中国行我也行! 日本已全球首次电磁炮海试: 正与美国交流对付中国

电磁炮领域正在发生一个相当有趣的事件，为应对中国日益增长的威胁，日本派遣官员前往美国学习研发电磁炮！然而很多人都不知道的是美国的电磁炮却因为技术不过关早就在2021年就下马了，而这美日难兄难弟要对付的却是在电磁发射领域接连突破的中国！

中国行我也行，美国爸爸都失败了，这日本想要干嘛？两个臭皮匠还想搞定诸葛亮？小日子搞电磁炮，这是要在关公门前耍大刀吗？

日本向美国取经研发电磁炮：日本这几年进步不少

据《日本时报》5月21日报道称，日本政府在当天已经派遣一名防卫省官员前往美国，将和美国海军主管电磁炮研发的官员进行深入交流，以学习美国长期以来在电磁炮领域的先进经验，尽管让日本正在研发的电磁炮进入实用化阶段。

报道表示，防卫省下属机构是在2016年开始研发电磁炮的，已经于去年进行了首次海上试验，自卫队希望能掌握这种“游戏规则”改变者的电磁炮发射技术，与传统的火药发射技术相比，电磁炮成本更低，射程超远，如果将这种武器安装到坦克与军舰上，将可以拦截弹道导弹与反舰导弹，性能非常不错。

但这种优秀的武器难度也极大，防卫省下属机构在研制过程中就遭遇难以想象的困难，比如在射击进度与减小武器体积上存在挑战，这次前往美国学习交流，主要是美军曾有几十年的电磁炮研发经验。然而美军早就在2021年就因迟迟未能将电磁炮实用化，原因是“炮膛”烧蚀技术一直都无法突破。

现在的日本却跑美国去技术交流，却只字未提美军下马的原因，而且目前防卫省公布的原因也并非“烧蚀问题”，这种交流恐怕是以交流为名，骗经费为实，要么就是美国海军要找个接盘侠了，毕竟美军花了那么多年研究，突然下马颗粒无收，从日本这边找补一点也是极好的。

火炮VS电炮：为何各国都削尖脑袋研发电炮？

突然之间，各国都开始研发电磁炮了，之所以电磁炮会受到大家的青睐，完全是因为电磁炮的初速几乎就没有“上限”，常规的火炮原理很简单，即炮膛内的火药在快速燃烧中产生大量高温高压的气体，推动前方的炮弹以极高的速度穿过炮管，在大多数情况下，炮弹会因为膛线的原因发生高速旋转保持姿态稳定，之后出膛的炮弹将会划出一条抛物线的轨迹直至命中目标。

在这里有几个非常关键的目标，第一个是射程，这是打得远近的关键；第二个是炮弹的装药量，这是炮弹威力大小的指标；第三个是散布精度，在相同发射参数下，弹着点范围越小越好。

用火药发射的火炮经过几百年的发展，从早期的前部装填筒子炮到后来的滑膛炮，再到线膛炮，再加上炮口制退器、瞄准装置、制退复进器以及炮管金属冶炼技术等的发展，射击精度越来越高，口径越来越大，射程也越来越高，使用底排弹的火炮射程最远已经能达到40~50千米，使用火箭增程弹的火炮射程甚至能达到70~130千米。

但火炮的发展已经达到了一个瓶颈，因为常规火炮的发射药能量密度有限，炮管金属无论用哪种工艺都无法使用更高的膛压，只能堆砌尺寸和使用更多的发射药提高膛压，造成远射程的火炮尺寸越来越大，比如巴黎大炮射程达到了130千米以上，但炮管尺寸达到了36米，整体重量达到了375吨，发射的是240MM口径重约120千克的炮弹，但发射药却达到了将近200千克。

火炮的威力很大，但初速很难超过1.5千米/秒，射程就被限制在大约100千米以内，而且大部分火炮都很难超过50千米，想要提高火炮射程有几个办法，一个是提高炮管长度，更厚的炮管用更多的发射药提高膛压，要么用多级加速，或者用氢气炮等，但尺寸会超过你的想象，比如巴巴多斯巨炮（Barbados）。

另一种是使用革命性的发射技术代替常规的化学能火炮，电热炮或者电磁发射的轨道炮，前者其实和化学火炮要求差不多，只是用电致物理加热代替了火药膨胀的过程，也是需要高膛压，对火炮要求极高；后者则是完全超越了火炮的概念，使用的是电场与磁场的相互作用将炮弹加速发射出去，炮膛内不存在什么高膛压这种概念，可以轻易的炮弹加速超过5马赫，甚至达到7-10马赫，射程能能达到200千米甚至超过300千米以上。

这个距离差不多是一枚战术导弹的射程，如果再加上制导的话这门大炮的威力那是相当大，比如一艘搭载了电磁炮的巡洋舰在300千米外一个急速射，一分钟内将10枚制导炮弹发射出来，在制导系统的协调下，几乎同时抵达300千米外的目标，形成了一轮小型饱和攻击，大部分防空系统会在这种攻击下崩溃，最终将会有3~5枚炮弹突入防御圈命中目标，高速加上高爆将会重创甚至击沉目标。而成本却很低，大概就是一枚制导炮弹的钱，发射的电费估计还不够大家吃一个大餐。

传统化学火炮走到头了，现在出现了一个电磁炮，一枚炮弹甚至能打出导弹的效果，所以全球各国都加入了这项划时代的研究中，日本也算是其中的佼佼者！

全球第一！日本电磁炮海上试射：2230米/秒，5MJ动能

2023年10月17日，日本防卫省下属的ATLA（防卫省采买与技术办）与JMSDF（日本自卫队）合作，完成了“全球”首次舰载电磁炮的发射试验，这次试验的电磁炮口径为40MM，重约320克的金属弹丸，根据测试结果，发射速度达到了2230米/秒，也就是6.6马赫，炮口动能达到了5兆焦，按规划，防卫省的目标是实现炮口动能20兆焦。

据2022年1月5日，日本《每日新闻》在报道日本电磁炮进展时给出说法，日本将开发轨道炮以应对邻国日益发展的高超音速武器威胁，这个所谓的邻国其实说的就是中国，从2019年国庆节时公开DF-17滑翔高超音速武器后，这种无法拦截的导弹给美日的压力非常大，因为美日有大量军事基地在中国周边，高超音速武器从发射到命中目标，前后也就不到20分钟时间，按解放军的一般操作，弹药量绝对管够，所以DF-17就成了悬在美日头顶的达摩克利斯之剑。

而初速极高的电磁炮正是反高超音速导弹武器研究的其中一个方向，据《每日新闻》报道称，日本的电磁炮研究是从2016年开始的，当时防卫省为电磁发射技术研究拨款10亿日元（约合864万美元），当年还造出了一个原型，该原型能以2,297 m/s的速度发射一枚直径16毫米的弹丸。

2018年时在线媒体“ArmyRecognition”报道了日本电磁炮研究的进展，7月31日，日本防卫省采买办、技术与后勤局（ATLA）公布了一段视频，详细介绍了日本正欲打造电磁炮的发展规划：

日本计划制造一种能以每小时7240千米（6马赫）的速度将10千克的弹丸发射到200千米外的电磁炮，并且要求电磁炮的射击速度能达到每分钟10发，这种发射系统将替代昂贵的陆基宙斯盾导弹防御系统，因为这种电磁炮使用成本非常低廉，远低于目前反导的SM-3系统。

2023年5月25日，在线媒体《ShephardMedia》报道称防卫省在电磁炮研究上遭遇了困境，目前打算与美国合作研发电磁炮，但美国是电磁炮研究的领导者，日美在电磁炮研究上可以合作，但报道同时表示，美国在2021年已经将电磁炮研究转向了其他武器领域，因此日本也不能只依赖美国，必须依靠自身的力量突破电磁炮技术。

2023年10月17日，日本防卫省下属的ATLA（防卫省采买办）发布了海试的电磁炮发射视频，一门口径40毫米的电磁炮将一枚重约320克的炮弹以超过6马赫的速度发射了出去，据ATLA称，这是全球首次电磁炮海上发射，日本已经走到了电磁炮技术全球的最前沿。

2024年5月21日，《日本时报》称日本政府在当天已经派遣一名防卫省官员前往美国，将和美国海军主管电磁炮研发的官员进行深入交流，该报还报道称，早在去年11月，ATLA就已经派遣了一名技术人员前往美国海军相关机构作技术交流，今年6月份将返回日本，预计要等该技术人员回国后才能决定下一步如何操作。

美日难兄难弟交流学习：中国电磁发射突破可是相当迅速

不知道各位有没有看明白这个有点啰嗦的日本电磁炮发展历史，按ATLA的说法，日本是全球首次将电磁炮进行海试的国家，妥妥的全球第一，既然那么牛逼为什么还要去美国学习呢？难道这是日本去向美国传授电磁炮技术？答案当然不是，因为就中美电磁炮技术而言，日本的电磁炮只能算一个大玩具。

各位如果有兴趣继续往下看，那么种花家列个数据，中国在2018年测试的轨道炮发射的弹丸是25千克，初速达到了7.3马赫（2.48千米/秒，另一说是2575米/秒），击中了250千米外的一个目标。假如按2.48千米/秒的速度，那么炮口动能是多少呢？

大约是77兆焦！这个能量是日本电磁炮炮口动能的15倍以上，美国的电磁炮技术要略低一些，美军定下的目标是炮口动能达到64兆焦，不过据实际测试只能达到62.5兆焦，这个数字也达到了日本的12倍以上，所以从这个角度看，日本的电磁炮就是个大玩具，就算实现了20兆焦的炮口动能也没法和中美电磁炮相比，完全不在同一个级别上。

中国测试的电磁炮

并且从ATLA公布的日本电磁炮形态上来看，这个所谓的电磁炮就是测试版，在陆地上完全可以测试，非得要大张旗鼓搬到海上去测试，为的就是搞个全球第一的名头，这个完全没有任何意义，这小日子也喜欢好大喜功争抢第一，而事实上中国早在2018年就已经海试过电磁炮，那个77MJ的动能就是当时打出来的，只是没有公开报道而已。

电磁炮那么好为什么美国下马了

说起来没有人相信，全球电磁炮技术中国最强，美国妥妥的排老二，然而让大家非常震惊的是美军电磁炮研究项目早就在2021年下马了，原因不是炮口动能不足，而是一个无法解决的轨道烧蚀问题，要理解这个说法，先来简单了解下电磁炮发射原理：

目前的电磁发射技术主要有三种，分别是线圈炮、重接炮与轨道炮，线圈炮经常用来做比较轻便的发射，比如电磁枪；重接炮经常用在重载发射技术上，比如航母上的电磁弹射器，用在火炮发射上的是轨道炮，这种发射技术的原理实在是太简单了，两根导电金属导轨加一个电源即可实现：

主要结构是两个导电的导轨中间有一个导电金属“炮弹”，强大的电流经过“炮弹”时会有一个非常有趣的现象，通电的导线周围的磁场将会增强数万倍甚至更高，两侧导轨的导线由于电流相反，磁场相反，刚好在构成了一个统一的磁场，那个通电的“炮弹”在这个磁场中会出现“通电导体”在磁场中运动，

这个原理各位使用中学的电磁知识点即可理解，但光有原理是不够的，因为电磁发射时条件是极端恶劣的，以中国电磁炮25千克，2480米/秒发射为例，所消耗的电能大约为77MJ，约合21.4度电，如果在一小时内把这些电能用完那么功率就是21.4KW，如果在0.1秒内用完，那么功率就会变成756MW，而且轨道炮的效率最多只能达到50%，这个功率相当于1512MW，相当于10艘航母的功率，是不是特别恐怖？

这里有两个要求，第一个是电源，能提供如此变态功率的电源，只有超级电容储能才能达到，并且还有21.4度X2=43度电的容量，锂电池也就几百公斤，但电容体积就会更大一些，并且能提供短时充电功率的电池，其要求也是相当变态的，所以电源难度在电磁炮领域是相当高的。

第二个要求是发射环境，我们都知道电焊作业时高温能轻松将钢铁融化，但此时电流不过100A左右，极端少数的情况下会超过1000A，但电磁炮的内部环境电流可能超过数千兆安甚至数万兆安，是最恶劣电焊环境的1000~10000倍，并且还是滑动接触的，其产生的电弧导致的电化学环境可能是地狱级别的。

不过中国电磁炮工程技术专家已经解决了这个问题，2022年11月10日《华中科技大学学报自然科学版》发表了一篇《电磁轨道发射装置绝缘支撑体研究现状及展望》，内容就是电磁炮高轨道烧蚀问题解决的思路，用的是陶瓷材料的增韧技术是解决等离子体电枢轨道炮绝缘问题的关键；复合材料的成分和制备工艺改进技术及表面喷涂技术是解决C形铝电枢轨道炮绝缘问题的有效手段．

据《南华早报》此前的报道，解决了轨道烧蚀问题之后，中国的电磁炮能在快速发射120发后腔内无明显烧蚀损伤，烧蚀问影响精度！反观美军却在2021年下马了，当年2010年时美国BAE（另一家是通用）的电磁炮炮口动能已经能达到32兆焦，但10年后的2020年只突破到了62兆焦，其关键原因就是烧蚀问题制约了美军电磁炮炮口动能的进一步提高，即使在62兆焦的动能上美军也无法解决烧蚀问题，在射击几十次之后导轨因为烧蚀无法再保持射击精度需要更换了，这个显然是无法接受的，这也是造成美军电磁炮项目在2021年下马的重要原因。

目前日本因为电磁炮的研究向美国取经，现在日本的进展非常顺利是因为日本目前的技术瓶颈暂时并不是烧蚀问题，而是炮口动能，但随着炮口动能的提高，日本迟早会遭遇这个烧蚀问题，所以问题来来了，美国爸爸都无法解决的炮口烧蚀问题，日本这个龟-儿子能解决吗？留个讨论题，欢迎各位在留言区探讨！