电磁轨道炮存在的缺陷

电磁轨道炮的缺点之一是对供电要求很高，而且要求几乎在瞬间产生非常大的电流。于是，大型电磁轨道炮，尤其是32MJ以上的电磁轨道炮至少在相当长的时期内不大可能用空中平台发射，只能在大型水面战舰上使用。但是目前水面部队大大小小的战舰也将难以装备电磁轨道炮，除非战舰的发电能力显著增加。美国海军计划在2016年演示并在21世纪20年代初期将可能成熟的32MJ电磁轨道炮需要15~30MW的功率，才能达到每分钟6~10次的最大发射率。这是比计划中的Flight-III DDG-51型（12MW）导弹驱逐舰和现在的Flight-IIA DDG-51型导弹驱逐舰或导弹巡洋舰（两者都是9MW）的总输出功率还大。较小的电磁轨道炮可以由储能设备，例如电容器供电，就可能直接利用这些舰上电气系统支持，但在需要重新充电之前其射击次数是有限的，这限制了它在持续作战时的使用。

电磁轨道炮存在的另一个问题是大电流对导轨的烧蚀严重，因为在发射时它的炮弹必须在用作电极的导轨上滑行，由于电磁轨道炮是在兆安级的强脉冲电流的条件下加速弹丸的，导轨材料要能经受瞬时极大的热流冲击。如果要将炮弹加速到极高的速度，不可避免地会导致轨道严重烧蚀而影响其使用寿命。因此，对其所用材料的要求很严格，包括导轨材料、绝缘材料、弹丸材料等。导轨材料首先要有好的抗烧蚀性能，在高温下能保持较强的硬度，且不变形。同时其导电性能要好，以及滑动摩擦系数要小。与导轨、电枢接触的绝缘材料应具有较强的抗电弧烧蚀性能。

电磁轨道炮的弹丸材料必须能够承受膛内加速时所产生的比传统火炮高得多的加速度（约为重力加速度的几十万倍），还要考虑到与目标的高速撞击，其硬度是十分重要的。而且，当弹丸高速飞行时，它在空气中摩擦产生的热，也将会使普通材料的弹丸熔化掉。所以，弹丸材料不仅硬度要高，还要耐烧蚀。为此，近年来科学工作者做了很多改进工作。例如，有的轨道炮为了减小电流，在轨道炮的导轨外面增加多匝线圈以增强磁场，即称之为线圈炮。线圈炮中的弹丸不直接同炮膛摩擦与接触，弹丸是靠磁悬浮力运动的，因而炮管与弹丸之间不存在摩擦。而且加速力施加于整个弹丸上，从而提高了能量利用率。但线圈炮的发射初速度不如轨道炮高，它适用于尺寸和质量较大的弹丸，如用于弹射飞行器等。

电磁轨道炮的应用前景

由于上面提到的电磁轨道炮研制过程中遇到的一些技术问题，如电源及材料方面的问题尚未取得突破性的进展，到现在，也就是2016年，美国海军电磁炮项目仍然停留在32MJ炮口动能阶段。美国“战略与预算评估中心（CSBA）”的高级职员布莱恩·克拉克（Bryan Clark）提出：美国海军应将用于防御性防空战的32MJ电磁轨道炮整合到能够同航母突击群（CSG）或两栖作战小组（ARG）一起部署的舰船上，这些舰船具有足够的重量和空间余量用于安装电磁轨道炮和相关的发电和冷却系统。理想的情况是电磁轨道炮将装备在新的大型水面战舰上以提供防御性防空战和远程面对空的火力，但这种情况直到21世纪30年代才有可能实现，十年后的电磁轨道炮很可能会准备就绪进入舰队。在21世纪20年代，如联合高速船（JHSV）或濒海战舰（LCS）等舰船可能通过增加舰载额外的电源和冷却能力来装备32MJ的电磁轨道炮。这将使得防御性防空作战成为那些特定舰船的主要任务，而该舰船将被重新分配到与大型水面战舰一起行动，以保护航母突击群（CSG）或两栖作战组（ARG）。

大于32MJ的电磁轨道炮，虽不是防御性防空战所需要的，但它是一种有效的对面攻击的武器。朱姆沃尔特级（Zumwalt-class）驱逐舰（DDG-1000）将是对面攻击电磁轨道炮的好平台。DDG-1000用于全舰系统的电力，包括推进系统，共78.6MW。64MJ电磁轨道炮专门用于对地攻击，它将需要约50～60MW电力用于持续射击。这将能在对地巡航导弹的二分之一到三分之一的射程内实施精确打击，但具有更大的威力并以更高的概率抢先于敌人的防御，这是由于电磁轨道炮的弹丸小，而且以高超声速抵达。这种整合工作也为将在21世纪30年代海军的下一艘大型水面战舰上整合电磁轨道炮提供了一个宝贵的起点。可见，美国的电磁轨道炮研究工作重点首先考虑应用于军舰上。

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