看似更“亲民”的电磁枪,为何研发起来却困难重重?

2021-10-14 04:04:52 科普中国-军事科技前沿 阅读(4)

  出  品:科普中国

  作  者:兰顺正

  策  划:宋雅娟 涂子怡

  监  制:光明网科普事业部

  近日,美国弧闪实验室公司正式宣布以3375美元的价格预售所谓的“世界首款也是唯一一款电磁步枪”。据称这种名为GR-1步枪能够使用电磁力量发射各种各样的金属弹药,而且美国军方和执法机构已经对这种武器表现出了兴趣。

看似更“亲民”的电磁枪,为何研发起来却困难重重?

  GR-1电磁枪

  体积虽小,研制难度却大

  顾名思义,电磁枪和电磁炮一样,基于法拉第电磁感应定律,采用线圈通电方式发射弹丸,它与传统枪械将火药燃气压力作用于弹丸不同,电磁枪炮主要是利用电磁场产生的力来对金属炮弹进行加速,使其达到打击目标所需的动能。

  目前主流的电磁枪炮技术路线有两种,一种是轨道式,一种是线圈式。这两种都是利用电磁原理的抛射器,不过具体技术有些不同。轨道式的弹药需要接触通电导轨形成回路,所以先决条件是弹药的部分为导电体,利用电流传导轨道之间产生的磁场来发射弹丸。而线圈式又称高斯式,其弹药需要是磁体,利用电线线圈产生磁场,从而推动铁磁弹药加速。

  现在多国在电磁炮研制领域都取得了一定的建树,而电磁枪虽然看似更“亲民”,也在科幻作品中反复出现,但在实现中却一直没有起色。关键的原因在于,所有电磁武器都受到了电力的制约,要想提高初速,或者增长电磁轨道,或者加大电磁力。而电磁力越大,意味着所需要的电流也越大,这就需要大容量的电池 。

  因此目前面世的电磁炮往往体积巨大,为了能够满足其能源需求和设备需求,实验时只能固定在地面或安装在大型军舰这样的平台上。而电磁枪主要面对的是单兵,自然体型受限,所以虽然此前也有很多电磁枪的设计,但却很难满足现实的需要。

  冲破阻力,日渐接近战场

  此次弧闪实验室公司开发的这款电磁步枪长度约为38英寸(96.5厘米),枪管长度约为26英寸(66厘米),重约20磅(9千克),由一个25.2伏的锂电池装置供电。制造商表示,这款步枪采用“先进的电容充电系统”和“双钳位准谐振逆变器”,使其在最大功率下每分钟可发射20发子弹。或者在半功率状态下每分钟发射100发子弹。该枪还采用了一种新式的击发系统,用户可以通过轻按扳机来为系统进行预充电,然后再进行射击。该枪所使用的的弹药,由于其是通过磁场加速弹丸,因此可以发射任何直径在11到12.6毫米、长度在30到52毫米的含铁金属弹丸。其实类似的武器中国也已经有了成果,在2020年6月八一军视网发布了一则视频,视频中陆军勤务学院的几个学员发明了数款电磁步枪和电磁手枪,分别进行了气球、多层木板和钢板的射击实验。从测试情况看,电磁枪可以轻松击穿几层木板和一层钢板。

看似更“亲民”的电磁枪,为何研发起来却困难重重?

  中国研制的电磁枪

  不难看出,电磁枪距离真正成熟还有很长的路要走,但其却代表了武器发展的重要方向,相信未来相关成果将越来越多。

  军事小词典

  法拉第电磁感应定律:19世纪英国科学家法拉第发现,位于磁场中的导线在通电时会受到一个力的推动,同时如果让导线在磁场中作切割磁力线的运动,导线上也会产生电流,由此就诞生了法拉第电磁感应定律

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