奇异的电磁轨道炮

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1、奇异的电磁轨道炮多年前人们就已能在实验室里把物体加速到第一宇宙速度以上，他们靠的是大炮，但不是儒勒凡尔纳的“巴尔的大炮”，而是另外一种新式大炮―电磁轨道炮（又称电磁炮或轨道炮）。电磁轨道炮的原理非常简单。19世纪，英国科学家法拉第发现，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。这就是著名的法拉第电磁感应定率。正是根据这一定律人们发明了现在广泛使用的发电机和电动机，这也是电磁轨道炮的原理，或者说，电磁轨道炮不过是一种比较特殊的电动机，应为它的转子不是旋转的，而是作

2、直线加速运动的炮弹。那么如何产生驱动炮弹的磁场，并让电流经过炮弹，使它获得前进的动力呢？一个最简单的电磁轨道炮设计如下：用两根导线制成轨道，中中间放置炮弹，使电流可以通过三者建立回路。把这个装置放在磁场中，并给炮弹通电，炮弹就会加速向前飞出。1980年，美国某公司为“星球大战”建造的实验电磁轨道炮就是这样的结构。它能把质量为300克的炮弹加速到每秒约4千米。如果是在真空中，这个速度还可提高到每秒8~10千米，这已经超过了第一宇宙速度。参与竞标“轨道炮”（以下简称“轨道炮”）发射器原型开发的项目主任里昂霍兰德博士称：“目前还没有

3、别的什么东西可以实现这一点。”“轨道炮”靠巨大的电磁能量发射炮弹，将提供革命性的炮火优势。以前320~480千米的射程是想都不敢想的，现在则可以在任何天气条件下，对很远的陆上目标进行持续打击。“轨道炮”弹丸的速度是各种飞机和导弹速度的2~15倍，当它以5千米∕秒左右的速度射出时，可拦截速度在4马赫以下的战术导弹，而一般的反辐射导弹、巡航导弹和作战飞机速度都达不到4马赫；如果“轨道炮”弹丸速度达到5~7千米∕秒时，可在助推段和末段对战略导弹实施有效拦截；而当速度达到6~10千米∕秒时，可直接命中300~1000千米高度的地轨道卫

4、星;而当速度超过12千米∕秒时，可打击探测、跟踪、导航定位、预警、通信等轨道高度较高的卫星。如果在太空部署“轨道炮”，它的弹丸速度达5~10千米∕秒时，即可对战略导弹实施中段拦截；速度达10~15千米∕秒时，可有效进行助推后段拦截；而速度达20千米∕秒时，则能对战略导弹进行全程拦截，并能打击各种轨道上的卫星及其他空间飞行器。“轨道炮”不依靠炸药爆炸来产生推进动力推动弹丸，因此不会发生破坏力巨大的弹药意外爆炸，军舰和舰上人员的安全条件将得到大大改观，弹药库里也可以装更多的炮弹。虽然“轨道炮”并不是一个全新的概念，但是美国海军仍对

5、这一项目“三缄其口”。一位美国政府官员称，海军甚至没有对“轨道炮”提出正式的要求，因为他们担心如果“轨道炮”的原理很容易就被搞到的话，其他国家也会拿来利用。参与竞标的公司也不愿透露过多的相关内容，诺斯罗普•格鲁曼公司称“轨道炮”是公司优先发展的一个项目，多个部门正在积极参与。BAE武器系统部此前曾获权为美国下一代驱逐舰DDX提供“先进炮系统”，他们说“轨道炮”是“先进炮系统”的演变方向，并将取代“先进炮系统”。最擅长研制先进电磁机械的“中央原子公司”制成的一台小型“轨道炮”，在演示中成功摧毁了一个混凝土台子。该公司电磁系统部主

6、任卡尔•费舍尔透露，美国海军已经将一份4800万美元的合同给了“通用原子公司”，由这家公司负责研制一个200或300兆焦的“轨道炮”动力系统。据称，“轨道炮”将于2010年前开始系统开发和演示。研制“轨道炮”目前还面临诸多的挑战：一是炮膛的寿命问题。霍兰德博士说：“弹丸在炮膛内滑行，会与轨道相互碰撞。如何让炮膛能经受得住成百上千次的发射是个问题。目前在实验室里，只能打十几发。现在大量的开发工作，集中在炮膛的寿命上。”二是如何将电磁能产生的巨大热量安全的冷却。三是发射“轨道炮”所需要的电力也是一个制约因素，在设计概念中，“轨道炮

7、”炮弹的速度要超出音速，最高的设想是每秒2.5千米。四是炮弹的大小，目前实验室里的“轨道炮”模型用的都是口径90毫米的炮弹，但是要想达到前面所说的高毁伤率，炮弹要做大，这就要求炮弹口径能达到120毫米或更大，但是在大气中穿行，又要求炮弹最好能又长又细。所以，现在看来，“轨道炮”的主要问题集中在发射功率、炮膛寿命、炮弹口径这三个方面。据俄新社报道，2005年7月，美海军成功地进行了“轨道炮”的海上发射试验,演示了“轨道炮”以超音速发射炮弹的过程。此次试验是美国海军开发电能武器的关键一步，意味着“轨道炮”服役的日子为期不远了，这将

8、使海军未来火力支援及水面作战任务发生巨大变革。