電磁炮

  電磁炮是利用電磁發射技術製成的一種先進動能殺傷武器。與傳統大炮將火藥燃氣壓力作用於彈丸不同，電磁炮是利用電磁系統中電磁場產生的洛倫茲力來對金屬炮彈進行加速，使其達到打擊目標所需的動能，與傳統的火藥推動的大炮，電磁炮可大大提高彈丸的速度和射程。

  19世紀，英國科學家法拉第發現了法拉第電磁感應定律，該定律表明磁場中的電荷和電流會受到洛侖茲力的作用，即位於磁場中的導線在通電時會受到一個力的推動，同時，如果讓導線在磁場中作切割磁力線的運動，導線上也會產生電流。

  20世紀初，有人提出利用洛侖茲力發射炮彈的設想。在兩次世界大戰中，法國、德國和日本都曾研究過電磁炮。第二次世界大戰以後，其他國家也進行過這方面的研究。

  第一個正式提出電磁發射/電磁炮概念並進行試驗的是挪威奧斯陸大學物理學教授伯克蘭。他在1901年獲得了“電火炮”專利。1920年，法國的福瓊·維萊普勒發表了《電氣火炮》文章。幾乎同時，美國費城的電炮公司研製了用於火炮的電磁加速器。二戰期間，在軍事需求的刺激下，德國、日本都研製過電磁炮。德國的漢斯萊曾將10克彈丸用電磁炮加速到1.2公里/秒的初速。

  20世紀70年代初，澳大利亞國立大學建造了第一台電磁發射裝置，將 3克重的塑料塊（炮彈）加速到6000米/秒的速度。此後，澳、美科學家製造了不同類型的實驗樣機，並進行過多次發射實驗。用單極發電機供電的電磁炮，已能把318克重的炮彈加速到4200米/秒的速度。磁通壓縮型電磁炮已能將 2克重的炮彈加速到11000米/秒的速度。

  20世紀70年代，澳大利亞國立大學的查里德·馬歇爾博士運用新技術，把3克彈丸加速到了5.9公里/秒。這一成就從實驗上證明了用電磁力把物體推進到超高速度是可行的。1978年公布實驗情況後，引起了各國軍方的特別關注，美國國防委員會得出“未來高性能武器必然以電能為基礎”的結論。美國防部成立了“電磁炮聯合委員會”，協調軍隊、能源部、國防原子能局及戰略防禦倡議機構分散進行的電炮研究工作。

  1980年，美國西屋公司為“星球大戰”建造的實驗電磁炮把質量為300克的炮彈加速到了每秒約4千米，而在真空中，這個速度還可提高到每秒8-10公里。

  1992年，美國已把一門口徑90毫米、炮口動能9兆焦的電磁炮樣炮推到尤馬靶場進行試驗。電磁炮從實驗室到靶場說明，電源小型化技術已有所突破。

  高速發展電磁炮曾是冷戰時代美國“星球大戰”軍備計劃的重點項目，被視為對抗核彈的秘密武器。美國海軍於2005年重新啟動電磁炮研究，截止2010年投放2.11億美元。

  2010年12月6日，美國通用原子公司公司宣布，該公司研製的Blitzer防空型電磁軌道炮的樣炮已經於9月在美國陸軍杜格威試驗場成功試射了空氣動力學彈丸。

  2010年12月12日，美國研發電磁軌道炮在海軍試射中，將電磁炮以音速5倍的極速，擊向200公里外目標，射程為海軍常規武器的10倍。美軍目標在8年內進行海上實測，並於2025年前正式配備於軍艦上。 該實驗在弗吉尼亞州達爾格倫水面作戰中心進行，先後兩次試射電磁炮。電磁炮主要由兩條軌道組成，炮身裝在拖車大小的長方形槍管，軌道中間放着鋁製20磅炮彈。電磁炮接上電源後，電流會通過兩條軌道，從而生成強大推力，將鋁彈以高速彈射。美軍最終實戰配備目標是電磁炮射程最遠可達321公里，可讓軍艦在敵艦射程範圍外發動攻擊。

  電磁炮優點眾多，首先是射速快，配合全球定位系統（GPS）更可進一步提高準繩度。此外，由於電磁炮毋須火藥，既可提升船員安全，亦可令軍艦攜帶炮彈數量增加10倍。

  美國研發的電磁炮已經完成了第一階段（原型機研發階段），研製了2套工業電磁軌道炮系統原型；項目已經進入第二階段，海軍及工業部門將測試在一分鐘內進行多輪發射。

  2014年美國海軍已用電磁炮進行海上試射，利用電磁發射音速七倍的高速輕型炮彈。該型電磁炮已在地面展開廣泛試射。現已安裝在美國海軍快速艦“米利諾基特號”，並在2016年進行了海上試射。

  美國海軍研究部主任克隆德海軍少將在一項軍方科技圓桌會議上透露，“這已是真實的，不是科幻小說，你可以親眼看它發射。”克隆德在華盛頓附近舉行的海空宇航科技博覽會上表示電磁炮將協助加強美國的空防、巡航導彈防衛及彈道導彈防衛，同時還具有成本低廉的優點。

  中國大陸也在積極進行電磁炮的研製。2013年11月20日出版的《簡式防務周刊》

  報道稱，衛星圖象顯示中國包頭市西北方的一個所謂裝甲設備與火炮測試中心，有兩門火炮，它們分別長約26米和33.5米，這兩門超級火炮各自被固定在混凝土基座上，這個混凝土基座曾與2010年9月至2012月12月期間現身，當時衛星圖像首次捕捉到了這兩門火炮的身影。而最新的衛星照片顯示，這兩門火炮2013年7月仍在原處。而在2011年拍攝的衛星照相中，尺寸更大的那門所謂火炮前方，有一系列似乎是靶標的物體。報道猜測，這顯示該處正在對高速炮彈進行穿透力測試。

  由於電磁軌道炮是一種具有高能量的武器，因此發熱情況嚴重，需要有良好的冷卻技術支持。電磁軌道炮並不僅僅是一個炮彈發射裝置，而是由多個系統組成的。

  電磁炮的優勢：

  (1)電磁推動力大，彈丸速度高。電磁發射的脈衝動力約為火炮發射力的10倍,所以用它發射的彈丸速度很高。一般火炮的射擊速度約為0.8公里/秒，步槍子彈的射擊速度為l公里/秒。而電磁炮可將3克重的彈丸加速到11公里/秒，將300克的彈丸加速到4公里/秒。軍事專家預言，將來的速度可達100公里/秒。速度對於天基反導彈系統來說尤為重要。因為攔截器速度越高，不僅攔截的效率高。而且可大大減少天基武器的數量。

  (2)彈丸穩定性好。電磁炮彈丸在炮管中受到的推力是電磁力, 這種力量是非常均勻的，而電磁推力容易控制，所以彈丸穩定性好，這有利於提高命中精度。

  （3）隱蔽性好。電磁炮在發射時不產生火焰和煙霧，也不產生衝擊波，所以作戰中比較隱蔽，不易被敵人發現。而且，它採用低級燃料作能源，而不是常規火藥，這有利於發射陣地的安全。

  (4)彈丸發射能量可調。可根據目標性質和射稱大小可快速調節電磁力的大小，從而控制彈丸的發射能量。

  (5) 比較經濟。與常規武器比較，火炮發射藥產生每焦耳能量需要10美元，而電磁炮只需要0.1美元。如果與其他太空武器相比，電磁炮就更經濟了。

電磁炮的具體作戰用途：

  （一）用於天基反導系統：電磁炮由於初速度極高，可用於摧毀空間的低軌道衛星和導彈，還可以攔截由艦隻和裝甲發射的導彈。因此，在美國的“星球大戰”計劃中，電磁軌道炮成為一項主要研究的任務。

  （二）用於防空系統：由於電磁炮初速度高，射速也高。有美軍軍事專家認為可用電磁炮代替高射武器和防空導彈，執行防空任務。如美國正在研製一種電磁炮，其發射速度為500發/分，射程達幾十千米的電磁炮，準備替代艦上的“密集陣防空系統”。用它不僅能打擊臨空的各種飛機，還能在遠距離攔截空對艦導彈。英國也正在積極研製用於裝甲車的防空電磁炮。

  （三）用於反裝甲武器：美國的打靶試驗證明，電磁炮是對付坦克裝甲的有效手段。發射質量為50克、速度為3km/s的炮彈，是非常優良的反裝甲武器。

  （四）用於改裝常規火炮：隨着電磁發射技術的發展，在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統，可大大提高火炮的射程。美國利用這一技術，已將火炮射程加大到150公里。

  （五）用於反坦克武器。由於電磁炮初速極高，所以，它的穿甲能力極強，能有效地穿過坦克裝甲，成為反坦克厲器。

  （六）用於裝備炮兵部隊。電磁炮可望裝備炮兵部隊。美國海軍陸戰隊也對電磁炮感興趣。美國海軍陸戰隊經常在海外執行作戰任務，需要電磁炮這樣的遠程快速打擊武器，對沿岸作戰的士兵進行火力支援。美國陸軍也在研發較小型的電磁炮用於陸戰。

  （七）用於裝備海軍艦艇。由於電磁炮具有的特點，它有望替代火炮，成為新型艦炮，裝備海軍艦艇。