美国研究了几十年却声称被中国超越,这种武器有多牛?

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美国媒体声称,中国已超越美国,实现电磁炮上舰!

美国这么多年都没搞明白的电磁武器,会不会是一个“坑”?

其实,这事没有美国人鼓吹的那么“神奇”。

此电磁技术应用于武器装备,长久处于军工科技前沿领域,其研发难度极大 。

就目前而言,在这个世界范围之内,仅仅存在有着这么一艘配备了此种系统的军舰,该军舰乃是隶属于美海军的最为新型号的航母,其名称为“杰拉尔德·福特”号。

然而,近些年来,美国的电磁弹射系统时不时便会出现一些状况,特朗普竟然提出要在接下来一艘航母之上恢复原本用的蒸汽弹射系统。

6月21日,有报道称,中国正在打造装备有电磁弹射系统的航母,该航母能够与美军最先进航母相媲美,此报道来自CNN(美国有线电视新闻网)。

第二天,CNBC网站发表说法,美国情报官员有这样言说,中国舰载电磁炮会在2025年之前开始投入使用,还把它称作“最强大的舰炮” 。

据传说,那种炮所发射的炮弹,能够达到 7 马赫这一速度,也就是 7 倍音速,其速度等同于,在 90 秒之内,可从华盛顿地区打到费城的地界。

美国媒体认为,在电磁炮研发方面美国已落后于中国。

有人发出了质疑,质疑内容是,多年以来,美国都没能搞明白的电磁武器,它会不会是一个“坑”?情况会不会是,这又是美国炒作“中国威胁论”之时的一个噱头?

那么,这项技术究竟具备怎样难以言明的强大力量呢?它又能够针对中国海军往后的发展进程带来何种性质的作用与改变呢?

这事,还得从头说起。

知易行难的“科幻武器”

电磁武器技术很先进,原理却很“古老”。

终究而言,电磁炮具体是这样一种事物存在着,电磁弹射器同样的是这般物品有的是,它们统统乃利用电磁力,拿电磁力去对某一个特定的物体实施加速行为 。

按理说生活中常见的电动机跟这两种尖端武器属于同一类,它们借助电磁力把其他形式能量转化成动能,只是这种动能的体现形式不同,一种是炮弹或飞机的直线加速形式,另一种是转子的旋转形式 。

在实际应用中,电磁力带来的动能远超传统方式。

举例瞧瞧,电磁炮造就了弹丸的速度大幅度提高,电磁炮使得弹丸的射程显著加大,弹丸不需要进行装药爆破操作,弹丸仅仅依靠动能便能够轻易击穿进而摧毁目标 。

因此,人类很早便有了电磁技术应用的想法,差不多在电动机问世之际,就有人提出了“直线电机”的观念,并且试想把该技术应用于实际的交通工具或者武器之上。

尽管如此,知晓容易施行困难,就算是这类产品里最为简单的磁悬浮列车、也是历经了上百年的深度细致研究、且是在21世纪之初这一特定时间方才全面开启首次商业运行的 。

有关电磁炮,人们很早便存有各种各样的构想,然而,看上去希望仿佛就在前面,可却难以切实达成。

为什么这么难呢?

20世纪初的时候,到了三四十年代,电磁炮概念初次现身,电磁轨道系统的观念也刚刚出现,发电系统难以给予电磁炮所需的大电流,发电系统也赋予不了电磁弹射器所需求的大电流,与此同时,还欠缺足够强劲的磁场,还匮乏足够强大的磁场。

所以,在第二次世界大战期间,德国、美国等国家都曾对电磁炮技术进行过思考,并且提出过一系列的设想但直至大战结束都未曾将其付诸实际行动句号。

那时,电磁炮可谓“幻想中的武器”,只能停留在科幻小说中。

在海因莱因的名作《月亮是个严厉的女人》 ,也就是有时被译为《严厉的月亮》的那部作品里 ,宣布独立的月球政府运用了一种用于投射矿物的巨型“质量加速器” ,实话说 ,它本质上就是一门极大型的电磁炮 ,该电磁炮以战略武器的身份朝着地球主要城市抛掷小行星 。

超大线圈炮衍生出电磁弹射器

到了上世纪七、八十年代,才出现真正具有实用意义的电磁炮。

1978 年,苏联运用感应线圈,在距离为 1 厘米的范围内,针对 2 克重的金属环,将其加速到速度为 5000 米/秒。

这表明,存在着这样一些技术,如瞬时出现的大电流、具备高强度特征的瞬时磁感应等,在之前,它们是人类难以去想象的,然而现在,人类已经“摸到边”了。

这一轮电磁炮有着相应发展,其建立主要是依照线圈炮原理,也就是要经历炮弹顺利途径诸多线圈,进而达成予以加速,最终趋向达成较大速度这样一个过程来实现的。

线圈炮具备某些特点,这些特点表现为,可为较轻炮弹施加加速力,借此把较轻炮弹加速到相当高的速度,然而,此特点致使其在面对较重弹丸时,并不具备适配性,故而不太适合用来加速较重弹丸。

因此,初期的电磁炮主要计划用于防空拦截敌方导弹攻击。

美国在二十世纪九十年代的时候,尝试去开发那般实用的线圈炮武器设计啊,其是要发射那种等同于二十毫米炮弹的弹丸呢,目的是替换掉“密集阵”机关炮呀,靠着超高的弹丸初速度以及较高的射速,去拦截来袭的反舰弹道导弹,呀 。

线圈炮存在问题相当明显,因每个所在线圈会给弹丸予以一定加速度,故而需要多个线圈于前后位置作出“接力”动作方可达成最高速度。于现实情形之中,该线圈能够给予加急速成的属性存在限度,若要将弹丸加速至很高速度,那就需要具备较长的轨道以及大量的线圈。

依据计算,要是将线圈炮缩小至当下一般性火炮的水准,进而当作电磁炮来运用,那么,它的线圈得达成超导状态方能供给充足的能量效率以及加速度 。

超导技术应用于武器装备之上,其难度极其之高,故而,尽管线圈炮原理已然相当成熟,然而,其体积尺寸却并不能够再度做得更为小了。

在一部上世纪90年代时期的,来自美国的科幻电影《蒸发密令》里,有一家公司所研制的电磁轨道炮,竟然被缩小到能够当作步兵武器这样的程度 。

在片中,存有这样一句台词,内容是“海军的电磁线圈炮犹如大山般巨大”,尽管这仅仅算是嘲讽意思,可无疑是未说错的 。

不过,线圈炮原理在现代军事领域仍占有一席之地,在实践中采用更传统的电气技术,倘若退而求其次,不需要将弹丸加速到超高速,那便不需要把线圈做成超导情形,于是,此项技术被转移到了航母弹射器上 。

电磁弹射器对发射低速重型物体颇为拿手,重量长点、尺寸大点均无妨,只要能够把重达数十吨的飞机加速至数百公里便可。

目前,中美两国的电磁弹射器都采用了线圈原理。

走进现实的恐怖武器

至上世纪90年代间,线圈炮的研制进程渐渐步入发展绝境,工业领域遂提出截然不同的思路,转而着手开展电磁轨道炮的探索研究。

这个时期,人类在电磁领域的进步也到了一个新的水平。

超级电容技术出现了,先进自动化控制系统技术也出现了,比线圈炮要求更高的适应电磁轨道炮的电器元件有了研制条件 。

该脉冲电源装置(PPC)是由现在的美国雷西昂公司所配套研制以用于32兆焦电磁炮的,它可在一个标准集装箱内进行电量暂存,要为电磁炮暂存足够发射23发的电量。这样高性能的电力系统,是电磁轨道炮进入实用领域时很重要的技术前提,与此同时该电力系统也就电磁线图炮而言也是其进入实用领域的重要技术前提

步入21世纪之后,电磁轨道炮原理再度占领实用化电磁炮研制热点之位置,其所蕴含能够小型化的潜力是相当关键的一点。

电磁轨道炮的原理相较于线圈炮更为“简单直接”,具备两对导轨,导轨之间设有一枚电刷,一旦两条导轨接通电流,洛伦兹力(也就是运动电荷于磁场中所受到的力)便会将电刷向着前方进行推挤。

理论上来说,它的速度能够无限趋近于电磁脉冲对应的速度,在这种理论之上,它的速度还可以无限趋近于光速,这前提理所当然地且实则需要保证的是,当时产生的电磁脉冲足够强大 。

2000年初,美国海军牵头,多家别的企业,开始着手研制实用化的电磁轨道炮,计划制造出这样一种武器,

射程为400公里,弹丸重量是20公斤且没有装药,命中目标之时有着高达17兆焦的能量,其能量足够能摧毁任何坚固目标。

依据那时的计算,要是美梦成真,此门电磁轨道炮可凭借6至12发每分钟的射速,针对320公里以外的目标展开攻击。

在战斗起始的8个小时之内,其弹药投放的数量,是一个F/A - 18舰载战斗机航空联队的二倍,该航空联队指的是一艘航母上的所有载机,其撞击的总动能,是后者投放弹药爆炸当量的三倍,其打击目标的数量,是后者的十倍!

一艘满载航母约等于一门电磁轨道炮?这么说并不夸张。

如此可怕的武器,只要是个国家都会动心。

美国无奈退而求其次

根据这个设计,炮口动能应该达到64兆焦以上。

来进行一番对比,德国莱茵金属公司所设计出来,用以击穿俄罗斯T-14坦克的130毫米滑膛炮,其炮口动能大概是处于19.5兆焦至23.4兆焦这一范围中的,由于那一炮还尚未实际被研制出来,因而炮口动能的数值目前还仅仅只是能够进行范围推测的 。

给20千克弹丸的炮口能量是64兆焦,发射瞬间加速度很可怕,粗略估计应在60000g(g约等于9.8m/s²)以上 。

当前,在世界范围之内,具备最佳抗加速度性能的电子装备,其所能实现的抗加速度程度,也仅仅是大约抗击30000g 。

也就是说,对于六十四兆焦的电磁炮而言,要是当下将其制造出来,那时绝对没有办法研发出跟它相适配的,拥有制导能力的弹丸。

2010年,美国展开 32兆焦电磁炮发射试验,之后对电磁轨道炮研制予以重新研究,认定“32兆焦是一个拐点,越过这个点之后,能量更高的电磁炮会致使炮弹极难被研制出来”。

美军鉴于该情况对其设计作出修正,原本射程为400公里的64兆焦电磁炮被调整,变为射程在90至180公里区间、动能为32兆焦、初速达7马赫 。

然而,那种被称为“缩水版”的电磁炮,其实际表现并没有相较于155毫米常规火炮而言好到哪里去。

后来,在运用火箭增程技术的情形下,于“朱姆沃尔特”级驱逐舰上装配的155毫米火炮射程能够达到180公里,并且,整体加长的炮弹威力并未比传统同口径炮弹有所降低。

相比较而言,针对于诸如地下设施这类目标的攻击而言,32兆焦电磁炮它的弹丸的动能几乎是没有什么意义的。

美国当初做出规划,规划的是64兆焦电磁炮,围绕此规划有着对巨大威力呈那般美好构想却完全落空了。

2016年,美海军决定将电磁炮的研制方向退而转为反导。

这还需要非常漫长的研制过程,过程中依然有很多困难。

美国制定规划,准备要在此时针对此处来做出投入行为,那个投入的金额高达8亿美元,这一情况所表现证明出来的是,这个项目绝对不是可以轻松顺利就完成搞定就极其容易仿佛手掌中玩物反过来掌去极为简单毫无难度那样做能办得成的 。

中国可能后来居上

美国的电磁炮研究历程,可谓“把坑踩遍”。

于是,我国在该领域可以避免走弯路,具备后来居上的可能。

实际上,中国早就有了自己的电磁武器。

据外媒报道,中国的电磁炮于2011年首次曝光;

在2015年,某个时间段里,历经校准之后的该武器,其射程得以扩大,进而在随后一段时间内直到2017年间,杀伤力也获得了提升;

至2017年12月,这款电磁炮已被成功安装在军舰上;

今年早些时候,有一款大型电磁炮试验平台,该试验平台安装在我国海军舰艇上,是安装在 072 型坦克登陆舰“海洋山”号的舰艏之上,之后此试验平台进行海上航行试验,此消息引发了广泛关注且产生了轰动效应。

其一,这一门电磁炮,其二,还不能表明中国在就电磁轨道炮技术这个方面已经超过了美国,其三,但是至少这的确是世界上首次把电磁炮安装到相应战舰上的一次试验。

与此同时,我国第二艘国产航母正在上海紧锣密鼓开展建造工作,此消息于近期迅速传播开来。伴随造船厂方中船重工的宣传,该航母的部分细节被广泛传播。

有一个非常显眼的东西,那便是弹射器,它属于现代航母作战能力里关键指标当中起码一个 。

据军事专家宋忠平分析,新型国产航母有平直甲板,我国此前的“辽宁“舰没有安装弹射器,采用滑跃甲板起飞,舾装的首艘国产航母也没有安装弹射器,而是采用滑跃甲板起飞,这种平直甲板将让电磁弹射系统成为可能,采用三部弹射器进行阻拦着陆,弹射速度快,战机起飞频度高,快速反应能力更强。

可直达最先进水平的跨越,一步到位。

电磁弹射究竟对航母有什么意义呢?

将蒸汽弹射器应用于航母之上,会消耗数量可观而且巨大的数据量蒸汽,对于拥有航母规模的大型舰艇来讲而言因为其弹射器消耗的蒸汽数量非常非常之多很是巨大,所以导致造成了锅炉压力出现损失以及动力发生下降这样那样的问题,相比对比两相比较而言电磁弹射器就明显“省事儿即省事”多了。

注:像美国“小鹰”号航母所配备的C-13弹射器那样,每一次弹射都要耗费625公斤蒸汽以及1吨左右的缓冲淡水。要是航母按照每分钟1架的速度来实施弹射,那么,在连续弹射8架飞机之后,蒸汽锅炉将会有20%的损失,全舰动力会下降32%,航速会下降8节。我国正在研发的003型常规动力航母,倘若采用蒸汽弹射,同样会遇到类似的情况。哪怕是那种动力几乎无限,且相对而言补充蒸汽较快的核动力航母,比如法国的“戴高乐”号,在它服役之后,也多次针对蒸汽发生器、动力系统做出修改,目的就是为了将这个问题加以改善。

需要予以留意的是,美国所拥有的电磁弹射器频繁出现各类问题,在此之中表现最为突出显著的是存在漏磁现象。

去年,特朗普登上“福特”号进行视察,期间,有水兵拦住总统的“御驾”进行告状,称“福特”号的电磁弹射器存在严重的漏磁问题,并且,问题已经严重到飞机挂载弹药会被磁场吸引,受到异常应力,进而影响飞机寿命的程度 。

当时,对于美军关于此项事物开展更深入核查情形是没有与之相关报道看见到的,但是,由特朗普提出让海军于接下来运载舰之上将其变回蒸汽弹射装置的表明(当然,是被美国海军领域专业人士给否定了,事实上达成实现存在较大困难)而言,这个事情只怕切实不容易去处理解决 。

美国出现了相关情况作为前车之鉴,我国对于航母装有电磁弹射器时可能出现的漏磁问题予以高度重视,在当下所进行的弹射试验期间并未检测到与之相关的问题。

可进一步将能起到防止磁泄漏作用的先进屏蔽技术运用到别的领域之中kaiyun全站app登录入口,举例来说,有外媒进行了报道,报道的内容是,中国着手在导弹垂直发射系统那儿应用此项技术 。

需指出的是,当下的导弹垂直发射系统,存在两种情况,其一呢kaiyun.ccm,是 missile 直接于发射箱之中点火进而升空的“热发射”方式,其二是 missile 下方安装一个燃气发生器kaiyun官方网站登录入口,此过程就如同炮弹装药那般,依靠火药爆炸把 missile 顶出去,这便是“冷发射”。要是实施了电磁发射的话,鉴于整个线圈系统是安装在发射箱之外,并非内部,所以就不会像“冷发射”那样,去占用 launching box 以内的一部分空间;与此同时,能够使得“热发射”所需用到的情况得以避免,也就是在发射系统内部设置供 hot gas 通过的通道啦。这意味着,运用此项技术能够使导弹发射系统变得更为紧凑,进而容纳体积更大的导弹,这种装置的研发当前正在开展之中。

中国在短短几年里迎头赶上了,当中原因颇多,除归功于马伟明院士那样杰出的带头人外。更得到了中国拥有当今世界最大电网和电力工业体系的助力,这巨大实践需求,庞大产业体系,本身本自是催生一项技术发生跨越式发展的最大动力。

中国在军用电磁领域取得进展,这是顺理成章之事,并非如美国人所言那般不可思议,这是因为有国家的巨大投入,还有学术界最杰出大脑们的贡献 。

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