2018年春节前夕，媒体报道中国在武汉进行电磁炮的装舰试验，根据社交媒体披露的照片，该电磁炮系统的试验平台为072II级登陆舰“海洋山”号，下图可见巨大的电磁炮占满了936号舰的舰首，军蠢们大肆吹嘘我国超越美国成为了世界上首个在军舰上安装电磁炮系统的国家。
要知道美国海军是最早计划研发电磁轨道炮的军种，于2005年起展开电磁轨道炮研发计划，并至少测试了由英国BAE系统公司和美国通用原子公司（GA）制造的2款原型。到了2017年时，美国海军宣布电磁轨道炮原型在发射35磅（约15.8公斤）炮弹时，速度已能达5.8马赫，并成功研发出足以承受数百次射击的电池，原计划于2019年前交付，装在最新战舰朱姆沃尔特级驱逐舰上，但奇怪的是，此后美国海军下达保密令，计划取消，电磁炮自今也未能上舰，问题在哪里呢？
原来造出电磁炮不难，早在1958年，美国洛斯阿拉莫国家实验室就率先进行了等离子体电枢的轨道发射试验。1977年，澳大利亚国立大学的研究团队成功将质量为3克的聚碳酸酯弹丸在5米长上的轨道上加速到5.9千米/秒，验证了电磁轨道发射的可行性，从此开启了电磁炮全面研究的大门，2010年12月10日，美国海军的第一门轨道炮成功进行了试射，将10.4千克的弹丸以2500米/秒的初速度射出炮口，射弹的动能达到了32兆焦。可是难的是轨道的烧蚀磨损，当炮弹速度高达1800米/秒时，即使对现在的镀铬火炮的炮管磨损都非常严重，而电磁轨道炮的炮管除了要对付高速炮弹的磨损外，还要输送大电流。电磁轨道炮结构如下：
电磁轨道炮主要有三个组件，1.轨道，这包括正极导电轨和负极导电轨，2.衔铁（弹托），3.弹丸。 6park.com
对于单回路磁轨炮而言，它需要在几微秒间经过五百万安培，这个电流要流过轨道和衔铁。产生的磁场强度约为10特斯拉，电流密度高达每平方毫米一千安以上，相对之下普通家里的铜线，电流安全密度只有每平方毫米几安。如此大的电流，流经导体会产生极大的热量，所以需要用电阻率低的导轨和衔铁。衔铁的要求更高，不能用比重大的金属，否则很多电磁能量都用去推动衔铁了。现有材料中电阻最低的是银，其次是铜，然后是金。问题是金银铜都是很软的金属，很容易被磨损，此外金银价格太高，用金银来做炮，未免太奢侈，所以最适合做导轨的是铜。另一种金属铝的比重比金银铜小，可用于做衔铁，但铝的电阻率比铜高了58%，也很软，易磨损。

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上表可见，金属材料越硬，电阻就越高。如果你以为可以用合金的途径解决问题，那就错了，比如铁镍铬的合金不锈钢的电阻率比单质金属铁、镍和铬的任何一个都高5-10倍。显然合金搞乱了金属的晶格结构，增加了电子运动的阻力，导致电阻上升。上面列的金属中，铬的硬度最高，因此火炮炮管是镀铬的，但用来做导轨却不行，因为铬的电阻率比铜高了7.4倍，在铜表面镀铬也有问题，因为大电流通过时，铬镀膜的电阻高，会产生大量的热量，铬铜热膨胀系数不同，铬镀层很容易剥落。 6park.com


上图中材料电阻和硬度之间的统计关系清楚明白，那反映的是金属材料的一种本质性能，就是当金属材料硬时，晶格对电子的束缚就紧，电子不易流动，因此金属材料越硬，电阻率越高。材料学上解决问题的几个手段如材料选择、合金改性、镀膜都不好使，所以老美搞了16年研发后，发现解决不了材料问题，无奈只好放弃。而马大神却在老美放弃前不久开始跟屁，他只解决了前面那些电磁炮供电的问题，就是刚能把炮弹射出去，能射出去几次则还没研究到，原因简单，马大神是个搞电路的，材料硬度和导电性根本不是他的专业，人家老美花了16年解决不了的难题，军蠢们以为一个外行真的能解决问题吗？就是说马大神搞的东西根本还没涉及到电磁轨道炮的核心难题，然后牛皮就吹上天，吹什么老美搞了四十年做不到的事情马大神做到了。其实做到的只是还没入门的那部分，真正的难题，马大神都没接触到，牛皮就吹上天，难道真正的战斗力是吹出来的么？
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最近海军工程大学发了篇论文，说的是电磁炮的绝缘支撑体的研究，然后自媒体又开吹，说马大神的学生鲁军勇解决了材料问题，这些蠢货还是不明白主要问题在导轨的导电和耐摩擦能力，发篇关于绝缘体的研究解决个屁的问题。自媒体吹嘘说，鲁军勇的电磁炮能发射120发，不过鲁的“电磁炮“口径只有25毫米，比枪大一点点。通常是发射的炮弹越大，炮管寿命越短，所以要比寿命的话，需要比同样口径的寿命。老美的M242型“大毒蛇”25毫米链式机关炮，最大射速500发/分，炮管的寿命为8000发，同样的口径的炮比鲁的电磁炮寿命长了67倍，而造电磁炮所用的铜的价格是造火炮所用的钢的十几倍。炮那么贵，发射一百多发就作废，所以用这种电磁炮发射炮弹的话，只怕成本比导弹还高。 6park.com

到2023年口径25毫米的电磁炮寿命才120发，可见在2018年，马大神那又大又笨的电磁炮上舰时，估计寿命只有几十发，当初吹牛说解决了老美没解决的事情，过了五年，马大神才发文承认需要解决材料问题。电磁炮远比普通火炮大得多也重得多，成本高得多，这么昂贵的电磁炮打几十发就作废，那根本是没用的，把这样不靠谱的电磁炮搬上舰去，这种做法违反科研规律。把没用的炮搬上舰，然后吹自己超越美国了，那纯属浪费国家经费。装那没用的东西还不如装老王的超级大炮。 6park.com
俄乌战争显示现代战争需要大量弹药，俄乌战争自2022年2月24日开始，现在已近两年，俄军平均每天打3.8万发炮弹，那么到现在已经消耗了2600万枚炮弹，如果每枚炮弹平均重量26公斤，那么到目前为止，俄军已经用掉了近68万吨炮弹, 不过苏联解体时俄罗斯继承了近550万吨，近些年陆续销毁了400多万吨弹药，在俄乌战争开战前俄军可能存储有150万吨炮弹。所以俄国再打两年也没什么问题。俄乌战争是陆战，因此把弹药通过车子铁路运到战场不是太难，可是要剿灭台独，却要跨过两三百公里的海面，如何把这些弹药送过台海是个问题。如果用船运，一般的船速度太慢，很容易遭到对方反舰导弹的攻击，只怕损失会很大，到码头滩头后还要卸货，那速度也很慢，会遭到对方炮火飞机导弹的打击。因此老王觉得把那些弹药运过去，还不如让它们直接飞过去，办法就是用超级大炮把装有冲压发动机的炮弹直接射过台海。
有人说用火箭弹不就行了么？其实不然，火箭弹有两个问题，一是火箭弹用的固态推进剂比冲小，如果射程过长，那么战斗部重量会很小，比如WS2火箭弹重1280千克，战斗部重90-120千克，号称的最大射程只有180千米。再如中国出口到伊朗的B610导弹是中国用红旗-2地空导弹改装的战术地地导弹，虽然弹重有2.6吨，可战斗部重量只有0.25吨，就是说9/10的重量都用于发射所需的燃料和氧化剂上了，而射程只有150公里。在上世纪八十年代，那导弹的价格也高到1200万元人民币一枚。神鹰400火箭弹重1000千克，如果要达到300千米的射程，那么其战斗部重量不能超过30千克。就是只有总重量的3%，要到500公里？那根本不可能。二是火箭弹的成本也不低。我国当年从俄罗斯引进的300毫米火箭炮，一枚原装火箭弹价格就高达14万美元。后来国产“03式远火”量产后，单枚火箭弹价格为75万人民币，而这种火箭弹的重量只有840公斤，一般的射程其实只有70公里，当然军蠢们都吹其射程可以到150公里，那也是可能的，但是你要把你把弹头缩得很小。火箭弹之所以出现这种问题，是因为固体火箭推进剂需要携带氧化剂，同空气喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，常用的氧化剂为过氯酸铵(NH4ClO4),而常用的还原剂是某些碳氢化合物如聚丁二烯。下面给出一个烯(为简化反应式，用己烯)与过氯酸铵的反应：

C6H12 + 6NH4ClO4 = 3N2 + 6HCl + 14H2O + 5CO2

上面的反应中，氢碳是还原剂，总的原子量是94，氧和氯是氧化剂，氮是打酱油的，氧氯氮原子量加起来是681。对喷气发动机来说，氧化剂是用的空气里的氧，氧氮氯都是不需携带的，氧氯氮的原子量加起来是氢碳的7.2倍，因此固体火箭发动机比同样航程的涡轮发动机或冲压发动机理论上要多带至少7.2倍的推进剂，实际上可能是8-10倍。所以固体火箭发动机的缺点是“比冲”小（也叫比推力，是发动机推力与每秒消耗推进剂重量的比值，单位为秒）。固体火箭发动机比冲在250～300秒，工作时间短。不适合于远程导弹。

另外在上面反应中过氯酸铵重量占总重量的90%，而市场上一吨过氯酸铵的价格是3000-4000美元，而一吨煤油价格大概不到一千美元，过氯酸铵的价格比煤油高约4倍，同样射程需要的量是喷气发动机所需煤油量的10倍，那么价格就高出了40倍了。对地攻击时，使用昂贵的导弹划不来。

不过涡轮喷气发动机的燃料成本虽然不高，但涡轮的成本却不低，因为涡轮制造非常复杂，而且涡轮叶片的材料要求很高，非常昂贵，所以用涡轮发动机的导弹价格也很高，要进一步降低导弹价格需要使用结构简单的冲压式发动机。这种发动机没有旋转的涡轮叶片，就两个圆筒，一个大圆筒套中心的一个小圆筒，制造起来很容易，制造成本很低，另外冲压发动机推重比很高。现代涡轮喷气发动机的推重比约为3.5～4.0；中国的WS10推重比大概是8左右，WS15推重比可以达到10；美国F-14战斗机使用的F110推重比大约是7-8，F-22战斗机使用的F119可以达到10，相对之下，冲压发动机在2～3倍音速时，推重比在20左右，因此发动机占导弹重量不大。 6park.com

       冲压发动机（上） 和涡轮喷气发动机（下）
但冲压发动机有一点麻烦，就是低速时不工作，只有在速度达到0.5马赫时才能启动，下图是冲压发动机速度与推力的关系，冲压发动机的推力在马赫2-3左右（816米/秒）达到最高值，此后又会逐渐减少，所以这种发动机需要另备加速装置，先把它加速才行，一个解决问题的办法就是把炮和冲压式发动机结合在一起。一般炮口初速很容易达到2-3马赫，这足够启动冲压式发动机了，于是我们就可以制备廉价的炮射冲压式发动机炮弹。老王以前有篇文章，说用800毫米超级大炮把导弹加速到800米/秒左右。

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其实也不用一开始就加速到推力最大值，因为发动机工作时自己会给导弹加速。估计开始时加速到推力最大值的80%就够了，从图上看，就是速度大概在456米/秒左右。这个速度大概比一般的迫击炮的初速快一点。比如老美造的小大卫迫击炮，初速381米/秒，因此可以使用炮管给带冲压发动机的导弹加速，制造大口径炮射导弹。 6park.com

           冲压发动机推力与速度的关系
二战末期，为了突破德军修建的有7英尺厚的钢筋墙的齐格非防线，老美造了个小大卫迫击炮，该炮口径914毫米，炮筒重36吨，还有一个呈盒子形式的要埋在地下的固定底座，长4.8m 宽2.7m 高3.0m，重约46吨。炮弹重1678 kg（3700磅），其中726 kg（1600磅）是爆炸物的质量。该炮炮筒长7.1米，要加速到456米/秒，如果维持加速度不变，炮弹重量保持在1.7吨左右，那么炮筒要延长到10米左右。炮筒重量会增加到51吨，底座重量如果相应增加，那么底座重量会增加到66吨，总重117吨。现在钢铁价格大概4000元/吨，那么一门炮的材料成本也就47万元。小大卫是线膛炮，线膛炮的膛线加工非常困难，成本相当高。可是发射炮射导弹的炮不能让炮弹旋转，必须是滑膛炮，滑膛炮就一根光溜的炮管，加工制造比线膛炮容易得多，成本也低得多。小大卫迫击炮能够俯仰也能左右转动，带瞄准装置。如果把超级大炮装上055驱逐舰，由于发射的是炮射导弹，所以可以垂发，就是不需要可转向的炮塔，炮管直接指向天就行，导弹发射出去后在天上会自己转弯，因此炮要简单得多，不用像马大神电磁炮一样设置沉重的炮塔。由于炮弹速度不高，因此虽然炮管口径很大，但发射时后座力不是太大。舰首舰尾可以各装两门，总重量不超过500吨。大和号上的460毫米炮是线膛炮，寿命也有250发。超级炮是滑膛，没有膛线磨损问题，估计炮管寿命增加到500发不成问题，那么发射一颗巨型炮弹的设备成本只要1万元，相当便宜。
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           口径914毫米的小大卫迫击炮
射出的炮弹重1.7吨，出口速度456米/秒，但射出后用冲压发动机逐渐加速到3-4马赫。导弹用惯性导航加卫星信号修正，由于弹头携带的炸药可达700公斤以上，爆炸威力很大，所以精度只要在10米之类就足够了。弹头也可以携带榴霰弹用于破坏机场跑道。当年日本就造出三式通常弹，其实就是发射后分出很多小弹头的炮弹，这些分弹头可达几十甚至几百个，其效果大于只把机场炸一个坑。当然分弹头也可以是地雷，用于阻止机场维修。

老美的战斧巡航导弹重1300公斤能够携带一个重450公斤的弹头，射程1300公里，一枚战斧巡航导弹就是50万美元左右。这种炮射冲压发动机导弹不用复杂昂贵的涡轮，因此价格应该大幅下降，估计中国制造的成本应该在每枚100万人民币以下。 6park.com
影响火炮发射速度的主要是发热问题，发射药在炮膛中燃烧会使炮管温度升高，要增加发射速度，就要冷却炮管，日本大和级460mm舰炮用水冷却炮管，单炮射速能够达到30秒/发，其发射的炮弹重量也与914毫米的小大卫迫击炮相近，约1.5吨。那种舰炮是高膛压的厚壁舰炮，管壁越厚冷却越难，而914毫米的小大卫迫击炮是低膛压迫击炮，管壁薄，如果用水冷却，加上机械后膛进弹，估计射速也能达到每分钟两发。四门炮每小时可射出480枚炮弹。把射程500公里的超级大炮装上055，攻击台湾时，可设在外海离台湾400公里外，如此055的炮弹可以打到台湾，而台湾的雄三反舰导弹标准型射程只有150公里，就算是增程型，射程也只有400公里，打不到后置的055舰。 6park.com
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贴主:王文清于2024_01_23 10:46:40编辑