发射质量超美国6倍!中国电磁炮再突破:海军测试全球最强大线圈炮

据香港《南华早报》8月25日报道称，中国海军已经在测试地球上最强大的电磁炮，这种巨型电磁发射设备能将导弹大小的弹丸发射到数千米以外，弹丸质量是美国同类装备的6倍以上，这种装备将以更快、更准确和更具破坏性的攻击来“彻底改变”未来的战争。

地球上最强大的线圈炮：将“彻底改变”未来战争

《南华早报》报道称，中国海军正在测试一种前所未有的巨型电磁炮，能以非常高的速度和精度发射大型弹丸：

在首次公布的发射测试中，该型电磁发射器将一枚124千克（273 磅）的弹丸在不到0.05秒的时间内加速到700千米/小时（435英里/小时、194米/秒）的速度，其炮口动能达到了2.3441358e+6焦耳。

据《南华早报》称，这是目前线圈炮公开测试过最大动能的弹丸，此前已公开测试的线圈炮是美国桑迪亚国家实验室的120毫米口径电磁线圈迫击炮测试装置，可以发射重达18千克的弹丸，它曾是有史以来最大的设备之一，但它现在不是了！

美国桑迪亚国家实验室

不过这种装置明显无法和中国测试的发射装置相比，因为桑迪亚国家实验室的120毫米口径电磁线圈属于“迫击炮”测试装置，这种武器的发射质量只有中国近1/7左右，而且初速也是比较低的，即使达到与中国类似的速度，其炮口动能也只有中国海军测试的10%左右，两者刚好差一个数量级。

巨型电磁炮能干嘛？用处大了！

《南华早报》报道称该武器的确切尺寸仍然在保密状态，但如此重量以及高速的弹丸已经可以命中数千米外的目标。估计有很多朋友已经懵圈了，以炮弹的初速来看并不高，那么这种武器到底可以用来干啥呢？

大型炮弹可以安装增程与制导装置，目前电磁炮主要以轨道炮为主，这种电磁炮发射时炮膛环境非常极端，难以安装制导设备，并且弹丸质量上限受到限制，对电源环境要求极高，而线圈炮可以使用规则的圆柱体，与常规的炮弹并无二致，因此非常适合设计成制导炮弹类型。

各位可以来对比下比较著名的俄罗斯“红土地”激光制导炮弹的尺寸，弹径152毫米、弹长1300毫米、弹丸质量 52.8千克、战斗部类型/质量 杀伤爆破/20.5千克，首发命中率90%左右，上文的线圈炮发射的124千克弹丸要比红土地大得多，精度和杀伤力可以更强。

另一种方式是还可以在炮弹内塞入一具增程发动机，将其设计成巡航导弹模式，让其在战区上空长时间盘旋，电磁炮的速度、巡航导弹的威慑时间与精度，这种武器显然是一种新的作战方式。

线圈炮的目标可能不是发射炮弹：而是冷发射导弹

此前马伟明在关于全能舰的概念描述中，就有一种电磁炮发射导弹的模式，将冷发射的燃气发生器改成电磁发射，发射过程仅消耗电能，没有产生燃气的火药残渣以及气体化合物对VLS（垂发系统）的腐蚀与破坏，可以更快速、更安全方式发射导弹。

近程防空导弹重量的数十千克到中程防空导弹的数百千克，甚至数吨重的远程反舰导弹，目前的线圈发射系统已经完全可以做到近程防空导弹的冷发射替代，其能给出更高的初速，使得近程导弹的射程也会增加，以达到战场武器倍增器的效果。

线圈炮到底是什么原理：和轨道炮有什么差别？

据《南华早报》报道，这项线圈炮的研究工作是海军工程大学关晓存教授领导的，其研究团队在《中国电工技术学报》上发表的一篇论文中称：“线圈炮速度、范围、功率、准确性、安全性、灵活性和可靠性方面具有革命性突破的潜力。”

“它广泛应用于武器系统、近地卫星、高速导弹发射等领域。”

关教授表示，30级线圈炮还在研究中，目前还无法确定部署时间！不过中国军方电磁发射项目首席科学家马伟明在六月发表的一篇论文中表示，在建造大型线圈炮方面，“海军工程大学克服了一系列困难”。马伟明表示：

挑战包括大口径高磁密度线圈的设计和制造以及紧凑的脉冲功率技术，另外中国正在开发一种威力更强大的线圈炮，能够以3,600公里/小时（3马赫，音速三倍）的速度发射弹丸，这可以将武器的杀伤范围扩大到100千米以上。

轨道炮：小质量高初速发射

线圈炮和轨道炮是各位网友比较熟悉的名词，下文简单介绍下这两种发射原理的差异，先来说说轨道炮，之所以叫做轨道炮是因为发射设备就两条轨道，一条接正极，一条接负极，当一个导电物体停留在轨道上时，强大的电流会通过该物体，在洛伦兹力的作用下导电物体快速“向前”运动，直至飞出轨道。

如图所示：轨道炮由两条平行的金属导轨组成，导轨的一端连接电源，将导电弹丸插入轨道之间，就会组成闭合回路，电流由正极经过弹丸回到负极。
通电导体周围会产生磁场，其方向遵循右手定律，示意图中的两条通电导轨之间的区域便会形成方向从下往上的磁场。通电的弹丸在磁场中受到洛伦兹力作用加速，向炮口端移动。

这个发射原理简单暴力，推力在小电流下并不明显，但在通过极大电流时在导线周围产生的磁场非常强，所以轨道炮发射物体时初速很高，只是这个发射方式又一个问题，超大电流直接接触形成“短路”电流，对轨道以及弹丸烧蚀非常厉害，“炮管”内电磁环境恶劣到无以复加。

但这种结构简单原理粗暴的电磁炮却因为轨道烧蚀问题难以实用化，因为轨道炮对轨道材料、绝缘材料、电枢材料和弹丸弹体材料极高，不过据说中国已经解决了这个问题，而美国却因为轨道烧蚀问题无法解决，轨道炮项目已经于2021年下马。

线圈炮：中等质量低“中速”发射

轨道炮能将弹丸加速到极高速度，不过它对弹丸质量大小比较敏感，发射大质量弹丸时效率很低，线圈炮就没这个毛病，这种发射原理比轨道炮更简单，“炮筒”外就是一个个线圈，“炮弹”外围有一圈导电环或者线圈。

当“炮筒”外的线圈上通过电流产生磁场时，“炮弹”外围这圈导电环也会产生一个感应电流产生磁场，两个线圈的磁场相互作用产生安培力，使弹丸向炮口端移动。简单一点理解就是两个线圈产生的磁场相互吸引，弹丸朝着线圈前进。

当“炮弹”前进到线圈中间时该线圈断电，下一个线圈通电，让“炮弹”继续前往下一个线圈，以此类推，接力加速，一直到炮弹飞出“炮口”为止。线圈炮加速比较慢，但可以多级加速，比如上文关教授说的30级加速，只要愿意甚至可以弄个环形线圈一直加速，然后在合适位置引出，这就是电磁发射装置，可以用来发射卫星。

所以一般在电磁发射领域，线圈炮属于比轨道炮弹丸重，但速度比轨道炮低的发射方式，适合中型载荷“中间速度”发射，优势时这种发射方式“比较安静”，没有电弧，虽然电磁环境比较恶劣但至少不会烧蚀“炮膛”。

重接炮：大质量低速发射

线圈炮和轨道炮大家听多了，但重接炮估计各位听得就少了，这种方式原理比较复杂，笔者就不打算详述了，大概原理就是非铁磁性金属板在一个“拉成”两截的线圈中时感应出了电流变成通电导体磁场运动。

这种方式和线圈炮的优点类似，加速可控并且没有电弧，比线圈炮更优秀的是可以并联多个线圈并且设置多级加速，特别适合大质量低速发射，各位想到了没，这种方式用在电磁弹射上特别优秀。

电磁弹射的载荷范围从几吨重的无人机到未来可能超过40吨的六代战机，都能弹射上天，用的就是并联多级加速的“重接线圈”发射技术，各位不用查了，轨道发射不合适，线圈发射没法开口子，而重接发射刚好适合电磁弹射。

美军进展如何？已经于2021年下马

相信各位已经多次听到中国电磁炮领域的进展，但却不太清楚美军在电磁炮领域有哪些发展，笔者告诉各位，美军的电磁炮已经于2021年下马：

美国海军在2021年5月28日发布的一份2022财年预算中关于电磁炮的研究却没有获得任何资金，据Interesting Engineering的说法，雄心勃勃的“Railgun”项目已经被取消，将集中力量研发高超音速武器，15年的研发、5亿美元的投入付诸东流！咨询公司Avascent Group的国防分析师马修·卡里斯 (Matthew Caris) 表示：“目前轨道炮已经死了。”

美军一直无法解决轨道炮的烧蚀问题，不过请各位注意，美军下马的是轨道炮，线圈炮并没有，两种不同的技术路线，不过上文已经说明了，线圈炮的定位主要是近距离发射，速度没有轨道炮那么高，但也可以可以通过加大级数获得更高速度，但体积就比较大了，用作陆地发射或者科学发射没问题，军事应用潜力相对会比较低。

另一个发射技术就是电磁弹射技术，美军进展也非常不错，目前福特号电磁弹射已经成功运行，尽管出动效率还不如蒸弹，故障率也比较高，但总算没下马，并且还以超过13亿美元的价格卖了一套给法国，这个冤大头，终于把美军研发的窟窿给堵上了。

中国的进展：从军用外溢到民用，用法超出你想象

中国在电磁发射领域的应用有些让人眼花缭乱，笔者大致统计下，主要有如下几个方面的衍生应用：

1、电磁轨道发射：轨道炮

这个应用领域比较窄，一般只能用在电炮发射上，其他方面难以应用，原因很简单，发射时的电弧太可怕了，比电焊时要强大1000倍不止，所以你猜正常的科学与民用发射绝对不会用这种发射技术。

2、电磁线圈发射：线圈炮、消防灭火电磁炮、电磁防爆枪

本文主题就是“线圈炮”，不过用这方式的还有2021年底央视公开的消防灭火炮，专门用来发射灭火弹，这种不使用火工品的灭火炮动用门槛低，应用范围广，更适合现代消防用于高层灭火。

除了以上两种应用外，线圈发射领域还有电磁防爆枪，这个技术门槛比较低，很多爱好者都能设计并制造一把，当然要在初速以及发射效率与电源使用效率上更优秀还是有不少技术门道的，目前各国在民用防暴领域有使用推广的趋势。

3、重接线圈发射：电磁弹射、电磁橇、电磁微重力模拟

这个领域上我国已经成功应用了电磁弹射，并且还有电磁橇技术，这是将载荷加速到300~600千米甚至更高，测试载荷在高速下场景下的使用状态，比如高速轮轨测试，战斗机弹射测试等等。

2022年10月20日，央视公开了我国已经研制成功电磁橇的新闻，对吨级或以上物体最高推进速度可达每小时1030公里，创造了大质量超高速电磁推进技术的世界最高速度纪录。

还有一个则是电磁微重力模拟，这个并非各位想象的电磁来模拟无重力环境，而是使用电磁弹射在垂直方向上加速完之后的惯性上升和下降段实现无重力或者低重力环境，模拟太空以及月面和火星等多种场景，成本低，速度快，基本无需等待，未来使用场景非常广泛。

各位可以想象一下，突破后中国往往会将这种技术白菜化，各种场景应用已经完成了从军用高科技转向民用高科技系列，并且还在背后延伸出一套更高附加值的产业链，所以各位可以试想一下，电磁发射卫星系列，未来真有可能实现的，线圈发射与重接线圈发射技术延伸的概率很高，估计也要不了几年，笔者认为5~10年内就有可能实现电磁发射卫星。