中国取得电磁轨道炮的突破

晨枫

, j& `0 D- u) c4 V0 }+ P
+ o. X+ }* [3 h7 E& D: y南华早报报道：海军工程大学电磁能技术全国重点实验室鲁军勇教授团队11月10日发表论文，宣称成功试验电磁轨道炮，可连续发射120炮弹而保持精度，这是远远超过美国海军电磁轨道炮的水平，也与战列舰时代的主炮炮管寿命相当了。

8 ~, T3 M; Q9 D4 d: G1 G3 Ahttps://www.scmp.com/news/china/ ... amp;pgtype=homepage

电磁轨道炮在原理上像磁悬浮列车一样，线性加速，可以达到很高的膛口初速。与火药加速相比，电磁加速平稳，加速度低但持续加速，最终的膛口初速更高。鲁军勇团队的电磁炮达到2000米/秒，高于高初速坦克炮（1600-1800米/秒）。但火药加速在发射药爆炸瞬间压力最大，加速最快，随着炮弹向膛口运动，弹后容积增大，火药气体压力降低，加速作用降低，弹膛的摩擦进一步限制了弹丸的加速，尤其是滑膛炮，线膛炮的初速一般低于滑膛炮。
: s+ u9 t7 E: z: e; W( j6 w/ p
电磁加速就没有这个问题，是均匀地一直加速，也因此后座力较低。由于动量-冲量守恒定律，动量是质量和速度之积，冲量是力和时间之积，同样膛口初速和弹丸重量情况下，加速时间越长，后坐力越低。神秘的中国电磁炮装在一艘并不大的登陆舰的前甲板进行试验，正是因为后坐力低。
" e3 b- X9 o9 B- O" @& p6 j% w
# [: A3 S2 N" g( E
. K4 C1 a! }4 s% h& L7 S

3 v! o; y$ c0 a+ `: F! [+ U+ O& H
高初速意味着大射程。据认为，2000米/秒的初速意味着100-200公里的射程。坦克炮的初速与此接近，但坦克炮只能平射，电磁炮可以大仰角发射，射程可能得到弹丸飞入空气阻力很低的高层大气的加成，对火箭增程和冲压增程的要求也降低。论文没有谈到弹丸重量，这也是重要的。
3 e8 F  F# z+ i1 N- q
9 Q% v7 w; o( y5 F9 V美国海军在21世纪初就把电磁轨道炮作为重点来研究，但在2021年下马了，没法解决轨道烧蚀问题。鲁军勇团队是怎么解决的，当然是绝密，只需要知道已经解决了。120发的寿命看起来不长，但已经和常规身管火炮很相近了。

# u6 }4 A- D5 ]' b) I) M鲁军勇团队提到用10万个传感器精密监测所有点的工况，然后根据实测结果精确理解系统工作情况，精确调整优化参数，最终达到实用级的使用寿命。在一次试验中，连续发射50发而没有发生任何问题，这对电磁轨道炮来说是闻所未闻的。

6 b3 }- v9 Z. i! u最终实用化后，舰载弹药量极大增加，因为省却了发射药筒的体积和重量。安装和吨位要求极大放宽，因为后坐力极大降低。登陆舰前甲板这个位置通常老式37炮也就差不多了，撑死57炮，再大口径的后坐力受不了。看来系统重量也不大，装在前甲板也不影响这艘吨位并不大的登陆舰的平衡。
6 C  Z% p9 a' I8 y
均匀加速也意味着弹上承受的发射过载较低，容易安装制导组件。电磁轨道炮估计没有来复线，用弹出的弹翼稳定和控制是很成熟的技术了。高初速不仅可以得到很大的对地对海攻击射程，用于防空的话，2000米/秒的初速好比强大的助推器，甚至可以不用火箭，发射后的惯性就足够用于中近程防空了。
1 ?- _2 N4 A% m* \7 Q6 o% A
电磁轨道炮还有一个好处：发射力可调。根据弹重、初速要求，可随时调整发射功率，优化弹道，这也是整装弹火药发射做不到的，需要用不同的药包，而且调节没法精细，有时只能用超大仰角打近距离目标，不仅难以控制，容易受风偏影响，也无谓增加炮管磨损。换用电磁轨道炮的话，只需要把发射功率调到很低，就可以射击特别近的目标。
" _2 X( A; c( j, {5 W8 y/ w
反过来，也可调整弹丸的重量，牺牲射程，换取弹丸威力。
+ S/ o4 I. Y* o2 B" P
电磁炮的峰值能量要求很高，但用超级电容、飞轮等储能装置，可以在较低平均供电的情况下达到超高的峰值放电，这也是马伟明团队拿手的东西，航母电弹就用到。对了，鲁军勇好像是马伟明的徒弟和搭子，网上可以查到两人合作的文章和高校教材：

https://www.sohu.com/a/717400276_823256
) j4 {# P( o5 b& u# I


看来马伟明的全电舰不是在瞎吹牛。

; U1 z" e  Z- e5 ^, D5 S要是055B改全电推进、电磁炮，美国海军要昏过去了，英国、日本海军直接翻白眼。

好玩的是，2021年美国海军决定电磁轨道炮下马的时候，研究重点转向高超音速导弹，希望这达到同样的目的。现在中国在高超音速导弹方面已经遥遥领先，在电磁轨道炮方面也遥遥领先了。

晨枫

可梦之 发表于 2023-12-9 02:41
* O# O: T& Q$ b' z文中电磁炮初速（2000）并不比坦克炮的（1600）的快多少，射程能从坦克炮的几公里提升到100公里？ ...

可能差别在于膛口的加速度。电磁炮在膛口还在加速，而火药炮已经不加速了？
$ c. S. P( m% u4 M
( n2 w* k2 s8 y另外，坦克炮只能平射，不能大角度发射。2000米/秒的速度加上某种助推技术真可能飞到空气稀薄的高层大气，射程增加就容易了。

晨枫

老财迷 发表于 2023-12-9 21:48
1 ~2 K" Z: y0 @1 b. u呃，是“电磁炮的峰值能量要求很高”？

6 u1 _- o" T$ Z+ ]1 `---

, ~1 R9 F' K7 {; k; g# l那个试验没什么可写的，等海试时真的弹射飞机再写吧

晨枫

隧道 发表于 2023-12-17 04:20
# {  \1 H2 V9 M0 f这个电磁炮的炮弹应该是处于磁悬浮状态吧，这样没有摩擦带来的各方面损耗，
真是太完美了。
...

2 R/ |, p2 U" O, N8 V' p轨道炮在传统上采用接触电极，所以不是磁悬浮的，而是有固有滑动摩擦的。美国就是解决不了这个问题而下马的。

晨枫

; [3 t1 O1 v1 y% ]% A

隧道 发表于 2023-12-17 09:36
有磁却无悬浮，非常可惜。
/ b: x9 I1 v. o不清楚麻烦在哪里，按道理，电流足够大，还是圆形，
& w3 [- S" N- [7 x当然磁约束粒子完全没问题 ...

, C' M% o$ H8 [. t/ e5 E  j
$ T8 K5 o2 P. Y9 k" N( o/ B接触构成导电回路，脱开就导不了电了。
; k- W6 p* j7 t3 V9 Z
你说的可以悬浮的是线圈炮，那也在弄，加速和初速不如轨道炮高，但没有磨损问题。

晨枫

东湖珞珈 发表于 2023-12-18 22:46
+ D& F0 I3 Q; G. o4 @. E那两张图很多年了，看起来还是非常初级试验的样子。有新近流出的照片或者视频吗？
  y8 e* b9 _/ b- S9 H" [, m120发的寿命能用来防空吗 ...

没有新图，120发不够防空。