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導(dǎo)語:電磁槍被稱作“未來武器”,在“半條命”、“星際爭霸”中曾出現(xiàn)過,借助電磁驅(qū)動產(chǎn)生強(qiáng)大動能。日前央視曝光了國產(chǎn)新型賽博“電磁槍”實(shí)彈測試畫面,雖然只是防暴槍,但是1秒20發(fā),50米內(nèi)鋼板如豆腐!原理看似簡單的電磁槍,實(shí)戰(zhàn)化為何在卻困難重重?
一、射穿雙層3毫米木板的國產(chǎn)電磁槍
近日央視《軍事科技》節(jié)目試射了第十四屆航展備受各界關(guān)注CS/LW21國產(chǎn)新型電磁槍,視頻上說由中國兵器建設(shè)工業(yè)牽頭與國內(nèi)技術(shù)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合研發(fā)的,這款電磁槍是標(biāo)準(zhǔn)的兵器工業(yè)的“官方出品”。
這款國產(chǎn)電磁槍槍身采用了3D打印,配備了皮卡汀尼魚骨導(dǎo)軌,可安裝瞄準(zhǔn)鏡等配件,雙倉供彈彈夾容量40發(fā),有效射擊距離為50米,采用了9級線圈加速子彈,有自動,半自動,高射速五連發(fā)三種模式可切換。
線圈上方是驅(qū)動電路,后方是彈匣,后方則是最重要的鋰電池采用了均衡的中置式握把。調(diào)節(jié)開關(guān)集中在前部左方上方還加裝了一塊顯示屏,可以看到電量、威力大小、彈丸數(shù)量,充電也只需要很短的時間,受溫度的影響也相對較小,充滿可以發(fā)射數(shù)百發(fā)彈藥。
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圖源:央視《軍事科技》
這款國產(chǎn)電磁槍全稱為型手持式電磁防暴發(fā)射器,從名字可以看出這是一款被定義為非致命性防暴武器。主要為了起到壓制作用,避免對目標(biāo)造成致命傷,威力大小可調(diào)。子彈設(shè)計(jì)成圓形,看起來像是硬幣,邊緣光滑,打在人身上會很痛,卻不會侵入到人體內(nèi)的嚴(yán)重貫穿傷害。
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最高射頻射擊了雙層3毫米木板 圖源:央視《軍事科技》
測試視頻中射擊了雙層3毫米的木板,玻璃瓶,可樂罐,西瓜等,從視頻中的射擊實(shí)況來看,全部都被擊穿了,雖然車門并沒有被擊穿,只是留下了明顯的彈坑痕跡,但是用來進(jìn)行防暴壓制肯定足夠了,目前缺的就是這樣可以隨便用又不用擔(dān)心打死人的非致命性武器。并且結(jié)構(gòu)簡單、加工容易,價格也會比較便宜。
電磁槍發(fā)出的噪聲很小,沒有火光,沒有煙塵,沒有彈殼,后坐力也很小,這些都是電磁槍明顯優(yōu)于傳統(tǒng)槍械的優(yōu)勢。
電磁炮都有了,那么采用同樣原理的電磁槍為什么遲遲不見出來呢?
二、電磁槍原理其實(shí)很簡單
主流的電磁槍技術(shù)分為軌道式和線圈式,原理都是利用初中物理學(xué)的法拉第電磁定律。
電磁炮用的是軌道電磁發(fā)射技術(shù),軌道式原理相對最簡單,但技術(shù)要求卻最高,原理是將兩條導(dǎo)體軌道作為發(fā)射架,子彈卡在發(fā)射架間作為整個電路的一部分,彈藥需要接觸通電導(dǎo)軌形成回路,所以要求彈藥的部分為導(dǎo)電體。然后通入超大電流,使發(fā)射架產(chǎn)生強(qiáng)磁場,推動子彈運(yùn)動,子彈射出后電路自動斷電。
軌道式雖然結(jié)構(gòu)很簡單,但對發(fā)射電流要求太高了,而且導(dǎo)軌電弧燒傷嚴(yán)重,美國人就是一直解決不了這個問題最終在2021年放棄了軌道炮。
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軌道式發(fā)射原理
而線圈式也就是利用線圈產(chǎn)生磁場吸引鐵磁彈丸發(fā)射,其彈藥要求是磁體,利用多個線圈接力方式產(chǎn)生磁場,從而推動鐵磁彈藥加速,由于中心鐵磁彈丸容易磁飽和,因此速度受影響,目前這是最容易實(shí)現(xiàn)方式。
這種線圈式電磁槍是利用瞬時脈沖電流,是槍管上的驅(qū)動線圈產(chǎn)生強(qiáng)磁場,吸引鐵磁性物質(zhì)向磁阻最低的方向運(yùn)動,當(dāng)子彈運(yùn)動到線圈中點(diǎn)(磁阻最低)時斷電,子彈依靠慣性飛出。
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線圈式發(fā)射原理
國產(chǎn)電磁槍就屬于線圈電磁武器,而電磁槍完全不同于化學(xué)能武器主要通過線圈通電后加速彈丸,彈丸不與線圈接觸,彈丸到洛倫茲力的作用時,懸浮在線圈中并不與軌道直接接觸,懸浮于其中,線圈通電后形成相對應(yīng)的磁場后將彈丸吸出,發(fā)射出去。
電磁炮和電磁步槍的難點(diǎn)從來都不在做不做得出來,而是難在基礎(chǔ)材料太差,做不出來符合需求的產(chǎn)品。很多學(xué)校的大學(xué)生都曾在學(xué)校寢室內(nèi)做出過無論外觀還是原理上都非常類似的玩意。
三、造電磁槍比電磁炮更難
二戰(zhàn)期間,對電磁發(fā)射研究在德國達(dá)到了一個高潮。1944年德國科學(xué)家Hansler等從原理上闡述了導(dǎo)軌炮走向?qū)嵱没媾R的兩個難題:一是電樞、二是電源。這兩個問題直到現(xiàn)在仍在困擾著我們。所有電磁武器都受到了電力的制約,要想提高初速,或者增長電磁軌道,或者加大電磁力。而電磁力越大,意味著所需要的電流也越大,這就需要大容量的電池。
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電磁炮的技術(shù)突破的信息很多,目前面世的電磁炮可以在飛行一百公里后擊穿8cm厚的鋼板,或者擊穿三層混凝土墻的說法,但是往往體積巨大,為了能夠滿足其能源需求和設(shè)備需求,只能固定在地面或安裝在大型軍艦這樣的平臺上。仍然有技術(shù)瓶頸無法克服,比如其所需要的抗高溫材料、抗電腐蝕材料,能快速充放電的大電容,各種抗強(qiáng)電流、高電壓的電子元器件的制造等。
電磁槍是電磁炮的小型化,其原理跟電磁炮一樣,設(shè)備相對于槍械來說相當(dāng)簡單,主要由能源、加速器、開關(guān)三部分組成,能源主要依靠的內(nèi)部蓄電池組,而電磁槍需要強(qiáng)大的電力支持,因此電磁槍的核心技術(shù)是超高能量脈沖電源的小型化,不但要保證強(qiáng)大的電源系統(tǒng)和超大的電容器來存儲能量,而且要滿足單兵裝備自然體型的限制,所以雖然此前也有很多電磁槍的設(shè)計(jì),但卻很難滿足現(xiàn)實(shí)的需要。
便宜耐用是槍支大范圍裝備軍隊(duì)的基礎(chǔ),電磁槍的維護(hù)是一個面對實(shí)戰(zhàn)化的難題,電磁槍需要使用非常耐磨的材料來承受高速運(yùn)動中的摩擦和磨損,這對材料的要求非常高。同時,電磁槍的高速射擊還會產(chǎn)生大量的熱量,需要妥善解決槍管散熱問題,否則會影響武器的性能和使用壽命,電池變壓器、槍管等維護(hù)比傳統(tǒng)火藥武器要復(fù)雜,任何一個有了故障單兵都很難維修,就算解決了維護(hù)問題,超高的消耗速度對單兵的攜帶能力也是一個挑戰(zhàn)。
結(jié)語:
不難看出,電磁槍作為未來武器的發(fā)展方向,還有很長的路要走,隨著更高密度的電池儲能技術(shù)的突破,其發(fā)射威力也將會成倍增加,相信科幻電影或游戲中手持電磁槍的未來士兵將變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
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《蒸發(fā)密令》中的電磁槍
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