1.电磁炮

1.电磁炮

电磁炮,是一种利用电磁力沿导轨发射炮弹的武器。

早在19世纪,科学家们就发现,在磁场中的电荷和电流会受到力的作用,他们把这种力叫“洛仑磁力”即电磁力。当第一次世界大战正席卷欧洲的时候,法国的科学家们提出了利用洛仑磁力发射炮弹的设想,并进行了开创性研究,但没能成功。到第二次世界大战时,德、日等国的科学家又进行了大量秘密的研究,企求利用新式武器取得战场上的胜利,但也以失败告终。战后,其他国家的科学家们,虽都对电磁发射技术表示了极大的兴趣,进行了一些研究,一直未能取得理想进展。直到70年代,澳大利亚国立大学的研究人员,终于利用建造的第一台电磁发射装置,将3克重的塑料块(炮弹)加速到6000米/秒的速度,成功地打出了世界上第一颗电磁炮弹,这才引起了世界科学界尤其是各国军界的关注。

电磁炮通常由电源、加速器、开关及能量调节器等组成。

电源:发射电磁炮弹所需要的大量能源,来源于燃料驱动发电机和储能器。先由储能器从发电机获取能量,并把它储存起来,一旦需要发射,能在瞬间向加速器提供巨大的电流脉冲能量。因此,储能器是电磁炮的动力源泉。目前所采用的储能器有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电极和补偿型脉冲交流发电机等。其中单极发电机可能是短期内最有发展前途的能源。

加速器:即轨道炮,是把电磁能量转换成炮弹动能,使炮弹达到高速的装置。它有多种结构类型。其中主要的有两种,一种是使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器,另一种叫同轴同步线圈加速器,亦称“大型驱动机”。

开关:犹如火炮的炮闩,是接通电源和加速器的装置,能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中。常用的一种由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组合而成。

能量调节器:调节输入加速器的脉冲电流的装置。又称中间级储能感应线圈。作用是对输入加速器的电流整流,使之适合发射要求的电感量。(https://www.daowen.com)

此外,电磁炮还包括瞄准装置,目标探测,跟踪、识别系统等等。电磁炮与普通火炮或其他常规动能武器相比,具有很多独特的优势。一是射速快,动能大,射击精度高,射程远。电磁炮的发射速度突破了常规火炮发射速度的极限。弹头具有的动能可达同质量炮弹的几十倍甚至上百倍,一旦瞄准目标,命中概率大,摧毁的可能性高。由于电磁炮是靠其动能毁伤目标的,一些采用抗激光、粒子束防护的“装甲”和一般加固措施的导弹,虽能突破定向能武器的防御,但也难逃脱电磁炮的摧毁。二是射击隐蔽性好。电磁炮射击时,既无炮口焰、雾,也无震耳欲聋的炮声,不产生有害气体。无论白天还是夜晚射击都很隐蔽,对方难以发现。三是射程可调。我们知道,常规火炮的射程及射击范围是通过改变发射角和发射不同弹药来调整的,操纵复杂,变化范围有限。而电磁炮只需调节控制输入加速器的能量即可达到调整目的,简便易行,精确度高。但尺有所短、寸有所长,电磁炮也存在着炮管使用寿命短、轨道部件易遭损坏、体积庞大等不足。

电磁炮以其独特的优势在军事上具有十分广泛的应用及不可估量的发展前景,主要表现在:

用于反卫星和反导弹。目前,美国国防部和美国空军正在联合主持一项天基动能武器研究计划,名曰“电磁轨道系统”。由安装在模拟空间环境的真空室里的电磁炮发射的小型弹头的速度已达每秒8.6公里。实验中的第一代电磁炮,能将1000~2000克重的炮弹,以每秒5~25公里的速度射向2000公里外的目标,可用于拦截洲际弹道导弹和中低轨道卫星。

用于战术防空。用电磁炮代替高射炮和防空导弹执行防空任务。美国研制中的战术用电磁炮,其发射速度可达每分钟500发,射程几十公里。美国海军也考虑利用轨道电磁炮代替舰上的“火神/方阵防空系统”。它与舰上防空、反导探测系统相配合,不仅能打击各种飞机,还能远距离拦截类似法国“飞鱼”式的导弹。

用于反装甲。电磁炮的巨大动能,可穿透现有坦克的各种装甲。用于增大常规火炮射程。如在普通火炮炮管口部加装电磁加速器,可大大提高火炮的射程。

此外,随着电磁发射技术的发展,今后的电磁炮不仅能用来发射炮弹,还可用来发射无人飞机、载人飞机,发射导弹、卫星,甚至航天器等。