中國研制電磁線圈炮的進展:055彈射導(dǎo)彈一旦成功,意義非凡
據(jù)外電報道,中國最近進行了電磁炮發(fā)射測試。參與該項目的中國科學(xué)家介紹,發(fā)射測試中,可以把一枚124公斤的彈丸,在不到0.05秒的時間內(nèi)加速到700千米/小時。
而此前這個記錄是美國桑迪亞國家實驗室保持的,他們的120毫米口徑電磁線圈炮,能發(fā)射重18公斤的炮彈,曾經(jīng)是史上最大的電磁發(fā)射裝置。
傳統(tǒng)概念上,人們希望用電磁炮把彈丸加速到高超音速,這樣就可以達到很遠(yuǎn)的射程,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的化學(xué)發(fā)射藥火炮,但是研究遇到了巨大的障礙,也就是所謂的“空氣墻”問題。
當(dāng)彈丸高速離開炮口的時候,會撞進稠密的空氣中。初速越快,和空氣的撞擊和摩擦就越劇烈??諝庾枇?yán)重?fù)p耗了炮彈的動能,讓遠(yuǎn)射程的想法化為泡影。為了達到盡量高的初速,在電磁炮內(nèi)部,需要輸入極為強大的電流,這就會導(dǎo)致彈丸和導(dǎo)軌之間的嚴(yán)重?zé)g,發(fā)射軌道的壽命受到嚴(yán)重影響,不能滿足多次、重復(fù)使用的要求。
正是因為這些技術(shù)難題,美國海軍的電磁炮項目在花費了大量的經(jīng)費、研究了16年后,于2022年8月著黯然下馬。
中國研究人員轉(zhuǎn)向了一種完全不同的思路,那就是放棄高超音速的思路,把能量用在提高彈丸質(zhì)量上。我們都知道,動能的計算公式是質(zhì)量乘以速度的平方再除以2。既然不需要再提高速度,那提高彈丸質(zhì)量也是可取的。中國科研人員就把彈丸質(zhì)量從十幾公斤提高到了100多公斤。
這樣,雖然彈丸離開導(dǎo)軌的速度只有每小時700公里,還不如民航客機飛得快。但是依然具備很大的動能。而這樣的出口速度也不會在導(dǎo)軌上產(chǎn)生嚴(yán)重?zé)g,能夠有效提高壽命,降低制造成本。
每小時700公里這個速度,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過很多導(dǎo)彈的初速要求了。在海軍艦艇上發(fā)射一枚導(dǎo)彈,往往需要固體火箭助推器的幫助。上個世紀(jì)80年代研制的鷹擊8系列,以及新世紀(jì)的鷹擊12、鷹擊18系列,助推器直接連接在導(dǎo)彈后方。助推器燃燒完之后脫落,才啟動主發(fā)動機。一般來說,這個時候的導(dǎo)彈速度都還沒有達到每小時700公里。要等到主發(fā)動機啟動加速一段時間之后,導(dǎo)彈才能達到這個速度。
但助推器給發(fā)射裝置設(shè)計和導(dǎo)彈儲運都帶來了很大的困難。它們是危險的火工品,在生產(chǎn)和轉(zhuǎn)運當(dāng)中都有很大的安全風(fēng)險。它們還增加了導(dǎo)彈的體積和長度,艦艇上的空間極為有限,彈藥的儲存和保管都有困難。
如果技術(shù)成熟,雖然需要在軍艦上新部署一套完整的電力供應(yīng)和電磁發(fā)射系統(tǒng),但能夠有效減少目前使用導(dǎo)彈帶來的種種麻煩和限制。海軍艦艇這樣的大型平臺有很好的條件改裝電磁炮。
中國擁有055型這樣的萬噸級大型驅(qū)逐艦,在全世界海軍中首屈一指,能夠為安裝電磁發(fā)射裝置提供足夠的空間和電力。同樣,利用已有的陸地機動式巡航導(dǎo)彈的發(fā)射平臺,也可以很方便地改裝電磁炮,在作戰(zhàn)序列當(dāng)中,配套一臺大功率的發(fā)電車就可以解決大部分問題了。
當(dāng)然,這些想法只是目前能夠看到的戰(zhàn)術(shù)應(yīng)用前景。還有更多的應(yīng)用場景可以想象,比如,把電磁彈射技術(shù)用在導(dǎo)彈發(fā)射助推上,這還需要進行更加詳細(xì)的論證和工程實驗。