坦克的“护身内功”——四两拨千斤的电磁装甲

    出品：科普中国

    作者：兰顺正

    策划：宋雅娟

    监制：光明网科普事业部

    在武侠小说中，某些武林高手在敌方兵刃及体时，其“内力”会自动震断敌人的武器。而在现实中，电磁装甲技术也可以使坦克装甲车辆具备“护体内功”。

    另辟蹊径的电磁装甲

    与传统装甲的“硬碰硬”不同，电磁装甲( Electromagnetic Armor)技术颇有些“四两拨千斤”的意味，该技术是利用电能干扰和破坏来袭射弹，来减轻和消除对主装甲的破坏，从而提高装甲车辆防护能力的一种新概念。

    1973年，韦尔开(Walker)提出了原始的电磁装甲的概念，利用脉冲大电流汽化、干扰和分散破甲弹的金属射流，从而降低破甲弹的破甲深度。不过当时由于技术瓶颈，电磁装甲长期停留在概念研究阶段。90年代以后电磁装甲的研究进入快速发展时期。1992年，美国国防部在给国会上报的21项《国防部关键技术计划》中，已把电磁装甲列入脉冲功率技术中。后来德、法、 英等国也开始了电磁的研究。

被动式电磁装甲原理

（图片来源于网络）

    电磁装甲分主被动两种，被动式是在主装甲外放置两块金属(钢)板，其间用绝缘子隔离开一定距离。通常一块钢板接地，另一块与高压电容器组相连当破甲弹射流穿通两钢板时，就相当于接通电容器电路，则会有大电流脉冲通过金属射流，引起射流发散，降低其侵彻能力。如果是穿甲弹，大电流也会引起穿甲弹弹芯震动和膨胀的不稳定性，从而使穿甲弹弹芯断裂。

主动式电磁装甲原理

（图片来源于网络）

    主动式电磁装甲类似于现在的坦克主动防御系统，可以主动探测来袭弹药，发射器发射拦截物或者采取其他主动措施，使得来袭弹药提前爆炸或偏转。不过区别在于利用了电磁加速原理，将干扰来袭弹药的物体发射出去（类似电磁炮）。

    喜忧参半的电磁装甲

    与传统的装甲防护技术相比，电磁装甲具有以下优点。

    1重量轻。电磁装甲的防护能力与装甲板的厚度无关，在提供同样防护能力的情况下，电磁装甲重量只有轧制均质钢装甲的 30%，甚至更少，这就大大降低了坦克的重量，提高了其机动性和战场生存能力。如英国国防科学技术试验室研制了一种可安装在“武士”步兵战车上的电磁装甲系统，该系统总重量只有5t，但提供的防护效果却相当于在车上加装10～20t普通钢装甲。

    2防护能力高。电能的响应速度比化学能反应速度高，在一定体积范围内通过电流的能量也大高于化学能，因此电磁装甲的功率密度比爆炸反应装甲要高几个数量级，大大提高了防护能力。

    3安全性高。电磁装甲系统中不含有炸药和油料等易燃易爆品，在生产、运输和储存等环节的安全性能要更高一些。

    但是，目前电磁装甲距离实用还有不小的困难。其中最大的问题是能源需求大，为产生脉冲大电流，电磁装甲必须由高储能密度的脉冲电容器组构成高功率脉冲电源来提供电能。而根据目前美国等技术发达国家的实验结果看，如果将一个10～20千克的模拟装甲板以100～300米/秒的时间向外抛射，需要电能是4.5兆焦，电容器要达到1立方米，明显难以在车内实现布置的，这还仅仅是推出一块装甲板所需要的能量。

“全电坦克”设想图

（图片来源于网络）

    大有可为的电磁装甲

    电磁装甲技术虽未成熟，但前景广阔。首先随着兵器科学与技术的发展，“全电坦克”将是坦克装甲车辆的重要发展方向，电磁装甲成为未来坦克的一部分可谓顺理成章。通过综合能源管理系统将全电武器集中管理与分配，将大大提高脉冲功率电源的利用率，减小体积和重量，并可与信息化系统实现“无缝”链接，形成新一代的武器平台。同时，随着其机理与试验技术的成熟，电磁装甲技术也可应用于其他军事平台的防护，像地下重要目标、舰船等有足够空间安装脉冲电源的平台都可以让其大展身手。

    划重点：电磁装甲是利用电能干扰和破坏来袭射弹，来减轻和消除对主装甲的破坏，从而提高装甲车辆防护能力的一种新概念装甲，随着未来战车“全电化”趋势的明显，电磁装甲必然成为主流防护手段。