光明网科普事业部

2019-10-05 作者:优盈官网-军事资讯   |   浏览(53)

  出品:科普中国

  作者:熊 伟 兵器知识

  监制:光明网科普事业部

  很多报道中都宣传,电磁炮是火炮发展史上的一次巨大变革,具有很多传统火炮无法比拟的优点——初速高、后坐力小、便宜、安全等等。那么,电磁炮这种装备是怎样的运作原理?又真的便宜么?

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  936号登陆舰上装备的电磁炮(来源:兵器知识)

  电磁炮的难点

  初速高的优点,能让电磁炮完全代替传统火炮吗?

  不一定。因为电磁炮要在瞬间产生一个强大、可控的磁场,这就带来不少工程技术难题。我们假想一门电磁炮,代替上面那种127毫米舰炮。炮弹还是31千克,初速还是762米/秒,射速60发/分钟,能量利用效率也和传统火炮一样,30%。

  算下来,需要一台30兆瓦的发电机给电磁炮供电,才能连续发射炮弹。可是要知道,现在万吨级驱逐舰的动力装置总功率,也不过80兆瓦左右。而且这是用来推动驱逐舰航行的,发电机的功率一般只有几兆瓦。

  不过舰炮,不需要时时刻刻都开炮。电磁炮本身也会有一个大型的储能装置,把电能先存起来,然后在几毫秒内放给炮管。因此我们再假设:这门舰炮一次射击只打10发炮弹,每分钟能打一次。这样,就只需要一组83千瓦时的电池,然后由一台5兆瓦的发电机组给它充电。

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  电磁炮打不同炮弹,所需要的供电设备(来源:兵器知识)

  这些要求在驱逐舰上不难满足。但还有一个大问题——炮弹在炮管里运动20.6毫秒,电能要在这段时间里全部放给电磁炮,瞬时放电功率要达到1452兆瓦。航母的电磁弹射器,瞬时放电功率也不过400兆瓦。从400提高到1452,并非不可能。不过这样一门127毫米的电磁炮,作战能力还不如传统舰炮——每分钟只能打10发。

  把炮弹初速提高到2000米/秒,最大射程能超过100千米。对驱逐舰的动力设备进行特殊设计,电源方面可以解决。但动能更高、时间更短,导致瞬时放电功率要达到26247兆瓦!这对电气设备可是一个极大的考验。

  电磁炮便宜吗?便宜在哪?

  电磁炮里,能量来自于汽油柴油、内燃机、发电机。如果电磁炮的能量利用效率和传统火炮一样,也是30%,那同样是把一发31千克的127毫米炮弹打到762米/秒,只需要2.4千克,也就是2.85升柴油,按现在的油价,18.5元。

  不过一发炮弹的成本,不能只算发射药、汽油,还得算上火炮的成本折旧。比如一根127毫米炮管,寿命一般是7000发,它的制造成本就得分摊到7000发炮弹上。电磁炮的“炮管”可比一根钢管贵。还有特殊的电磁加速、电能储备、快速放电等设备。这样算下来,电磁炮就不比传统火炮便宜了。

  即便是以后,电磁炮能大批生产了,也不能简单地只比炮弹。

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