美海军成功试射新型舰载电磁炮 可媲美中程导弹(2)
新闻资料
不用火药的炮
电磁炮又称电炮,它是一种新概念火炮,是利用电磁发射技术制成的一种先进的动能杀伤武器。
电磁炮与传统的火炮相比有根本性区别:火炮是利用火药燃烧产生的燃气压力,作用于弹丸来发射的。电磁炮是利用电磁力作用,将弹丸发射出去。这样,可大大提高弹丸的速度和射程。所以,电磁炮出现后,便引起了世界各国军事家们的关注。
电磁炮根据其构造不同可分为电磁线圈炮和电磁轨道炮两种。
电磁线圈炮是由环绕炮膛的一系列固定线圈与环绕弹丸的弹体线圈所组成。炮弹发射时,电源依次给环绕炮膛的一系列固定线圈供电,产生一个沿炮管运动的移动磁场,使得在环绕弹丸的弹体线圈中产生感应电流,感应电流也形成一个磁场,产生加速力,使弹丸在炮管整个长度上得到加速。弹丸就这样高速地被发射了出去。
电磁轨道炮是由导轨、电枢及电源组成。导轨是一对平行的金属轨道,用于传导电流。金属轨道是由耐烧蚀、耐磨损、具有良好机械强度的材料制成,镶嵌在用高强度材料制成的绝缘筒内,构成炮管。电枢由导电金属或等离子材料制成,位于两金属轨道之间,它的前端装着弹丸,电枢带着弹丸一起在导轨间运动。当电磁轨道炮发射时,电源供电,强大的电流通过导轨、电枢,最后又返回电源,构成回路,并在回路内产生感应电流,感应电流在回路内产生磁场,对电枢产生一个电磁加速力,推动电枢运动。装在电枢前端的弹丸也得到加速,弹丸就这样被发射了出去。
美国海军此次试射的电磁炮便是这类电磁轨道炮,有一根很长的炮管,炮管中有两根铜金属轨道。
延伸阅读
历史悠久的“新概念武器”
电磁感应定律引创新
19世纪,英国科学家法拉第发现,如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动,导线上会产生电流;而如果给位于磁场中的导线通电,则这根导线将会受到一个力的推动。这就是著名的法拉第电磁感应定律。正是根据这一定律,人们发明了现在广泛应用的发电机和电动机。电动机产生的强劲扭矩启示了科学家和军事家,如果把磁场中的这根导线换成一个轨道,上面再搁一枚炮弹,或者干脆把导线换作一枚可导电的炮弹,是否能把这枚炮弹发射出去?
1901年,挪威奥斯陆大学的伯克兰教授制造出了世界上第一台电磁发射器,他还特意为之申请了第一项电磁炮世界专利,并成立了一家名为“伯克兰”的轻武器公司来专门研究和制造电磁炮。伯克兰教授制造的最大电磁炮能够将铁制炮弹加速到80—100米/秒。后来,伯克兰教授意识到他无法获得理想的动力—强大的脉冲电源,不得不放弃了他的研究。
已有九十多年历史
电磁轨道炮属于不折不扣的“新概念武器”,但这一发明起源较早,已经有了九十多年的历史。
电磁轨道炮由法国人维勒鲁伯于1920年发明。1944年,德国的汉斯勒博士研制出长2米、口径20毫米的电磁轨道炮,能把重10克的圆柱体铝弹丸加速到1.08千米/秒;1945年他又将两门电磁轨道炮串联起来,使炮弹速达到了1.21千米/秒。二战期间,日本也研究过感应加速式电磁轨道炮,并把2千克的弹丸加速到335米/秒。但由于材料和电力等关键问题无法解决,电磁轨道炮的研究陷入瓶颈。
上世纪60年代,美国和澳大利亚的科学家发现,通过瞬间释放高速旋转的飞轮所蕴含的能量,可以获得电磁炮所需的脉冲电源,电磁炮的研究和发展由此出现转机。
1978年,澳大利亚国立大学物理学家理查德·马歇尔和约翰·巴伯等人使用5米长的电磁轨道炮,成功将质量3.3克的塑料弹丸以5.9千米/秒高速发射出去。这一成就从实验上证明了用电磁力把物体推进到超高速度是可行的。
渐成军事技术研究热点
1980年,美国的研究人员在威斯汀·豪斯研究和发展中心用电磁炮成功地发射了一颗质量为317克的弹丸,其飞行速度达到了4200米/秒。一时间,电磁炮成了各个国家军事技术研究的热点,各种结构的电磁炮被纷纷试制出来。
“冷战”结束后,随着美国和西方防御思想的转变,电磁轨道炮应用的研究重点也由战略和空间防御向常规战争和战术转移。为此美国陆军制定了一个焦点技术计划:大约用5年时间,投资5亿美元将炮口动能提高到20兆焦耳,初速达到3—4千米/秒,投资2.2亿美元,制造一种预研样机并使其具有一定的重复发射能力;然后再用两年时间进行试验和改进,进入全尺寸技术验证阶段,执行先进技术演示计划,从一般性武器化研究转向满足于防空、反导、反装甲和其他武器系统使用要求。
除美国以外,英、法、德三国以及日本和俄罗斯都介入了电磁轨道炮技术的研究。英国研制电磁轨道炮的主要方向是装备未来的主战坦克。法国和德国决定联合研制电磁轨道炮,计划分为两部分:一是基础研究;二是设计、制造和试验。基础研究分为系统总体、电磁轨道炮、线圈炮、高速弹丸、电源和开关6个项目。