[科普中国]-电磁炮拦截技术

电磁炮拦截技术指的是利用电磁力推进弹丸的武器技术。由于电磁相互作用的洛伦兹力在强电磁场加速器内可把抛射体(弹丸)加速到所需要的速度，而电磁传播速度为光速，理论上可能将弹丸加速到每秒数十千米，这样大的加速度与速度给系统带来了一系列技术问题。

简介电磁炮拦截技术指的是利用电磁力推进弹丸的武器技术。由于电磁相互作用的洛伦兹力在强电磁场加速器内可把抛射体(弹丸)加速到所需要的速度，而电磁传播速度为光速，理论上可能将弹丸加速到每秒数十千米，这样大的加速度与速度给系统带来了一系列技术问题1。

研究方向研究的主要发射装置有线圈炮、电热炮和轨道炮3种。其中轨道炮具有最高发射初速水平，但弹丸质量在1 kg左右；线圈炮只有发射大质量弹丸的前景，可发射上吨的质量，但初速难以达到2 km/s以上；而电热炮可能是近期成用于军事的武器，可望发射几十千克质量，达到2-3km/s的初速。电磁炮技术在过去15年中发展较快，其难度也逐步被人们所认识，发展速度已经大大减慢。

技术问题电磁炮的技术问题主要包括:电源与发电机技术，即单极电机和脉冲补偿电机技术；开关技术和电枢技术；轨道电磁特性和防热技术；超导技术在电磁炮上的应用问题；弹丸弹托与轨道磨损技术等。由于弹丸在稠密大气层中飞行减速与气动加热问题十分严重，因此电磁炮最好应用在空间战场上。空间发射的研制带来的问题更多，只有在电磁发射器及其他相关技术上有质的飞跃才可能形成一科真正有效的拦截武器。

电磁炮电磁炮使用的不是炸药，而是利用强大的电磁体将射弹发射到远达100海里的地方，速度可达音速的7倍，这让传统火炮的射程和速度相形见绌，后者只能将弹药发射到10-20海里远。

2018年3月，官方首次确认中国电磁炮上舰试验获得成功1。

组成结构电磁炮利用电磁力(洛仑兹力)沿导轨发射炮弹的武器。它主要由能源、加速器、开关三部分组成。能源通常采用可蓄存10~100兆焦耳能量的装置。当前实验用的能源有蓄电池组、磁通压缩装置、单极发电机，其中单极发电机是最有前途的能源。

性能特点电磁轨道炮是一种远程、高能、多任务的武器，其射速可达当前海军的舰炮的3倍。其射程可达100英里(约161千米)以上，以舰船上储存的电能为动力来源，利用电磁力(洛仑兹力)沿导轨将弹头加速到很高的速度发射出去。美国海军官员称，这是一种不太昂贵、具有高杀伤力和远程打击能力的攻击性武器。

电磁轨道炮弹头重23磅(约10.43千克)，可以从电磁导轨上发射，也可从海军127毫米甚至155毫米火炮系统发射。导轨炮采用指令制导，但在未来可能发展成自导式。

除了在射程和毁伤力方面的优势，该炮还是一种相对廉价的海军火炮项目，每枚炮弹成本约25000美元。

由于电磁轨道炮是一种具有高能量的武器，因此发热情况严重，需要有良好的冷却技术支持。电磁轨道炮并不仅仅是一个炮弹发射装置，而是由多个系统组成的。美国海军正在对多个冷却系统设计进行评估。

(1)电磁推动力大，弹丸速度高。电磁发射的脉冲动力约为火炮发射力的10倍，所以用它发射的弹丸速度很高。一般火炮的射击速度约为0.8千米/秒，步枪子弹的射击速度为1千米/秒。而电磁炮可将3克重的弹丸加速到11千米/秒，将300克的弹丸加速到4千米/秒。有的专家甚至预言，将来的速度可达100千米/秒。速度对于天基反导弹系统来说尤为重要。因为拦截器速度越高，不仅拦截的效率高。而且可大大减少天基武器的数量。

(2)弹丸稳定性好。电磁炮弹丸在炮管中受到的推力是电磁力， 这种力量是非常均匀的，而电磁推力容易控制，所以弹丸稳定性好，这有利于提高命中精度。

(3)隐蔽性好。电磁炮在发射时不产生火焰和烟雾，也不产生冲击波，所以作战中比较隐蔽，不易被敌人发现。而且，它采用低级燃料作能源，而不是常规火药，这有利于发射阵地的安全。

(4)弹丸发射能量可调。可根据目标性质和射称大小可快速调节电磁力的大小，从而控制弹丸的发射能量。

(5) 比较经济。与常规武器比较，火炮发射药产生每焦耳能量需要10美元，而电磁炮只需要0.1美元。如果与其他太空武器相比，电磁炮就更经济了。

加速器是把电磁能量转换成炮弹动能，使炮弹达到高速的装置。主要有：使用低压直流单极发电机供电的轨道炮加速器和离散或连续线圈结构的同轴同步加速器两大类。开关是接通能源和加速器的装置，能在几毫秒之内把兆安级电流引进加速器中，其中的一种是由两根铜轨和一个可在其中滑动的滑块组成2。

作战用途电磁炮作为发展中的高技术兵器，被世界各国海军所相中，把它作为未来新式武器，其军事用途十分广泛：

(一)用于天基反导系统：电磁炮由于初速度极高，可用于摧毁空间的低轨道卫星和导弹，还可以拦截由舰只和装甲发射的导弹.因此，在美国的"星球大战"计划中，电磁轨道炮成为一项主要研究的任务。

(二)用于防空系统：由于电磁炮初速度高，射速也高。有美军军事专家认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹，执行防空任务。如美国正在研制一种电磁炮，其发射速度为500发/分，射程达几十千米的电磁炮，准备替代舰上的"密集阵防空系统"。用它不仅能打击临空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹.英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮。

(三)用于反装甲武器：美国的打靶试验证明，电磁炮是对付坦克装甲的有效手段。发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹，是非常优良的反装甲武器。

(四)用于改装常规火炮：随着电磁发射技术的发展，在普通火炮的炮口加装电磁加速系统，可大大提高火炮的射程。美国利用这一技术，已将火炮射程加大到150km。

(五)用于反坦克武器。由于电磁炮初速极高，所以，它的穿甲能力极强，能有效地穿过坦克装甲，成为反坦克厉器。美国曾进行过电磁炮打靶试验：电磁炮发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹，可穿透25.4mm厚的装甲。有关资料还报道，用一种电磁炮做试验，完全可以穿透模拟的T-72、T-80坦克的装甲厚度。由此可见，电磁炮具有很强的穿透能力，是非常优良的反坦克武器。

(六)用于装备炮兵部队。电磁炮可望装备炮兵部队。美国海军陆战队也对电磁炮感兴趣。美国海军陆战队经常在海外执行作战任务，需要电磁炮这样的远程快速打击武器，对沿岸作战的士兵进行火力支援。美国陆军也在研发较小型的电磁炮用于陆战。

(七)用于装备海军舰艇。由于电磁炮具有的特点，它有望替代火炮，成为新型舰炮，装备海军舰艇。美国海军准备将电磁炮装备美国舰艇，美国的军事有专家认为，电磁炮有可能成为为未来美国海军新式武器。所以，美国前海军作战部长拉夫黑德上将称它为会带来"海军战法的革命3。

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学