電磁炮上艦了！什麼是電磁炮？
電磁炮是一個古老的名詞，廣義的電磁炮可以追溯到1845年查爾斯·惠斯通製作出了世界第一台磁阻直流電動機並用它把金屬棒拋射了20米遠。電磁炮又很新，新到直到最近才有世界上第一門工程樣炮上艦，而獲得此殊榮的是中國的一艘072Ⅲ型坦克登陸艦。
那麼什麼是電磁炮呢？
你好bilibili，額，走錯片場了
電磁炮廣義上是指用電磁力而不是化學能推動炮彈發射的炮，現在主流設計思路有兩種：電磁軌道炮和電磁線圈炮。
變形金剛中的電磁軌道炮
軌道炮原理其實很簡單，相信大家初中都學過直流電機用洛倫茲力對通電杆做功以及直流電通過長桿會產生環繞磁場這兩個定理吧。在電磁軌道炮基本結構就是一個直流電機，兩側軌道由低電阻乃至超導的材料建造而成，中間炮彈由兩塊方形彈托合併中間包裹一個鎢芯彈芯組成，彈托與軌道接觸形成電機部分，利用大容量充放電能儲存器提供瞬時電流，由兩根軌道產生垂直於軌道平面的電磁場驅動彈托攜帶彈芯加速離開炮管。這種設計好處在於原理簡單，理論上易於生產，但是由於包括高溫超導有難度、接觸點電阻問題、發熱嚴重問題還有能量利用率較低等問題，在投射大質量物體方面有明顯難點。
小時候就想做一個線圈炮，結果遇到地震了= =
線圈炮則是另外一種電磁炮，有幾種不同的構型，其中一類是感應式電磁炮（也應當是以後線圈炮的主流），主要是利用的是通電螺線管產生電磁場與彈丸內部的線圈相互作用，用楞次定律磁通量有趨於保持不變的特性對電磁炮彈做功推動炮彈加速。這種炮由於採用非接觸式擊發不會出現類似軌道炮的過分發熱問題，能量轉換效率也比軌道炮更高，有利於推動大質量物體，但是有一些弱勢：設計製造難度較高，由於需要不停改變磁通量，同時當脈衝電流減少時會使得炮彈產生吸力等其他因素，電流與炮彈位置的協調等諸多因素將成為多級線圈炮的製造難點。所以即使世界上第一門電磁炮是線圈炮，現在看到的外國電磁炮中，軌道炮佔據主流。
電磁炮上艦實驗我國取得第一名，咦，褲衩怎麼那麼紅
電磁炮相比於傳統火炮有以下幾個優勢：飛行速度快、射速快、便宜、射程遠。
電磁炮以電磁軌道炮為例：在二戰中，德國漢斯勒博士開展了對電磁軌道炮的全面研究。到1944年，他研製出長2米、口徑20毫米的軌道炮，能把重10克的圓柱體鋁彈丸加速到1.08千米/秒。1945年他又將2門軌道炮串聯起來，使炮彈初速度達到了1.21千米/秒。要知道現現代坦克炮發射尾翼穩定脫殼穿甲彈，一般最高初速也就1.8千米/秒級（目前沒有見到超過2千米/秒），二戰時期威力強大的虎式坦克裝備的56倍徑88mm炮在發射Pzgr.40型亞口徑鎢芯穿甲彈還不到1千米/秒。現在雖然沒有公布電磁軌道炮的具體規格，但是美軍在08年測試的10MJ電磁炮原理樣機採用的是3kg的彈藥，假設這個重量是指的彈芯重量並且指彈芯動能為10MJ，那麼換算過來其初速為2.6千米/秒。而美國目標艦載動能武器的動能為64MJ，即使目標炮彈初速不變也遠快於我們現在所能見到的最大威力的坦克炮。
尾翼穩定脫殼穿甲彈正在脫殼
電磁炮第二個優點射速快來自於其相對穩定的加速，常規化學炮彈加速依靠早期爆炸加速和之後的爆炸氣流推動，現在普遍見到的遠程榴彈炮由於爆炸瞬間加速度可以高達數萬g，考慮高壓密封以及內部抽氣沖走火藥殘渣、包括火炮復進等問題，材料要求高且持續射速低。而電磁炮在這方面沒那麼多問題，後坐力持續穩定且相對常規火炮小，這使得其火力爆發力遠高於常規火炮，這一點也在美軍試驗中得到了印證，最終美軍裝艦電磁炮理論上可能可以達到一分鐘6-10發的射速。
尾翼穩定脫殼穿甲彈擊穿目標
第三個優點是便宜，常規炮彈由於發射時的內部超壓和內部（包括線膛炮的膛線）燒蝕不但身管需要經常更換（坦克炮一般來說也就100-1000發的壽命），炮彈也是需要特別加工，不僅炮管貴，炮彈也是可以達到幾十萬上百萬一發（美軍原本打算裝在DDG1000的155mm先進主炮的制導炮彈，就是因為一發炮彈達到80w刀而被砍），而相對來說，只需要加工鎢合金和炮托，不需要結構特殊加強的電磁軌道炮炮彈相對而言就沒那麼貴了。
傳說中美帝採用電磁炮發射子母彈攔截導彈試驗高速攝像機截圖
最後一點是射的遠，由於電磁軌道炮的高初速，且射擊角度大，其遠距離攻擊時一般是飛到平流層以後再再入對流層，整體阻力由於外部修型和飛行彈道（高空阻力小）的原因，是小於普通榴彈炮的，而且經過氣動優化和修型的動能彈藥其存速性能應該是不差的，其射程也是有保證的。畢竟當年DDG1000出來的時候，電磁炮的設計指標也是射程幾百公里的貨色啊。
局座說過，電磁炮什麼的不存在的！！！！
對於中國來說電磁炮是我國又一個重大突破，標誌著我國在電磁領域正在追上美國。未來電磁發射將成為一個趨勢，不僅會有電磁炮、電磁彈射、全電推進，還會有電磁發射導彈、電磁火箭、電磁反導等各種電磁新產品。在馬院士「萬磁王」的帶領下，中國的電磁技術應該會有新的突破。
TAG:牢騷滿腹防腸斷 |