經常看到媒體上講電磁炮很厲害，想問一下電磁炮到底厲害在哪兒，現在發(fā)展到了什么程度，中國的電磁炮水平又是如何？
電磁炮是指以電磁力發(fā)射超高速炮彈并以其巨大動能毀傷目標的新型動能武器系統(tǒng)。傳統(tǒng)火炮利用火藥燃氣壓力等化學能，拋射彈丸。電磁炮與之相比，是利用電磁力而非化學能，因此有很多優(yōu)點。
▲ 2008年1月31日，美國海軍電磁軌道炮發(fā)射試驗情景
首先是，沒有能量消耗于推進火藥燃氣（傳統(tǒng)火炮發(fā)射時，彈丸要高速前進，火藥燃氣也得高速前進），能量利用率高，能突破傳統(tǒng)火炮的初速限制，達到極高的初速，射程遠（很容易達到100千米以上）。其次是電能可由柴油機機、核反應堆等任何初級能源來產生；射擊時無聲響、無煙霧、無炮口火焰，具有良好的射擊隱蔽性；可根據目標的性質和距離，選擇和調節(jié)電能，效率較高；發(fā)射過程可全部由計算機控制，發(fā)射穩(wěn)定性好，更易實現高精度。因此，電磁炮被認為是未來的新型武器系統(tǒng)，將會引起火炮技術的革命。
電磁炮按照原理可分為線圈炮、軌道炮和重接炮。其中線圈炮是發(fā)展最早的電磁炮樣式，由固定線圈和彈丸線圈組成。固定線圈相當于炮管，通電后會形成運動磁場，并在彈丸線圈中產生感應電流。線圈炮就是利用磁場和感應電流相互作用的電磁力，加速彈丸線圈，使炮彈高速射出。
軌道炮的結構相對簡單，由導軌、發(fā)射組件、供電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。軌道是平行放置的兩條，貫穿火炮身管，發(fā)射組件由彈丸、輕型彈托及推進板組成，與導電電樞一起置于兩條軌道之間，由彈托固定彈丸，以脈沖形成網絡、電容器組或旋轉機械裝置提供發(fā)射所需的電能。脈沖形成網絡向其中一條軌道通電，電流經導體電樞流向另一條軌道，從而在兩條軌道周圍分別產生一個垂直于軌道的強磁場以及一個與電流反方向的作用力。磁場與流經電樞的電流相互作用，產生沿炮管軸向的洛侖茲力，把發(fā)射組件和電樞沿軌道加速到超高速。當發(fā)射組件離開炮口時，彈托、電樞及推進板與彈丸脫離，彈丸開始向目標飛行。最早的電磁軌道炮是由法國人維勒魯伯于1920年發(fā)明的。由于結構相對簡單，易于實現，所以軌道炮成為目前電磁炮發(fā)展的重點。
▲ BAE系統(tǒng)公司地面和武器裝備分部研制的電磁軌道炮樣炮
重接炮是電磁炮的最新發(fā)展形式，是一種多級加速的無接觸式電磁發(fā)射裝置。重接炮沒有炮管，它要求彈丸在進入重接炮之前有一定的初速度。其工作原理是利用兩個磁場重新接合而發(fā)射物體的。當兩個磁場相互作用并擴大成一個容積或一個新的磁場結構時，彈丸被高速向前推進。由于重接炮是一種無管炮，不存在過熱和燒蝕問題，因而被認為是未來天基超高速電磁炮的雛形。
自上世紀80年代以來，美國、蘇/俄、英國、法國、中國、日本、以色列、德國、荷蘭、丹麥等國相繼建立了實驗室，投入大量人力財力進行研究，使電磁軌道炮技術取得了長足發(fā)展，其中美國處于電磁軌道炮技術發(fā)展的領先地位。
美軍是在2005年8月開始正式立項研制電磁軌道炮。根據美軍公開資料顯示，艦載電磁炮原型炮的炮口初速為2500米/秒，發(fā)射的彈丸能以5馬赫的速度打擊目標，射速超過6發(fā)/分。由于彈丸動能巨大，因此艦載電磁炮的殺傷效果是現有艦炮的3～5倍，最大射程能夠達到數百千米。美國海軍希望在2030年之前，讓艦載電磁軌道炮的炮口動能達到64兆焦，射程最遠達到321千米，以取代155毫米“先進艦炮系統(tǒng)”。據美國媒體報道，“朱姆·沃爾特”級驅逐艦的三號艦“林登·B·約翰遜”號將率先換裝電磁軌道炮。
中國的電磁軌道炮沒有公開報道，但是媒體報道過解放軍海軍工程大學教授馬偉明在艦船新型集成化發(fā)電技術和電磁發(fā)射技術領域，破解了一系列世界級科技難題，而且馬偉明率領的創(chuàng)新科研團隊還用10余年時間在電磁發(fā)射技術領域取得集群式突破，不僅實現了與世界最強國家在該領域的同步發(fā)展，而且多項技術屬國際首創(chuàng)。由此可見，中國在電磁發(fā)射技術方面是很強的。
石宏：《艦載武器》執(zhí)行主編，從事軍事編輯和防務研究工作20年，在國內眾多媒體上發(fā)表過大量防務文章，并受聘為深圳衛(wèi)視特約評論員、南方防務智庫顧問、云南財經大學國際工商學院一帶一路國際問題研究中心特聘研究員。著有《日本軍情》、《韓國軍情報道》。
出品：科普中國監(jiān)制：光明網科普事業(yè)部 《兵器知識》雜志社
作者：石 宏
策劃：金 赫
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