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海战新武器

2017-08-09施鹤群

中学科技 2017年8期
关键词:炮管电磁炮海战

施鹤群

平静的海面上,美国海军正在进行新武器试验,一艘不显眼的试验舰驶入预定海区,开始海上打靶演习。演习现场,没有出现石破天惊的场面,一枚炮弹从舰炮中发射出去,准确地命中了标靶,仅此而已。然而,当试射数据传回,此次试验的负责人坚定地认为:在未来,该武器一旦部署海军,将会引发一场海军战法的革命。

此次美国海军试验的舰炮,是准备配备在美军正在研发的DDX型驱逐舰上的新武器——电磁炮。那么,电磁炮究竟有何威力,又如何会引发海战革命呢?下面作些简单介绍。

迟来的春天

电磁炮其实并不是一种新发明,早在20世纪初,就有人提出了电磁炮的设想。最早发明电磁炮的人是挪威奥斯陆大学的伯克兰教授,他制造出的首门电磁炮,能把10千克的铁制炮弹加速到80—100米/秒,为此伯克兰教授获得了世界上第一项电磁炮专利。

电磁炮,简单地讲就是利用电磁力来发射弹丸。其基本原理,我们在中学物理中就能学到——运动电荷或载流导体会在磁场中受到电磁力。尽管原理十分简单,但是要把它应用于实际作战,却遇到了两个难以解决的问题。一是电磁炮的发射需要巨大的电力,一门76毫米口径的电磁炮发射时所需要的电力就高达37千瓦。对于一般战舰而言,这是一个无法承受的负担。二是电磁炮发射过程中,相关的电路设备需要承受瞬间短路时所引发的超强电流的冲击。由于这两个原因,早期的电磁炮没有得到推广应用就夭折了。

然而,随着近年来新技术的不断涌现,这两个阻碍电磁炮发展的难题相继得到解决。中国、美国、德国、日本、澳大利亚等国已开展了大量关于新型电磁炮的研究和试验,电磁炮的发展迎来了迟来的春天。

超 越 前 辈

按照构造的不同,各国研制的电磁炮可分为电磁线圈炮、电磁轨道炮、电热炮和重接炮四种。由于可操作性和稳定性上的优势,电磁轨道炮成为各国研究的重中之重。前文提到的美国海军的试验,所采用的就是一门电磁轨道炮。它有一根很长的炮管,炮管中有两根铜质金属轨道,能轻松地将3千克的炮弹以2500米/秒的速度(超过7倍声速)发射出去。所以说,与传统火炮相比,电磁轨道炮的最大優势就是发射炮弹的初速度快。因为传统火炮是利用化学能发射的,炮弹初速度的理论极限值为2000米/秒,即使再怎么加长炮管、增加发射装药,也很难让炮弹初速度有大幅度提高。

除此之外,电磁轨道炮还有许多传统火炮不具备的优势。如射程远,美国海军试射的电磁轨道炮射程达360千米,未来预计可达到640千米,而目前世界上海军舰炮的射程一般只有几十千米。再如,电磁轨道炮可以通过调节电能输入来改变射程,因此无需改变射角,就能在短时间内连续发射多枚射程不同的炮弹,从而攻击不同距离上的多个敌方目标。另外,电磁轨道炮发射时不会产生强大的冲击波和惊天动地的声响,因而在战场上具有更好的隐蔽性。而且,电磁轨道炮的炮弹几乎无需装填炸药,这可以减少炮弹在制造、运输、储存等环节的安全隐患。

未来海战中的电磁炮

在未来海战中,如果水面舰船都大规模地装备上电磁炮,那么舰船的火力发射将获得质的飞跃,其火力密度、反应时间、精度等都将有历史性的突破。如此一来,当敌对双方的海军对垒时,原有的安全距离、攻击时机、规避动作等许多常规认知,将全部被推翻,这将给各国海军指挥员的指挥带来巨大的挑战。

此外,电磁轨道炮具有的高速、高杀伤力、高精度的特点非常适于对空中目标进行拦截。理论上,电磁轨道炮炮弹的速度在大气中可达6000米/秒,是各种飞机和导弹速度的2—15倍,可拦截任何速度在4倍声速以下的战术导弹。也就是说,如果将电磁轨道炮与目前各类反导系统相结合,防御威力将大大提升。

现在,再回过头来看看那位美国海军电磁炮试射负责人的断言,你会发现电磁炮真有可能引发海军战法的革命,这非常值得各国海军专业人士深思。

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