[原创]新武备志(17):电磁炮,洛伦兹力的狰狞[玉龍追梦]

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导读: 其实很多先进武器早在发展初期就已经反映出了良好的应用前景。相关技术的实用化甚至早于武器发展本身。现在被热议的电磁武器,其实相关技术早在人类进行对电的研究时,就已经确定了它日后走上战场的宿命。尽管当时的人们被一种技术改造世界的美好热情所鼓舞。当马可尼在1895年对15英里之外的距离进行联系,法拉第探索出洛伦兹力存在的一刻。就已经把又一个潘多拉盒子带到了世界。 在其他的技术领域,人们总会看到这样一种情况:无知的人们无法理解新技术的进步意义,发明他的科学家被当做魔鬼来对待。在对电磁技术的应用
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其实很多先进武器早在发展初期就已经反映出了良好的应用前景。相关技术的实用化甚至早于武器发展本身。现在被热议的电磁武器,其实相关技术早在人类进行对电的研究时,就已经确定了它日后走上战场的宿命。尽管当时的人们被一种技术改造世界的美好热情所鼓舞。当马可尼在1895年对15英里之外的距离进行联系,法拉第探索出洛伦兹力存在的一刻。就已经把又一个潘多拉盒子带到了世界。

在其他的技术领域,人们总会看到这样一种情况:无知的人们无法理解新技术的进步意义,发明他的科学家被当做魔鬼来对待。在对电磁技术的应用上也不例外。当时马可尼的技术由于认为电磁波会穿过人们的身体,造成巨大的伤害。甚至有人写信给马可尼,说为了人类安全,要杀死他以阻止相关技术的进步和运用。但现在看来,电磁波武器的巨大破坏潜力确实有些令人毛骨悚然。但在国家利益面前,任何事物都只有有用否,而非对否。

新武备志(17):电磁炮,洛伦兹力的狰狞[玉龍追梦]

盛传一时的苏联电磁武器图

电磁的威力之初体验在通讯方面。但直接用于破坏,则是在原子弹的运用之后才被重视。其中最令人印象深刻的当数苏联1961年在新地岛进行的核试验,当时实际空投的“大伊万”当量达5,000万吨TNT,不仅毁灭了爆心附近的一切,还对数千千米范围内的电子系统产生冲击,蘑菇云高达70公里,苏军地面的防空雷达被烧坏或失去功能,无法探测空中目标;数千千米长的通信中断,部队1个多小时处于无法指挥状态。而且连美国在阿拉斯加的北美防空预警雷达也失去效果,数千公里半径内的高频通讯中断,更有资料说电磁扰动两次传遍全球——多说一句,实验前本身打算投放一亿吨当量的核武器,在研究中的更是有十亿吨当量的玩意儿。

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携带中子弹的长矛战术导弹

新武备志(17):电磁炮,洛伦兹力的狰狞[玉龍追梦]

中子弹爆炸

核武器的巨大威力让政治家们开始理智,但电磁武器的“实惠”却又让大政府们怦然心动。相关研究层出不穷。但除了中子弹,电磁炸弹的研究进展一直非常缓慢,即使是中子弹也很难具备大规模使用的条件。这很好理解,能够引发直接伤害的电磁波一般有赖于高能物理,这就走入了死胡同,一方面是要具备在常规战争中大量使用的条件;另一方面却又几乎不可避免的要依赖核技术。尽管很多装置也能够产生出足够大的能量,但即使是发展到今天,那些装置的体积和特点,使得它们在战场上几乎没有生存能力,而其相关技术已经走到接近技术临界点,难有大的提高。

电磁波技术应用作为武器使用缺乏条件,那么作为平台呢?洛伦磁力的存在,让电磁技术作为发射手段成为可能。而且相关技术难度要低得多。实际上电磁炮的设想,远远早于原子弹引发的电磁炸弹研究。早在二十世纪初就有人提出发展电磁投射技术,而单纯作为技术研究,早在1845年就已经有有人开始利用电磁力弹射过金属棒,并取得了巨大成果——弹射距离达20米之远。严谨的德国人又一次充当了技术先锋的角色,数学家柯比提出了用电磁推进方法制造"电气炮"的想法。而且在1901年已经有人获得了“电火炮”专利,好像是北欧的有个科学家。此后,相关的技术研究层出不穷。而且技术上的进步很可观。比如说二战期间,德国就曾经将重10克的弹丸加速到1.2公里每秒的速度。

现在电磁炮研究,公开技术成果最多的是美国。本系列贴介绍倾转旋翼机曾经提到过,美国很多技术成果都是长期积累的结果。这在电磁炮领域尤其如此。上世纪二十年代,美国就已经开始了工程化而非基础技术研究,比如说当时就开始研究电磁加速器。但很可惜的是,相关技术在当时能够吃透的很快就被掌握,而相关技术难题则一直拦住了实用化的脚步。

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电磁炮加速器,实验室里看起来也不怎么时髦

首先大家都知道,电磁炮的原理非常简单。但是要达到实用条件则非常困难。首先是加速器的小型化和所用材料的性能非常难以达到要求。还有相关供能装置的稳定性和小型化发展遭到瓶颈。基本理论上的研究可以说已经没啥可做,早在上世纪70年代,澳大利亚的查里德·马歇尔就已经把把3克弹丸加速到了5.9公里/秒,后来这一数字不断提高。美国在上世纪80年代推进星球大战计划中,就已经将300克炮弹加速到4KM/S。但后来很长时间内就基本止步于此,即使有几个性能上的有限突破,往往也是不限制装置体积,稳定性,或者极大减少炮弹质量的结果。比如说不超过5克的炮弹,加速可达到19KM/S,但实在意义不大,说句玩笑话,打步兵都嫌速度太快。电机,加速器提高功率实现小型化和稳定性的飞跃,这成为电磁炮的七寸所在。

现在的电磁炮主要有三种:线圈炮,轨道炮,电热炮。传统研究多集中于线圈炮和轨道炮。现在都已经走到了技术临界点。出现了两条岔路,一条是新提出的重接炮,优点是多级加速,无接触发射,缺点是装置复杂。还有就是不断冲击技术瓶颈。

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美国海军电磁炮炮弹击中目标瞬间

最近几年,美国人不断重提电磁炮,相关报道不时出现。最为引人注目的是08年初进行的海军电磁炮试射,基本反映了电磁炮的最新进展。在这次试验中,速度达到了7倍音速,发射能量高达创记录的10.68兆焦耳,技术突破可谓不小。而且从美军已经开建下一代航母和朱姆沃尔特级驱逐舰来看,电力装置小型化应该也已经实现。未来远期目标是飞行质量为15公斤,发射装置重20公斤,初速2500米/秒,炮口动能63兆焦,炮膛动能150兆焦,炮管长10米,峰值加速度45公里/秒2,发射速率6-12发/分。可以实现5倍音速打击接近400公里外的目标,中途飞行时间只需要约4分钟,本来就大大压缩了对方的防御时间,而且电磁炮发射的都是没有炸药的弹丸,拦截效果也很差。目前还没有资料显示发射速度如何,但从技术上讲,完全可以大大超越传统火炮。而传统火炮相形见绌,美国最新改进型MK45Mod4式舰炮采用EX-175高能发射药,初速仅为846米/秒,炮口能量10-18兆焦,最大射程38千米,采用增程炮弹后也不过117公里射程,且威力,突防远远不如。美国在最近又公布了“布利策”电磁轨道防空炮的方案,并且宣称试射成功。

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电磁炮试射

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击中目标

现在一说起电磁炮,有点无外乎不需要化学发射药和炸药,被引爆的可能性就极小,且可消除或减小炮口冲击波。不存在加速弹丸用的火药气体,后坐力较小、电磁炮可使重新装填更快、更容易,且弹丸重量轻、体积小,武器平台可以携带更多的弹药,降低后勤负担等等。其中关于更安全一点,是值得商榷的,一个超级大电机安在上面,毕竟有很大隐患,而现在传统火炮的稳定性还是很高的,一般没听说过出事。

电磁炮体积较大的特点,使得它目前只适合安装在大型平台上,获得这一平台,对我们国家未来的海洋方向作战,防空等都有巨大作用。以渡海登陆为例,必然需要强大的火力支援能力,而最有效的当属空中支援,二炮火力持续性存在问题,适用于突袭和打击重要节点,战场上数量巨大的战术目标不可能用弹道导弹或远程巡航导弹解决,还要依赖大量的空射战术导弹。但由于存在应付外来强敌干涉的可能,我们必然要分出相当一部分空中力量进行防备,这样就存在力量不敷使用的问题。电磁炮的加入,可以解放更多的飞机用于制空,不光是极大缓解这一窘境,而且电磁炮的突防能力远高于战术导弹,火力持续性也更强。现在改装老旧护卫舰作为火力支援舰,即使是面对岸基短程导弹的射击生存性也堪忧。而且届时拥挤的海峡里,能少一艘军舰,就减少一分阻止难度,减少一分防护需求。电磁炮如果安装在主战舰艇上,本身就和舰载远程防空系统紧紧依靠,而且未来还有可能直接获得舰载机支援,安装在陆地上的话效果也很不错,因为毕竟大岛屿离我们是很近的。当然这一切还属于远期发展目标。

新武备志(17):电磁炮,洛伦兹力的狰狞[玉龍追梦]

美国下一代驱逐舰采用电磁炮

电磁炮属于国家的手段,咱小老百姓还是更关心电磁炉的性价比如何了。毕竟潘多拉的盒子里还是有些好玩意儿的。







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 以下是引用评论员狼 在第57楼的发言:
40楼于泽龙说的完全正确,电磁炮是一种处于试验阶段的长射程武器,炮身的巨大导致它必然不能实用,一战时的巴黎大炮,500公斤弹丸射120公里,不能说不厉害,二战的克虏伯巨炮也是这样,三条铁路并排才能架起,巨大到不实用,巨大的电磁炮也一样,如果技术再进一步,电容器和炮身小型化到车辆可载,能量还有那么大的话,那就不用电磁炮了,就可用微波炮,激光炮这些能量束武器了,30万公里每秒是速度的极限,打导弹卫星是没问题的,那就成星球大战了,真的这样,全球是要统一的,然后就是地球人向外太空发展。问一下军刀扩张,你......

 以下是引用于泽龙 在第40楼的发言:
电磁炮问题在于,加速只在炮管长度内,加速度非常大。出了炮管,就是减速过程。 这炮的杀伤力主要靠速度,没了速度毛用没用,可是高速下方向又没有方法控制。而炮管内的加速度,目前的电子无件是不能承受的。也就是说,这炮打得还是概率,而且是被大气干扰非常大的概率。



导弹是全程加速,可在任何时段加速。至于精确打击能力,呵呵,也不用我说了。




只是:个人意见。


关于电磁炮精度不好控制的问题:


有没有可能,像传说中的高速鱼雷在水下形成真空场一样,电磁炮弹丸的速度是如此之快,以至于在空中形成电离场,像空间飞行器再入大气层一样,整个电离场覆盖弹丸,使得弹丸的飞行已经几乎不受空气的干扰?


空间飞行器再入大气层只是个比方,它们依然很受大气层的空气动力影响。但是如果电磁炮弹丸速度高到一定境界,电离场有能力把整个弹丸在致密的空气里面“分离”开来,那问题就好办多了。现阶段美国佬打出来的也就5~7马赫速度,把“预想速度”比作日光灯的话,这简直就是煤油灯,还是供气不够的。



电磁炮还是有局限性的,但也不失为一种发展方向。更关心电磁弹射

 以下是引用GGYYGGYY 在第63楼的发言:
电磁炮还是有局限性的,但也不失为一种发展方向。更关心电磁弹射

在下这个帖子有所涉及,尽管不是电磁弹射器,但相关技术路线规划确实是难得一见的官方路线图披露。[铁血社区][原创]中国原创战略性技术:直交流集成式发电机[玉龍追梦]

http://bbs.tiexue.net/post_4971366_1.html

 以下是引用评论员狼 在第57楼的发言:
40楼于泽龙说的完全正确,电磁炮是一种处于试验阶段的长射程武器,炮身的巨大导致它必然不能实用,一战时的巴黎大炮,500公斤弹丸射120公里,不能说不厉害,二战的克虏伯巨炮也是这样,三条铁路并排才能架起,巨大到不实用,巨大的电磁炮也一样,如果技术再进一步,电容器和炮身小型化到车辆可载,能量还有那么大的话,那就不用电磁炮了,就可用微波炮,激光炮这些能量束武器了,30万公里每秒是速度的极限,打导弹卫星是没问题的,那就成星球大战了,真的这样,全球是要统一的,然后就是地球人向外太空发展。问一下军刀扩张,你......

这个,作为军迷,咱们当然会顺理成章的评价那些是有必要,有高性价比的未来技术,但相关机构,可以这样讲,将不可避免的进行技术探索,其中肯定有不少被淘汰的东西。电磁技术除了弹射器比较看好,在其他比较大头的军事运用上历来就有争议,包括在下也有与于泽龙同样的疑问,但这种争议显然不可能完全左右客观规律。

所以在下愚见:作为一个军迷,应该从看装备,再努力看事实,而不仅仅限于分析是否合理或者强大。

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