二战时期的日本人是第一个将这一设想辅助实施的国家,在战争紧张进行的时候,日本人研制了感应加速式电磁轨道炮,并且将2000g重量的弹丸,加速到了335米/秒的初速度。1977年,澳大利亚国立大学建造了一台相关设备,将仅有3g重量的塑料棒加速到了6000米/秒的初速度,大家可能对于这个速度没什么概念,但是我们将其换算一下就很直观了,6000米的秒速度,相当于21600公里的时速度,十几二十倍音速,是现在大气层内高超音速武器还无法达到的一个极限速度。

目前也只有洲际弹道导弹再入段可以达到如此高的速度。电磁炮到此,距离应用似乎变得越来越近了。上世纪八十年代,里根上台。星球大战计划将电磁炮列为反战略导弹武器,从这点上足以看出电磁炮的威力有多大。也正是上世纪80年代后,电磁炮的研制才真正地进入军方的视野,拉开了研制的序幕。电磁炮的研制也从技术探索和理论研究阶段,进入了真正的实验研制阶段。

2000年后,美国计划在下一代驱逐舰上采用综合电力推进系统,这促成了电磁炮的快速发展。不过因为技术原因以及相关技术并不成熟,我们并没有在美国海军的新一代驱逐舰DDF1000上看到电磁炮的影子!那么为何几十年时间美国都没有将电磁炮研制成功?真的是太难吗?如果稍微有过物理学知识的人,都能想到这不就是简单的电动机的原理吗?为何电磁炮在如此简单的原理下,到今天还没有进入实战应用阶段嗯?要知道,人类应用洛伦兹力已经快要200年了。

不错,原理简单,但是民用的电动设备大多数属于比较温和的设备,无法达到电磁炮那种强脉冲电流的电流强度,看似简单的电磁炮工作原理,一旦达到一个极限,对电磁炮各组成部件之间就会提出极其苛刻的要求,这就是电磁炮直到今天依然没有服役的原因!电磁炮有哪些关键技术需要突破?任何武器都是系统集成的产物,电磁炮也不例外。

尤其是电磁炮,更是系统工程的代表作。要成功研制出可用于实战的电磁炮,就需要站在武器系统的角度,协调各个设备及外部设备方面的信息,共同构建基于电磁打击的作战系统。并不是原理简单就是制造也简单。就好比很多人都知道光刻机制造简单,不过全世界的极紫外光刻机不是还是被ASML一家垄断一个道理吗?电磁炮因为其远射程,高射速的特性。

整个作战系统不能像传统的火炮那样乱打。需要为其配备综合信息处理控制设备,这包括侦察,作战,导航等等一系列的作战系统为其服务。这主要是因为电磁炮的射程超越了几乎现役所知的所有火炮,所以电磁炮需要配备的多种渠道信息处理系统其实和导弹是一个级别的。不过这些并不是电磁炮系统的难点,无法克服的几项技术才是目前电磁炮最困难的地方。

首先是电源,目前我们知道的大多数国家的电磁炮实验用电源大多是32兆焦耳能量的电容。这是不满足高性能武器的,所以就需要几倍地提高相关电容器的性能,需要至少达到瞬间100兆焦耳的电能释放量,而且在电容组完成脉冲电流释放之后还要快速的赋能,说白了就是提高电磁炮的发射速度。目前这还是困扰各国研制电磁炮的一个技术难点。

第二是发射装置的材料和寿命,这个包括电磁炮的身管寿命,电枢的抗烧蚀性能等。电磁炮身管可不同于传统火炮的身管。因为电磁炮的身管是两条导轨,所以他们对于气密性的要求并不高。主要的要求是承受高电流以及巨大的摩擦。尤其是电枢在轨道移动的过程中会同时因为强电流和强摩擦而产生强大的烧蚀,能否承受上千度的高温即便是现在航空发动机的叶片,依然是个不那么好解决的问题。

第三是弹丸,这点上大家很奇怪,一个炮弹弹丸有什么难的?其实这是基于火炮基础上的认知。从电磁炮目前实验2500米/秒的发射初速度来看,这无疑已经是大气层内人类高超音速武器的一个极限速度,而将电磁炮从0加速到如此高速是在极短的时间内完成的。这么短的时间内,弹丸要承受至少20000G的过载。甚至在未来随着电磁炮射程的延伸,弹丸最高要承受65000个重力加速度的过载,这样的高过载对于器导航设备等元器件提出了极高的要求。

弹丸在出膛瞬间的高过载要求其内部所有元器件必须稳定可靠。而且弹丸在高速飞行的过程中因为和大气摩擦,其产生的高温也将高达上千度。弹丸外壳需要宇宙飞船级别的防护,才能保障在执行任务的时候不会因为大气摩擦而自己蒸发掉!电磁炮目前来看,也只是理论上厉害,毕竟没有进入实战部署的阶段,因为没有哪个国家造出来。目前比较成功的是美国32兆焦耳能量级别的电磁炮,之所以没有将其部署在DDG1000上,是因为这款电磁炮的射程仅仅只有70公里,没有达到360公里射程的设计需要。

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