金合
電影《變形金剛》中有這樣一個(gè)情景:正當(dāng)埃及的金字塔被巨無(wú)霸大力神刨開(kāi)的危急時(shí)刻,美軍“絕密武器”出場(chǎng)了。只見(jiàn)海軍驅(qū)逐艦上伸出長(zhǎng)長(zhǎng)的炮管,如同長(zhǎng)頸鹿擺脖覓食似的,瞄準(zhǔn)了幾百千米之外的目標(biāo),一炮打中了這個(gè)窮兇極惡的外星入侵者(題圖)。
如今,這個(gè)科幻電影里的描述已變成現(xiàn)實(shí):美國(guó)海軍成功試射了具有如此功能的電磁炮。電磁炮又叫電磁軌道炮,是一種不靠火藥驅(qū)動(dòng)的高能大炮。
真正的快刀俠
我們知道,子彈和炮彈的飛行動(dòng)力,來(lái)源于火藥在膛內(nèi)爆炸產(chǎn)生的高溫高壓氣體的瞬間膨脹;而電磁炮的動(dòng)力則來(lái)自炮管自身,炮管起著藥劑的功能和作用。
眾所周知,電動(dòng)機(jī)的定子(外層線圈)和轉(zhuǎn)子(內(nèi)部線圈),由于繞法相同,則同時(shí)通電后,會(huì)產(chǎn)生方向完全相同的兩個(gè)磁場(chǎng),于是,二者互相排斥,從而使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。
為了便于理解,不妨將電磁炮動(dòng)力裝置,稍作技術(shù)性改換,再來(lái)說(shuō)明:與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)相似,構(gòu)成電磁炮炮管的長(zhǎng)線圈,相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的定子;彈體的重要組成部分短線圈,相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子。當(dāng)按下發(fā)射按鈕時(shí),同時(shí)通電的長(zhǎng)線圈和短線圈產(chǎn)生完全相同的磁極,在互相排斥力的作用下,彈頭就跟轉(zhuǎn)子在定子內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的原理一樣,在炮管內(nèi)不斷加速運(yùn)動(dòng),最后飛出炮口。這就是電磁炮的動(dòng)力來(lái)源和基本發(fā)射原理。
普通火炮是火藥在炮膛里爆炸,產(chǎn)生急劇膨脹的氣體,對(duì)彈頭瞬間加速;而電磁炮是彈頭在炮膛滑行的全過(guò)程中,不斷持續(xù)恒定加速。所以,在強(qiáng)大電磁力的驅(qū)動(dòng)下,炮彈發(fā)射速度比傳統(tǒng)火炮快得多,出膛速度可達(dá)七八倍的超音速,射程可達(dá)400~500千米。經(jīng)過(guò)空氣阻力削減后,飛臨目標(biāo)時(shí),仍有5倍的音速,高出普通火炮2倍的音速。
這么高的速度,使坦克和裝甲車(chē)的防護(hù)鋼板,顯得像豆腐一樣脆弱,根本不堪一擊,足見(jiàn)電磁炮的破壞力有多么強(qiáng)大!
本領(lǐng)超強(qiáng)的小巨人
除了速度快以外,電磁炮還具有許多難以取代的優(yōu)勢(shì)。
精度高。高速度必然會(huì)帶來(lái)高精度,快速飛行的彈頭在瞬間準(zhǔn)確無(wú)誤地?fù)糁械锉と?、?chē)隊(duì)和武裝集團(tuán),彈著點(diǎn)偏差最高只在3米以內(nèi)。
射程遠(yuǎn)。最大飛行距離約為一般火炮的10倍,幾乎和中型導(dǎo)彈媲美,無(wú)需接近目標(biāo),原地不動(dòng)即可摧毀幾百千米之外的艦船和工事。若由天津向東發(fā)射,可穿越整個(gè)渤海海域。
火力猛。彈頭的超常速度和射程,決定了自身的巨大動(dòng)能,無(wú)需裝填炸藥,單憑沖撞力,就足以穿透裝甲車(chē)輛和堅(jiān)固的工事。對(duì)防護(hù)能力強(qiáng)的目標(biāo),具有一招致敵的奇效。
隱蔽性好。發(fā)射時(shí)不產(chǎn)生火焰和煙霧,也沒(méi)有震耳欲聾的咆哮聲,不容易暴露,長(zhǎng)期配置在同一個(gè)地方并頻繁使用也很難被敵人發(fā)現(xiàn),安全隱蔽性好。
此外,電磁炮彈頭小,沒(méi)有推進(jìn)劑,體積和質(zhì)量均接近普通炮彈的1/10,而且造價(jià)低;彈頭在炮管中受到的電磁推力非常均勻,容易受到控制,穩(wěn)定性強(qiáng);由于發(fā)射不釋放煙塵和噪聲,對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。
用途廣泛的高能“殺手”
電磁炮作為正在發(fā)展中的高技術(shù)兵器,其未來(lái)軍事用途十分廣泛,前景非常廣闊。
由于電磁炮速度極高,可以摧毀空間低軌道衛(wèi)星和導(dǎo)彈,還可攔截艦艇和裝甲車(chē)發(fā)射的導(dǎo)彈,因此,美國(guó)在“星球大戰(zhàn)”計(jì)劃中,電磁炮被列為主要項(xiàng)目。
西方認(rèn)為,電磁炮可代替高射武器和導(dǎo)彈執(zhí)行防空任務(wù),不僅能打各種飛機(jī),還能遠(yuǎn)距離擊毀空對(duì)艦導(dǎo)彈。英國(guó)也正積極研制裝甲車(chē)載電磁炮。
實(shí)彈試驗(yàn)證明,電磁炮是對(duì)付坦克和裝甲車(chē)的有效武器。發(fā)射一個(gè)雞蛋重、速度為3000米/秒的炮彈,可穿透25.4毫米厚的裝甲鋼板。如此強(qiáng)大的穿透力,不失為裝甲車(chē)輛的“克星”。
隨著電磁發(fā)射技術(shù)的快速發(fā)展,在普通火炮的炮口加裝電磁加速系統(tǒng),可大大提高火炮射程。目前,美國(guó)已利用這一技術(shù),將火炮的射程加大到150千米。
如此看來(lái),像電影里那樣,遠(yuǎn)隔300千米讓敵人瞬間灰飛煙滅的情景,已經(jīng)近在眼前。
鏈接
電磁炮不是新玩意兒
·電磁炮是法國(guó)人維勒魯伯發(fā)明的。
·第二次世界大戰(zhàn)中,德國(guó)漢斯勒博士開(kāi)展了對(duì)電磁感應(yīng)炮的全面研究。
·與此同時(shí),日本也著力研究感應(yīng)加速式電磁炮,并把2千克的彈丸加速到335米/秒。
·之后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi),因材料和電力等關(guān)鍵問(wèn)題,無(wú)法從根本上解決,致使研究不得不暫停下來(lái)。20世紀(jì)70年代,研究得以恢復(fù)。美國(guó)、澳大利亞也加入了研制行列。
·如今,我國(guó)的電磁炮也不甘人后,取得了突破性進(jìn)展。