自第一次世界大战中坦克被发明开始，对坦克火炮与坦克之间的竞赛就从未停止。在第一次世界大战期间，德军使用步兵火炮来攻击英法军坦克。在西班牙内战期间，内战双方展开了规模较大的坦克战，也投入了多种还在萌芽期的反坦克火炮。到第二次世界大战为止，人类使用的对坦克武器已经实现了从无到有，从兼职到专业，从临时凑数到专用定制的转变，成为了步兵、装甲兵中不可或缺的一员。然而，在21世纪，伴随着复合约束陶瓷、贫铀、聚能爆炸反应装甲等一系列先进科技的使用，对坦克的化学能火炮遇上了前所未有的瓶颈期——穿深不够。
图为一战德军FK96步兵炮，曾用于反坦克作战。
早在第二次世界大战初期，纳粹德军使用的56倍口径88毫米Flak-36型高射炮在使用Pz.39型穿甲弹时达到了800米每秒的高初速，足以在大部分情况下应对苏联红军的中型坦克。而在二战结束时，美军使用的M1型76毫米坦克炮M93高速穿甲弹达到了1000米每秒的高速，足以猎“虎”射“豹”。在坦克首次投入战斗后的30年间，对坦克火炮的初速从400米每秒提高到了1000米每秒，提升高达1.5倍。
图为使用76毫米M1火炮的美军坦克歼击车
然而，在随后的30年里，坦克炮的发展却越来越慢。在1961年的166工程（即T-62A）上，苏联在人类历史上首次使用了滑膛火炮，即2A-20坦克炮。在发射3VBM-3脱壳尾翼稳定穿甲弹的情况下可以达到高达1615米/秒的超高初速，超过了同代使用M-36穿甲弹的英国L-7型坦克炮的1470米/秒，是二战M93穿甲弹初速的1.6倍。而截至1977年，全球初速最高的现役火炮也没有突破1800米/秒的大关，苏联在1976年开发的3VBM-9型穿甲弹初速为1780米/秒，虽然改进了穿甲体结构，但是相比于14年前的3VBM-3穿甲弹初速却没有多少提升。在1947年到1977年的30年间，人类穿甲弹的初速近提高了0.8倍。
图为脱壳尾翼稳定穿甲弹飞行体
而在此之后，美苏两国纷纷着力于使用更重的弹芯，而非更高的初速，很大程度上也是由于化学发射药的限制。截至42年后的今天，世界上初速最高的现役穿甲弹也从未突破2000米/秒大关，美军最先进的M-829A4穿甲弹也仅在1800米/秒数量级，提升不足0.2倍。可以预见的是，即使使用了越来越优秀的飞行体设计和弹芯材质，由于缺乏足够强劲的发射药，对坦克武器的穿甲能力发展会越来越慢，直至最终陷入停滞。
然而，化学能武器却并非唯一选择。在穿甲弹发展逐渐陷入停滞的今天，电热化学炮和电磁炮逐渐步入了人们的视野。
相比于供能单一，效率极差的化学能火炮，基于电力发射的电磁炮和电热化学炮显然更容易提升其炮口能量。得益于电炮相对高效的转换效率，提升电炮的炮口动能很大程度上仅仅是其发射电容器的升级，而并不需要大幅度提高发射药药室的结构强度。相比于提升缓慢的化学能火炮，美军此前在M-8装甲车上试验的105毫米电热化学炮在仅仅使用了简单的等离子发生器结构，甚至连发射装置都基本沿用化学能火炮的情况下，将3.6千克的穿甲弹弹丸打出了超过2200米每秒的高初速，突破了此前化学能火炮的发射记录。而美国海军试验的电磁炮更是可以打出超过3600米每秒的惊人初速，其穿甲能力将会发生质的变化。
图为美军实验性电磁炮，尚未在实验场地完成整备。
然而，电炮在实战中的应用并非一帆风顺，其核心问题就在于供能。此外，无论是电热化学炮还是电磁炮，都要求有一定的身管强度，才能保证炮弹稳定顺畅的加速。而坚固的炮管和电力设备必然会需要极大的质量，并且需要更重、体积更大的支撑结构来保障其运作。由于地面作战单位的电力供应问题，大部分坦克和装甲车显然都不可能使用电磁炮，仅仅能通过电热化学炮来进行一定的提高。
或许在不久的将来，在坦克电力驱动和蓄电池技术出现突破性发展的情况下，电磁炮和供能更加充裕的电热化学炮将会很快出现在兵器舞台上。就原理来说，电热化学炮完全可以达到2500米/秒的高初速，而电磁炮更是理论上没有限制，现阶段科学技术完全可能实现数十倍音速的电磁炮。在这一情况下，坦克等技术装备的常规装甲显然不可能有效的拦阻速度惊人的弹丸，电炮将会成为地面战争决定性改变的重要诱因。（本文图片来自网络）
出品：科普中国
作者：矛隼工作室
策划：赵清建
监制：光明网科普事业部
相比于供能单一，效率极差的化学能火炮，基于电力发射的电磁炮和电热化学炮显然更容易提升其炮口能量。得益于电炮相对高效的转换效率，提升电炮的炮口动能很大程度上仅仅是其发射电容器的升级，而并不需要大幅度提高发射药药室的结构强度。
[责编：张蕃]
