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舰载电磁炮有若干缺陷 中国应发展有特色杀手锏

转载 中国新闻网 2015-03-20 作者: 审核专家:

  近日,美国ChinaTopix网站刊发文章称,美国海军已经证实计划2016年在一艘舰船上开展电磁轨道炮舰上实验,若电磁轨道炮在未来10年内大规模部署,将有可能改变未来海军的作战形式。

  电磁轨道炮是一种利用电磁力(洛仑兹力)加速弹丸,使其以超高速发射的新概念武器,它克服了传统舰炮的诸多局限,射程远,速度高,对目标的毁伤性更强,一旦部署上舰,电磁轨道炮将引发海军打击作战的新一轮变革。

  人们对电磁轨道炮的研究起步很早,但最初的研究仅停留在原理演示阶段。资料显示,1918年,法国发明家维勒鲁伯最早研制出电磁轨道炮,到1944年,德国的汉斯勒博士研制出长2米、口径20毫米的电磁轨道炮,成功将重10克的圆柱体铝弹丸加速到1.08公里/秒,随后又将两门电磁轨道炮串联起来,使弹丸速度达到了1.21公里/秒。但由于材料和电力等关键技术无法解决,电磁轨道炮的研究一度停滞不前。

  直至1978年,相关技术原理终于取得突破性进展,澳大利亚物理学家成功将电磁轨道炮的发射速度提高至5.9公里/秒。随后,美国国防部成立“电磁轨道炮联合委员会”,协调美军、能源部、国防原子能局等原来分散进行电磁轨道炮研究的部门,从整体上推动了电磁轨道发射技术的发展。

  2003年,当时的联合防务公司(现BAE系统公司武器系统分部)对DD(X)(即现在的朱姆沃尔特级驱逐舰)装备电磁轨道炮的可行性进行研究,认为新一代舰艇的发电能力可以满足电磁轨道炮的电力需求,且系统体积、技术难度等问题都可以解决。

  两年后,美国海军研究局在海军水面战中心达尔格伦分部正式启动“创新性海军原型”(INP)计划,标志着美国海军开始推动电磁轨道炮由实验室走向实战应用。

  这个计划由海军研究局负责管理,其中,海军水面战中心达尔格伦分部负责试验验证,由BAE系统公司和通用电子公司负责32兆焦耳电磁轨道炮技术开发和前期设计工作。

  项目计划从2005年8月开始,利用4~8年时间对电磁轨道炮所需的技术进行全面研究,主要解决四大关键技术问题,即发射装置、弹丸、脉冲供电网络和舰艇集成,预计于2020年~2025年间实现舰载武器化。

  电磁轨道炮不同于普通火炮,它由导轨、发射组件、供电系统和控制系统组成。轨道是并排的两条,贯穿火炮身管,发射组件由弹丸、轻型弹托及推进板组成,与导电电枢一起置于两条轨道之间,由弹托固定弹丸,以脉冲形成网络、电容器组或旋转机械装置提供发射所需的电能。脉冲形成网络向其中一条轨道通电,电流经导体电枢流向另一条轨道,从而在两条轨道周围分别产生一个垂直于轨道的强磁场以及一个与电流反方向的作用力。磁场与流经电枢的电流相互作用,产生沿炮管轴向的洛仑兹力,把发射组件和电枢沿轨道加速到超高速。当发射组件离开炮口时,弹托、电枢及推进板与弹丸脱离,弹丸开始向目标飞行。

  电磁轨道炮利用极高的电流产生强大的洛仑兹力,可把弹丸初速度提高到7马赫以上,射程超过300海里。发射后,弹丸首先快速冲入外大气层,而后重新进入大气层并以5马赫以上的速度撞击目标。相比传统火炮,电磁轨道炮弹丸的爆破强度并不大,但是依靠极高的飞行速度带来的超强冲击力,同样能对目标造成强大的杀伤力。此外,电磁轨道炮对传统高能材料的摒弃,使其在生产、运输、搬运和存放的过程中不再受制于爆炸物安全标准的限制。

  与传统火炮相比,制约电磁轨道炮发展的关键技术主要为电力供应、火炮身管寿命和弹药技术三个方面。

  电力供应是发展电磁轨道炮的基础。以美国最初计划安装电磁轨道炮的朱姆沃尔特级驱逐舰为例,该舰采用综合电力系统,发电功率81兆瓦,原计划装备两座发射能量63兆焦耳的电磁轨道炮,要达到6发~12发/分钟的持续射击速率,舰船要为它提供15兆焦~30兆焦的持续电力供应。

  火炮身管寿命是制约电磁轨道炮发展的技术障碍,它主要体现在导轨刨削和电枢捩转两种磨损现象,这两个问题都已得到有效解决。

  弹药技术所取得的进展为电磁轨道炮的发展提供了条件。电磁轨道炮在发射过程中,弹丸要承受超过50000G的加速度,这对弹药内部控制和制导部件的要求极高。目前参与弹药研制的单位有BAE系统公司、波音公司和德雷柏实验室等单位。

  “创新性海军原型”(INP)计划开始实施后进展很顺利,2013年,美国海军水面作战中心分别对BAE系统公司和通用原子公司交付的电磁轨道炮工程样机进行了测试和评估。经过比较后,海军研究局选择了BAE系统公司对电磁轨道炮项目进行进一步开发,重点研究发射系统的可重复发射技术。

  新闻来源:http://www.chinanews.com/mil/2015/03-20/7145088.shtml

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