前言:随着人类武器装备的不断发展和突破,传统的火药推进弹药潜能已基本开发殆尽,无法继续在速度、效率、毁伤能力和突防能力等方面取得更大的突破。为此,各国开始在全新的领域进行了尝试,其中电磁轨道炮就是典型的代表之一。它一旦取得成功,可能将会是人类在武器装备发展上一次革命性的突破,有着非常明朗的发展前景。
传统的火炮
一:那什么是电磁轨道炮呢?
电磁轨道炮也可以称之为“线圈炮”,是一种利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。它的名字听起来看似很神秘,但其实它的结构和原理很简单,它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成,是一种利用电磁力代替火药爆炸力来加速炮弹的电磁发射系统,其核心部分由加速线圈构成。当加速线圈通入交变电流时,产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流.感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用,产生安培力,在安培力的作用下,炮弹就会被瞬间加速发射出去。
科幻片中的电磁轨道炮
二:电磁轨道炮的优点
相较于传统的火药推进式弹药,电磁轨道的优点十分明显。
(1)飞行速度快,根据公开的实验数据来看,经过加速发射出去以后,弹丸约能在6分钟内飞行200海里,初始速度达到2500米/秒,约7倍音速,这样的速度几乎是传统弹药出膛速度的2至3倍。所以,速度上的优势是非常明显的;
(2)毁伤能力强,相较于传统的炮弹,电磁轨道炮发射出去的弹丸是没有爆炸弹头的,它通过巨大的动能来毁伤目标,带有巨大动能的弹丸通过直接撞击目标的方式其摧毁,威力远比传统的弹药大得多;
美国实验的电磁轨道炮
(3)体积小,由于电磁轨道炮发射的仅仅是弹丸,没有推进火药部分和装有炸药的弹头部分,积极要小许多,炮弹的体积只是传统120毫米火炮炮弹的八分之一,重量只有大约十分之一。这样可以有效降低后期负担,增加弹药的携带量,提高海上持续作战能力,一般的军舰只能携带70-120枚的制导导弹,而电磁轨道炮的弹丸则能携带几百枚;
(4)安全性强,由于没有推进火药和爆炸弹头,降低了在运输中的风险,以及在被敌方火力击中后连贯爆炸的风险。所以,使用安全性也更高;
美国实验的电磁轨道炮
(5)突防能力强,相较于传统的反舰导弹或巡航导弹,电磁轨道炮发射出去的弹丸飞行速度更快,目标更小,同时还没有制导装置,被拦截和干扰的可能性大大降低。
三:缺点或面临的问题
虽然电磁轨道炮的优点突出,但也不是没有缺点:
(1)小型化问题,电磁轨道炮的结构看似简单,但真正要想在军舰或者其它装备上装备运用于实战,小型是现阶段必须解决的问题之一,实验中的电磁轨道炮普遍体积较大,无法移植到军舰上做舰炮使用。美国自2005年就已经立项研制电磁轨道炮,但时至今日已经没有装备在舰艇上投入使用的计划,反而在一些技术上面临无法突破的窘境被暂时搁置;
电磁轨道炮的毁伤效果
(2)电能问题,电磁炮在将炮弹发射的瞬间需要消耗大量的电能,而舰艇上的电能是有限的。如何保证高强度的连续发射作战是现阶段面临的又一个难题,驱逐舰上90%的能量都用于供给推进系统,电磁轨道炮巨大的能耗是目前任何一艘驱逐舰都无法承受的,包括美国最先进的“朱姆沃尔特级”驱逐舰也放弃了使用电磁轨道炮的想法。所以,要想在电能上取得突破,就必须在储能问题上得到突破;
这两大问题是目前电磁轨道炮无法投入使用的最大障碍。
四:发展现状
目前,中国和美国是两个在电磁轨道炮领域发展走在最前沿的国家。
这里我们先来谈谈美国,美国虽然早在2005年就已经开始了电磁轨道炮的研制工作,并成功进行了一系列的测试。但在2022年的美国海军向国会提交的预算草案中却没有关于电磁轨道炮的开支。自2005年以来,这项开支每年都会出现在美国海军向国会提交的预算草案中,但2022年的预算草案中却消失了。同时,美国海军新闻官发表评论称,电磁轨道炮项目将被冻结,相关实验和研发纪录将被封存,这意味着美国海军主导的电磁轨道炮项目已经关闭。
电磁炮发射现场
其主要原因包括实验射程远远达不到设想射程,设想射程可以达到400-500公里,但实际只有180公里。其次就是发射速度达不到设想的速度,设想发射速度可以达到7马赫左右,但实际只有3马赫左右;
还有就是射击误差达不到实战要求,精度难以控制,容易受到天气和地球物理环境的影响,在180公里的射程范围内,误差达到了100米,可能无法命中目标;
最后就是炮管的寿命难以保证,由于弹丸出膛速度快,与炮管会产生剧烈的摩擦,产生巨大的热量,磨损炮管影响寿命,炮管需也要冷却才能继续发射,影响了发射效率;
除此之外,电磁炮发射时会在舰艇周围形成巨大的电磁场,容易被敌方的舰艇探测到,同时强大的电磁环境,如何保证自身的电子设备不被 干扰也是面临的一大难题。
我国发展现状
10月30日,央视在《军武零距离》 20211030 山野驰援期节目中,特别报道了一款消防领域使用的电磁炮,从报道中来看,这款电磁炮采用了车载的方式进行发射,可以用卡车搭载到想要到达的地域,由卡车搭载的电力系统供电,实现了真正将电磁炮投入到实际运用中。
央视曝光的电磁炮
森林灭火电磁炮
不过,该电磁炮不同于军用领域发展的电磁炮,此次央视曝光的电磁炮主要是为森林灭火而研制的一款电磁炮,它的主要任务就是将灭火炮弹远距离投送到火场,从而实现远距离灭火,降低了消防员进入火场后面临的威胁,降低伤亡风险。
这种电磁炮可以将灭火弹投送到几百米外,甚至是十几千米远的火场,发射距离可以通过控制电流输出进行调节。
发射灭火弹瞬间
这种电磁灭火装置的优势特别明显,有以下的8大优点:
1.发射装置安全可靠,灭火弹喷洒效率高;
2.发射动能大,灭火弹出口速度高;
3.覆盖面广,射程远,可发射到几百米到几千米范围之内;
4.电磁力推力稳定,着地可控性高;
5.灭火炮弹适用于多种不同环境,可填充超细干粉类、液体灭火剂类或粉液混合类等多种高效灭火剂。其中包括利达独立研发的超低成本灭火弹,适用于大规模森林灭火;
6.发射过程中不产生烟雾与冲击波;
7.结构简单,有效载荷大,性价比高;
8.操作简单,运输与存储无特殊要求。
灭火弹击中目标
除此之外,与传统的火炮相比,电磁炮发射的动力源不需要火药,所发射的弹丸可完全装填所需的灭火剂,大大降低了发射后为森林灭火带来的安全隐患,具有火炮类发射灭火装置无法比拟的优势。
同时,此次央视曝光在消防领域使用的电磁炮,从体积上来看已经全面实现了小型化,具备不同地域的灭火需求,也是目前全世界首款在消防领域真正投入使用的电磁炮,小型化和实用化率先在中国实现。
我国在试验舰上的电磁炮
不过,与军用的电磁炮相比,这种灭火所用的电磁炮是无法比拟的,相对要求较低。军用领域的电磁炮需要攻击敌方目标,实施毁灭性的打击,对射程、动能、打击精度和毁伤能力的要求都极为苛刻。森林灭火的电磁炮射程要求只有几千米,军用领域的电磁炮却要高达几百千米。
我国在试验舰上测试的电磁炮
而我国在军用电磁轨道炮的研发上,在2018年就已经实现装备在一艘实验舰上出海测试,不过时至今日依旧没能装备使用,未来的发展前景到底如何,我们拭目以待!