日本海上電磁軌道炮介紹-日本電磁炮技術(shù)
近日曝光的一組網(wǎng)絡(luò)圖片展示了一門安裝于測試艦艇，從未出現(xiàn)過的大口徑艦炮，分析相關(guān)照片和網(wǎng)絡(luò)信息，基本可以判定這是人類第一門開始實(shí)際上艦測試的電磁軌道炮！此前，盡管美國海軍曾經(jīng)在艦艇上進(jìn)行過電磁炮原型的靜態(tài)展示，但從未將其實(shí)際裝艦測試。不管這一次測試的最終結(jié)果如何，僅僅從當(dāng)前這一步來說，這門神秘的大管子就已經(jīng)創(chuàng)造了世界海軍史上新的一頁！這也是中國海軍建設(shè)從補(bǔ)課應(yīng)急轉(zhuǎn)向蓄力趕超新階段的又一力證！
有效加速物體，將其發(fā)射到指定的地方，是人類自古以來的重要追求。從弓箭、投石機(jī)開始的機(jī)械能時代，進(jìn)化到以、推進(jìn)劑燃燒爆炸為能源的化學(xué)能時代，最終來到了利用電磁力推進(jìn)物體到高速和超高速的電磁發(fā)射時代。這是人類科技的又一大步，也是未來發(fā)射方式的必然選擇。
1、電磁發(fā)射的基本原理
“電磁發(fā)射”的基本原理并不復(fù)雜，沒有超出中學(xué)物理教科書的范疇。微觀上帶電粒子在磁場中受到的“洛倫茲力”，在宏觀表現(xiàn)為所謂的“安培力”：在磁場中的通電導(dǎo)線，將受到垂直方向的推力。其公式可以簡單表示為：垂直于磁場的一段通電導(dǎo)線，在磁場中某處受到的安培力的大小F跟電流強(qiáng)度I和導(dǎo)線的長度L的乘積成正比 F=BIL。附圖是電磁軌道炮的原理，完滿闡釋了洛倫茲力和安培力的定義。
電磁發(fā)射的基本原理
2、電磁發(fā)射技術(shù)的主要分類
按照發(fā)射長度和末速度的不同，目前的電磁發(fā)射技術(shù)可分為三大類：
主要應(yīng)用于航母艦載機(jī)彈射的電磁彈射技術(shù)，其發(fā)射軌道長度一般不超過100米，其末速度可達(dá)100m/s（360公里/小時）的級別；
用于電磁炮和近防炮的電磁軌道炮技術(shù)，其發(fā)射長度一般10米左右，末速度可達(dá)2-3 km/s（8-9倍音速）；
用于航天發(fā)射的電磁推射技術(shù)，其發(fā)射軌道長度在千米級別，其末速度可達(dá)8km/s（第一宇宙速度）。附圖來自于相關(guān)論文，直觀說明了三種技術(shù)的差別。
三種主要的電磁發(fā)射技術(shù)類別：電磁彈射、電磁軌道炮、電磁推射
在三類電磁發(fā)射技術(shù)中，主要應(yīng)用于航母艦載機(jī)發(fā)射的電磁彈射技術(shù)的表現(xiàn)可謂一枝獨(dú)秀。不但相比于其他兩種還基本走不出實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)門類，已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了實(shí)用化；而且和以前的蒸汽彈射方式相比，在各項(xiàng)指標(biāo)上也是全面領(lǐng)先。在馬院士團(tuán)隊(duì)的相關(guān)論文中，給出了電磁彈射與蒸汽彈射器的主要參數(shù)對比表，數(shù)據(jù)兩相參照，電磁彈射的壓倒性優(yōu)勢可謂是一目了然。
而相比于已經(jīng)投入實(shí)際運(yùn)用并確立了絕對優(yōu)勢的電磁彈射，同屬一脈的電磁軌道炮和航天電磁推射技術(shù)的發(fā)展，就只能以步履蹣跚來加以描述了。曾經(jīng)寄予厚望的電磁軌道炮，盡管完成了一些原型測試，可本身的一系列重大技術(shù)困難嚴(yán)重阻礙了其進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)用化。這也是本次中國電磁軌道炮原型上艦，格外引發(fā)轟動的原因之一。而主要應(yīng)用于航天領(lǐng)域的電磁推射，由于其需要的巨大投資及固有技術(shù)缺陷，導(dǎo)致還基本處于PPT和原型設(shè)計測試階段。
NASA的電磁推射模型，常常被誤認(rèn)為電磁彈射系統(tǒng)
3、“更高、更快、更強(qiáng)”---電磁發(fā)射的諸多優(yōu)點(diǎn)
對于廣義的電磁發(fā)射技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，馬院士在其相關(guān)論文中總結(jié)為“更高、更快、更強(qiáng)”：
“更高”：首先指的是發(fā)射速度高，可超越化學(xué)能發(fā)射的速度極限，速度可從100m/s 到8km/s，傳統(tǒng)一般僅1km/s以下；其次是發(fā)射效率高，理論效率可達(dá)50% ，傳統(tǒng)發(fā)射方式如蒸汽彈射僅為4% ~ 6%；最后是有效載荷比大，這一點(diǎn)在電磁炮和航天推射系統(tǒng)中表現(xiàn)尤為突出；
“更快”，首先指的是啟動時間短，從冷態(tài)到發(fā)射僅需幾分鐘；其次是發(fā)射間隔短，可以在數(shù)秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)重復(fù)發(fā)射；最后是保障要求低，對輔助配套設(shè)施要求低，僅需一定充電功率和少量冷卻水。對比一下，傳統(tǒng)的蒸汽彈射系統(tǒng)需要24小時以上的時間來進(jìn)行系統(tǒng)預(yù)熱，彈射一次需要消耗近一噸的淡水；
“更強(qiáng)”，首先指的是發(fā)射動能大，電磁彈射可達(dá)120MJ，航天推射可達(dá)千兆焦，電磁炮動能毀傷能力強(qiáng)；其次是發(fā)射負(fù)載可變，可靈活調(diào)節(jié)電流實(shí)現(xiàn)不同載荷發(fā)射；最后是持續(xù)作戰(zhàn)能力強(qiáng)，可靠性高，可維護(hù)性好，操作維護(hù)人員少。
而具體到電磁軌道炮領(lǐng)域，相關(guān)的論文對其優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：相較于傳統(tǒng)身管火炮，電磁軌道炮不僅炮口初速更快、射程更遠(yuǎn)、綜合毀傷能力更強(qiáng)，其快速、精確、可控的特性也使之更易于融入信息化作戰(zhàn)體系。從武器裝備發(fā)展所追求的“遠(yuǎn)程、快速、精準(zhǔn)”三個維度來看，電磁軌道炮都要優(yōu)于傳統(tǒng)身管火炮，代表著未來的發(fā)展方向。
為了搞清楚電磁軌道炮實(shí)現(xiàn)中所遇到的諸多困難，我們需要再次從工程實(shí)現(xiàn)的角度觀察其基本組成結(jié)構(gòu)。一般來說：電磁軌道炮由大功率脈沖電源、電能控制模塊、兩條平行金屬軌道（“導(dǎo)軌”）、位于兩軌道間且與兩軌道保持滑動電接觸的載流電樞和電樞推動的彈丸以及絕緣固定裝置幾部分組成（如下圖所示）。
電磁軌道炮原理圖
在電磁軌道炮發(fā)射時：首先，電樞及其上固定承托的炮彈被壓入炮膛（兩軌道之間）；其次，接通電源開關(guān)，高達(dá)幾百萬安培的超強(qiáng)電流由后膛饋人，流經(jīng)軌道、電樞、另一側(cè)軌道，形成閉合回路。其電流是如此的強(qiáng)大，以至于早期使用的電樞常常被汽化為等離子云；于此同時，兩根軌道中的反向電流在軌道之間區(qū)域形成超強(qiáng)磁場，對載流電樞產(chǎn)生電磁力作用（洛倫茲力）；隨后，強(qiáng)大的電磁力直接驅(qū)動電樞（或其變身而成的等離子云）并帶動其上的拋射物（炮彈）迅速加速，其瞬時加速度G值可達(dá)45000g以上；最后，在上述超級加速度的驅(qū)使下，拋射物（炮彈）在十米不到的軌道長度內(nèi)被加速至7-9倍音速（2-3km/s）的超高速度并發(fā)射出去。
這個過程中的物理規(guī)律咋看起來非常簡單，可觀察其發(fā)射過程就可以發(fā)現(xiàn)，其中匯聚了諸多的極端狀態(tài)。其所要求的諸多極端條件疊加在一起，就使得電磁軌道炮的實(shí)際工程實(shí)現(xiàn)困難重重。這些問題實(shí)際上都和發(fā)射過程中的“超強(qiáng)電流、超高加速度、超高發(fā)射速度”這三超密切相關(guān)：
1、超高電流對電源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)
從電磁發(fā)射原理部分的安培力公式分析可知，為了在極短的軌道距離內(nèi)，達(dá)到很高的末端速度，增加推力的幾乎唯一方法就是提高電流強(qiáng)度。為此，電磁軌道炮通常需要使用超過幾百萬安培的超強(qiáng)電流來產(chǎn)生超強(qiáng)的磁場，并最終形成強(qiáng)大的推力。而要生成這樣強(qiáng)大的電流，對配套的電源系統(tǒng)要求極高。電源要在毫秒量級時間段內(nèi)釋放幾兆焦甚至更多的電能，以滿足軌道炮超高速發(fā)射性能需求。同時，為便于電源運(yùn)載，軌道炮電源還需要應(yīng)具有能量密度高、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。
在實(shí)際使用的過程中，不但要解決與其配套的脈沖電源小型化的問題，還必須有效預(yù)防由于電源震蕩反向充電所導(dǎo)致的電源損毀問題。而且為了滿足電磁軌道炮實(shí)際使用的射速指標(biāo)（如MD要求的不低于每分鐘十發(fā)），配套的電源系統(tǒng)還必須具備反復(fù)快速充放電的能力。這些要求，就決定了一般的艦艇電力系統(tǒng)都難以支持，必須要采用新一代綜合全電體系，并針對性的依據(jù)軌道炮的要求進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
2、導(dǎo)軌設(shè)計制造困難，使用壽命不足
導(dǎo)軌是電磁軌道炮中最重要的部件之一，需要綜合考慮強(qiáng)度、斥力、尺寸、電流熱損失以及耐磨損等一系列問題。由于流經(jīng)軌道的電流強(qiáng)度極大（幾百萬安培），在軌道上因電阻而產(chǎn)生的熱損失也很大，這不但降低系統(tǒng)效率，甚至?xí)?dǎo)致軌道的表面發(fā)生局部融化而受損；同時軌道也不可能很長，因?yàn)檫@會導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和質(zhì)量龐大（如使炮管口徑大得驚人）難以部署；而且軌道炮中兩條軌道的電流方向相反，這會產(chǎn)生一股與電流大小成正比的斥力。由于電流極強(qiáng)，因此兩條軌道之間的斥力也相當(dāng)大。這一切，就導(dǎo)致了導(dǎo)軌的設(shè)計制造極其困難，而其使用壽命又極低。正如相關(guān)論文中所說：
軌道發(fā)射器的使用壽命一直制約著電磁軌道炮的發(fā)展，是現(xiàn)階段阻礙電磁軌道炮應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)的主要限制因素之一。軌道在工作過程中，不僅承載兆安級大電流，同時也與電樞之間保持著幾千米每秒的滑動電接觸，在這樣的極端條件下，軌道和電樞之間會發(fā)生熔化、轉(zhuǎn)捩、刨削等問題，影響軌道的使用壽命。早期電磁軌道炮試驗(yàn)裝置多采用等離子體電樞，軌道只能單次使用。20世紀(jì)90年代后，開始采用固體電樞技術(shù)，并針對熔化、轉(zhuǎn)捩、刨削等現(xiàn)象開展了大量的仿真與試驗(yàn)研究，取得了一系列的成果，使軌道的使用壽命大幅增加。目前軌道的使用壽命雖已提升到百發(fā)的量級，但距離真正的實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用要求還有不小的距離。
論文中的電磁軌道炮身管的截面設(shè)計示意圖，注意其中的導(dǎo)軌位置和內(nèi)徑比例
3、電樞與彈托設(shè)計是一大難點(diǎn)
“電樞”是用來連接兩條軌道，將其構(gòu)成導(dǎo)電回路的重要構(gòu)件。同時，一般還將其設(shè)計成容納射彈的載體，此時又稱為“彈托”。電樞不但和導(dǎo)軌一樣要承載幾百萬安培的超強(qiáng)電流，而且還是一個連接彈頭，承擔(dān)極大推力和加速度的運(yùn)動部件，這就使得其設(shè)計制造難度甚至還超過導(dǎo)軌。電樞需要采用高強(qiáng)度、耐磨損的特殊輕質(zhì)導(dǎo)電材料制造，并對其形狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行特別設(shè)計，既要允許大電流流過，或經(jīng)受住導(dǎo)流板與軌道間形成的等離子體的作用，又要承載、保護(hù)、順利發(fā)射和及時與射彈分離。
在電磁軌道炮技術(shù)的發(fā)展過程中，出現(xiàn)了多種不同結(jié)構(gòu)、材料和性能的電樞。從早期的C型、U型、馬鞍型到后來的刷狀電樞、準(zhǔn)流體電樞、曇花一現(xiàn)的等離子電樞、再到目前發(fā)展中的復(fù)合電樞、石墨烯電樞等等，至今為止電樞的損傷問題，例如樞軌接觸界面間的燒蝕、刨削現(xiàn)象，也并未得到完全解決。在某些極端的情況下（如采用等離子電樞的一些實(shí)驗(yàn)中），甚至出現(xiàn)過發(fā)射一次導(dǎo)軌就開裂報廢的情況。
早期常用的C型和馬鞍形電樞
4、超高g值使“精確制導(dǎo)”實(shí)現(xiàn)困難
相對于電磁彈射技術(shù)最大不過6g的平均加速度，電磁軌道炮需要實(shí)現(xiàn)45000g以上的超級水平。比較一下，現(xiàn)有武器中對加速度要求很高的空空戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈，其可承受的有效g值也不過是30-40g，和電磁炮的45000g相比也是3個數(shù)量級以上的差距。45000g+的加速度，對絕大部分的機(jī)械和電子設(shè)備也會帶來破壞性的影響。超高加速度g值要求，成為實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)的最大攔路虎。
無論什么樣的精確制導(dǎo)方式，都需要兩樣?xùn)|西的配合，即：可以感知方位并確定后續(xù)方向的導(dǎo)引頭和配合導(dǎo)引頭進(jìn)行姿態(tài)調(diào)整的部件（如可調(diào)彈翼、氣動噴管等）。但問題是這兩類部件都普遍對g值敏感，在電磁炮的超高g值條件下，現(xiàn)有的設(shè)計不但無法有效工作，而且會產(chǎn)生自身的結(jié)構(gòu)破損。為此必須要開發(fā)出適應(yīng)超高g值和電磁環(huán)境的相關(guān)元件，但這需要時間和相應(yīng)成本。
電磁炮發(fā)射后彈托（電樞）分離的場景，發(fā)射出去后就只是慣性飛行
5、超高g值亦使得“復(fù)合彈頭”構(gòu)型困難
傳統(tǒng)的炮彈、導(dǎo)彈通常都可以選擇安裝多種彈頭，無論是化學(xué)裝藥亦或核彈頭。但在超高g值條件下，要找到能夠有效穩(wěn)定，又能夠受控爆炸的彈頭，同樣是一個困難的任務(wù)。化學(xué)裝藥通常穩(wěn)定性不夠，核彈頭在超高電磁環(huán)境下就更加危險。所以目前我們看到的電磁軌道炮，其彈頭通常就是一塊實(shí)心金屬，其殺傷效果完全依靠自身超高速度打擊的物理破壞作用。但這樣的打擊方式，又對精確制導(dǎo)有著極高的要求，畢竟其著彈處的有效打擊半徑極小，稍有偏差威力就明顯不足。
在無制導(dǎo)的條件下，以極高的速度出膛的彈頭，只要有發(fā)射時有微小的偏差，在其彈著點(diǎn)末端就是不小的差距。在艦艇的實(shí)際使用條件下，由于發(fā)射平臺本身的不規(guī)則位移是無法避免的，其彈著點(diǎn)要保持精確已經(jīng)十分困難。而現(xiàn)有的實(shí)心彈頭模式，稍有偏差其威力就直線遞減。由于超高g值的存在，現(xiàn)有的電磁軌道炮基本被限制為實(shí)心彈頭和無制導(dǎo)慣性彈道的組合，這不但限制了其應(yīng)用范圍，更互相耦合嚴(yán)重影響了其實(shí)際作戰(zhàn)威力。
MD展示的電磁軌道炮彈頭，基本就是一塊有形狀的耐高溫金屬
6、能量轉(zhuǎn)化效率低下，高溫形變問題難解
看MD發(fā)布的電磁軌道炮測試視頻和照片，通常你會驚訝的發(fā)現(xiàn)，電磁軌道炮的發(fā)射場景常常是烈焰噴吐，與科幻影視里面不過是炮口一縷青煙的電磁炮毫不相同，倒更像是導(dǎo)彈發(fā)射的場景。其核心問題就出在能量轉(zhuǎn)化效率不高：目前技術(shù)水平來說，發(fā)電機(jī)對脈沖電源的充電效率可達(dá)90％，但脈沖電源對炮口能量的轉(zhuǎn)換效率則很低，一般還在10-20％之間，遠(yuǎn)低于電磁軌道炮50％的理論轉(zhuǎn)換效率。
這不但加大了對脈沖電源功率的要求，使大量的能量浪費(fèi)為熱能，還導(dǎo)致了我們看到的火光沖天的畫面。不但加大了對系統(tǒng)散熱性能的要求，更致命的是發(fā)射過程中產(chǎn)生的高溫，會導(dǎo)致射彈的微小形變（其彈頭部分的溫度會超過1000度，而彈體其他部分遠(yuǎn)沒有這么熱），進(jìn)而對飛行軌道產(chǎn)生影響。再加上炮身本身的潛在偏移，導(dǎo)致在無制導(dǎo)條件下，其遠(yuǎn)距離命中精度相當(dāng)難看。
（三) 電磁軌道炮的未來發(fā)展
面對電磁軌道炮發(fā)展中的這一系列難題，就衍生出了兩條不同的發(fā)展道路。其一，就是繞開上述的問題，將電磁軌道炮的使用方向從遠(yuǎn)距離打擊轉(zhuǎn)為近防。既然發(fā)射大質(zhì)量的彈丸比較困難，干脆轉(zhuǎn)為近防的小質(zhì)量彈頭；既然難以解決精確制導(dǎo)和復(fù)合彈頭問題，干脆轉(zhuǎn)為近距離無制導(dǎo)彈幕；由于距離要求低、初速也可以適當(dāng)減慢，其軌道、電樞和能源問題解決起來也相對簡單。這是MD在原有電磁軌道炮發(fā)展受挫時，所思考的一條迂回之路。
但這樣做的問題是，不但相對于已有近防系統(tǒng)優(yōu)勢有限，也完全背離了原先發(fā)展電磁軌道炮所期望的遠(yuǎn)距離、低成本、可有效破防的初衷。而另一條路，就是逢山開路遇水填橋，迎難而上，努力按照實(shí)戰(zhàn)要求解決問題，真正的讓電磁軌道炮成為所謂改變規(guī)則的革命性武器。從目前披露的照片和相關(guān)論文來看，中國開發(fā)者無疑走的是這一條路。那么為了到達(dá)這一點(diǎn)，需要到達(dá)什么要求？要進(jìn)行哪些工作？
1、必須實(shí)現(xiàn)可耐受超高g和超強(qiáng)磁場的精確制導(dǎo)彈藥
如前所訴，實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)是有效遠(yuǎn)程打擊的先決條件。這是由于精確打擊是信息條件下作戰(zhàn)的主要特點(diǎn)，軌道炮發(fā)射超遠(yuǎn)射程彈丸，由于在膛內(nèi)電樞與軌道接觸狀況復(fù)雜、電樞出口速度快以及受環(huán)境因素影響，彈丸在無制導(dǎo)條件下打擊精度還不夠高。。
而目前的制導(dǎo)彈藥最大只能承受20000g以下的重力加速度值，必須要開發(fā)可耐受40000-50000g以上的制導(dǎo)彈藥，才能夠做到與電磁軌道炮相匹配的水平。并且，由于在電磁炮發(fā)射過程中存在強(qiáng)磁場作用，很可能造成制導(dǎo)電子元器件不準(zhǔn)確或失靈。在相應(yīng)彈藥的設(shè)計過程中，還必須充分考慮相關(guān)電磁防護(hù)的工作。實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)是充分發(fā)揮電磁軌道炮性能的一個重要一環(huán)。可喜的是，無論從網(wǎng)絡(luò)信息還是從相關(guān)論文中都可以看出，我國這一方面的工作一直都在進(jìn)行中。
相關(guān)論文中的軌道炮遠(yuǎn)程制導(dǎo)炮彈結(jié)構(gòu)圖
2、以高拋重彈為重點(diǎn)發(fā)展方向
受到電樞、軌道和彈頭設(shè)計的限制，進(jìn)一步提高電磁軌道炮的發(fā)射速度相對困難。而為了實(shí)現(xiàn)更有效的遠(yuǎn)程打擊，采用加大彈丸質(zhì)量、提高炮口動能，并采用盡可能規(guī)避空氣阻力的高拋彈道，就成為了一個很好的選擇。在來自相關(guān)論文的下圖中，給出了在初速同為2.5km/s的情況下，不同質(zhì)量的細(xì)長圓錐體彈頭的的彈道曲線數(shù)據(jù)。
可以看出，如果能夠“采用60kg彈丸以2.5km/ s 炮口初速發(fā)射，炮口動能達(dá)187.5MJ，最大射高為120km左右，射程可達(dá)到400km....且由于彈丸在高于30km高空飛行時，幾乎不受空氣阻力影響，高射高發(fā)射也更利于形成有益于彈丸飛行的空氣動力學(xué)條件”。而且，在此情況下落地的彈頭還可以具有1.5km/s的末端速度。讀圖可知，MD提出發(fā)展彈丸質(zhì)量20kg，炮口動能達(dá)到64MJ的指標(biāo)，是有其道理的。
同樣初速下不同質(zhì)量彈頭的彈道曲線差異
3、發(fā)展動能打擊和爆炸復(fù)合的新型彈頭就像當(dāng)代主戰(zhàn)坦克常常同時備有高爆彈頭和頭一樣，根據(jù)目標(biāo)類型的不同，電磁軌道炮應(yīng)該有選擇不同類型彈頭的需求。在解決了精確制導(dǎo)問題后，彈丸發(fā)展的下一步要解決的就是動能打擊和爆炸打擊的不同類型選擇問題。為了有效的打擊高價值海上目標(biāo)，更可能需要兩者的復(fù)合。
值得一提的是有網(wǎng)友提到了北理工王海福教授團(tuán)隊(duì)獲得國家科技進(jìn)步獎的“活性毀傷元”技術(shù)，按照其描述：（該類型材料）既具有類似金屬的力學(xué)強(qiáng)度，又含有與高能相當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)能，還具有與惰性材料類似的安全性，可以直接機(jī)械加工，只有高速命中目標(biāo)后才會發(fā)生爆炸。理論上講這的確是和電磁炮匹配的最佳搭檔。引用網(wǎng)友的觀點(diǎn)如下：
“由于電磁炮發(fā)射炮彈的速度極快，巨大的瞬間加速度使得炮彈裝藥引信的可靠性和安全性都面臨著難以克服的嚴(yán)峻考驗(yàn)，所以現(xiàn)階段的電磁炮實(shí)驗(yàn)所使用的都是實(shí)心金屬炮彈，只能憑借高速飛行的動能摧毀目標(biāo)，這無疑對電磁炮的毀傷能力和精度產(chǎn)生了不利的影響，同時也極大地限制了電磁炮的應(yīng)用范圍.....使用活性毀傷元材料制造的炮彈不僅可以在高速命中目標(biāo)以后依靠巨大的撞擊能量引發(fā)劇烈爆炸，對目標(biāo)造成嚴(yán)重的雙重毀傷和二次毀傷;而且炮彈無需引信和裝藥這種危險的火工品，極大地提高了在儲備、運(yùn)輸、發(fā)射過程中的安全性，使得電磁炮擁有了極大的可靠性和實(shí)戰(zhàn)性。”
實(shí)際上，在未來可能會看到的電磁軌道炮彈頭更有可能是一種復(fù)合彈頭。組合了精確制導(dǎo)部件的堅固頭端，可以將落地時的巨大沖量傳給打擊目標(biāo)，緊跟而來的類似上述“活性毀傷元”的爆炸性材料進(jìn)一步在目標(biāo)的內(nèi)部給予范圍打擊。我們不難想象，組合了精確制導(dǎo)、復(fù)合彈頭的高拋重彈可以對目標(biāo)產(chǎn)生多么大的毀傷效用！即便是航母這樣級別的目標(biāo)，也完全可能在400公里以外一碼入魂。這樣的水平才稱得上所謂的革命性！
相關(guān)論文中給出的部分軌道炮彈設(shè)計思路
4、與船舶綜合全電技術(shù)的無縫組合
在上面談到的其實(shí)都還只是電磁軌道炮發(fā)射部分的工作，作為一種全新的高能武器，軌道炮對電源有極高的性能要求，軌道炮電源在毫秒量級時間段內(nèi)釋放幾兆焦甚至更多的電能，以滿足軌道炮超高速發(fā)射性能需求。同時，為便于電源運(yùn)載，軌道炮電源還應(yīng)具有能量密度高、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。為了使其能夠有效的運(yùn)行起來，就需要有效解決其供電需求。就以本次上艦測試為例，除了看得到的炮塔之外，還有一系列支援模塊，特別是在艙內(nèi)看不見的相關(guān)電力模塊的支持。
電磁發(fā)射系統(tǒng)框圖
而把電磁軌道炮放在整個電磁發(fā)射系統(tǒng)的角度上看，前面提到的導(dǎo)軌、電樞、彈頭等等，不過是下圖中的一個小小的脈沖發(fā)射模塊的組成部分。電磁軌道炮要成為真正有效、可靠的武器，還需要一系列相關(guān)系統(tǒng)的支持，包括：儲能系統(tǒng)、脈沖功率變換系統(tǒng)、電網(wǎng)輸配電和管理系統(tǒng)等等。而這些部分，都需要得到新一代的艦艇綜合電力系統(tǒng)的有效支持。只有在新一代全電推進(jìn)的艦艇上，電磁軌道炮才可能成為艦艇的主要武器系統(tǒng)，并有效的工作。反過來說，也正是由于電磁軌道炮這樣的新一代高能武器的出現(xiàn)，才使得綜合全電變得至關(guān)重要。
（結(jié)語）從補(bǔ)課應(yīng)急到蓄力趕超的中國海軍
單單從電磁軌道炮的發(fā)展來說，個人以為不論中美要將其投入實(shí)際使用，達(dá)成其預(yù)想的戰(zhàn)斗效能都還有很長的一段路要走。即便文中列出的幾個主要的困擾點(diǎn)逐步得以解決，要將其有效的工程化、實(shí)用化、制式化，并探索出合適的戰(zhàn)法，都還需要一段不短的時間。但無論是是這一次創(chuàng)造了人類武器發(fā)展史記錄的936，還是五百年來第一次領(lǐng)先世界的055，都標(biāo)志著中國海軍的發(fā)展進(jìn)入了一個全新的階段，我將其總結(jié)為：從補(bǔ)課應(yīng)急到蓄力趕超。
所謂的“補(bǔ)課應(yīng)急”，可以認(rèn)為是對過去幾十年中國海軍發(fā)展的總結(jié)。“補(bǔ)課”是在補(bǔ)整個海軍體系的課，從水面到水下、從天空到太空、從硬件到軟件、從制度到人力資源；“應(yīng)急”是在應(yīng)的急，在潛在強(qiáng)敵的陰影下，時刻準(zhǔn)備以弱勢的裝備對抗全世界最強(qiáng)大的對手，時刻準(zhǔn)備著以重大的犧牲應(yīng)對最壞的情況。所以要苦逼的以每型一兩艘的速度迭代開發(fā)裝備，不斷試錯，小步快走；所以要以仰望的姿態(tài)不斷學(xué)習(xí)。
但隨著國家經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是改開四十年以來的巨大進(jìn)步，中國海軍可以依托的已經(jīng)不再是一片積貧積弱、一窮二白的土地，而是一個建立了全世界最完整的產(chǎn)業(yè)鏈、有著相當(dāng)于美日德之和的工業(yè)規(guī)模，還在不斷快速進(jìn)步的強(qiáng)大祖國。經(jīng)歷了一代代人的努力奮斗，中國軍隊(duì)幾百年中器不如人的狀況已經(jīng)開始改變了，就像936上面的標(biāo)語那樣，可以擁有“建設(shè)世界一流海軍”所需的“世界一流武器裝備”。
相信以055和936為標(biāo)志，接下來還會有一系列振奮人心的進(jìn)步。中國海軍已經(jīng)進(jìn)入了一個“蓄力趕超”的新時代。所謂的“蓄力”是指要通過接下來十年、十幾年的認(rèn)真建設(shè)，把已經(jīng)擁有的強(qiáng)大潛力轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的海軍“戰(zhàn)力”；所謂“趕超”是指后進(jìn)模仿的道路已經(jīng)走得七七八八了，現(xiàn)在需要認(rèn)真的結(jié)合中國和世界實(shí)際，制定合理的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)以及裝備發(fā)展規(guī)劃。爭取在后互聯(lián)網(wǎng)時代超越強(qiáng)敵、取得領(lǐng)先。
最后，讓我們一起期待中國海軍和中國的科技工作者和建設(shè)者給我們帶來更多的驚喜！
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