电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)

对于电磁炮,想必喜爱军事的小伙伴肯定都不陌生,这种射程远、威力大、造型科幻的未来武器不止在好莱坞大片中多次出现,而在现实世界里,人类也已攻克了各种技术难关,距离实际应用已然不远。

电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)(1)

在电磁领域,美国无疑处于世界领先水平,相关技术也最为成熟,其最新研制的万吨超级科幻战舰“朱姆沃尔特”级驱逐舰上就曾计划安装最先进的电磁轨道炮,后来因为技术原因并没有实现。不过美国最新一级核动力航母“福特”级,上面率先采用了最新的电磁弹射的方式,大大增加了舰载机的出动效率。

电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)(2)

其实,在电磁炮问世之前,还有一种研发已久的大炮,它与电磁炮只有一字之差,但两者待遇却宛若天鸿,一个成为军界赤手可热的“网红”,而另一个则成为了过气的明星,它就是电热炮。

听到这个名字,一些资深军迷可能多少会了解一些,当年它在军界也是明星般的存在,但奈何昙花一现,现在几乎听不到它的任何消息。

电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)(3)

图为某电热炮试验平台

电磁炮和电热炮名字听起来很是接近,但两者在技术上却有本质区别,电磁炮是基于电磁感应原理,通过洛伦兹力将炮弹发射出去。与现代大规模应用的常规化学能火炮相比,电磁炮能量转换效率更高,从而更容易实现高初速、远射程的优异特性,是未来火炮领域重点研发目标。

电热炮与电磁炮的发射原理完全不同,两者存在本质的区别。

电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)(4)

图为网友自制手工电热炮

电热炮的发射原理更接近于水加热的过程,是利用电能加热特定介质来释放能量推进炮弹发射,并非利用电磁原理提供动能。一般来说,电热发射还分两种类型:一种是使用特定的高功率脉冲电源向某些特定介质加热,进而转换成等离子体状态,然后再利用含有热能和动能的等离子体直接推进炮弹运动,这种直接利用电能推进的方式称为直热式,是一种“纯”电热炮,不掺杂任何化学能在里面;另一种是利用加热产生的等离子体再去碰撞加热其它更多的低质量特定介质,从而产生动能推动炮弹运动,这种方式称为间热式,而用于二次释放能量的低质量特定介质可以是某些特殊化学药,在发射过程中既使用了电能也使用了化学能,因此这种电热炮更像一种改进型的化学能火炮,从而也被称为化学电热炮。

因为化学电热炮在发射过程中实现了电能和化学能的双重利用,达到了最高的能量输出,因此成为目前世界各国的主要研究对象。

电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)(5)

图为美国M-8轻型坦克在进行电热炮射击试验

电热炮的研发时间较早,在实际的技术成熟度上要远高于后起之秀电磁炮,也更加适合大规模列装,而在现实中,也早已将其应用于陆地装甲之上。此前,美国在M-8型轻型坦克专门试验了一款105毫米电热化学炮。这门火炮代替原来的XM-120毫米滑膛炮,但炮闩结构并没有改变,为部队大规模列装提供了便利。在试验过程中,电热化学炮实现了超2000米每秒的炮口初速,比一般的化学能火炮初速提高了不少。

电磁炮的原理讲解(世人只知电磁炮)(6)

不过,相比初速提高带来的好处,电热化学炮的缺点也很明显,首先就是成本问题。为给电热化学炮提供充足的电能,需要研发超大容量的电容组,而等离子发生器的的研发也需要一笔不菲的费用,比起成熟耐用的化学能火炮,其成本不可谓不高昂。然而,高成本所带来的实际效益却不容乐观,电热化学炮对比普通化学炮,其动能本质并没有发生多少变化,炮口2000米每秒的初速对于现代化学炮来说也不是不可以实现。

因此,从性价比方面来考虑,电热化学炮还有比较长的一段路要走。

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