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军事解读」解放军电磁炮即将上舰?对比中美电磁炮研发
送交者: 中国海军 2020年10月04日23:30:04 于 [军事天地] 发送悄悄话

军事解读」解放军电磁炮即将上舰?对比中美电磁炮研发


本篇较长,纯属干货。关注我了解军武信息,感受国防动态


2018年1月31日,网友们的视线被一艘072型坦克登陆舰吸引,图中的936“海洋山”号登陆舰的巨大火炮被媒体分析可能是解放军舰载电磁炮样机,随后更多的相关消息开始流出。

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网络上的更多的照片进一步的揭示了这门神秘巨炮的细节,图中的甲板上安装了疑似电池充能系统的方舱,这更加证实了网友们的猜测。

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新型电磁炮引发外媒重视

英国《简氏防务周刊》曾以“神秘超级大炮藏身中国沙漠”为题报道称,卫星图像显示,中国包头市西北方的一个装甲设备与火炮测试中心有两门非同寻常的超级火炮,它们分别长约24米和33.5米。报道猜测,这显示该测试中心正在对高速炮弹进行穿透力测试。
而据中国台湾《尖端科技》报道,2006年8月,解放军在内蒙古炮兵靶场对超高速电炮进行了首次实验,25公斤的弹丸被发射到250公里以外的预定区域,实验获得圆满成功。这说明解放军的电磁炮技术非常先进,而到现在已经过去了10年多时间,国产电磁炮技术必然有了更大的技术进步。

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而根据2018年6月的美国CNBC网站报道,美国情报官员称中国的舰载电磁炮将会在2025年前投入使用,之所以引起足够大的重视,不仅仅是电磁炮构想中的依靠动能实现高毁坏能力,更是打破了传统的海战中反舰导弹与防空系统的螺旋对抗,这是一种成本极低,却防御成本极高的革命性武器,例如美国海军水面作战中心达尔格伦分部(NSWCDD)设计的原型。

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根据相关资料,电磁炮的炮口动能可以达到60兆焦以上,在将10.43公斤重的弹丸以每小时9010公里(相当于7倍音速)速度投送到160公里时,还能穿透三堵混凝土墙或者6块半英寸的厚钢板。而采用高能发射药的美国MK45型127毫米火炮的炮口动能只有10兆焦,初速807米/秒(约2.65倍音速),发射普通炮弹时的射程仅24公里。即使最新型的先进舰炮系统(AGS)的炮口动能也才达到30兆焦,发射增程制导炮弹时的射程为153公里。


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对于电磁炮的实际应用,中美两国的构想并不相同,例如电磁炮的杀伤原理,相比美国单纯利用高速带来的强大动能,中国采取了在炮弹上安装一定当量的战斗部。美国人设想电磁炮炮口动能达到64MJ,射程达到200海里,不过也就是设想,现阶段想弄64MJ的电磁炮还是很难做到的。

这里引用一下2013年美海军的设想

 据美国《国防科技》杂志报道,美国海军日前与英国BAE系统公司敲定新合同,开发新一代具有较高射速的电磁炮。美国海军研究局(ONR)于2005年启动电磁炮项目,目前该项目已顺利转至第二阶段,即开发实战型电磁炮。BAE系统公司海军电磁炮项目经理卡博基称,该公司将帮助美国海军将电磁炮的射速提高达到7马赫甚至更快,并实现每分钟发射6至10次,使它能够在较短的时间内击中远程目标。

据美国《航空航天技术周刊》报道,按照美军的设计,电磁炮要实现四种功能:对陆攻击、反舰、防空和反导。目前试验成功的电磁炮已基本具备前两项功能。报道指出,美军公开的相关资料显示,目前开发成功的电磁炮完全可穿透T-72、T-80坦克的装甲

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美军的电磁炮研发项目已进入新阶段,即开发防空型电磁炮。它可替代舰载防空火炮和防空导弹执行防空任务。这种发射速度为10发/分钟、射程达200千米的电磁炮不仅能打击各种战斗机,还能在较远的距离上拦截反舰导弹。

  据美国《海军时报》报道,防空型电磁炮的开发难度很大,但美军仍然坚持推进这项工作,因为其终极目标是开发反导型电磁炮。报道指出,电磁炮的初速度极高,可用于摧毁低轨道卫星和在大气层外飞行的弹道导弹。

  《 海军时报》还称,美军开发舰载防空电磁炮具有现实意义。中国和俄罗斯两军都装备了大量强力反舰导弹,两国还在开发和装备新型战斗机,其海航部队的装备实力不断增强。因此,美国海军期望舰载防空电磁炮能够成为反制中俄航空武器的法宝


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然而,无论是安装到战舰还是作为舰队防空的武器,目前的效能完全不能够达成美海军最初的战略构想,可能十多年前,美国海军无论如何也无法想到高超声速武器和反舰弹道导弹的出现,在令电磁炮陷入了尴尬的地位,当朱姆沃尔特项目下马时,美国的电磁炮也就此破产了。


中国的电磁炮研发处于世界领先地位

结合信息,中国的电磁炮相关的学术研究最早开始于1992年出版的《电炮原理》为电磁炮的未来发展提供了一个构想。

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在2006年开始了广泛的学术研究

在2009年取得了重大突破,这里引用一篇个人博客

中国超高速电炮研究已达17年之久,获得突破时间在2001年底。2001年5月,北京有色金属研究总院2001年在京宣布,其承担的国家 “九五”重点科研项目“大面积双面高温超导薄膜”通过国家评审验收。北京有色金属研究总院是中国唯一将大面积双面超导薄膜应用于器件的材料研究单位,具有稳定提供一定数量大面积优质双面薄膜的能力,实现了中国高温超导薄膜产业化生产。随即,这项技术被应用于电磁领域,使中国超高速电炮研究突飞猛进。

经过17年的研究和实验,中国的新概念武器“超高速动能电炮”的研制于2006年进入最后试用阶段,即将问世。中国超高速电炮研究,虽起步稍晚,但在其先进的超导技术支持下进展迅速,现在世界一些主要的国家如美、俄等,都在研究这种新概念武器,,中国电磁发射技术并不比先进国家落后,更有可能首先拥有和使用这种超高速动能武器。


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电磁炮上舰条件成熟

根据马伟明院士(中国工程院院士、中国电磁弹射技术研制者)在2017年受环球网的采访表示:中国军舰全电推进系统已领先美国一代,

环球时报:您曾经说过“我们的做法是从科学探索到关键技术攻关,再到工程实现,最终将设计者变为制造者,打通从创新到创造的最后一公里。”我对您提及设计者和制造者的理解是,设计者是画草图,制造者是已经有成品了,这种理解对吗?

  马伟明:是的。科学家和工程师,工程师和工匠有着不同的分工。由于我们国情原因,我们不仅要做科学家的活儿,还要能做工程师的活儿,甚至还要干工匠的活儿,才能把东西做出来。

环球时报:现在军舰上大量采用电气设备,特别是新一代采用全电推进系统、电磁轨道炮和电磁弹射/阻拦设备的军舰,如何防止因对手引爆电磁脉冲炸弹导致完全失去战斗力?

  马伟明:这个问题不太专业。脉冲弹是靠辐射,舰船全是铁壳屏蔽的,很难影响到内部系统。它又不是陆地大电网。另外谈到中国的综合电力,我们全电(推进系统)是处于世界领先的位置。我们(技术)是中压直流,一步到位。美国目前是中压交流,还处于第一代水平,差我们一代。(他们目前)才开始做预研中压直流,要赶上我们是十几年以后的事情。(一项技术)领先不领先,先进不先进不是自己说的,需要世界同行评价,标准是客观存在的。

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电磁炮未来的前景

结合电磁炮使用条件,海军大型水面舰艇是最有利的作战平台,对于是应对远距离的的大型舰艇目标,电磁炮可以带来超乎想象的毁伤效果,由于电磁炮的特性既具有类似金属的力学强度,又含有与高能炸药相当的化学能,还具有与惰性材料类似的安全性,可以直接机械加工,只有高速命中目标后才会发生爆炸,这种独特的杀伤模式对于现代军舰堪称天敌。

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200KM的射程有很大的提升空间,介于其高速,对于现有的防空系统形成了前所未有的挑战,但是,电磁炮并不是万能的,首先,对于单一的炮弹无法在远距离精准的击中目标,对于速度极高的电磁炮想要在海面上击中敌方舰艇这就要求对制导系统提出了相当高的要求,由于特殊的发射模式,这就对制导系统的电子原件提出了相当高的要求。

2017年5月10日,通用原子公司电磁系统分公司用自行研发的“闪电”电磁炮样炮试射了加装增强型制导组件的炮弹。这种火炮炮口动能达3兆焦,炮弹将承受自身重量3万倍的重力加速度。这种新制导组件采用了新电池和制导、导航和控制软件,具有双向数据链能力,可使—飞行中的炮弹与地面相互传输数据。——知乎

电磁炮的射速慢,无法有效的形成持续密集的火力,难以对敌舰队防空系统进行压制

目前技术下输入64MJ电能给炮弹的炮口动能在40MJ程度。美国磁轨炮发射20千克炮弹的炮口动能约4000万焦耳,射速每分钟4.8发,计划中的64MJ炮口动能和每分钟10发以上的射速在目前技术下难以达到,身管寿命也只有100发~400发。采取加装水冷设备、更换导轨材料等措施之后,美国磁轨炮达到了每分钟10发、身管寿命1000~1500发的指标,但炮口动能降至3300万焦耳。——知乎

严苛的能源需求对军舰的电力系统形成了不小的负担



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