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未来很丰满、现实很骨感、电磁炮不是近期能投入实战的装备

伽利略视野 2019-04-16 04:56  WZFBW.COM

狭义的电磁发射概念是不再使用发射药的能量,而是直接将动力系统提供的电力转化为攻击的能量,例如电磁炮。广义的电磁发射概念包含电磁炮和电磁弹射概念,是将产生的电能最广泛的应用到需要瞬间能量输出的方方面面,这改变了人类有历史以来主要利用人力、畜力、化学能的进程。主要是利用了电能的近乎无限的大能量特性,以达到发射的高速度、高破坏力、高负载性。有效的避除了其它能源方式的一次性供能能量小、体积大的显著缺点。

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电磁炮口情况

在电磁弹射与电磁炮的技术中尤以电磁炮的应用遇到的技术问题多,因为极短时间内产生的能量输出大造成的边界状况也多。一旦掌握成熟的电磁炮技术,人类在所有无人发射的飞行速度、发射速率和发射负载方面将大大提高一个台阶。这些成果也能向下应用到有人的电磁弹射工程中。实现有人飞机、飞船更简洁的大跨步地高效率发射,扭转化学能在有人发射中一统天下的格局。

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中国最新试验性电磁炮

电磁炮关键部分首先是能量源。今天能量源主要是舰载发动机也就是舰艇的主机和舰载电站,能量源以后将要重点考虑电磁炮这样的高耗能功能的功率需求,这将需要全电综合推进或者舰载电站综合技术。自从我国采用中压直流的体制的电能供应方式,这部分已不再是难题。我国003型航母上就用了舰载电站综合技术,舰载主机的很大一部分功率直接用于发电,满足电磁弹射器和后续高能武器的上舰需要。

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中国电磁弹射试验

由于有了各种高耗能的设备,应用核能作为能量源已成为趋势,核聚变已成为人类最好供能方式,有了核聚变才能普遍地将高耗能的激光武器、微波武器、电磁弹射、外太空发射应用自如。而核聚变的研究人类才刚刚开始,还谈不上制造。

其次是储能装置,能量源发出来的电能需要储存起来,必须用一个储能装置,通过瞬间放电转化为短时间爆发的能量,将炮弹发射出去。因此储能装置能达到的能量密度,瞬间充放电的能力就是重点项目了。中美试验的电磁炮用的储能装置都是超级电容,利用储能装置极短时间充放电的能力实现能量的输入输出。美国2017年进行了32兆焦电磁炮的发射已经验证了这一世界上最强储能装置的能力。我国已进行了海上试验的电磁炮据说也是32兆焦电磁炮,其庞大的集装箱式设备就是储能装置。现代坦克炮的炮口最大动能是15兆焦到18兆焦。对于近距离的坦克炮来说威力是非常大的,但和电磁炮轻松达到30兆焦以上的能量相比,那就是小巫见大巫。而且随着以后电磁炮的能量需求更大,需要的储能装置就能庞大,实用性更差。

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核聚变全超导托卡马克装置 (合肥试验装置)

电磁炮的另一个重要部件是发射轨道。目前其主要技术困难是发射轨道的烧蚀问题,电磁炮发射瞬间可以看到炮口有类似爆炸的火焰,那是大量的轨道烧蚀产物造成的,可以预见,这对电磁炮的发射轨道寿命会有多大影响,不解决这个问题就难以解决电磁炮的适用性。

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电磁炮轨道烧蚀情况严重

不光组成环节实现的难题重重,而且使用效果方面也有较大困难。

电磁炮如果不能直接命中目标,那么炮弹动能再大,也不能对目标造成杀伤的。而现代技术基础还无法让如此高过载的炮弹实现精确制导,这不同于媒体上渲染的电磁炮直接靠动能可以直接实现高效杀伤的说法。

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电磁炮弹因过载巨大无法使用精确制导

美国曾要求海军电磁炮发射能量达到64兆焦。但结果发现在此10万G的过载状态下,炮弹无法实现制导,最后降标准为32兆焦。战斗机航炮的炮弹过载最大可达8万G以上,目前只能使用机械引信。精确制导武器过载能达到大约3万G,是现有先进电子设备能承受的过载极值。而我国的精确制导武器的极限过载只有2万G,与国际先进水平相比差距明显。从当前来看,我国还无法制造能承受32兆焦电磁炮加速度的精确制导弹药,因此要制造出能承受更大过载的电子设备,则需要超越美国。虽然这也不是不可能的,但需要投入更多的财力、人力和时间。因此电磁炮的上游难题还没全部解决。并不是近期能投入实战的装备。

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