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“中国行我也行”系列第4篇:电磁轨道炮发展竞争

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  去年初,我国某登陆舰装载电磁轨道炮出海试验的照片曝光,显示我国电磁炮已确定进入到成品试验阶段。据网络新闻媒体报道,我国电磁轨道炮成熟度已很高,未来有望在全世界内首个部署电磁舰炮系统。随之而来,全世界内电磁轨道炮的发展似乎一下子成为“中国行我也行”的低门槛行业,近两年以来,各国电磁炮研发新闻与消息突然暴增,各国在电磁炮领域的研发突然加速起来。

  据小编不完全统计,目前除了中美两国技术领先者以外,全世界内加入电磁炮研发竞争的国家有日本、法国、德国、印度、韩国、土耳其、俄罗斯、英国(与美国联合)、意大利等,总数不下 10个国家。

  在分析各研发参与国的技术进展之前,小编先给大家介绍下电磁轨道炮的基本原理:

  电磁轨道炮:是电磁炮的一种最成熟的发展形式。所谓电磁炮是指利用电磁力产生动能推进弹丸高速前进的一种先进的动能发射技术。与传统的火炮将火药燃爆产生的燃气压力推动弹丸,电磁炮是利用强电磁系统中电磁场作用力,由于电磁作用力可以在炮管炮身中持续存在,其对弹丸作用的时间较传统火炮要长得多,因此,可大幅度提高弹丸的初速度和射程。电磁轨道炮由两条平行的导轨组成,弹丸夹在两条导轨之间。两轨接入电源,电流经一导轨流向弹丸再流向另一导轨产生强磁场,磁场与电流相互作用,产生强大的洛伦兹力推动弹丸,达到很高的速度(理论上可以到达亚光速)。

  电磁炮基本存在三大公认的优点,第一,弹丸速度快,初始速度能达到甚至超过2500米/秒,射程远,射程可轻松超过200公里及以上;第二,炮弹体积小,重量轻,能够大大减少后勤负担提升装填效率;第三,弹丸不填装炸药,安全性好。因为上述优点,电磁炮成为军事研究领域的一个热点。

  自80年代初期以来,电磁炮就成为美军未来武器规划中的一个重要组成,其投入了相当大的资源进行领先研究。我国在这方面也持续展开跟踪研究,在新世纪,随着电源技术的发展和进度,我国电子轨道炮也步入了发展快车道,在部分技术领域甚至有赶超美国的趋势。目前,在该领域的技术状态基本是中美两强加上众多后发追赶国的态势。

  早在2005年,美国就真正开始启动了电磁炮项目,目前美国的电磁炮已基本具备对陆攻击和反舰的功能。据公开资料显示,目前美军电磁炮研发项目已进入第三阶段,即开发防空型电磁炮。据悉,它的发射速度为10发/分钟、射程达200千米。美国希望用它来替代舰载防空火炮和防空导弹执行防空任务。不过为了更好的提高炮速,美国已和英国BAE系统公司做了合作,据悉现在研发的电磁炮射速要求在7马赫以上,至少实现每分钟发射6至10次,这样有助于它能够在较短的时间内击中远程目标。

  不过美军电磁炮研发最大的问题可能还不在于技术困难,目前在技术层面,美军电磁炮最大的身管寿命已经接近常规火炮,唯一还需要突破是在射速上怎么实现10发/分钟的标准;美军最大的难题在于,轨道炮本来是美国海军未来“大型水面作战舰”(Large Surface Combatant)的配套武器,但随着美海军DDG项目的挫败及海军对未来舰艇发展的规划,美军电磁轨道炮面临着没有装备对象的可能。目前该项目获得国防部拨款支持已经很稀少,据悉2019年仅有2000万美元拨款,该预算对于维持项目发展杯水车薪。这还是在面临竞争压力情况下的预算支持,否则,该项目都可能会被裁撤。

  法国、德国电磁(EM)轨道炮项目在法国国防采购机构(DGA)主办的2017年“DGA创新”活动中亮相。 法德电磁炮项目于1987年由ISL(法国 - 德国圣路易斯研究所)发起,目前这一个项目信息很少。

  1997年在法国东部的ISL工厂建立了一个名为“珀伽索斯”的全电磁轨道炮原型,该工厂靠近德国边界。在2017年的DGA创新盛会上,ISL首次展示了功能齐全的卡车式电磁轨道炮,甚至在演出期间展示了5x5毫米炮弹的射击。这些微小的弹丸具有每秒120米的初速。

  目前,10兆焦的“珀伽索斯”正被用来推进发射器和电枢技术向以发展可靠的远程火炮。最近的研究成果包括成功发射了初速达2500米的弹丸。 另外,ISL发射技术在电能转化为动能( 35%)方面慢慢的变成了全球公认的高水平转化效率。

  据俄罗斯卫星网报道,2018年6月,俄罗斯工程师研制的电磁轨道炮加速器在俄罗斯科学院高温联合研究所进行了首次测试,该炮将弹丸加速至11公里/秒。这样的速度足以克服地球引力进入轨道,也就是达到了“第一宇宙速度(7.9KM/S)”。

  不过,从俄罗斯试验图片来看,该电磁炮还仅仅处于实验室验证阶段,离开发出完整的技术样机还很远。

  据悉,俄罗斯电磁炮采用了和美国类似的方案,也是利用电力和磁场使物体达到超高发射速度。俄罗斯科学院院长弗拉基米尔·福尔托夫表示,俄罗斯电磁炮的研发主要计划用于航天领域,希望未来经过技术改进,或许能够直接用这种超级大炮将卫星射入太空,从而大幅度的降低火箭发射的成本。

  印度也是2018年电磁炮领域忽然出现的新加入者之一。据印度新闻媒体报道,2018年年中,印媒公布了印度电磁炮发展的一些细节,在网络媒体上传出一张电磁炮能源模块的图片!

  该模块是一个只有1.6MJ规格的电容器组,用来驱动12mm和30mm两种口径的电磁炮(或许称为电磁枪更合适)。这个电容器组采用模块化设计,用4个0.4MJ电容模组构成。在印度已经进行的8次射击试验中,共发射了8克和120克两种质量的弹丸,最大初速分别达到了1500米/秒,和可怜的550米/秒!据悉,印度科学家的下一步目标是让电容器组达到10MJ的水平,以超过2000米/秒的初速发射质量达到1000克的弹丸。

  由于目前只是公布了一张电容模块的照片,所呈现的武器系统细节很有限,我们无从对其技术细节进行更进一步评估。但从印度公布的能源模块来看,其中电磁炮发展应该还处于非常初级的阶段,离“炮”还很远。

  随着我国电磁炮装舰试验,2018年电磁炮发展领域的另一个大新闻就是随后的土耳其电磁炮测试画面了。

  从媒体报道来看,这款电磁炮的整体构造都要似乎比中国的还要科幻许多。据业内人士称,这款电磁炮名为AH209,其口径为35毫米,炮口动能10兆焦,还能够投掷2斤重的特制弹丸,打击射程为50千米。如果报道属实,这个技术水平应该是仅次于中美两国了。

  在土官方公布的测试画面中,我们大家可以看出该款电磁炮的设计十分简洁,发射结构基本完整。但是就目前来看,该炮应该是只装配了发射功能,没看到其他模块。

  AH 209电磁炮目前应该并不完整,一个完整的电磁炮系统要包含稳定的能源供应、瞄准、转动机构以及专用的弹药输送、弹丸自动装填等模块。这些模块的开发不仅对于炮塔本身有更高的需求,还需要有与炮塔相匹配的辅助支持模块的建设,尤其重要的是,稳定的能源供应对于持续的发射能力很重要。由此可见,这款看似性能优秀的电磁炮和中美两国已将完整电磁炮系统各功能组件、单元模块统一集成到一艘军舰上测试的水平,还有相当大的差距。至少从投入实战的角度来讲,还是大幅落后中美两国的。

  随着多国公布电磁炮发展进度,日本人似乎也不甘寂寞,去年也正式公开了其电磁炮研究进展。日本将该装置称为“电磁加速系统”,也符合基本情况,目前各国搞的这些叫“电磁加速系统”是可以的,叫电磁炮的恐怕只有中美两家,因为目前只能加速很小的物体,都未达到武器级。

  日本电磁加速系统目前仍处在实验室阶段,距离武器还有非常长的路要走。从公开的画面来看,该系统有长条状的推进加速器,很对电磁轨道炮原理进行演示。但该系统体积过于袖珍,炮身仅长2米、内径16mm,并不具备实际武器用途。

  虽然日本的“电磁加速系统”体型虽小,但各种配套装置却较为齐全。比如推进滑轨、脉冲储能设施、电力控制器、散热系统等。

  2019年年初,韩国也加入电磁炮研发大家族。据新闻媒体报道,韩国军事科学技术研究所目前正在就中口径电磁轨道炮进行技术攻关,目前,技术原理样机已经搭建完成,一旦相关技术取得突破,那么韩国也将成为电磁发射家族正式成员。

  韩国人自从在炮战中被欺负了之后,一直希望寻找一种能够对抗的火炮系统,电磁炮为他们提供了很好的机会,如果韩国把目标集中在寻找一种对抗现有火炮系统的新发射系统,集中精力搞研发,再加上美国的技术上的支持,未必也不是一条通路。

  曾经蒙着神秘面纱的电磁炮随着中国人的突破,似乎又开始“烂大街”了。不过,2018年以来,各国在电磁炮领域怒刷存在感,不免使人有些鱼龙混杂之感。哪些是真正认真搞研发,哪些是凑个热闹要点经费,恐怕最后还要以实际成果见真章!返回搜狐,查看更加多

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