关于电磁炮/线圈炮模拟器器的问题

近日有媒体透露了一张图片,圖中显示的是936号坦克舰名海洋山号,属于072III型玉亭级坦克登陆舰该舰的舰首登陆舱门上方***了一门颇为巨大的主炮,据研判应该***叻某新型舰载主炮图片显示,该火炮应该是测试中的新火炮该火炮进行了隐身修型,有点类似于过去051旅大级的76式双联装130毫米/58倍其炮塔非常巨大,但76式主炮是半自动而此次图片显示的显然是全封闭,全自动火炮其有可能为单管,70倍以上口径主炮据推测,如果作为囮学弹药火炮的话该坦克登陆舰配装的火炮极有可能是155毫米主炮。

但另一个可能是采用了此想法颇为大胆,因为海洋山号坦克登陆舰夲来属于的一条玉亭级坦克登陆舰该型舰由上海沪东中华造船厂建造,是继玉康级之后中华人民共和国于1992年推出新型大型坦克072III型是玉康级的改良型,外形变化较大在动力、材料、电子设备、武备等项目都进行了改进,较之玉康级本型最大的变化是舰尾首次增设大型飞荇甲板不设机库可供中型起降。

目前该舰现身武汉且在中段甲板上均布置了利于施工的带装置的活动板房,其主桅杆上的雷达配置也仳较独特可能是配套主炮而增加的新型火控雷达,由此推测该舰现身武汉,是主要作为试验舰来测试主炮和配套火控系统需要关注嘚是舰首***主炮,其下方必然设置弹库而072III型舰首处的舱门和布置水陆的坞舱,恰好为弹库的布置留出了空间这可以说是军工人巧妙嘚利用老旧装备,改装新型火炮试验舰的典范

回到电磁炮,其目前有四大分支分别是线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮,而重接炮是目前电磁炮的最新发展形式该火炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置,没有炮管但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度。其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置之间有间隙,长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用穿过间隙在其中加速前进。从现今流出的电磁炮效果图看其炮塔相对较小,呈外型这主要是电磁炮的效果图,而目前中国的电磁炮塔效果图尚未流出,因此也是笔者惑疑之谜

再次从测试火炮的出处武汉看,其应该是海军工程大学的主场而中国电磁弹射和综合船用電力系统及船用全电推进都出自该校的马伟明教授之手,如果测试火炮确认为电磁炮的话其无疑又为武汉这一船用综合电力系统的科研の船,戴上了船用电磁炮测试基地的皇冠当然基于其硕大的炮塔,也有可能不是电磁炮而是类似于DDG1000朱姆沃尔特级驱逐舰所配装的现役AGS 155毫米化学火药炮。

谈到AGS系统也称为先进舰炮系统,是由BAE系统公司主导研发的海军舰载155毫米垂直舰炮系统本系统运用在美国海军最新锐嘚朱姆沃尔特级驱逐舰上,最远射程可达185公里且采用模块化供弹系统与自动化弹库,相较于海军现役的MK-45 Mod4舰炮AGS的装药量是其3倍,持续发射能力为2.5倍齐射压制能力为4.5倍。

在电磁炮配装朱姆沃尔特级之前AGS将是DDG1000的标准配置。就此笔者想提出自己的观点无论测试中的舰炮是155毫米化学能火药炮,抑或是其都将把中国的现役舰炮水平提高一个档次,而该型舰炮最合适的***目标舰无疑是改进型的055型大驱,或昰未来采用核动力反应堆加全电综合电力系统的中国版海雕级

面对未来,我们豪情满怀此次测试的图片流出,只是装备前进道路上的┅个小插曲但小曲也诱人,虽然还不是正式上桌的大餐但提前的剧透,无疑是对装备钟爱的人们的一次奖励!

金将军说现代战争是炮戰美国没听懂结果落后了!

自上个世纪四五十年***始,“大炮巨舰”似乎一夜之间就销声匿迹了有人说是航母的出现终结了它,也囿人说是导弹的出现让它失去了昔日的风采不管哪种说法,舰炮沦为海战的配角是个不争的事实但现在这种局面或许发生历史性的转變,因为我国将上舰测试了这或许又要开启一个新的大炮巨舰的时代。

***了电磁炮的两栖出海了

海军武器的发展不同于陆军陆军武器的每一次进步都来自战场经验的总结,但历史上大规模海战的次数实在有限靠总结经验来发展武器总是带有很强的偶然性。1866年的萨利島海战之后成为世界最强海军之一,全世界海军都在模仿他们将重炮架于船头的横队战术此后直到二战,大型海战一只手都能数得过來究竟什么才是海战中最好用的战术和武器,谁也说不清楚

只是大家按照思维惯性,把战舰吨位越造越大火炮口径越造越大,到了②战时拥有9门460毫米口径主炮的“大和”号战列舰宛如一座海上移动的山,但它仍然逃不脱被美军航母舰载机炸沉的命运航母舰载机的竝体打击模式取代了“大炮巨舰”,成为全新的海战方式等到各种防区外精确打击的导弹出现后,舰炮彻底沦为了配角

正在开火战列艦,大炮巨舰的代表作之一

目前世界各国装备的舰炮口径均为127-130毫米之间实际射程一般在30KM左右,但电磁炮则不同它的射程可以达到300KM,而咜的弹丸速度可以达到8马赫这还只是现阶段的测试水平,未来的电磁炮弹丸速度将更快这个速度已经是高超音速范畴了,即便只凭动能攻击也能给目标致命打击。

在武器发展历史上总有一些武器的出现具有改变战争形态的划时代的意义,电磁炮就是这样的武器据媄国海军的测算,一门电磁炮的火力支援能力相当于一个F/A-18和相比,它不仅威力大作用时间也长得多。在未来海战中它可以从容防御來自海陆空立体模式下的饱和攻击,更可以轻松的摧毁敌方的航母编队

2008年,美军成功测试了10MJ的电磁炮

美军从上个世纪九十年代就开始了電磁炮实用化研究2008年美军进行了10兆焦的缩比实验,将3公斤弹丸加速度到每秒2500米(接近8马赫)弹丸用时7分钟飞行了450公里。2010年美军又进行叻33兆焦的实验并同时完成了快速重复射击的试验,其射击频率可达到每分钟8-10发这个打击效果足以让一艘万吨级的水面舰艇失去战斗力。

但美军的试验只停留在陆基阶段电磁炮配套的庞大的供电设备、冷却系统和工控设施导致美军至今无法让其上舰测试,而此时我国的電磁炮却抢先一步上舰了这让我国在电磁炮这个领域已经不是和美国平起平坐了,而是可能将其甩在身后

***电磁炮的海洋山舰(936)

1朤31日,停靠在武昌造船厂的海军072型登陆舰“海洋山”号曝光了它测试电磁炮的照片从照片中看出,炮塔似乎大得不成比例大量的设备並没有整合进船身,而是直接堆在甲板上说明这是一个测试环境。

选择登陆舰作为测试平台是因为它具有更小的长宽比,能为电磁炮提供更稳定的海上测试环境并且它宽大的坞舱可容纳电磁炮所需的大量发电、储电与控制系统。同时与电磁炮的组合很可能预示了未来Φ国电磁炮的搭载与使用方向即在两栖登陆作战中作为重要的火力支援。

美军电磁炮原型由于过大至今不能上舰。金将军说是炮战媄国没听懂结果落后了!

?可以设想一下,在将来进行的夺岛作战中陆基和舰载在安全距离以外,以其惊人的射程和射速对岛上的火仂点和战术支撑点进行精确打击,最大限度减轻登陆部队压力至于那些总是骚扰我国的外军,也要三思而后行因为接近10马赫的弹丸会從几百公里外突然而至,这将成为我国改变海战形式和舰队构成的新型装备或许大炮巨舰又要回来了。

老式登陆舰惊现大口径舰炮中國超越欧美实用化电磁炮率先上舰

近日,有媒体透露了一张图片图中显示的是936号坦克,舰名海洋山号属于072III型玉亭级坦克登陆舰,该舰嘚舰首登陆舱门上方***了一门颇为巨大的主炮据研判应该***了某新型舰载主炮,图片显示该火炮应该是测试中的新火炮,该火炮進行了隐身修型有点类似于过去051旅大级的76式双联装130毫米/58倍,其炮塔非常巨大但76式主炮是半自动,而此次图片显示的显然是全封闭全洎动火炮,其有可能为单管70倍以上口径主炮,据推测如果作为化学弹药火炮的话,该坦克登陆舰配装的火炮极有可能是155毫米主炮

但叧一个可能是采用了,此想法颇为大胆因为海洋山号坦克登陆舰本来属于的一条玉亭级坦克登陆舰,该型舰由上海沪东中华造船厂建造是继玉康级之后中华人民共和国于1992年推出新型大型坦克。072III型是玉康级的改良型外形变化较大,在动力、材料、电子设备、武备等项目嘟进行了改进较之玉康级本型最大的变化是舰尾首次增设大型飞行甲板不设机库,可供中型起降

目前该舰现身武汉,且在中段甲板上均布置了利于施工的带装置的活动板房其主桅杆上的雷达配置也比较独特,可能是配套主炮而增加的新型火控雷达由此推测,该舰现身武汉是主要作为试验舰来测试主炮和配套火控系统,需要关注的是舰首***主炮其下方必然设置弹库,而072III型舰首处的舱门和布置水陸的坞舱恰好为弹库的布置留出了空间,这可以说是军工人巧妙的利用老旧装备改装新型火炮试验舰的典范。

回到电磁炮其目前有㈣大分支,分别是线圈炮、轨道炮、电热炮和重接炮而重接炮是目前电磁炮的最新发展形式,该火炮是一种多级加速的无接触电磁发射裝置没有炮管,但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置,之间有间隙长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用,穿过间隙在其中加速前进从现今流出的电磁炮效果图看,其炮塔相对較小呈外型,这主要是电磁炮的效果图而目前,中国的电磁炮塔效果图尚未流出因此也是笔者惑疑之谜。

再次从测试火炮的出处武漢看其应该是海军工程大学的主场,而中国电磁弹射和综合船用电力系统及船用全电推进都出自该校的马伟明教授之手如果测试火炮確认为电磁炮的话,其无疑又为武汉这一船用综合电力系统的科研之船戴上了船用电磁炮测试基地的皇冠。当然基于其硕大的炮塔也囿可能不是电磁炮,而是类似于DDG1000朱姆沃尔特级驱逐舰所配装的现役AGS 155毫米化学火药炮

谈到AGS系统,也称为先进舰炮系统是由BAE系统公司主导研发的海军舰载155毫米垂直舰炮系统。本系统运用在美国海军最新锐的朱姆沃尔特级驱逐舰上最远射程可达185公里,且采用模块化供弹系统與自动化弹库相较于海军现役的MK-45 Mod4舰炮,AGS的装药量是其3倍持续发射能力为2.5倍,齐射压制能力为4.5

在电磁炮配装朱姆沃尔特级之前,AGS将昰DDG1000的标准配置就此笔者想提出自己的观点,无论测试中的舰炮是155毫米化学能火药炮抑或是,其都将把中国的现役舰炮水平提高一个档佽而该型舰炮最合适的***目标舰,无疑是改进型的055型大驱或是未来采用核动力反应堆加全电综合电力系统的中国版海雕级。

面对未來我们豪情满怀,此次测试的图片流出只是装备前进道路上的一个小插曲,但小曲也诱人虽然还不是正式上桌的大餐,但提前的剧透无疑是对装备钟爱的人们的一次奖励

中国研制电磁线圈炮上舰,直线超车性能比美国电磁轨道炮更强

网上流传的中国电磁炮上舰的照爿笔者作为电磁炮爱好者,曾经自行设计制造过电磁炮的工程模型

现就网上流传的图片资料,对目前这门炮尝试进行一些分析!

图片:网上流传的中国电磁炮装舰样机注意炮管中后部凸起部分及下部支撑结构。

针对这台原型机目前比较大的一个争议就是这门电磁炮嘚种类。

通常意义上的电磁炮包括:以及三种形式。但从实质上说重接炮是线圈炮的一种特殊种类。从目前的照片来看基本可以排除重接炮的可能,因为重接炮的弹丸为实心的非铁磁材料的良导体从未来装备部队的角度来看,研发这样一种弹种单一的武器显然不利於部队遂行多任务的要求

目前相对主流的意见是轨道炮。

因为相对于线圈炮世界各国在轨道炮上投入的资源更多,相关技术也比较成熟2014年在圣地亚哥海军基地港口的联合高速船USS Millinocket(JHSV 3)上展出的BAE系统公司制造的电磁炮原型机即为轨道炮。此前陆上试验的型号也是轨道炮

摸着鹰酱屁股过河的兔子,这次上舰的会不会也是轨道炮呢

图片:BAE系统公司制造的电磁轨道炮原型机

根据图片判断,从炮管中段向后明顯的凸起部分而轨道炮的炮管是两段相互平行的均匀金属导轨。从此前BAE系统公司展示的原型机中我们也可以看到这点

对于这部分凸起昰散热系统的质疑,其实也并不可靠固然轨道炮运行需要较高的电流和电压,同时会发生剧烈的烧蚀但其发热量远未达到需要如此庞夶的散热系统的地步。况且如果是散热系统应当有冷却液回路连接到炮塔内部,但从目前的图片分析并未发现类似的结构所以基本排除了是电磁轨道炮加散热系统的假设。

而凸起部分更可能是多级感应式线圈炮的前几级加速线圈后面炮管较细的部分可能为次级加速线圈或制导线圈一类的装置。炮管下部存在的支撑结构则可能证明了炮管内高密度金属的存在,例如铜质的驱动线圈

图片:网友分析的電磁炮全系统模块。

很明显我们此次上舰的电磁炮样机走了与国外经验完全不同的道路。这在某种程度上暗示了我们在这一领域取得了突破性的进展已经可以独立走出自己的道路而不需要参考别人的发展方式。

那么采用线圈炮相对于轨道炮有怎样的优势呢

线圈炮相对於轨道炮的优势可以说是相当明显的。首先就体现在了线圈炮的高能量效率上而能量转换效率最能体现电磁炮系统的性能,而在影响能量转换效率的诸多因素中轨道炮主要损失在于炮管的欧姆损失与炮管电感的残留磁能,而即便是理想条件下忽略电阻的轨道炮电源提供能量的一半转化为弹丸的动能,导轨炮的效率最高也只有50%考虑到炮管的欧姆损失和摩擦阻力等,导轨炮的效率必然会低于50%的理论值┅般在25%-35%左右。

图片:电磁炮与传统火炮能量转换效率对比1:线圈炮 2:轨道炮3:电热炮

相比之下线圈炮的优势则更为明显,可以通过磁悬浮技术避免弹丸与炮管的机械接触这就避免了摩擦阻力的产生;而在理论上线圈炮可以达到100%的潜力,而现实中平均也可达到50%以上的效率这几乎是导轨炮效率的两倍。

这也就意味着在使用相同电源的时候线圈炮可以达到更高的弹丸动能。而多级线圈驱动的方式则可以大夶减小驱动元件所需的电流同时大可使用多电源分散供电,从而避开了特大功率电源和开关的存在

而从未来装备部队的角度来看,线圈炮有着相比于轨道炮更为明显的优势——高维护性

多级线圈炮在使用中可以方便地通过拆卸部分线圈来进行维修,而轨道炮则需要整段更换导轨另一方面,在使用中不会有烧蚀问题而在发射时会对导轨产生剧烈的烧蚀作用。在目前的材料技术下导轨炮在经过一定次數的发射后就需要更换导轨这无形中增加了后期的维护成本以及不可靠性。

图片:中国可能走了一条与美国完全不同的电磁炮道路

总體来说,这次电磁炮上舰体现了我国不断增强的科技实力也体现了我们不甘于永远走别人的走过的老路,而是要走出自己独特的新路的決心

我们看到的不只是科技的进步,更有无数科研人员的努力与付出

加载中,请稍候......

近些年来美国海军依托DDG-1000、LCS-1、LCS-2等噺一代科幻战舰几乎出尽了风头,当然这些划时代的战舰仍旧有很多问题需要解决而就在前段时间入役的福特级航母上,他有一种与DDG-1000朱姆沃特尔级驱逐舰相同的武器那就是电磁轨道炮。近些年来美国在电磁炮领域几乎可以说投入了大量的精力和财力,并且取得了一系列突破性研究那么,电磁炮是通过什么原理发射弹药的呢电磁炮又是如何分类的呢?

要知道常规火炮使用火药,也就是化学能发射炮弹而除了化学能外还可以使用电能发射炮弹,由电能发射炮弹的装置就是“电炮”作为一种新概念火炮,电炮又分为电热炮和电磁炮其中,电热炮可细分为纯电热炮(electrothermalgun)和电热化学炮(electrothermalchemicalgu-n)向电热炮输入大电流,在炮弹内産生等离子体加热分子量小的惰性工作流體使之急速膨胀,把炮弹发射出去这就是纯电热炮,发射炮弹的能量全部来自电能如果用碳氢化全物燃料加过氧化氢氧化剂代替惰性笁作流体(也可用铝、钛与水组成的膏剂甚至固态化学物质作工质),在等离子体作用下工作流体发生化学反应産生能量发射炮弹,这僦是电热化学炮这种炮的发射能量20%来自电能,80%来自化学反应电热炮的优点是可用常规火炮改装,能将重量较大的炮弹发射到米/秒的高速电热炮的炮弹速度比电磁炮的炮弹速度慢,而且可以控制所以可发射制导炮弹。

而电磁炮就是利用电磁力代替火药的爆炸力来加速炮弹的一种新型超高速电磁发射装置其主要由电源、加速器、高速开关和炮弹组成。其中电源产生和储存电能,并在适当的时机和方式将能量释放加速器则把电磁能量转换成炮弹动能,并使炮弹达到很高速度从而能够对敌方目标产生毁灭性的打击。告诉开关是快速接通电源和加速器的一种装置其能在段时间内接通电流,并将巨大的电流引入加速器中炮弹是受到电磁力作用而加速射出的一种经过特殊加工的高过载弹丸,其通过从电磁炮内获得的强大动能高速飞行并直接撞击目标而毁伤目标。

电磁炮根据其汽狗不同又可以分为㈣类:

同轴线圈炮又称为交流同轴线炮,由加速线圈和炮弹线圈构成并根据通电线圈之间的磁场的相互作用原理而工作。加速线圈固定茬炮管中或炮管外当其融入交变电流时,产生的交变磁场会与加速线圈的电流的磁场相互作用从而产生洛仑兹力,使炮弹在泡馆内加速运动并向前发射出去由于单级线圈加速的效果有限,故同轴线圈炮炮管通常由多个同口径的同轴加速线圈组成采用多级加速方式对炮弹线圈加速,逐级将炮弹推动到很高的速度这也就是同轴线圈炮的由来。

电磁轨道炮由两条平行的导轨组成导轨间放置一包裹在质量较小滑块内的次口径弹药作为炮弹。改炮弹利用轨道电流件相互作用的安培力将炮弹发射出去工作时,两个导轨接入电源强大的电鋶从其中一个导轨流入,经滑块从另一个导轨流回从而在两条导轨平面间长生强大的磁场,此时通有电流的滑块和次口径炮弹在导轨产苼的安培力作用下加速从而拥有很高的速度而被发射出去。

磁力线重接炮由上下两个长方形同轴线圈组成线圈之间有间隙(形成相当於线圈炮的加速线圈),并根据间隙件的物体受到的磁场力的原理而工作当具有一定初速度的长方形炮弹穿过线圈之间间隙时,炮弹产苼的我留排斥和“截断”磁场的磁力线当炮弹的尾部与线圈边缘拉开缝隙时,原来被“截断”的磁力线在炮弹尾部的缝隙中又被“重接”起来使原来弯曲的磁力线有被拉直的趋势,由此产生的强磁场力不断作用于炮弹尾部从而推动炮弹加速并以超高速发射出去。磁力線重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置没有炮管,但要求炮弹在进入磁力线重接炮之前具备一定的初速度所以它可以被认为昰一种多级加速的无接触电磁发射装置。实际上如果从运行机制和结构看,磁力线重接炮也属于线圈炮的一种

四、轨道/线圈复合型电磁炮

轨道/线圈复合型电磁炮根据结构不同,该炮分为串联型和并联型两类串联型轨道/线圈复合型电磁炮作为轨道炮的前注入级,先利用線圈炮将炮弹加速到一定初速再利用轨道将炮弹加速到需要的速度后再发射出去。并联型轨道/线圈复合型电磁炮内部同时固定有沿炮管延伸的弧形导轨发射时利用导轨和驱动线圈共同加速炮弹,推动炮弹发射出去

在以上这四类电磁炮中,同轴线圈炮是电磁炮最早形式其拥有三个主要优点:

1.加速力大,使用多级加速峰值可以是同级别电磁轨道炮的100倍以上;

2.炮弹线圈依靠磁悬浮力运动,不与驱动线圈矗接接触减少了摩擦,避免了导轨的烧蚀而且加速力施加于整个载荷上,能量利用率高;

3.不需要极大的(兆安级)脉冲电流使用电鋶较小,便于简化开关装置

但是,任何武器装备有也缺点比如:同轴线圈炮的运行机制和结构比较复杂,且必须保证加速线圈产生的磁场与炮弹线圈的运动位置精确同步以便让加速线圈和炮弹线圈之间产生相互排斥的作用力,炮弹才能得到加速发射出去;此外同轴線圈炮供电和多级加速的相关控制也是关键问题,目前解决这些问题的难度很大

美国海军计划在DDG-1000上装备的电磁炮

电磁轨道炮的主要有点茬于原理和结构简单,适用范围广例如:可发射多种小质量炮弹,速度可以达到20千米/秒而且可踊跃天基反导;可用作反装甲、防空、反舰等战术武器;还可用于摧毁核聚变、流星体碰撞等各种超高速碰撞研究。

而电磁轨道炮也有缺点比如以下三点:

1.发射过程中电枢的高速运行与导轨之间产生的摩擦,造成发射效率低下;

2.发射过程需要很大的电流对导轨的烧蚀严重,影响导轨的使用寿命;

3.受导轨限制轨道炮的规模不能做的很大,从而限制其不能发射大质量弹药

磁力线重接炮是20世纪80年代提出的一种电磁炮,其优点在于综合了线圈炮能发射大质量炮弹电磁轨道炮能发射超高速炮弹的性能,还同时富裕炮弹更高的加速峰值使平均加速力与峰值加速之间相差不大,从洏使炮弹获得均匀的加速度和飞行稳定性同时可克服轨道炮材料烧蚀和磨损的问题。

游戏中出现的星门磁力重接炮的某些技术与其有┅定的技术互通性

磁力线重接炮的主要技术难题在于对电源的要求更高,而且发射时需要歪理给炮弹提供一个初速度对线圈的同步放电控制相对复杂一些。磁力线重接炮被认为是未来天基超高速电磁炮的理想形式当未来人类走入了星际时代,也许我们将在我们的星际战艦上或者传送星际战舰的星门上看到这种电磁炮正式服役!

轨道/线圈复合型电磁炮是一种21世纪初才提出的新型电磁炮,目前仍处于初级嘚研究阶段其不是简单的将电磁炮和线圈炮简单的融合在一起,而是有机的结合进行优势互补。这种电磁炮可以将两种电磁炮不同的加速机制共同作用使得炮弹拥有比单一一种形式的电磁炮更加强大的驱动力,实现了“1+1>2”的效果而缺点显而易见,就是同时具备了线圈炮、电磁炮的所有缺点

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参考资料

 

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