比軌道炮還強的線圈炮！美軍秘密開發的底牌！苦於技術陷入瓶頸！

說到電磁炮 大家第一時間想到的應該是電磁軌道炮吧 畢竟呢 該炮算是電磁炮家族中最爲出名的一款了 但另一款電磁炮與之相比呢 也毫不遜色 那就是線圈炮 也被稱爲高斯炮 今天大兵就爲各位講解一下 何爲線圈炮 它和電磁軌道炮又有什麼區別 話不多說 我們直接進入正題 線圈炮 顧名思義是一種由一個或者多個線圈組成的投射加速器 具體呢 是由一個或者多個沿槍管直線排列的線圈組成 線圈依次開關以確保拋射物得到磁場的充分加速 而這種裝置之所以也被稱爲高斯炮 其實呢 是爲了紀念用數學方法描述電磁加速效應的卡爾弗里德里希高斯 不過值得注意的是 線圈炮並不是軌道炮 後者是在軌道上給拋射物通上強大的電流 因此兩者的原理並不一樣 而線圈炮的發展歷史最早要追溯到1831年了 在英國科學家法拉蒂發現電磁感應現象之後呢 各國軍事專家深受啓發 隨即想借用電磁力發射物體的原理來製造武器 1845年 英國物理學家查爾斯·惠斯通製造了史上第一臺直線磁阻式電動機 並將其用一段金屬棒拋射到20米遠的位置 緊接着 1895年 美國匹斯堡市市長梅厄獲得了第一個直線感應電動機專利 但這時呢 直線電機和電磁炮還差着很遠了 而首個提出電磁炮概念的並長期實驗的是一位挪威科學家 即物理學教授克里斯蒂安·伯克蘭 在1897年到1917年期間 伯克蘭呢一直在改進和實驗他發明的電磁炮 並在1901到1903年獲得了三項電磁炮專利技術 1901年更是製造了歷史上首個電磁線圈炮 並用其將0.5公斤重的炮彈加速到了50米每秒 兩年後又建造了第二個線圈炮 將10公斤重的物體加速到了100米每秒的速度 這在當時已經是很了不起的成就了 時間來到1912年 法國的艾米爾·巴徹特勒製造出了首個交流激勵的磁推進裝置 1920年 法國的福窮·維萊普勒發表了電氣火炮一文 同年 費城的一家公司研製出了用於火炮的電磁加速器 截止到二戰前 各種的電磁炮的專利已經有45項之多了 到了二戰末期 德軍呢 在希特勒的批准下開始積極研發各種新式武器 電磁炮就是其中一項 1944年 亞希姆·漢斯勒博士和邦茲爾總檢測師在馬格德堡的訓練場 對10毫米口徑線圈炮進行了實驗 但並未能成功 後來呢 漢斯勒又進行了多次的電磁炮實驗 只不過主要是以軌道炮 大兵呢就不做太多說明了 後來隨着德國的戰敗 漢斯勒的研究工作也隨之終止了 緊接着 1946年 美國威斯丁豪斯電氣公司建成了一個名叫電託的全尺寸飛機彈射裝置 算是一個初級運動的直線感應電動機 隨後 美海軍和空軍也做了一系列的研究工作 但是空軍經過反覆論證後 卻在1957年得出了 電磁發射根本行不通的結論 導致電磁發射器的研究陷入困境 不過這種困境呢很快有了轉機 在1958到1965年間 蘇聯進行了大量的電磁炮實驗 同時 1966年 美國內華達大學的溫特伯格教授提出了用磁行波加速超導體的概念 同年 蘇聯人鮑斯達列夫用一釐米長的單極脈衝感應線圈發射器 把兩克的鋁環加速到了5000米每秒 1972年 NASA提出了電刷幻象的螺旋線圈炮 而麻省理工則是製造出了第一臺類似於同步直流電動機的線圈炮 不過其實上述的這些線圈炮並不出名 真正比較出名的反而是美國在上世紀30年代開發的一款 在上世紀30年代 美國曾研製出了一款比較成功的電磁線圈炮 該炮呢 是由德克薩斯州的發明家維基爾格里斯比所設計 雖然呢 該炮依然不足以在實戰中使用 但是相較於此前的那些實驗室產物卻進步了很多 設計上 VR線圈炮基本上是採用了機械式的結構 當發射炮彈時 纏繞在槍管上的線圈會依此工作 期間呢 當彈藥進入到一段線圈時 此段線圈斷電不產生磁力 同時 機械式電力觸發輪結構會給下一組線圈通電 藉此產生磁力 引導彈藥向前運動 如此往復循環給彈藥加速 在沒有後座力的情況下 讓彈藥高速出膛 隨着彈丸速度的不斷加快 彈丸通過線圈的速度也在加快 因此會縮短機械式的圓盤狀觸發輪的通電時間 進而給彈藥最佳的吸引力 值得注意的是 VR線圈炮的炮管並不是由金屬製成的 其主要材質呢是使用了棚規玻璃 這也是因爲金屬會在一定程度上干擾線圈的磁力 而棚規玻璃不會有這方面的缺陷 與此同時 棚規玻璃相對的硬度也算不錯 而且耐熱性能極佳 按照設計 這款電磁炮有着約150發每分的射速 根據一系列的測試 它所射擊出發出的噪音與.22手槍差不多 不過呢 雖然VR線圈炮在當時得到了一些媒體的報道 並對其大加讚賞 但它並未引起美國軍方的高度重視 主要是因爲它有着很大的缺陷 那就是耗電量太大 而且電容設備充電時間很長 即使是充滿電後呢 也經不起幾輪射擊 不僅如此 該炮射擊時還會產生高溫 如果按照理論中持續射擊的操作模式 很容易就會燒燬 最重要的是 在付出了大代價的情況下 VR線圈炮所發射的彈藥 其威力也不過跟常規槍支發射一樣 這種高投入低迴報根本沒有實用價值 不過呢 以上世紀30年代的水平來看 VR線圈炮依然算是絕對的黑科技 雖然算不上里程碑式的設計 但也是將電磁武器實用化的重要嘗試 屬於早期的產物 畢竟就算是現今 各類軍用電磁武器也依然受制於電力供應 無法滿足實戰所需的設計要求 儘管已經有很多軍艦實驗性的裝備了 但是呢 這也是在犧牲了艦上電磁設備供電的情況下 才勉強維持電磁炮的能量消耗 那麼講到這裏 軌道炮和電磁炮到底有什麼區別呢 軌道炮也被稱爲死軌炮 算是現今電磁炮家族中最常見的樣式了 該炮是由兩條平行的導軌組成 其彈丸夾在兩條導軌之間 在導軌接入電源後 電流會 經一導軌流向彈丸 再流向另一導軌產生強磁場 其間呢 藉助磁場與電流的相互作用 進而產生強大的落輪資力推動彈丸 使其達到很高的速度 理論上能夠達到亞光速 當然 這在現今幾乎是不可能實現的 而軌道炮最早呢 是由法國人維勒魯博在1920年發明 相較於線圈炮是晚了近75年 到了1944年 德國的漢斯勒博士製造出了長2米口徑20毫米的軌道炮 經過實驗驗證 該炮能將重10克的圓柱體鋁彈丸加速到1080米每秒 次年呢 漢斯勒又將兩門軌道炮串聯起來 一次讓炮彈速度達到了1210米每秒 到了二戰期間 日本也開始研製感應加速式電磁炮 並把兩公斤重的彈丸加速到了335米每秒 只不過 後來由於無法解決材料和電力等問題 軌道炮的研製工作就陷入了長時間的平靜期 到了1978年 澳大利亞物理學家 理查德·馬歇爾和約翰·巴博等人使用5米長的軌道炮 將重約3.3克的塑料彈丸以5900米每秒的速度發射成功 軌道炮才取得了突破性的進展 此後呢 美國海軍更是將軌道炮作爲三大重點研究項目之一 計劃未來裝備到DDX對陸攻擊驅逐艦上 而現今各國之所以重點研究電磁軌道炮 主要是因爲它的優點衆多 一方面軌道炮的彈丸速度快 而且精度高 射程遠 威力大 彈丸只需要6分鐘就能飛躍近370公里 初速達到了約2500米每秒 比普通槍彈的速度快了2-3倍 同時帶有巨大動能的彈丸可以通過物理撞擊的方式直接摧毀目標 另一方面呢 由於軌道炮的彈丸體積小 重量輕 使其幾乎是不使用推進劑 減少了裝藥量 因此彈丸的體積只有傳統的120毫米炮彈的八分之一 重量更是隻有其十分之一 能夠極大提高該系統的攜彈量 減少後勤負擔 如果說此前艦船單次只能攜帶70枚制導導彈 那麼軌道炮彈呢則能一次裝載數百枚 與此同時 由於軌道炮彈幾乎不裝填炸藥 能減少炮彈在製造運輸儲存方面的安全隱患 當然了 有優點那必然就有缺點 其一就是必須有彈託用來固定彈丸 另外呢 就是對軌道本身的灼燒問題 本身速度就很快 因此產生的摩擦力 再加上電流本身的熱效應 導致其對導軌的材料要求很高 畢竟總不能打一炮換一個軌道吧 雖然這也算是一種辦法 但這樣一來呢射速就成了大問題 而且只限於小口徑槍械 與之相比的 線圈炮的優點呢是彈丸與炮管之間沒有摩擦 而且能發射較重的彈丸 電能轉換成動能的效率更高 但缺點呢是電量需求大 而且供電覆雜 而且線圈炮在技術上更爲複雜 容易陷入到技術瓶頸 這就是爲何進入到20世紀之後 結構簡單的軌道炮逐漸成爲研究主流的原因之一 不過要是大口徑的話 其實還是線圈炮更合適 另外 在電磁炮家族中還有一個成員非常重要 在電磁炮家族中呢 除了軌道炮和線圈炮之外 就剩下重接炮了 該炮算是一種變形的感應式電磁炮 最早呢 是在1986年由美國的考恩等科學家提出來的 該炮是由上下兩個長方形同軸線圈組成 中間有一間隙 發射的彈丸是一個長方體 能穿過兩線圈的間隙做加速運動 其實 重接炮是綜合了線圈炮能發射大質量彈丸和軌道炮能發射高速度彈丸的優點 並且呢 還賦予了彈丸更高的加速力峯值 同時 平均加速力與峯值加速力之間相差不會太大 藉此讓彈丸獲得均勻的加速度 現今被認爲是未來天機高超速電磁炮的結構形式 目前的重接炮主要是分爲兩類 即柱狀重接炮和板狀重接炮 前者結構上和柱狀感應線圈炮基本一樣 只是電輸分爲實心和空心的區別 或者說就是磁組線圈炮的電輸換成非鐵磁材料的兩導體 而後者結構實際上和某些電磁彈射一樣 在發展方向呢也包括了電磁彈射 其原理就是重接炮的原理 只不過電磁炮是高速小質量物體 而電磁彈射呢則是低速大質量物體 另外和線圈炮一樣 重接炮呢也能多個線圈串聯加速 只不過與線圈炮不一樣的是 重接炮還能多個線圈並聯加速 這讓重接炮可以加速重載彈丸 總結來說呢 現今線圈炮之所以發展困難 主要還是技術難度太大了 難以取得突破 相較之下 軌道炮反而更合適 那麼大家認爲線圈炮和軌道炮 孰優孰劣呢 歡迎在評論區內討論 如果視頻中有出錯的地方 也歡迎大家在評論區內指正 今天的視頻到此結束 喜歡的朋友請點贊關注 我們下期再見