中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)

網(wǎng)上流傳的中國(guó)電磁炮上艦的照片。筆者作為電磁炮愛好者,曾經(jīng)自行設(shè)計(jì)制造過電磁炮的工程模型。

現(xiàn)就網(wǎng)上流傳的圖片資料,對(duì)目前這門炮嘗試進(jìn)行一些分析!

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖1

圖片:網(wǎng)上流傳的中國(guó)電磁炮裝艦樣機(jī),注意炮管中后部凸起部分及下部支撐結(jié)構(gòu)。

針對(duì)這臺(tái)原型機(jī),目前比較大的一個(gè)爭(zhēng)議就是這門電磁炮的種類。

通常意義上的電磁炮包括:軌道炮,重接炮以及線圈炮三種形式。但從實(shí)質(zhì)上說(shuō),重接炮是線圈炮的一種特殊種類。從目前的照片來(lái)看,基本可以排除重接炮的可能,因?yàn)橹亟优诘膹椡铻閷?shí)心的非鐵磁材料的良導(dǎo)體。從未來(lái)裝備部隊(duì)的角度來(lái)看,研發(fā)這樣一種彈種單一的武器顯然不利于部隊(duì)遂行多任務(wù)的要求。

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖2

圖片:重接炮基本構(gòu)型

目前相對(duì)主流的意見是軌道炮。

因?yàn)橄鄬?duì)于線圈炮,世界各國(guó)在軌道炮上投入的資源更多,相關(guān)技術(shù)也比較成熟。2014年美軍在圣地亞哥海軍基地港口的聯(lián)合高速船USS Millinocket(JHSV 3)上展出的BAE系統(tǒng)公司制造的電磁炮原型機(jī)即為軌道炮。此前陸上試驗(yàn)的型號(hào)也是軌道炮。

摸著鷹醬屁股過河的兔子,這次上艦的會(huì)不會(huì)也是軌道炮呢?

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖3

圖片:BAE系統(tǒng)公司制造的電磁軌道炮原型機(jī)

我認(rèn)為未必。

根據(jù)圖片判斷,從炮管中段向后明顯的凸起部分,而軌道炮的炮管是兩段相互平行的均勻金屬導(dǎo)軌。從此前BAE系統(tǒng)公司展示的原型機(jī)中我們也可以看到這點(diǎn)。

對(duì)于這部分凸起是散熱系統(tǒng)的質(zhì)疑,其實(shí)也并不可靠。固然軌道炮運(yùn)行需要較高的電流和電壓,同時(shí)會(huì)發(fā)生劇烈的燒蝕,但其發(fā)熱量遠(yuǎn)未達(dá)到需要如此龐大的散熱系統(tǒng)的地步。況且如果是散熱系統(tǒng),應(yīng)當(dāng)有冷卻液回路連接到炮塔內(nèi)部,但從目前的圖片分析并未發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)構(gòu)。所以基本排除了是電磁軌道炮加散熱系統(tǒng)的假設(shè)。

而凸起部分更可能是多級(jí)感應(yīng)式線圈炮的前幾級(jí)加速線圈,后面炮管較細(xì)的部分可能為次級(jí)加速線圈或制導(dǎo)線圈一類的裝置。炮管下部存在的支撐結(jié)構(gòu),則可能證明了炮管內(nèi)高密度金屬的存在,例如銅質(zhì)的驅(qū)動(dòng)線圈。

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖4

圖片:網(wǎng)友分析的電磁炮全系統(tǒng)模塊。

很明顯,我們此次上艦的電磁炮樣機(jī)走了與國(guó)外經(jīng)驗(yàn)完全不同的道路。這在某種程度上暗示了我們?cè)谶@一領(lǐng)域取得了突破性的進(jìn)展,已經(jīng)可以獨(dú)立走出自己的道路而不需要參考別人的發(fā)展方式。

那么采用線圈炮相對(duì)于軌道炮有怎樣的優(yōu)勢(shì)呢?

線圈炮相對(duì)于軌道炮的優(yōu)勢(shì)可以說(shuō)是相當(dāng)明顯的。首先就體現(xiàn)在了線圈炮的高能量效率上,而能量轉(zhuǎn)換效率最能體現(xiàn)電磁炮系統(tǒng)的性能,而在影響能量轉(zhuǎn)換效率的諸多因素中,軌道炮主要損失在于炮管的歐姆損失與炮管電感的殘留磁能,而即便是理想條件下忽略電阻的軌道炮,電源提供能量的一半轉(zhuǎn)化為彈丸的動(dòng)能,導(dǎo)軌炮的效率最高也只有50%,考慮到炮管的歐姆損失和摩擦阻力等,導(dǎo)軌炮的效率必然會(huì)低于50%的理論值,一般在25%-35%左右。

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖5

圖片:電磁炮與傳統(tǒng)火炮能量轉(zhuǎn)換效率對(duì)比,1:線圈炮 2:軌道炮3:電熱炮

相比之下線圈炮的優(yōu)勢(shì)則更為明顯,可以通過磁懸浮技術(shù)避免彈丸與炮管的機(jī)械接觸,這就避免了摩擦阻力的產(chǎn)生;而在理論上線圈炮可以達(dá)到100%的潛力,而現(xiàn)實(shí)中平均也可達(dá)到50%以上的效率,這幾乎是導(dǎo)軌炮效率的兩倍。

這也就意味著在使用相同電源的時(shí)候,線圈炮可以達(dá)到更高的彈丸動(dòng)能。而多級(jí)線圈驅(qū)動(dòng)的方式則可以大大減小驅(qū)動(dòng)元件所需的電流,同時(shí)大可使用多電源分散供電,從而避開了特大功率電源和開關(guān)的存在。

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖6

圖片:電磁線圈炮理論模型。

而從未來(lái)裝備部隊(duì)的角度來(lái)看,線圈炮有著相比于軌道炮更為明顯的優(yōu)勢(shì)——高維護(hù)性。

多級(jí)線圈炮在使用中可以方便地通過拆卸部分線圈來(lái)進(jìn)行維修,而軌道炮則需要整段更換導(dǎo)軌。另一方面,線圈炮在使用中不會(huì)有燒蝕問題,而軌道炮在發(fā)射時(shí)會(huì)對(duì)導(dǎo)軌產(chǎn)生劇烈的燒蝕作用。在目前的材料技術(shù)下導(dǎo)軌炮在經(jīng)過一定次數(shù)的發(fā)射后就需要更換導(dǎo)軌,這無(wú)形中增加了后期的維護(hù)成本以及不可靠性。

中國(guó)研制電磁線圈炮上艦,直線超車性能比美國(guó)電磁軌道炮更強(qiáng)的圖7

圖片:中國(guó)可能走了一條與美國(guó)完全不同的電磁炮道路。

總體來(lái)說(shuō),這次電磁炮上艦體現(xiàn)了我國(guó)不斷增強(qiáng)的科技實(shí)力,也體現(xiàn)了我們不甘于永遠(yuǎn)走別人的走過的老路,而是要走出自己獨(dú)特的新路的決心。

我們看到的不只是科技的進(jìn)步,更有無(wú)數(shù)科研人員的努力與付出。

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