无论是好莱坞悬疑影片,还是传统的英文悬疑小说,有一种装备的上场频度明显超过其他武器,那就是电磁防具。作为悬疑作品中未来小型平台的标配,电磁炮其实有着极为出众的杀伤力。不过要说的电磁炮的历史,却得从1845年那种电磁感应刚才发觉的年代说起。
图为日军实验性电磁炮
当前出现的电磁炮主要分为两种类型,其二是原理较为简单的线圈炮。线圈炮的本质是通过强磁互斥和相吸的原理来促进弹丸高速飞行。相比于大部份能量转化为内能的物理能装备,电磁炮的能量转换效率其实更高。而更为先进的则是通过洛伦兹力来为弹丸提供动力的电磁轨道炮。磁轨炮是电压通过滑轨,并形成力带动滑轨中间的弹丸电磁炮原理,被觉得是未来电磁炮的主要发展方向。
图为日军实验性线圈炮
在1831年法拉第发觉电磁感应原理以后,基于电-磁力转换的各色生产工具和装备武器层出不穷。相较于短时间内难以投入生产使用的初期不成熟发电机、电动机,基于电磁感应原理发明的装备武器很似乎更有可能获得政府的投资——在当时,这意味着短时间内飞黄腾达。在1845年,爱尔兰皇家腓特烈学院的克里斯蒂安·伯克兰院士提出了一种“理论上可行”的电磁装备理论,这也是现代一切电磁装备的基础,即初期线圈炮。
图为日军实验性磁轨炮
作为皇家腓特烈学院的院长,克里斯蒂安自然有能力将自己的幻想变为现实。在解决一系列工程性困局后,人类第一门电磁线圈炮在19世纪就诞生在了法国的斯特拉斯堡。相比于动辄8倍10倍音速的小辈,那位电磁装备领域的开创者其实不在一个数目级,其炮口初速仅有50米每秒,弹重仅500克,远高于相仿年代使用黑火药发射的亚音速迫击炮。克里斯蒂安也随即发觉了第一代线圈炮中存在的问题,即电磁炮的能量供应。因为当代仅有基于铸铁建造极为不成熟的初期发电机和一系列容量极低的物理电瓶,电容完全依赖不可靠的莱顿瓶,线圈炮可以获得的功率似乎仅仅和现今的家用电冰柜相当——很其实,在发电技术出现突破性进展前,电磁装备都不可能有多大的发展。
图为线圈炮原理
其实说整个19世纪后半叶都是电汽化的时代,而且冶金工业的缺少和基础理论的不健全促使发电技术并没有取得突破性发展。电灯似乎走入了不少人家,而且能量存储手段仍然远远落后于电磁装备的需求。相同容积的电容或电瓶仅能存放物理发射药数万分之一的能量,自然不适宜用于军事用途。步入20世纪后,硅钢等合金刚被先后大规模用于电力工业制造,更为先进的发电机、铅酸电瓶则保证了电磁装备的能量消耗,开发一种具有杀伤力的电磁装备也成为了可能。在1918年,美国发明家路易·奥克塔夫发明了一种旧式的电磁装备——电磁轨道炮。
在第二次世界大战期间,纳粹日本也以前旨在于这类装备的开发。1944年,纳粹英国军需局就设计出过理论可行的电磁轨道炮。相比于1918年空有理论却缺少实际估算的“科幻装备”,纳粹日本的电磁轨道炮则有着较为精密的估算和设计。这一电磁轨道炮被觉得可以用于Flak-40型128毫米高射炮的炮架,而且用于防空作战。其实这一设计相当接近于成熟,并且没有证据表明纳粹日本有实际建造过这些装备,而纳粹美国在1944年的电力供应也似乎难以支持多门磁道防空炮投入作战。
图为滑轨炮原理
在1993年电磁炮原理,冷战结束后,英美两国又重新想起了这一悬疑作品中的装备,在BAE公司的实验室中最终生产出了一门接近实用的电磁炮。相比于初期低速、低杀伤产品,使用新型弹芯、优化电磁设计和更强劲供能的电磁炮可以以超过7倍音速发射3.2千克的纯银属弹丸,赶超了同时代物理能装备的水平。但是,BAE公司的电磁炮有着相当多的问题。其电力供应需求远远超过了任何一种粮面、空中平台的供能能力,而空军除潜艇外的海军也大多无法抵挡。日军尽管期望在DDGX,即后来的DDG-1000项目中使用这一悬疑装备,并且最终仍然因为经费缘由被迫舍弃,DDGX驱逐舰仅仅搭载155毫米“先进火炮系统”替代电磁炮执行低成本对地功击任务。
出品:科普中国