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电磁炮是利用电磁发射技术制成的一种先进动能杀伤武器。与传统大炮将火药燃气压力作用于弹丸不同，电磁炮是利用电磁系统中电磁场产生的洛伦兹力来对金属炮弹进行加速，使其达到打击目标所需的动能，与传统的火药推动的大炮，电磁炮可大大提高弹丸的速度和射程。
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% X7 [( m, Z: e) T/ H& J![]()
; Z" N# v8 H0 G+ C$ J& j! V* D2发展沿革
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% g# O ~! l+ f9 q) J7 s9 R5 @* J. {' l9 O2 j+ |! X2 x) x* X' {
发现原理( a- [9 q, a/ O( U
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19世纪，英国科学家法拉第发现了法拉第电磁感应定律，该定律表明磁场中的电荷和电流会受到洛仑兹力的作用，即位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动，同时，如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动，导线上也会产生电流。
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20世纪初，有人提出利用洛仑兹力发射炮弹的设想。在两次世界大战中，法国、德国和日本都曾研究过电磁炮。第二次世界大战以后，其他国家也进行过这方面的研究。( U0 |0 w0 v6 O8 @# }
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实验应用
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& J* R, G* ?! G3 q% O- ~+ [1845年，查尔斯·惠斯通制作出了世界第一台磁阻直流电动机，并用它把金属棒抛射到20米远。此后，德国数学家柯比又提出了用电磁推进方法制造"电气炮"的设想。7 c6 a0 [7 D- @, W9 W+ p' \5 v1 l3 B9 _
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第一个正式提出电磁发射/电磁炮概念并进行试验的是挪威奥斯陆大学物理学教授伯克兰。他在1901年获得了"电火炮"专利。1920年，法国的福琼·维莱普勒发表了《电气火炮》文章。几乎同时，美国费城的电炮公司研制了用于火炮的电磁加速器。二战期间，在军事需求的刺激下，德国、日本都研制过电磁炮。德国的汉斯莱曾将10克弹丸用电磁炮加速到1.2公里/秒的初速。6 ]$ A$ V2 _$ `- k7 W: h4 C
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' |$ L# y* l/ A美国试射电磁炮
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两次试射所生成的能量，分别达33兆和32兆焦耳，打破于2008年创下的10兆焦耳纪录。1兆焦耳能量相当于1吨重汽车以时速160公里行驶。
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除威力外，33兆焦耳下发射的炮弹射程较现时常规武器远10倍，亦是电磁炮一大优势。但美军最终实战配备目标是64兆焦耳级电磁炮，射程最远可达321公里，可让军舰在敌舰射程范围外发动攻击。& y" S; o! l& l+ n5 T
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海军研究所所长卡尔表示，电磁炮优点众多，首先是射速快，不会像巡航导弹般出现目标移走或落空等问题，配合全球定位系统（GPS）更可进一步提高准绳度。此外，由于电磁炮毋须火药，既可提升船员安全，亦可令军舰携带炮弹数量增加10倍。. B% x7 Z0 o. ]
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2014年1月15日，美国海军研究实验室负责人马修·库伦德少将介绍称，该项目已经完成了第一阶段（原型机研发阶段），已经研制了2套工业电磁轨道炮系统原型，项目已经进入第二阶段，海军及工业部门将测试在一分钟内进行多轮发射。库伦德对即将在白沙靶场进行导轨炮8连射测试结果充满信心。[2] 8 `) t. X& Q$ T+ U. x7 U
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' M% ]$ `3 Q, u; `# ~6 k( T2 X2014年4月10日，美国海军表示将启动电磁炮海上试射计划，利用电磁可发射音速七倍的高速轻型炮弹。[3] 该型电磁炮已在地面展开广泛试射，接下来将安装在美国海军快速舰“米利诺基特号”，并在2016年进行海上试射。[3] & @& |9 p/ ~6 \0 W( O5 C& q; } H
美国海军研究部主任克隆德海军少将在一项军方科技圆桌会议上透露，“这已是真实的，不是科幻小说，你可以亲眼看它发射。”[3] 克隆德将在华盛顿附近举行的海空宇航科技博览会上表示电磁炮将协助加强美国的空防、巡航导弹防卫及弹道导弹防卫，同时还具有成本低廉的优点。[3] ( ^& S7 z3 `! H2 v
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& w1 |; v: W8 U {据英国简氏防务周刊报道卫星图像显示，中国在西北的大漠一个装甲设备和火炮的测试中心内，有两门个头巨大的火炮，分别长24米和33米。英国军事专家分析相信这是中国解放军正在西北大漠的测试新型超级火炮。该炮正在对高速的弹炮展开某种穿透力的测试，而中国军方历来对大口径远射程的火炮很有兴趣。中国大经在70年代以反弹道导弹的项目成立了640反导工程，中国曾经展开过先锋超级大炮的试验。理论上超级大炮可以展开远距离的拦阻射击，也可以对目标展开准轨度卫星的攻击。3 E+ d7 e. x3 F4 Z
3性能特点, u. L0 r6 H8 D- J5 T( I4 `0 O( `- S
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第三，电磁炮能够发射的炮弹质量仍然不大，这是加速能力不足造成的。加速炮弹的力与磁场和电流之积成正比，要获得足够强的加速磁场一般靠超导磁体。用超导线圈产生磁场已是相对成熟的技术，但超导磁体需要冷却到很低温度(如液氦温度，约-269°C)才能发挥作用，这对于军事应用是个问题，因为会大大降低发射装置的灵活性，但作为固定使用的航天发射装置，基本上可以不必考虑这些，而且如果高温超导强磁体能够研制成功，对低温条件的要求也可放宽。 r! M% J/ E) v0 Q3 d
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; b& u3 y, M# T9 n* S* ]* l关于电磁炮的第四个技术问题和第三个相关，因为在磁场不够强的情况下，要想提高加速能力就只能让炮弹通过足够大的电流。于是就产生了大电流发热和炮身烧蚀等麻烦。幸好这些麻烦对于航天发射不太重要，因为作为武器的电磁炮得严格限制长度，而作为发射工具，几千米甚至十几千米的炮身并不算问题，只是对建设施工时的作业精度要求较高罢了。 此外，延长轨道也可使炮弹承受的加速度降低。经过计算，用5千米长的轨道使炮弹由静止加速到第一宇宙速度，加速度是重力加速度的600倍，这已经比普通迫击炮发射时的加速度还小了，可人显然还是无法忍受，而长1000千米的加速轨道在地球上几乎无法建造。. `8 V3 A8 C6 Y6 u. \+ g
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最后，建造公里级长度，配备强磁场的加速轨道不会有技术困难，实际上为数众多的粒子加速器、对撞机等多半具有几千米，甚至几十千米长的加速和聚能环。而且它们除了对环道施工的精度要求极高外，各转弯和控制点等处也均需要设置强磁场。在建造宇宙电磁炮的基本技术方面，人们早已充分掌握了。真正的困难是，从来没谁把超级加速器放在高寒山区，而且青藏高原的交通条件布便利。$ a$ ~& u9 i4 b: q
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" [# k! S8 `. s, V( J! F# o4 O至于电磁炮的发射成本，如果不考虑产生强磁场的低温液体费用，仅仅是电和不可回收的炮弹壳体而已，日常维护成本也和同长度的高速地铁相仿，可以开口处一小段配备专职扫雪人员，或加个活动盖子就能解决。
6 {7 H6 g1 d% y% v5 l6 ?) F5作战用途
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8 e8 Y7 Q0 x5 @+ @ ]1 M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：; _# Z9 p: X S8 s+ a
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0 O0 J: }# g& R. g<span style="font-family: 微软雅黑;">![]() 4 `$ | D$ s& v2 p. k6 ]& N- R
6最新进展
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0 m: N+ m( W. A$ ?" f0 n8 h! L' ~# m0 M) K
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% ?' f+ |( A# G7 ~6 K9 e# P2015年，一段BAE系统公司为美国海军所研制的电磁炮测试视频在网络上曝光。相比传统的火炮，电磁炮在速度、精度以及打击效果上都有着显著优势。从测试画面来看，BAE所研制的电磁炮射出的炮弹就如同一根大钉子，可以轻易击穿水泥板、汽车，甚至是一次穿透8块钢板，威力惊人。[6]
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( x7 I/ U! z' @4 e' Q) J) x7总体评价
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尽管美国的国防预算难以避免被大幅削减的命运，但美国海军最高指挥官对未来的武器项目充满信心。[7] ' x/ P( I1 Y/ _& i5 Y0 w
美国海军作战部长格林纳特上将在出席海军联盟2014年海空天博览会时表示，美海军平台应该要更好地适应其搭载的武器和任务系统。[7] 8 \1 V1 ~" _) e& y0 y7 d2 q
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格林纳特介绍，电磁导轨炮已经走出实验室，正在进入工程测试阶段。电磁导轨炮利用电能产生磁场，在此前的测试中，电磁导轨炮将一枚23磅（约合10.43千克）的弹丸推动到5600英里/小时（约合2.5千米/秒）的出膛速度。电磁导轨炮是一种动能武器，也就是说它不需要安装爆炸物。[7] ; U5 c2 ^, c1 i+ Q! k( S8 D" Q* A$ L
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8 V5 l8 z3 x3 g3 U ?美国海军还正在推进为部署在阿拉伯海的巡逻舰艇装备新型导弹系统测试进展顺利。除电磁导轨炮之外，其它的一些新型舰载武器也处于研制当中。美海军已经在近海战斗舰（LCS）上装备了“长弓地狱火”导弹，但这是权宜之策，美国海军计划在濒海战斗舰上装备远程导弹，从而提高这型舰艇的杀伤力。[7]
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发表于 2019-9-27 15:10
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