被誉为巨大变革的电磁炮真能降低作战成本吗?

频道:生活应用 日期: 浏览:12

监制:光明网科普事业部

众多报道均称,电磁炮在火炮发展历程中引发了一场重大变革,其优势显著,诸如初速之快、后坐力之小、成本之低、安全性之高等,均非传统火炮所能望其项背。那么,这种新型装备的运作机制究竟如何?其性价比是否真的如此之高?

电磁炮运作原理_电磁炮成本分析_电磁炮生活应用

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?

或许并非必然。电磁炮需要在极短的时间内形成强大且可控制的磁场,这无疑带来了众多工程技术上的挑战。设想一下,若将一门电磁炮替换为之前的127毫米舰炮,炮弹重量依旧为31千克,初速维持在762米/秒,射速达到60发每分钟,能量利用率与传统火炮相当,均为30%。

计算结果显示开yun体育app官网网页登录入口,要保证电磁炮能够连续开火,至少需要配备一台30兆瓦的发电设备。然而,目前万吨级驱逐舰所搭载的动力系统总功率仅在80兆瓦上下。更重要的是,这80兆瓦的功率是用来驱动驱逐舰航行的,而用于发电的发电机功率通常仅有几兆瓦。

舰炮并非必须时刻开火,电磁炮配备有大型储能设施,能够预先储存电能,随后在极短的时间内释放至炮管。据此推算,若舰炮每次射击仅发射10发炮弹,且每分钟发射一次,那么仅需配备一组容量为83千瓦时的电池,并借助一台功率为5兆瓦的发电机组为其供电即可。

电磁炮运作原理_电磁炮成本分析_电磁炮生活应用

电磁炮打不同炮弹,所需要的供电设备(来源:兵器知识)

在驱逐舰上实现这些要求并不困难。然而,存在一个关键性的挑战——炮弹在炮管内移动的时间为20.6毫秒,在这短暂的时间内,需要将电能完全释放至电磁炮,此时所需的瞬时放电功率需高达1452兆瓦。即便是航母上的电磁弹射器,其瞬时放电功率也仅有400兆瓦。将400兆瓦提升至1452兆瓦,虽然具有挑战性,但并非不可实现。然而,即便如此,这款口径为127毫米的电磁炮在作战效能上却不及常规舰炮——其射击频率每分钟仅能达10次。

将炮弹的初始速度提升至2000米每秒,其最大射程便能够突破100公里的界限。针对驱逐舰的动力系统,我们采用了特殊的设计方案,确保了电源供应的问题得以妥善解决。然而,由于动能的增强以及射击时间的缩短,所需的瞬时放电功率竟高达26247兆瓦,这对电气设备来说无疑是一次严峻的考验。

电磁炮便宜吗?便宜在哪?

电磁炮的能量来源包括汽油、柴油、内燃机和发电机。若电磁炮的能量转换效率与传统火炮持平,均为30%,那么发射一枚31千克的127毫米炮弹至762米/秒的速度,仅需2.4千克燃料,即2.85升柴油。以当前油价计算,费用约为18.5元。

炮弹的制造成本并非仅限于发射药和汽油的费用,还需考虑火炮本身的折旧成本。以127毫米口径的炮管为例kaiyun官方网站登录入口,其使用寿命通常为7000发炮弹开元棋官方正版下载,因此其制造成本需平均分摊至这7000发炮弹上。电磁炮的“炮管”价格远超普通钢管,且还需配备电磁加速、电能储备和快速放电等特殊设备。综合这些因素,电磁炮的价格与传统火炮相比并无明显优势。

即便是以后,电磁炮能大批生产了,也不能简单地只比炮弹。

科普百分百致力于推动科普中国的发展,旨在让科学知识在互联网和日常生活中广为流传。特别提醒:您所阅读的内容为科普百分百网络平台上的资料,分享与传播旨在知识普及与宣传教育,本文所载内容系原作者个人见解,若有任何反馈或建议,请通过私信留言告知,我们将尽快予以处理。感谢您的关注与支持。

网友留言(0)

评论

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。