電磁炮距離實用化還有多遠

（文章來源：兵工科技）

近日，美國海軍公布了電磁軌道炮連射視頻，25秒鐘內連發兩枚炮彈。美軍稱，希望電磁軌道炮能在2018年裝備驅逐艦。

美國海軍致力於研究電磁炮多年，並在該領域處於領先地位，但電磁炮交付時間卻一再推遲，這又是為什麼，電磁炮的技術難點在哪裡？

電磁炮原理

電磁炮的原理並不複雜，其實質是用電磁力加速彈丸的發射系統，大致可分為電磁軌道炮和電磁線圈炮，從發射原理來看確實並不複雜。

電磁軌道炮的電磁加速原理比較簡單，就是將兩個平行軌道分別連接到電源的兩個輸出端，兩軌道間有與彈丸做成一體的電樞接通。當電壓加到兩軌道端部時，電樞中立即產生強電流。電流在兩軌道間產生磁場，電樞中的電流和磁場相互作用，產生勞倫茲力加速電樞和彈丸沿軌道運動。

圖註：電磁軌道炮原理示意圖

電磁線圈炮的關鍵部分是身管外的一系列線圈組。使線圈組依次並超前於電樞和彈丸通電，則線圈產生的變化磁場將始終給電樞以加速力，推動電樞和彈丸在身管內無觸點運動。線圈的數目越多，輸入每個線圈的電能越大，彈丸獲得的速度越大。由於電磁炮為發射物體的增速潛力非常高，因而它作為發射武器應用範圍也最為廣泛。

圖註：電磁軌線圈炮原理示意圖

電磁炮以能賦予彈丸極高的初速吸引著人們，但阻礙其走出實驗室的技術難點主要為以下三個。

技術難點一：磨損問題

電磁炮導軌的磨損和燒蝕，主要原因在於彈丸初速高、動能大，要經受極大的瞬時熱流衝擊。國外試驗數據顯示，一枚電磁炮彈的動能可能達到32兆焦，甚至更高。發射如此高速的炮彈必然會造成電磁炮導軌的迅速磨損和燒蝕，這也是電磁炮實用化一個非常重要的制約因素。當前致力於研製電磁炮的各國都面臨著這一難題。目前為止，還沒有發現合適的軌道材料。

技術難點二：耗電問題

從理論上來講，常規火炮的化學能與動能轉換效率只有20%左右，而電磁炮的能源轉換效率理論上最高可以達到50%。然而現階段由於超導材料、電容技術等方面因素的限制，並不能達到理論上的狀態，能量轉換效率遠低於理論值，導致了電磁炮的耗電較大，且有大部分電能在彈丸發射過程中變成廢熱而浪費。解決耗電的途徑主要在於高溫超導材料的研製、分布電源多模塊結構的導軌運用等。

技術難點三：小型化

體積和重量是電磁炮武器化和戰術應用的主要障礙之一，這兩者主要由脈衝功率源及功率調節裝置的能量密度和功率密度所決定。要減小體積、降低重量，必須首先實現能源的小型化。由於電磁炮發射時需要非常大的脈衝電功率（要求電源功率在吉瓦數量級，脈衝持續時間在毫秒數量級），普通電源滿足不了這一要求。

圖註：受技術制約，目前電磁炮的體積還十分龐大，很難安裝到平台上使用

結語

作為信息化條件下軍事裝備發展中的轉型新技術兵器，電磁炮的軍事用途十分廣泛，它的出現將會對軍隊的陸、海、空、天等領域的作戰產生重大影響。目前，電磁炮的技術難關正在被一步步突破，距離實用化也越來越近。

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