的,開關,以適應大電流的需要。
軌道炮初始加速階段相對較難,為了避免這個階段產生大量的熱量和出現較大應力,已研究用氣體,噴射法把彈丸加速到1000m/s後再送入軌道炮炮尾,但這會增加機械的複雜性並加重後勤保障的負擔。
回覆列表
電磁炮實際運用在軍艦的難點並不是技術以及發電功率的問題,要不然柴油發電機沒幾具的小型登陸登陸艦怎麼安裝的電磁炮?所以這從側面印證了電磁炮上水面艦艇所需要的並非是技術,而是要在上艦艇一事上要像曾經的美洲Explorer一樣將雞蛋立起來,不去實踐而去找各種電磁炮上水面艦艇的問題,最後只會像美國一樣陷入到無限度的糾結和計劃方案的“改良”之中。美國在新式武器運用之前總是在找所謂的缺點,然而殊不知使用之後方能找到缺陷。
而中國就深諳此理。中國新式武器的首次運用經常是個還未孵化完畢的雛形。但只有進入軍隊實際運用並且得到反饋才能找到設計時看不到的問題,中國的電磁炮也是同樣的道理。中國也許電磁炮在地面實際運用的次數並不如“美帝”,但是中國活靈活用,一邊提前實驗電磁炮在戰艦上運用的可行性,一邊將本應該在陸地上未完成的動能測試工作轉到海上,大幅的縮短了陸地測試以及海上測試電磁炮所需要花費的時間,這使得中國更有可能將電磁炮正式的裝上作戰艦艇。
而美國的想法和我們不太一樣,我們更注重於把一個工程儘早投入到實用當中,在實用當中慢慢改進,而美華人則喜歡在時間不急的時候把這個工程給慢慢吃透技術,等成熟了再實際使用,這就出現了我們兩國截然不同的情況,明明是美華人先研發出可以實際操作的電磁炮,並且進行了長時間的研究,但是實際裝艦卻是我們先走一大步,這就是工程理念的不同了,二者各有好處,實際上對於一個專案所需要的成熟時間是差不多的,不好說誰家的理念更加先進。