中国取得电磁轨道炮的突破

晨枫

0 k" L0 b1 p' Z8 B* J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。

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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。
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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。
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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。
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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。

, B/ H% c! q) K  F' y1 b3 _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。
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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。

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。
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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。
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6 x( e- w0 ~+ \( y2 D反过来，也可调整弹丸的重量，牺牲射程，换取弹丸威力。
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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：
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https://www.sohu.com/a/717400276_823256
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9 b# b$ ?' C$ A看来马伟明的全电舰不是在瞎吹牛。

9 L- d3 {+ e8 h9 j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。
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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。

nukearchie

导弹不用了，重回大炮巨舰时代，历史的螺旋

可梦之

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？

hsb

日本也宣布了电磁炮？

晨枫

可梦之 发表于 2023-12-9 02:41
$ T5 ^- R4 Q, U% {* h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？ ...

  x) A; _1 ~" X5 |$ p; ~% H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？

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。

huma

这让老美怎么活，星球大战计划把苏联拖垮，再来一轮军备竞赛估计美帝也差不多了

料理鼠王

鹰酱再次进入这样的军备竞赛，对于理工科的学生可是大大的有利于就业。
应该鼓励才对。

老财迷

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电磁炮的风中能量要求很高，

6 M& E( s; h3 a" l- R' z呃，是“电磁炮的峰值能量要求很高”？

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8 i: N; m3 S. m( V# A! U对了，福建舰在弹射小车，甲板照也有了，你不写上一篇？还是我看漏了？

晨枫

老财迷 发表于 2023-12-9 21:48
呃，是“电磁炮的峰值能量要求很高”？
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2 `8 q' b/ y5 }那个试验没什么可写的，等海试时真的弹射飞机再写吧

四处张望

可梦之 发表于 2023-12-9 16:41
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？ ...

常见榴弹炮的初速不到1000

鳕鱼邪恶

可梦之 发表于 2023-12-9 16:41
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？ ...

坦克炮射程不止几公里，而是“精密”射程几公里。一般超过5公里，精度就不可接受了。
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中国曾用59式实验当炮兵用，有15公里的“有效射程”。也就是说当支援火力用时其散布是可以接受的。

隧道

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。

晨枫

隧道 发表于 2023-12-17 04:20
, h. o9 I6 S, b3 {' F. M; w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。
' F/ }; Q, V( g) }+ i ...

0 p1 N, y/ L' j+ @. d" ^9 C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。

隧道

晨枫 发表于 2023-12-17 22:39
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 ...

有磁却无悬浮，非常可惜。
6 |& m* r$ R* T) |1 o, d7 @不清楚麻烦在哪里，按道理，电流足够大，还是圆形，
当然磁约束粒子完全没问题，难道是因为炮弹太大？

晨枫

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隧道 发表于 2023-12-17 09:36
8 e$ T$ {8 o4 c# t/ L6 O1 a有磁却无悬浮，非常可惜。
不清楚麻烦在哪里，按道理，电流足够大，还是圆形，
当然磁约束粒子完全没问题 ...

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, z9 L: ?/ T8 a. t! c接触构成导电回路，脱开就导不了电了。

9 ^& {2 e9 f" L$ f* ]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。

东湖珞珈

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？
7 N3 _0 z  [8 S! C120发的寿命能用来防空吗？

晨枫

东湖珞珈 发表于 2023-12-18 22:46
: G2 D, I' y  p  N1 o3 G9 F' n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？
120发的寿命能用来防空吗 ...

没有新图，120发不够防空。