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中国电磁步枪来了!造型科幻炫酷,什么时候才能正式装备?
送交者: 中国海军 2020年06月27日02:54:11 于 [军事天地] 发送悄悄话

中国电磁步枪来了!造型科幻炫酷,什么时候才能正式装备?



中国电磁枪现身,距离装备还有多远?

很多玩过《星际争霸》的网友,恐怕都会对里面人族步兵所使用的高斯步枪有深刻印象。

高斯步枪是以电磁加速轨道为动力,发射金属弹药的一类步枪,能够以超音速发射金属刺钉子弹,这种弹药天生就是为了撕开敌人的外壳而存在的,可以对重装坦克造成伤害。


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▲GTA5 中的高斯能量步枪轻松打爆坦克


不过这种步枪只存在于游戏当中。但是如果小二告诉你这种步枪已经在中国出现并出现在解放军手中,你会不会很惊讶呢?


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▲视频中亮相的外形科幻电磁枪


近日,八一军视网发布了一则视频,视频中几名战士手持电磁步枪和电磁手枪,分别进行了气球、多层木板和钢板的射击实验,威力惊人。


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▲这剪辑颇有大片感


顾名思义,电磁枪采用线圈通电方式发射弹丸,它与传统枪械将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁枪主要是利用电磁场产生的力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的动能。


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▲电磁场力的直观表现


这种原理其实很早就出现了,早在19世纪,英国科学家法拉第就发现,磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,这就是洛仑兹力。而如果让导线切割磁力线,导线上也会产生电流。

有人用这个原理发明了电动机和发电机。而有人突然脑洞大开,能不能利用洛仑兹力发射枪弹呢?能!1845年,查尔斯·惠斯通制作出了世界第一台磁阻直流电动机,并用它把金属棒抛射到20米远。


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▲惠斯通8岁通晓各种乐器

15岁自己写歌,是一个文艺范科学家


奈何第一个搞出原始版电磁枪的惠斯通却淹没于历史长河,1901年,挪威奥斯陆大学物理学教授伯克兰正式提出电磁发射/电磁炮概念,并获得了"电火炮"专利(这个故事告诉我们,有了脑洞一定要抢先注册专利!)。

一战和二战期间,在战场需求的刺激下,各国都开始过电磁枪炮的研究,比如德国的汉斯莱曾将弹丸用电磁炮加速到1.2公里/秒的初速。战后,这些技术资料也被搬到了美国。


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▲汉斯莱的电磁炮


从二战到现在,各国都没有停止电磁枪械的研究,美国的口径90毫米、炮口动能9兆焦的电磁炮样炮开始靶场试验,而中国更是略胜一筹,已经开始了电磁炮的舰载实验。


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▲美国的电磁炮


电磁炮都有了,那么采用同样原理的电磁枪为什么迟迟不见出来呢?其实这是有原因的。


目前主流的电磁枪炮技术路线主要是两种,一种是Railgun轨道式,一种是Coilgun线圈式。这两种都是利用电磁原理的抛射器,不过具体技术有些不同。轨道式的弹药需要接触通电导轨形成回路,所以先决条件是弹药的部分为导电体,而线圈式的弹药则需要是磁体。


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▲轨道式发射原理


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▲线圈式发射原理


但不论是轨道式还是线圈式,都面临一个问题:需要电,而且不是普通的电,是超短时间大电流放电技术。通过洛仑磁力研究我们知道,要想提高初速,要么增长电磁轨道(显然没人愿意背一把几米长的枪),要么加大电磁力。电磁力越大,意味着所需要的电流也越大,这就需要大容量电池,毕竟没人愿意背着一台发电机上战场。


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▲变形金刚里面要靠驱逐舰来给电磁轨道炮供电


除了需要有巨大的电力供应,还要求有精密的电路设计,毕竟要想加大电流,只能用若干个电源并联,并联的越多,电流越大。但大电流往往又容易烧毁电缆,而且散热始终是个大问题,因此各种配套的优化电路和冷却装置是非常必要的。


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▲电磁炮研制车间,可见其复杂程度


因此目前面世的电磁炮,往往体积巨大,只能安装在地面来实验,就算中国的电磁炮已经上舰,也只是上了一艘登陆舰,小型舰只是无法满足电磁炮的能源需求和设备需求的。


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▲就算在军舰上

国产电磁炮仍然显得硕大无比


这种尴尬的情况也就决定了如果把电磁发射武器单兵化,首先要解决的还是电池问题,在电池技术没有突破的今天,是不太可能出现实用化电磁枪的。


如果不考虑电池容量,只为了验证性能,能否造出一支电磁枪来呢?答案当然是可以。首先,电磁枪只需要电路,像枪机、抽壳钩抛壳挺、导气装置等等已经上百年的设计统统可以扔掉,上膛-闭锁-击发-解锁-抛壳这种已经运用了上百年的原理也可以抛弃,我们只需要一个电池、一个线圈,一个供弹机构、一个控制电路,一支枪的外壳就够了。毕竟我们只需要验证是否可行,电池耐久度、散热性能、耐恶劣环境性能都不用考虑。


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▲这种小实验我们自己就可以搞


这种尝试,美国其实已经有过电磁产品了。美国两个大学生成立了“ARCFLASH”实验室,推出了EMG-01A型电磁枪。


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▲EMG-01A型电磁枪实弹射击动图


EMG-01A枪口初速达到45米/秒,枪口动能为4.65焦耳,能够进行全自动发射,射速达每秒4发。该枪使用0.25×0.75的销钉子弹,弹夹容量为9发子弹,整枪重量约为3公斤,充一次电可射击100发。

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▲EMG-01A部件详解


此次亮相的解放军电磁枪,其实应该也就是一种和EMG-01A类似的“验证”枪,它是陆军勤务学院的几个学员自己捣鼓出来的。从外观来看,手枪采用了传统结构,步枪采用了无托结构,外壳应该是3D打印的,使用若干级IGBT模块开关作为电磁驱动动力。


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▲此次亮相的电磁枪

枪的顶部能够安装皮卡汀尼导轨,用于安装红点瞄具,从视频中的精度射击来看,精度颇为不俗。


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▲精度测试

另外,电磁子弹虽然不用火药,体积会变小,但电磁枪本身并不适合设计膛线,为了稳定飞行姿态,防止子弹出膛百米就开始玩布朗运动,需要加大子弹的长径比,让子弹变得细长。从视频中的装弹动作来看,国产电磁枪的子弹明显比传统子弹弹头更细更长。


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▲子弹是长钉弹


国产电磁枪的威力也非常不俗,从测试情况看,可以轻松击穿几层木板和一层钢板,威力显然远远大于EMG-01A只能穿透铝板的威力,相信如果更换大电池,加长枪支,会得到更好的穿甲效果。


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▲木板穿透


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▲钢板穿透


从现在来看,电磁步枪相比传统步枪还有较大差距,但就像蒸汽机火车一开始发明时跑不过骏马一样,每一种发明在初期都会有很多不足,因此要给电磁枪一定的发展时间,说不定未来的QBZ47式步枪真的会是国产的“高斯步枪”了呢。


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