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中國電磁炮上艦,再打掉四大「攔路虎」,服役就在眼前!

近日,中國海軍首次展示在公眾場合的艦載電磁炮,成為大家關注的焦點。在一片歡呼聲中,不難想到一個問題:到底為什麼中國電磁炮值得大家如此興奮?

原因很簡單:電磁炮的研製實在太難了!能夠成功上艦測試,已經是世界頂尖的成就!

動圖:美國海軍委託英國宇航研製的電磁炮進行試射

電磁炮的研製難點相當的多,能進入實炮測試階段,說明了中國軍工取得了巨大的突破。

但這還只是中國電磁炮初步的勝利而已,還有下面這四大世界級的難題,攔在發展前路上。把這個四個「攔路虎」都打掉!中國電磁炮就將全面實用化、服役使用:

一、儲能供電太難

在目前典型的電磁炮設計中,想要將電磁炮實用化,需要把具有實戰意義的重量的彈丸,加速到約2000米/秒的巨大速度。這對電磁炮以及艦艇的電源系統儲能能力提出極大的要求。預計至少需要為百兆焦級,這已經是大型航母的電磁彈射裝置的儲能規模。

而且,光能夠解決儲能問題還不夠,必須令電磁炮瞬時輸出功率非常的高:需要數千兆瓦級,這比美國已經裝上最新航母的電磁飛機彈射裝置瞬時輸出功率(60兆瓦)還要高。還有一點別忘了,中國艦載電磁炮需要連續高速發射,而不是打一炮後要等n分鐘充電,這是不可接受的。

中國電磁炮清晰照片,來自HSH論壇

二、體積龐大,能裝艦測試已不易

我們不難看到,在我軍登陸艦上測試電磁炮,有一個直接的原因:只有空餘運載空間龐大的登陸艦,才能放下測試的全系統。

由於儲能供能的難度大,按目前世界最高水平,也需要安排好幾個最大尺寸的軍用方艙(每個大約有24立方米以上)。這還只能用登陸艦進行搭載,想要裝到驅逐艦上,必須進一步縮小,否則中國最大的055級驅逐艦也放不下這樣一套電磁炮。

三、熱侵蝕與電流侵蝕驚人

目前而言,電磁炮的能量轉化效率預計有三成,也就是說2/3的能量會變為熱能,導致嚴重的熱能侵蝕設備的問題。特別是實用的艦炮需要連續高速發射,中國130毫米艦炮大約1秒可以發射一次,電磁炮要滿足類似射速,必須解決熱侵蝕的問題。

電磁炮在發射過程中,電路迴路的電流是自然雷擊的幾十倍!而且,運動部件,例如驅動炮彈的滑塊,會產生以往火炮達不到的燒蝕傷害。

熱與電能加在一起,要求電磁炮許多部件做到前所未見的抗侵蝕、抗磨損和抗腐蝕能力。這在材料上就已經有很大的技術挑戰,導電好的金屬材料比較軟,足夠堅硬的材料導電能力又低,於是抗電侵蝕與抗熱能侵蝕的材料互相衝突。目前還不知道中國海軍這一測試ide電磁炮,能夠達到怎麼樣的抗侵蝕水平。

四、炮彈的研製難度同樣驚人

有的分析文章指出,電磁炮炮彈不需要配備推進自己前進的發射葯筒,會簡單一些。實際上電磁炮炮彈卻是歷史上難度最大的炮彈。

射程達到超過50公里或更遠距離的炮彈,如果沒有制導技術,就只有極低的命中率,因為偏差實在太大了。但要實現制導,就要使用各種電子器件組成的複雜制導系統。而在超高速,特別是超高加速度的挑戰下,目前還很難研製可以扛住這樣強大衝擊的電子制導系統。

這裡面的關鍵術語是:抗過載。也就是炮彈的電子系統能夠承受多少加速度而不至於損壞。當前,傳統榴彈炮、加農炮發射的許多制導炮彈,乾脆就沒有使用和普通炮彈一樣多的發射裝葯,讓炮彈只承受較低的加速度,降低研製難度。可是遠射程、高速度就是電磁炮關鍵的優點,所以不解決電磁炮炮彈的電子制導系統抗過載能力問題,將無法令電磁炮實用化。

此外,電磁炮炮彈目前還不能做得很大,氣動外形上為了滿足高速度,使得內部有效空間也變得較小,並且不方便布置各種設備。這又是一個頭疼的問題。

西方電磁炮炮彈設計方案,主要的技術特點是使用彈托,夾持運用優化氣動設計的高速彈丸。很顯然,這一整體設計的炮彈,內部可用空間比較不理想。

小節:

1901年,挪威科學家伯克蘭已經造出了第一個試驗性的電磁線圈炮。但100多年過去了,包括美國在內的電磁炮研製方都失敗了,至今還沒有任何一門實用化的電磁炮,這也再次說明了它的研製難度之大。

美國30年多年的研製努力,在最近已經完全停滯。而中國作為新興的武器裝備科技大國,將發起人類對電磁炮技術的最新一輪衝擊,讓我們拭目以待,迎接它的最終勝利!


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