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出品:科普中国
作者:崔永杰
策划:赵清建
监制:光明网科普事业部
网友提问:电磁弹射已经上舰,电磁炮为何遥遥无期?
专家解答:
电磁弹射和电磁炮的工作原理基本相同。电磁炮虽然更早开始研究,但其进度却明显落后于电磁弹射器。在美国的CVN78“福特”级航母上已经安装了电磁弹射器而计划安装电磁炮的DDG1000“朱姆沃尔特”级驱逐舰却取消了电磁炮的安装,改为155毫米常规舰炮。为什么电磁炮出现了这么严重的进度延期呢?主要由两个原因导致了这一结果。
科幻电影中的电磁轨道炮
其中一个原因是,电磁弹射器是航母能发挥出战斗力所依赖的最重要装备,所以电磁弹射器会在航母研制中受到“特殊待遇”,电磁弹射器研制的成败,会很大程度的影响全航母的系统设计,电磁弹射器也可以适当放宽些自己设计中要求的性能指标。电磁炮在整个系统里它的位置并没有这么突出,而且也没有超出常规火炮太多的性能优势,这就在一定程度的加大了电磁炮的研制难度。
另一个原因是,在工程设计上,电磁炮也遇到了很多严重的困难。虽然都是用电能转化机械能,但因为要满足高初速,即使电磁炮的总功率比弹射器小,电磁炮的瞬时功率远大于电磁弹射器。用普通火炮做类比,一门中口径火炮消耗的总能量虽然只有几公斤发射药,但它的瞬时功率可以达到一个大型火力发电厂的水平。在很长一段时间里,电子工业都无法提供瞬时功率如此巨大的电力器件,因此电磁炮的发展受到了严重的限制。直到新世纪后,超导技术和超级电容的完善才给电磁炮带来一线曙光。此外,超高的加速度使得电磁炮的加速电极烧蚀也非常严重。
崔永杰:海洋军事科普专家,高级工程师,主要从事国外各种装备的数字模型仿真与计算研究,车辆与飞行器的数字化设计研究。