看似更“親民”的電磁槍,為何研發(fā)起來卻困難重重?
發(fā)布時間:2021-10-12
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  出? 品:科普中國

  作? 者:蘭順正

  策? 劃:宋雅娟 涂子怡

  監(jiān)? 制:光明網(wǎng)科普事業(yè)部

  近日,美國弧閃實(shí)驗(yàn)室公司正式宣布以3375美元的價格預(yù)售所謂的“世界首款也是唯一一款電磁步槍”。據(jù)稱這種名為GR-1步槍能夠使用電磁力量發(fā)射各種各樣的金屬彈藥,而且美國軍方和執(zhí)法機(jī)構(gòu)已經(jīng)對這種武器表現(xiàn)出了興趣。

  GR-1電磁槍

  體積雖小,研制難度卻大

  顧名思義,電磁槍和電磁炮一樣,基于法拉第電磁感應(yīng)定律,采用線圈通電方式發(fā)射彈丸,它與傳統(tǒng)槍械將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌姶艠屌谥饕抢秒姶艌霎a(chǎn)生的力來對金屬炮彈進(jìn)行加速,使其達(dá)到打擊目標(biāo)所需的動能。

  目前主流的電磁槍炮技術(shù)路線有兩種,一種是軌道式,一種是線圈式。這兩種都是利用電磁原理的拋射器,不過具體技術(shù)有些不同。軌道式的彈藥需要接觸通電導(dǎo)軌形成回路,所以先決條件是彈藥的部分為導(dǎo)電體,利用電流傳導(dǎo)軌道之間產(chǎn)生的磁場來發(fā)射彈丸。而線圈式又稱高斯式,其彈藥需要是磁體,利用電線線圈產(chǎn)生磁場,從而推動鐵磁彈藥加速。

  現(xiàn)在多國在電磁炮研制領(lǐng)域都取得了一定的建樹,而電磁槍雖然看似更“親民”,也在科幻作品中反復(fù)出現(xiàn),但在實(shí)現(xiàn)中卻一直沒有起色。關(guān)鍵的原因在于,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 。

  因此目前面世的電磁炮往往體積巨大,為了能夠滿足其能源需求和設(shè)備需求,實(shí)驗(yàn)時只能固定在地面或安裝在大型軍艦這樣的平臺上。而電磁槍主要面對的是單兵,自然體型受限,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。

  沖破阻力,日漸接近戰(zhàn)場

  此次弧閃實(shí)驗(yàn)室公司開發(fā)的這款電磁步槍長度約為38英寸(96.5厘米),槍管長度約為26英寸(66厘米),重約20磅(9千克),由一個25.2伏的鋰電池裝置供電。制造商表示,這款步槍采用“先進(jìn)的電容充電系統(tǒng)”和“雙鉗位準(zhǔn)諧振逆變器”,使其在最大功率下每分鐘可發(fā)射20發(fā)子彈?;蛘咴诎牍β薁顟B(tài)下每分鐘發(fā)射100發(fā)子彈。該槍還采用了一種新式的擊發(fā)系統(tǒng),用戶可以通過輕按扳機(jī)來為系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)充電,然后再進(jìn)行射擊。該槍所使用的的彈藥,由于其是通過磁場加速彈丸,因此可以發(fā)射任何直徑在11到12.6毫米、長度在30到52毫米的含鐵金屬彈丸。其實(shí)類似的武器中國也已經(jīng)有了成果,在2020年6月八一軍視網(wǎng)發(fā)布了一則視頻,視頻中陸軍勤務(wù)學(xué)院的幾個學(xué)員發(fā)明了數(shù)款電磁步槍和電磁手槍,分別進(jìn)行了氣球、多層木板和鋼板的射擊實(shí)驗(yàn)。從測試情況看,電磁槍可以輕松擊穿幾層木板和一層鋼板。

  中國研制的電磁槍

  不難看出,電磁槍距離真正成熟還有很長的路要走,但其卻代表了武器發(fā)展的重要方向,相信未來相關(guān)成果將越來越多。

  軍事小詞典

  法拉第電磁感應(yīng)定律:19世紀(jì)英國科學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn),位于磁場中的導(dǎo)線在通電時會受到一個力的推動,同時如果讓導(dǎo)線在磁場中作切割磁力線的運(yùn)動,導(dǎo)線上也會產(chǎn)生電流,由此就誕生了法拉第電磁感應(yīng)定律


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