電磁炮是配套055的,試驗時為何選擇一艘默默無聞的坦克登陸艦?

▼先上圖,這就是我國電磁炮在072III型936艦「海洋山」號兩棲坦克登陸艦上進行測試的照片。之所以會選擇這麼一款在我國海軍序列中默默無聞的軍艦來進行電磁炮測試,是因為看中了坦克登陸艦寬闊的前甲板和前甲板巨大的船塢。072III型坦克登陸艦是一種兩棲艦艇,主要用於運送坦克和兩棲裝甲車進行登陸作戰,排水量4000多噸,上層建築全部靠後設置,前甲板巨大,且甲板下內部空間較大,可以給電磁炮試驗提供足夠大的場地和空間。

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那為什麼電磁炮試驗要這麼大場地和空間呢?因為電磁炮有大量配套設備,需要較大的場地和空間來放置。▼放一張全景圖就可以發現,936艦在進行測試時,甲板上放置了幾個40英尺的集裝箱。這幾個集裝箱就是電磁炮的配套設備,根據相關標準可以查到,40英尺的集裝箱一般尺寸為:12m×2.35m×2.4m,三個放下來,連072III型這麼大的軍艦甲板都基本上放滿了,要是驅逐艦護衛艦,這種上層建築多的軍艦肯定就放不下了。而用空間更大,甲板面積更大的兩棲攻擊艦,航母或者是兩棲船塢登陸艦又有點大材小用了。

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問題又來了,為什麼電磁炮會有這麼多配套設備呢?▼這是一張來自網路的圖前,指出了三個集裝箱中分別裝了些啥。從前到後分別是電氣設備,操控設備和發電機組設備,幾乎全是和電有關的設備。這是因為,和傳統的火藥燃氣動力火炮不同,電磁炮彈丸的動力來自磁場產生的洛倫茲力。從結構上來說,電磁炮非常簡單,只需要電流產生一個磁場,然後利用磁場中的洛倫茲力作用在炮彈上,給炮彈加一個軌道,炮彈就可以順著軌道發射出去了。

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但是,要讓炮彈擁有足夠的初速度,就是個難度很大的技術活了。炮彈的初速度越大,需要的洛倫茲力也就越大,需要的磁場也就越強,需要的電流也就越大,需要的蓄電池容量就要越大,需要的電氣設備和發電機組就越多。這麼一來,電磁炮的配套設施就裝了整整三大集裝箱。

如果說這樣子太籠統了的話,可以再對電磁炮的組成進一步解剖。按照用途,電磁炮可以分為三個部分,分別是提供炮彈發射動能的能源,將炮彈發射出去的加速器和將能源引入加速器轉變為動能的控制器,也就是電磁炮的發射開關。

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能源

電磁炮發射的能源就是電能,而電能需要發電機運轉發電。普通軍艦發電一般和動力系統一起,由額外的柴油機或者燃氣輪機負責發電,供全艦使用。電磁炮的發射需要大量的電能,耗電量是非常恐怖的,如果直接使用軍艦供電發電機來為電磁炮供電的話,更有可能出現幾發炮彈出去,軍艦直接停電的尷尬情況。所以,要使用或者測試電磁炮,必須使用一套單獨的發電設備,而且是發電效率極高的發電設備,一般使用單極發電機。

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除了發電之外,電能的儲存與釋放也屬於電磁炮能源模塊中非常重要的部分。所以,電磁炮的配套設備中,通常有一個非常關鍵的東西,叫做強迫蓄能裝置,也就是一套充電放電效率極高的蓄電池。強迫蓄能裝置的容量和充電放電的效率,相當於電磁炮炮彈的裝藥量。強迫蓄能裝置性能越好,效率越高,電磁炮的威力越大,射程越遠,火力持續性越強。發電機和強迫蓄能裝置的體積都非常大,所以幾台發電機和強迫蓄能裝置一放下來,就佔去了甲板一半的空間。

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控制器

電磁炮的控制器也就是開關,或者可以理解為一個閘門。我們將強迫蓄能裝置看作一個海拔落差巨大的水庫,而控制器則是這個水庫的水壩和閘門。控制器首先要控制強迫蓄能裝置充電,保證強迫蓄能裝置中電能時刻處於最優量。如果強迫蓄能裝置中電能不足,會導致電磁炮發射性能下降,炮彈初速度降低,射程和威力都會大打折扣。如果電能過多,超過蓄能裝置極限,則可能出現超過負載,甚至是出現炮彈還沒打,就先著火的尷尬情況。

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其次,控制器還要控制強迫蓄能裝置放電。要能在幾毫秒之內將兆安培級的電流放出,同時還要迅速將閘門關閉,再一次調節強迫蓄能裝置充能。除此之外,最好是還可以做到控制每次放出電能的量。普通火炮炮彈發射時需要根據目標距離調節炮口發射角度和炮彈裝藥量,而電磁炮發射就是利用控制器調節從強迫蓄能裝置中放出電流的大小。不過這一點技術難度太大,控制器接通時間太短,每次其實基本都是將強迫蓄能裝置清空,根本做不到控制電能接通時進入加速器的量。但是也不用擔心這樣會影響射擊精度,因為可以用炮彈制導來從另一個角度解決這個問題。

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加速器

加速器就是炮塔部分,主要部件就是炮管,也就是炮彈發射加速的軌道。這一部分主要由一些線圈和炮管組成,大小和普通火炮炮塔差不多,佔用空間並不是特別大,一般的軍艦甲板都可以容納。

但是,加上能源部分和控制器,體積就大起來了。如果使用普通的驅逐艦作為測試平台,以那三個集裝箱的體積,就算是進行優化之後,肯定也要拆掉前甲板的導彈垂直發射系統才能放得下。但僅用於測試就大動干戈,明顯沒有必要。

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了解了電磁炮的組成,就非常清楚了。總得來說,主要原因就是726III型坦克登陸艦有寬大的前甲板,有足夠的內部空間,可以放得下那三個集裝箱裝的一堆發電機,線圈,蓄電池,控制器。除此之外,072III型坦克登陸艦噸位夠大,有足夠的艙室和遠洋航行能力,可以供隨行人員居住;不用對甲板和內部空間進行大規模改造,成本較低,而且測試完直接將集裝箱吊走,炮塔拆除072III型登陸艦又是一條好漢,可以迅速重新加入戰備值班和訓練,不會佔用部隊軍艦的訓練和戰備資源。所以說,072型用於電磁炮測試再好不過了,簡直是電磁炮測試的天然海上平台。