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中国在测电磁炮或是轨道炮 面临使用寿命短等大难题
送交者: 岚少爷 2018年02月05日20:24:08 于 [军事天地] 发送悄悄话

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  这几天各界聊中国电磁炮的文章已经太多太多,能写的角度大家也写的差不多了,不过有一些重要的地方还是有必要再啰嗦几句的。在本菜第一篇电磁炮的文章里提到说轨道炮的寿命问题是目前美国电磁炮技术停滞不前的一个重要原因,如果中国能在电磁炮领域另辟蹊径采用线圈炮的话也许能绕开轨道炮的技术难题实现弯道超车。这句话被不少读者解读为中国电磁炮可能采用的线圈炮,更有甚者在此基础上引申出了中国电磁炮采用重接炮的说法。

  然而随着海洋山号电磁炮试验舰高清大图的曝光,认为是线圈炮的那部分读者恐怕要失望了。本菜不负责任(yicuidingyin)的判断目前海洋山号试验舰上的电磁炮大概率用的是轨道炮。

  之所以得出海洋山号试验舰上电磁炮是轨道炮的结论,是因为在结构上其与美国GE公司的电磁炮还有BAE公司的轨道炮结构类似。从外观上讲,这类电磁炮最典型的识别特征是炮身呈椭圆形,炮管根部包裹在用于俯仰的摇架之中。由于轨道炮比普通身管火炮更在意炮身的直度,所以轨道炮的平衡机连接在了炮身的中部。

  轨道电磁炮的摇架往往都粗的吓人,但并不能由此证明轨道炮的威力有很多大。因为目前轨道炮的主流设计都是以高速轻弹丸为主,真正与电磁炮威力相关的是加载到轨道上的电流有多大。

  之所以各国目前实用化的电磁炮都选择了轨道炮的构型,主要原因有以下几点。

  首先、轨道炮的结构简单并且非常紧凑;而线圈炮的结构相对复杂,不利于工程实现。

  如果海洋山号上的电磁炮是线圈炮上,在其炮身上应该有与上图中的电磁枪有相似的线圈机构,而事实上这一点是并不存在的。

  其次、轨道炮具有发射稳定性好,炮弹在发射过程中受力均匀,炮弹初速可以由加载电流大小精确控制;反观线圈炮、理论上比轨道炮效率更高,但是在实际中往往由于各线圈间的同步问题而使得炮弹发射的稳定性并不如想象中的好。

  第三、线圈炮虽然规避了大电流对于炮身的冲击,但是弹丸在加速时,位于弹丸之上的电枢线圈一样会生产很大的电流。如果弹丸要达到很高的速度,我们就不得不考虑电枢线圈过热对于弹丸本体的影响。此外当高速运动时电枢线圈会产生很高的反电动势阻碍速度的提高,并且电枢线圈与驱动线圈的互相作用需要电枢线圈有足够的机械强度。

  长期以来,由于缺乏相关的知识,公众很难认清楚不同原理电磁炮之间的差异。通常来讲目前轨道炮适合“高初速轻炮弹”的用途;虽然大家公认线圈炮理论上比轨道炮的效率更高,但是在应用上,线圈炮通常是将一个大的载荷打到需要的速度,比如马院士的一干用于弹射导弹的线圈炮发射器;或者是根据其加载电流小的特点,比如现在民间爱好者们搞的一干手持电磁发射器。至于什么重接炮其实可以看做是线圈炮的一种变形,连炮管都不需要,又怎能是海洋山号试验舰上的电磁炮呢?

  当然说了这么多,很多朋友仍然会问那电磁炮的轨道寿命啊,高耗能啊该怎么解决呢?轨道寿命的问题主要来源于瞬间大电流对于轨道的和电枢的冲击和两者之间的摩擦,只要对于炮口动能的目标在一个合理的范围之内,总能通过采用导电性能更好且强度够高的材料来将到一个合理的可承受的范围之内。对于电磁炮高耗能的问题,虽然目前超高功率密度的电源很难实现,但是在电磁炮应用领域可以通过串联或者并联若干功率密度稍小的电源来实现。只要威力够劲儿,电源笨一点又不是不能接受。就像早期的笔记本,续航是差了一点,可又有谁因为笔记本的续航差而放弃使用呢?

  在本文的末尾,告诉一个分辨轨道炮和线圈炮的小窍门。某种电磁炮在射击时如果有闪光的话,其一定就是轨道炮。因为当轨道炮的弹丸出膛之后,剩余的能量会以电弧放电的形式而被消耗掉。如果在射击时没有炮口闪光则一定是线圈炮。

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