电磁炮

  电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。

  19世纪，英国科学家法拉第发现了法拉第电磁感应定律，该定律表明磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用，即位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生电流。

  20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。第二次世界大战以后，其他国家也进行过这方面的研究。

  第一个正式提出电磁发射/电磁炮概念并进行试验的是挪威奥斯陆大学物理学教授伯克兰。他在1901年获得了“电火炮”专利。1920年，法国的福琼·维莱普勒发表了《电气火炮》文章。几乎同时，美国费城的电炮公司研制了用于火炮的电磁加速器。二战期间，在军事需求的刺激下，德国、日本都研制过电磁炮。德国的汉斯莱曾将10克弹丸用电磁炮加速到1.2公里/秒的初速。

  20世纪70年代初，澳大利亚国立大学建造了第一台电磁发射装置，将 3克重的塑料块（炮弹）加速到6000米/秒的速度。此后，澳、美科学家制造了不同类型的实验样机，并进行过多次发射实验。用单极发电机供电的电磁炮，已能把318克重的炮弹加速到4200米/秒的速度。磁通压缩型电磁炮已能将 2克重的炮弹加速到11000米/秒的速度。

  20世纪70年代，澳大利亚国立大学的查里德·马歇尔博士运用新技术，把3克弹丸加速到了5.9公里/秒。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。1978年公布实验情况后，引起了各国军方的特别关注，美国国防委员会得出“未来高性能武器必然以电能为基础”的结论。美国防部成立了“电磁炮联合委员会”，协调军队、能源部、国防原子能局及战略防御倡议机构分散进行的电炮研究工作。

  1980年，美国西屋公司为“星球大战”建造的实验电磁炮把质量为300克的炮弹加速到了每秒约4千米，而在真空中，这个速度还可提高到每秒8-10公里。

  1992年，美国已把一门口径90毫米、炮口动能9兆焦的电磁炮样炮推到尤马靶场进行试验。电磁炮从实验室到靶场说明，电源小型化技术已有所突破。

  高速发展电磁炮曾是冷战时代美国“星球大战”军备计划的重点项目，被视为对抗核弹的秘密武器。美国海军于2005年重新启动电磁炮研究，截止2010年投放2.11亿美元。

  2010年12月6日，美国通用原子公司公司宣布，该公司研制的Blitzer防空型电磁轨道炮的样炮已经于9月在美国陆军杜格威试验场成功试射了空气动力学弹丸。

  2010年12月12日，美国研发电磁轨道炮在海军试射中，将电磁炮以音速5倍的极速，击向200公里外目标，射程为海军常规武器的10倍。美军目标在8年内进行海上实测，并于2025年前正式配备于军舰上。 该实验在弗吉尼亚州达尔格伦水面作战中心进行，先后两次试射电磁炮。电磁炮主要由两条轨道组成，炮身装在拖车大小的长方形枪管，轨道中间放着铝制20磅炮弹。电磁炮接上电源后，电流会通过两条轨道，从而生成强大推力，将铝弹以高速弹射。美军最终实战配备目标是电磁炮射程最远可达321公里，可让军舰在敌舰射程范围外发动攻击。

  电磁炮优点众多，首先是射速快，配合全球定位系统（GPS）更可进一步提高准绳度。此外，由于电磁炮毋须火药，既可提升船员安全，亦可令军舰携带炮弹数量增加10倍。

  美国研发的电磁炮已经完成了第一阶段（原型机研发阶段），研制了2套工业电磁轨道炮系统原型；项目已经进入第二阶段，海军及工业部门将测试在一分钟内进行多轮发射。

  2014年美国海军已用电磁炮进行海上试射，利用电磁发射音速七倍的高速轻型炮弹。该型电磁炮已在地面展开广泛试射。现已安装在美国海军快速舰“米利诺基特号”，并在2016年进行了海上试射。

  美国海军研究部主任克隆德海军少将在一项军方科技圆桌会议上透露，“这已是真实的，不是科幻小说，你可以亲眼看它发射。”克隆德在华盛顿附近举行的海空宇航科技博览会上表示电磁炮将协助加强美国的空防、巡航导弹防卫及弹道导弹防卫，同时还具有成本低廉的优点。

  中国大陆也在积极进行电磁炮的研制。2013年11月20日出版的《简式防务周刊》

  报道称，卫星图象显示中国包头市西北方的一个所谓装甲设备与火炮测试中心，有两门火炮，它们分别长约26米和33.5米，这两门超级火炮各自被固定在混凝土基座上，这个混凝土基座曾与2010年9月至2012月12月期间现身，当时卫星图像首次捕捉到了这两门火炮的身影。而最新的卫星照片显示，这两门火炮2013年7月仍在原处。而在2011年拍摄的卫星照相中，尺寸更大的那门所谓火炮前方，有一系列似乎是靶标的物体。报道猜测，这显示该处正在对高速炮弹进行穿透力测试。

  由于电磁轨道炮是一种具有高能量的武器，因此发热情况严重，需要有良好的冷却技术支持。电磁轨道炮并不仅仅是一个炮弹发射装置，而是由多个系统组成的。

  电磁炮的优势：

  (1)电磁推动力大，弹丸速度高。电磁发射的脉冲动力约为火炮发射力的10倍,所以用它发射的弹丸速度很高。一般火炮的射击速度约为0.8公里/秒，步枪子弹的射击速度为l公里/秒。而电磁炮可将3克重的弹丸加速到11公里/秒，将300克的弹丸加速到4公里/秒。军事专家预言，将来的速度可达100公里/秒。速度对于天基反导弹系统来说尤为重要。因为拦截器速度越高，不仅拦截的效率高。而且可大大减少天基武器的数量。

  (2)弹丸稳定性好。电磁炮弹丸在炮管中受到的推力是电磁力, 这种力量是非常均匀的，而电磁推力容易控制，所以弹丸稳定性好，这有利于提高命中精度。

  （3）隐蔽性好。电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾，也不产生冲击波，所以作战中比较隐蔽，不易被敌人发现。而且，它采用低级燃料作能源，而不是常规火药，这有利于发射阵地的安全。

  (4)弹丸发射能量可调。可根据目标性质和射称大小可快速调节电磁力的大小，从而控制弹丸的发射能量。

  (5) 比较经济。与常规武器比较，火炮发射药产生每焦耳能量需要10美元，而电磁炮只需要0.1美元。如果与其他太空武器相比，电磁炮就更经济了。

电磁炮的具体作战用途：

  （一）用于天基反导系统：电磁炮由于初速度极高，可用于摧毁空间的低轨道卫星和导弹，还可以拦截由舰只和装甲发射的导弹。因此，在美国的“星球大战”计划中，电磁轨道炮成为一项主要研究的任务。

  （二）用于防空系统：由于电磁炮初速度高，射速也高。有美军军事专家认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹，执行防空任务。如美国正在研制一种电磁炮，其发射速度为500发/分，射程达几十千米的电磁炮，准备替代舰上的“密集阵防空系统”。用它不仅能打击临空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹。英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮。

  （三）用于反装甲武器：美国的打靶试验证明，电磁炮是对付坦克装甲的有效手段。发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹，是非常优良的反装甲武器。

  （四）用于改装常规火炮：随着电磁发射技术的发展，在普通火炮的炮口加装电磁加速系统，可大大提高火炮的射程。美国利用这一技术，已将火炮射程加大到150公里。

  （五）用于反坦克武器。由于电磁炮初速极高，所以，它的穿甲能力极强，能有效地穿过坦克装甲，成为反坦克厉器。

  （六）用于装备炮兵部队。电磁炮可望装备炮兵部队。美国海军陆战队也对电磁炮感兴趣。美国海军陆战队经常在海外执行作战任务，需要电磁炮这样的远程快速打击武器，对沿岸作战的士兵进行火力支援。美国陆军也在研发较小型的电磁炮用于陆战。

  （七）用于装备海军舰艇。由于电磁炮具有的特点，它有望替代火炮，成为新型舰炮，装备海军舰艇。