今年8月,《欧亚时报》报道了一则博人眼球的文章,标题:中国测试了“高超音速子弹”,以每秒米的速度飞行。
内容就更博人眼球了,我捡重点说:重庆某位研究人员将一颗5毫米钢球加速到每秒4千米,11倍超音速,钢球射向猪腿,结果超出了预料,高超音速飞行让钢球温度接近熔点,在撞击猪腿的瞬间化成液体和气体,这项研究变成了流体力学研究。
是什么设备将5毫米钢球加速到11倍超光速?文章写道:中国海军正在为舰船防御系统开发轨道炮,可以发射高超音速弹,很可能是这项技术将5毫米钢球加速到如此高的速度。
其实文章所说的轨道炮就是电磁炮,电磁炮是一种设计思路超前的武器,不同于传统火炮,电磁炮的优势也很明显,传统火炮的最大初速度达到每秒米就是奇迹,但是电磁炮初速度能达到每秒5千米。
简单的电磁炮原理
电磁炮基本分为4种,轨道炮、线圈炮,重接炮和电热炮,不过在一般情况下,电磁炮指的就是轨道炮,因为轨道炮已经得到了应用。
轨道炮的原理也很简单,其实就是将电能转化为磁能从而推动导电物体,导电物体可以是炮弹,也可以是飞机,例如航母上的电磁弹射就可以弹射战斗机。
两条平行的导电轨道,右边导电轨道接上电源正极,左边导电轨道接上电源负极,一个简单的轨道炮就准备好了,只要有一个导电物体同时接触了两条轨道,就会受到一个方向向前的安培力。
根据麦克斯韦理论,电流的周围都会产生磁场,只不过磁场大小不同罢了,例如伏家用电周围磁场的大小就微不足道,磁场磁力线方向可以根据“右手螺旋”定律来确定,大拇指指向电流方向,那么4个手指头环绕的方向就是磁力线环绕方向。
根据物理知识,导电物体在磁场中会受到安培力,安培力可根据“左手定律”来确定方向,4个手指头指向电流,手掌面向磁力线,大拇指所指的方向就是安培力方向。
导电物体受到从下向上的环绕磁力线,电流是右边导电轨道流向左边导电轨道,根据左手定律,大拇指所指向前,所以导电物体产生安培力的方向是向前。
要加强轨道炮的能量就要增加磁场强度,磁场强度的增加有两种方法,第一种方法就是大大增加导电轨道的电流,电流越大电磁场就越大,那么导电物体受到的安培力自然就大,但是单单用这种方法效果并不理想。
另一种方法是通过提高导电轨道上线圈匝数,因为电磁场是可以相互叠加的来增强的,看看航母弹电磁弹射器的复杂程度就知道了,里面有大量线圈,目的是增强磁场,两种方法同时使用,从而增加安培力。
美国放弃花费千亿的电磁炮
美国是世界上较早研究电磁炮的国家之一,早在年,美国就拉开了对电磁炮研究的序幕,认为电磁炮前途无量,投入了大笔资金,年时,美国首台电磁导轨炮(EMRG)进行了首次测试,效果不错。
年,美国进行了33兆焦耳电磁炮的发射测试,初速度达到了米每秒,研发工作看似极其顺利,按这种速度,电磁炮很快就可以装备美国海军了,其实美国海军是在“报喜不报忧”,很快就暴露了问题。
美国海军给电磁炮的拨款资金越来越少,到了年,根据美国海军公开的预算申请表显示,电磁轨道炮(EMRG)研发预算为0,美国海军对电磁炮失去热情,大家很意外,离成功就差一步,已经花费了千亿,为何现在就不研究了?
深挖之下,终于曝出了大问题:烧蚀问题严重,电磁轨道炮(EMRG)每使用20次就要更换一次关键设备,这也太麻烦了吧,美国科学家用了多年时间也没有解决该类问题,有学者认为,可能是美国研究方向出错。
年,美国海军更是直接官宣放弃电磁炮的研究,只保留了一台原型机,一个历经了16年、花费了上千亿美元的大项目就这样停止了,但是我国并没有停止对电磁炮的研究。
我国电磁炮或成唯一,7.5倍高超音速
我国很早开始了对电磁炮的研究,最早的“炮弹”只有30克,相当于子弹,到了年,随着相关技术的趋向成熟,我国加大了对电磁炮研究的投入,几乎与美国同一时间研究出电磁炮原型机。
年,我国公开展示的III登陆舰“海洋山”上一个用迷彩布包裹的炮塔格外醒目,它与我们通常见到的舰载火炮大不相同,到底是什么神秘大炮?直到迷彩布完全褪去后,大家才发现它就是我国最新列装的电磁炮。
III登陆舰“海洋山”上电磁炮还进行了多次试射,将一枚25千克的炮弹加速到米/秒,是声音速度的7.5倍,射程达到公里,此前美国情报部门推测,中国电磁炮要等到年,没想到比美国预计时间早了7年。
根据外媒介绍,“海洋山”上的电磁炮可以用来拦截敌方无人机、导弹或鱼雷,也可以用作为进攻的“大杀器”,毕竟公里射程等于是一枚短程导弹,是普通火炮射程的4~5倍。
美国放弃了电磁炮,其实是转而投向激光武器的研究,不过激光武器是一种防御武器,有效杀伤距离其实只有10~15公里左右,超过这个距离就没有什么杀伤力了,其实我国也在研究激光武器。
有消息报道,日本正在研究电磁炮,不过没有成功,弹丸只有几毫米大,所以,我国电子炮或成为世界唯一。