每秒2230米,日本试射电磁轨道炮!这是什么武器?它有怎样的历史

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日本军事部门最近有了新的进展!根据《日本时报》网站所载信息,该国近期成功试验了一种威力强大的新型兵器——电磁轨道炮,并且试验过程进行得比较顺利。据相关人员介绍,这种武器未来有望在陆地和海上多种平台上发挥作用,甚至存在向其他国家出售的可能性。

二战战败后,日本的军事力量遭受了国际社会的诸多约束,不过其武器装备的研发工作并未因此停歇,反而持续活跃,并且最新又推出了这种新型装备。

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电磁轨道炮这个名称,给人的感觉相当先进,似乎还带点未来世界的色彩。确实如此,在科幻影片《变形金刚》里,这种兵器就被搬上了银幕进行展示。

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那么,电磁轨道炮究竟是一种怎样的武器呢?它到底有多强大呢?

人们常言,世间武艺,迅捷最为难敌,此理于军事领域亦然。持矛者攻,持盾者守,攻守相持,互有胜负。倘若盾牌异常坚固,则所有矛击皆可挡住。然而,即便盾坚如铁,只要矛速极快,盾便无法及时反应,最终必遭破防,形成伤害。

当今时代,全球各国均部署了各自的防卫体系,特别是那些军事实力雄厚的国家,其防御措施更是周密完善。所以,只有创造出速度极快的武器,才能实现突袭效果,达到出其不意、攻其不备的战略目的。

常规的弹头、炮弹的发射机制,其实都是借助化学变化来获取动力。只要在弹头或炮弹的尾端借助燃烧等化学变化引发内部气体膨胀,就能将其发射出去。然而,化学变化生成的气体膨胀速度存在极限,即使增加更多推进物,弹头或炮弹的飞行速度也无法突破这个极限。

当遇到这种情况kaiyun官方网站登录入口,人们便开始探索借助不同途径驱动炮弹的机制,其中最受期待的便是电磁感应技术,借助这一技术,能够将电磁能量转化为炮弹的活力,只要形成强大的电流,就能产生足够的电磁作用力,进而将能量转化为活力,使炮弹获得超乎寻常的推进速度,从这个角度分析,电磁炮本质上属于非热兵器。

事实上kaiyun.ccm,在法拉第揭示电磁感应效应之后,全球的军事研究者便着手探究相关问题了。1845年,英国物理学者查尔斯·惠斯通成功发明了线性磁阻驱动马达,通过将金属条发射出20米远,为军事研究者们提供了新的思路。

1901年,挪威科学家克里斯蒂安·伯克兰成功将这一构想变为现实,他借助沿炮身直线设置的线圈所产生的磁力,将一枚重500克的炮弹加速到50米每秒,由此实现了划时代的进展。

然而,他那个时代研发的兵器,运作方式与现今电磁轨道炮迥异,我们称它为线圈炮,其发射动力源自磁铁相斥相吸的效应。除了线圈炮和轨道炮,电磁兵器还包含电热式和重接式等不同构造。

线圈炮的开发起步更早,并且已经获得成功,但它的缺点相当突出。同我们当前讨论的电磁轨道炮对比,线圈炮需要更长的推进路径和更长的加速过程,在许多实际应用场景中并不具备优势。相较之下,电磁轨道炮更适合在战场环境中发挥强大威力。

电磁轨道炮核心构成包含导轨、电枢以及动力源,整体构造如附图所示。

通电之后,电流会从一条路径出发,穿过电枢,再经由另一条路径返回。电枢在安培力驱动下,会沿着路径快速移动,让炮弹获得极高速度。而且,电流越强,路径越长,炮弹的运行速度就越快。

1944年,正值第二次世界大战,纳粹德国军械部门的约阿希姆·汉斯勒构思了一种以电力为驱动力的轨道炮,用于发射炮弹。按照当时的规划,这种炮弹的重量大约是0.5公斤,飞行速度能够达到每秒两公里,在那个时代,这样的性能指标堪称非常出色。

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经过反复测试,汉斯勒曾使十克炸弹的速度提升至每秒1210米。该速度已十分惊人,然而离实际运用仍相距甚远。虽然理论上方案具备可行性,但直至第二次世界大战终结,德国始终未能研制成功。

德国以外,法国、美国、日本等国当时也都在研发电磁轨道炮,但经过深入研究,专家指出,这种武器消耗能量惊人,单门炮所需的能量就相当于半个芝加哥的照明总量,所以这种看似天方夜谭的武器被暂时叫停了。

即便如此,人们仍然没有彻底停止这种武器的研制,由于它的功能确实十分出色,

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轨道炮具备诸多显著的优点,因此即便遭遇诸多挑战和考验,全球军事领域的专业人士依然坚持不懈地探索。

二十世纪七十年代初期,电磁轨道炮的研究接连获得诸多突破性成果,使该武器再次引起广泛关注。

1970年,德国哈布与齐默尔曼借助单极线圈开发出一种电磁发射装置,成功将重1.3克的金属环推进到每秒490米的水平。1978年,澳大利亚国立大学研究团队取得更显著的成果,他们制造的3.3克特殊塑料弹丸,速度达到了每秒5900米,这一数值相当于音速的17倍。

上世纪八十年代,美国政府将轨道炮技术纳入战略防御计划。这两件事看似毫无关联,实则并非如此,轨道炮不仅能在军事上发挥作用,在太空探索方面同样具备潜力。倘若这种技术用于航天发射,能够显著降低发射费用,简化发射流程。然而,在冷战终止之后,由于任务复杂程度大增,美国在上个世纪末曾经暂时放慢了轨道加农炮的研制步伐。

航天领域的理想至今未能达成,但轨道炮已接近实战应用阶段。美国在此项目中积累了大量经验,近年来又投入大量资源进行研发,使其轨道炮技术达到世界顶尖水平。

据美国2015年海军年度技术报告披露,电磁轨道炮当前存在四大技术瓶颈,包括发射装置的耐久性、超高速弹射的实现程度、超高速射弹的引导方式以及高功率能源的应用技术。本质上,电磁轨道炮的威力源自发射过程中的能量释放,这也是评估该武器性能的关键指标。

2008年1月kaiyun全站登录网页入口,美国海军实施了发射试验,使用了通用原子公司研发的32兆焦耳电容器电源,以及BAE系统公司研制的电磁轨道炮。该试验成功将重3.41千克的射弹,加速到了每秒2500米的速度。其炮口动能大约为10.8兆焦耳,能量转换的效率高达33%。

这款轨道炮目前尚未在实战中充分展现威力,不过美国方面已经将目光投向了更远的前景,计划将其威力提升至64兆焦耳甚至100兆焦耳的程度。一旦这种轨道炮正式列装,其产生的威慑效果将会更加显著。

但是出乎意料的是,因为部分技术难题一直未能解决等缘由,美国国会于2022年财政年度的国防开支计划里,终止了相关经费的安排,最终美国的太空炮研发计划就这样突然终止了。

据英国军事新闻网站"Shephard Media"报道,日本近期试验的电磁轨道炮,其电荷能量大约为5兆焦耳,炮弹的初始速度能达到2200米每秒,这一速度相当于6.5倍的基础标准。日本方面计划,这台原型机的运行能量最终要达到20兆焦耳。美国终止了独自研究轨道炮的计划,日本方面仍想变换思路,与美国联手开发这款威力巨大的兵器。

我国在电磁发射技术领域的发展历程较为靠后,1981年,军事专家王莹在军械工程学院着手开展电磁发射技术及相关新概念武器的研究与教学工作,他进行的研究以及编写的学术著作,为我国电磁发射技术的研究工作奠定了关键的基础。

1986年,国内首部电磁轨道发射装置正式面世,该装置顺利将重0.34公斤的弹丸推进到时速1680米。紧接着,国内另一套线圈推进系统也成功将1公斤的弹丸加速至每秒60米。

多年来,国内电磁发射领域进展相对平缓,但成效显著提升。今年八月末,港媒《南华早报》曾刊文介绍我国新型电磁炮的测试情况。报道指出,该型电磁发射装置成功将质量为一百二十四公斤的炮弹,其速度提升至每秒七百千米(折合每秒一百九十四米),由此产生的炮口能量高达两千三百四十四万焦耳。

你将注意到,该电磁炮的炮弹重量与射速,同先前述及的相较,存在显著不同,缘于我国进行试验的并非轨道炮,而是前文提及的线圈炮,此款线圈炮据这些参数衡量,可以说已达到全球顶尖水准,相较之下,美国先前测试的同类装置,其最大重量也仅达18公斤。

军事专家对电磁炮的进步表示了顾虑。2018年,英国《经济学人》周刊刊文,把电磁炮这类技术称作颠覆性武器装备,还觉得这类装备会显著加剧全球的动荡局面。

核武器如今让很多国家不敢轻举妄动,更不敢对拥有核武器国家动武。然而,这类具有颠覆性的技术兵器可能危及其他国家实施核反击的能力,进而让拥有者更加肆无忌惮,导致局部冲突乃至全面战争爆发的可能性增大。

然而,我国一贯奉行防御性的国防方针,不过我们依然要配备这种装备以应对紧急情况。电磁炮不会用来主动攻击别的国家,但必须借助它来抵御外部军事力量的侵犯,保护国家的安全。

此外,正如先前所提及,电磁推进方法亦适用于飞行器制造行业。将来某个时刻,我国或许会借助这种技术来部署航天器。

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