电磁轨道炮的六大突出优点

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导读: [img]http://img1.itiexue.net/1224/12247489.jpg[/img] 美国DDX驱逐舰准备配备电磁轨道炮,图中前部火炮为轨道炮,后面火炮为常规155毫米舰炮。(资料图) 想必看过电影《变形金刚2》的朋友都还记得这样一个场景,电影中眼看着埃及金字塔就要被巨无霸大力神刨开,危急时刻,美军启用了“绝密武器”,也就是海军驱逐舰上的电磁轨道炮,隔着好几百公里,精准地打倒了这个家伙。 现在,这个科幻电影里的镜头走进了现实。 近日,媒体纷纷报道了美国海军


电磁轨道炮的六大突出优点

美国DDX驱逐舰准备配备电磁轨道炮,图中前部火炮为轨道炮,后面火炮为常规155毫米舰炮。(资料图)




想必看过电影《变形金刚2》的朋友都还记得这样一个场景,电影中眼看着埃及金字塔就要被巨无霸大力神刨开,危急时刻,美军启用了“绝密武器”,也就是海军驱逐舰上的电磁轨道炮,隔着好几百公里,精准地打倒了这个家伙。


现在,这个科幻电影里的镜头走进了现实。


近日,媒体纷纷报道了美国海军在维吉尼亚州达格伦水面作战研究中心所进行的电磁轨道炮试验,虽然只是几幅试验进行时的图片,但是高速摄像机拍下的电磁炮弹发射瞬间的照片还是给人以强烈的视觉冲击。


电磁轨道炮的研发有着怎样的发展历史?作为一种高能武器,电磁轨道炮的应用前景如何?


电磁轨道炮研制获新进展


电磁炮,是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。与传统的大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁炮是利用电磁系统中电磁场的作用力,其作用的时间要长得多,可大大提高弹丸的速度和射程,因而引起了世界各国军事家的关注。


轨道炮由两条平行的导轨组成,弹丸夹在两条导轨之间。两轨接入电源,电流经一导轨流向弹丸再流向另一导轨产生强磁场,磁场与电流相互作用,产生强大的洛仑兹力推动弹丸,达到很高的速度,理论上甚至可以达到亚光速。


此次试验虽然公布的消息很少,但有几个数据值得关注,即33兆焦耳的能量、7倍音速、200海里。其中1兆焦耳的能量相当于1辆1吨重的车以160公里的高速撞向一个目标时的能量,33兆焦耳的能量又是多么大的一个数字。此外,电磁发射的脉冲动力约为火炮发射力的10倍,所以用它发射的弹丸速度很高。一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒,步枪子弹的射击速度为l千米/秒。而此次试验中能够把3公斤重的铝制弹丸加速到近2千米/秒,再考虑到其200海里(近370公里)的射程,其威力可想而知。


实际上,近年来,美国有几次“里程碑”式的试验。2003年4月,美海军在苏格兰柯尔库布里郡成功完成90毫米口径电磁炮发射高超音速弹药的海上演示验证试验。


2004年2月,美海军海上研究顾问委员会电磁炮技术研究小组公布了一份评估报告。该报告认为电磁炮是一种具有潜力的转型武器,是一种对200海里以外目标实施致命打击的革命性电磁炮作战系统,并且同时具有增大弹药储量、减少费用和后勤保障需求等优势。放弃这项研究是一大错误。并建议海军启动研究计划,确保该种武器适用于未来驱逐舰计划。


2008年1月31日上午,美国海军在达尔格伦水面作战研究中心试验了一种当时号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”。


在此次试验中,炮弹出膛速度达到7倍音速,发射能量高达创纪录的10.68兆焦耳。按照美国海军将领的期望,电磁炮将成为美海军未来战舰的主力武器。


2009年2月中旬,美国BAE系统公司从美国海军研究署获得一份价值2100万美元的合同,为美国海军开发更高级的电磁轨道炮,合同期30个月,包括样图设计和电磁轨道炮原型的交付。根据合同,BAE系统公司将开发更高级电磁轨道炮技术,包括复合炮管发射技术,并将于2011年进入演示阶段。今年的这次试验应该就是开发过程当中的一次阶段性测试和检验

电磁轨道炮不是新玩意儿


电磁轨道炮是法国人维勒鲁伯于1920年发明的。二战中,德国汉斯勒博士开展了对电磁轨道炮的全面研究。到1944年,他研制出长2米、口径20毫米的轨道炮,能把重10克的圆柱体铝弹丸加速到1.08千米/秒。1945年他又将两门轨道炮串联起来,使炮弹初速度达到了1.21千米/秒。


二战期间,日本研究感应加速式电磁轨道炮,并把2千克的弹丸加速到335米/秒。


二战之后相当长的一段时内,因材料和电力等关键问题无法从根本上解决,致使电磁轨道炮研究中断了很久。


从20世纪70年代开始,随着一些技术难题相继被解决,使得电磁轨道炮的研制得以东山再起,德国、澳大利亚也加入了研制行列。


1978年,美国国防部先后成立了电磁轨道炮发展研究顾问委员会和技术工作组,并建议集中和协调国家的资金来发展电磁炮。1991年,美国国防部成立了“电磁轨道炮联合委员会”,协调军队、能源部、国防原子能局及战略防御倡议机构分散进行的电磁轨道炮研究工作。


2001年11月,美海军高技术研究所通过参数研究和建模活动拟订未来新型电磁轨道炮系统的主要性能参数:即轨道炮必须是可以安装在水面舰只上,其重量相当于155毫米高级火炮系统,能够以63兆焦耳初始动能和2500米/秒(7.5马赫)的初速度发射20公斤的弹丸。高速弹丸只需要6分钟就达到200海里以外的目标,并能以5马赫的速度对目标实行动能碰撞。


突出的、难以取代的优点


电磁轨道炮的优点十分突出。


一是弹丸速度快,精度高,射程远,威力大。带有巨大动能的弹丸通过直接撞击目标将其摧毁,威力极大。同时极高的飞行速度可以减少炮弹的飞行时间,使炮弹不宜受到干扰,保证了炮弹的精度。


二是炮弹体积小,重量轻。电磁炮弹几乎不使用推进剂,减少了装药量,所以炮弹的体积只是传统120毫米火炮炮弹的八分之一,重量是其十分之一,这样可显著提高武器系统的携弹量,减少后勤负担。现在的舰船一次只能携带70枚制导导弹,而电磁轨道炮弹则能轻易地一次装载几百枚。


三是弹丸稳定性好。电磁炮弹丸在炮管中受到的推力是电磁力,这种力量是非常均匀的,而电磁推力容易控制,所以弹丸稳定性好,这有利于提高命中精度。


四是隐蔽性好。电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾,也不产生冲击波,所以作战中比较隐蔽,不易被敌人发现。而且,它采用低级燃料作能源,而不是常规火药。这有利于发射阵地的安全。


五是弹丸发射能量可调。可根据目标性质和射程大小可快速调节电磁力的大小,从而控制弹丸的发射能量。


六是比较经济。与常规武器比较,火炮发射药产生每焦耳能量需要10美元,而电磁炮只需要0.1美元。如果与其他太空武器相比,电磁炮就更经济了。


未来路长但前景广阔


虽然目前电磁轨道炮取得了如此迅速的进展,但电磁发射在技术上的研究工作可能还要持续十多年的时间,原因批量装备的前提是搭载它的舰只必须能够产生足够的电能。而现在除了DDG-1000综合电力系统舰以外,还没有哪艘军舰能产生并且储存开炮所需的电能。


但无疑,电磁轨道炮作为发展中的高技术兵器,其未来军事用途十分广泛,前景非常广阔。


一是可用于天基反导。电磁轨道炮由于初速度极高,可用于摧毁空间的低轨道卫星和导弹,还可以拦截由舰只和装甲车发射的导弹。因此,在美国的“星球大战”计划中,电磁轨道炮成为一项主要研究的任务。


二是用于防空。美军认为未来可用电磁炮代替高射武器和防空导弹遂行防空任务。用它不仅能打击临空的各种飞机,还能在远距离拦截空对舰导弹。英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮。


三是用于反装甲。美国的打靶试验证明,电磁炮是对付坦克装甲的有效手段。发射质量为50克、速度为3千米/秒的炮弹,可穿透25.4毫米厚的装甲。由此可见,电磁炮具有很强的穿透能力,是非常优良的反装甲武器。


四是用于改装常规火炮。随着电磁发射技术的发展,在普通火炮的炮口加装电磁加速系统,可大大提高火炮的射程。美国利用这一技术,已将火炮射程加大到150千米。


所以未来我们不难设想,一艘大型驱逐舰获得了300公里外敌军指挥部的位置坐标,不过它并没有发射价值100万美元的战斧巡航导弹来摧毁目标,而是从炮管的超导电磁轨道中发射出一枚长约1米,重约20千克的炮弹,这种炮弹的动力来源既非火药,也不是燃料,而是来自军舰发动机为大炮注入的电能。


炮弹以超过7倍音速的速度脱膛而出,飞出地球大气层,接着又在卫星的指引下重返大气层,笔直冲向目标,它那令人难以置信的速度使它拥有足够的动能让目标在瞬间灰飞烟灭。这种情况有可能在不远的将来成为现实。 (国防大学 李莉)



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