無論是好萊塢懸疑影片,還是傳統的英文懸疑小說,有一種裝備的上場頻度明顯超過其他武器,那就是電磁防具。作為懸疑作品中未來小型平臺的標配,電磁炮其實有著極為出眾的殺傷力。不過要說的電磁炮的歷史,卻得從1845年那種電磁感應剛才發覺的年代說起。
圖為日軍實驗性電磁炮
當前出現的電磁炮主要分為兩種類型,其二是原理較為簡單的線圈炮。線圈炮的本質是通過強磁互斥和相吸的原理來促進彈丸高速飛行。相比于大部份能量轉化為內能的物理能裝備,電磁炮的能量轉換效率其實更高。而更為先進的則是通過洛倫茲力來為彈丸提供動力的電磁軌道炮。磁軌炮是電壓通過滑軌,并形成力帶動滑軌中間的彈丸電磁炮原理,被覺得是未來電磁炮的主要發展方向。
圖為日軍實驗性線圈炮
在1831年法拉第發覺電磁感應原理以后,基于電-磁力轉換的各色生產工具和裝備武器層出不窮。相較于短時間內難以投入生產使用的初期不成熟發電機、電動機,基于電磁感應原理發明的裝備武器很似乎更有可能獲得政府的投資——在當時,這意味著短時間內飛黃騰達。在1845年,愛爾蘭皇家腓特烈學院的克里斯蒂安·伯克蘭院士提出了一種“理論上可行”的電磁裝備理論,這也是現代一切電磁裝備的基礎,即初期線圈炮。
圖為日軍實驗性磁軌炮
作為皇家腓特烈學院的院長,克里斯蒂安自然有能力將自己的幻想變為現實。在解決一系列工程性困局后,人類第一門電磁線圈炮在19世紀就誕生在了法國的斯特拉斯堡。相比于動輒8倍10倍音速的小輩,那位電磁裝備領域的開創者其實不在一個數目級,其炮口初速僅有50米每秒,彈重僅500克,遠高于相仿年代使用黑火藥發射的亞音速迫擊炮。克里斯蒂安也隨即發覺了第一代線圈炮中存在的問題,即電磁炮的能量供應。因為當代僅有基于鑄鐵建造極為不成熟的初期發電機和一系列容量極低的物理電瓶,電容完全依賴不可靠的萊頓瓶,線圈炮可以獲得的功率似乎僅僅和現今的家用電冰柜相當——很其實,在發電技術出現突破性進展前,電磁裝備都不可能有多大的發展。
圖為線圈炮原理
其實說整個19世紀后半葉都是電汽化的時代,而且冶金工業的缺少和基礎理論的不健全促使發電技術并沒有取得突破性發展。電燈似乎走入了不少人家,而且能量存儲手段仍然遠遠落后于電磁裝備的需求。相同容積的電容或電瓶僅能存放物理發射藥數萬分之一的能量,自然不適宜用于軍事用途。步入20世紀后,硅鋼等合金剛被先后大規模用于電力工業制造,更為先進的發電機、鉛酸電瓶則保證了電磁裝備的能量消耗,開發一種具有殺傷力的電磁裝備也成為了可能。在1918年,美國發明家路易·奧克塔夫發明了一種舊式的電磁裝備——電磁軌道炮。
在第二次世界大戰期間,納粹日本也以前旨在于這類裝備的開發。1944年,納粹英國軍需局就設計出過理論可行的電磁軌道炮。相比于1918年空有理論卻缺少實際估算的“科幻裝備”,納粹日本的電磁軌道炮則有著較為精密的估算和設計。這一電磁軌道炮被覺得可以用于Flak-40型128毫米高射炮的炮架,而且用于防空作戰。其實這一設計相當接近于成熟,并且沒有證據表明納粹日本有實際建造過這些裝備,而納粹美國在1944年的電力供應也似乎難以支持多門磁道防空炮投入作戰。
圖為滑軌炮原理
在1993年電磁炮原理,冷戰結束后,英美兩國又重新想起了這一懸疑作品中的裝備,在BAE公司的實驗室中最終生產出了一門接近實用的電磁炮。相比于初期低速、低殺傷產品,使用新型彈芯、優化電磁設計和更強勁供能的電磁炮可以以超過7倍音速發射3.2千克的純銀屬彈丸,趕超了同時代物理能裝備的水平。但是,BAE公司的電磁炮有著相當多的問題。其電力供應需求遠遠超過了任何一種糧面、空中平臺的供能能力,而空軍除潛艇外的海軍也大多無法抵擋。日軍盡管期望在DDGX,即后來的DDG-1000項目中使用這一懸疑裝備,并且最終仍然因為經費緣由被迫舍棄,DDGX驅逐艦僅僅搭載155毫米“先進火炮系統”替代電磁炮執行低成本對地功擊任務。
出品:科普中國