電磁炮炮彈12馬赫高速下，抗空氣摩擦熱燒蝕的問題

作者：瀚海狼山

昨天談到目前32兆焦的電磁炮已經實用化，正在突破64兆焦的更強電磁炮。32兆焦的版本，炮彈的出膛速度已經高達2525米每秒，也就是在高空是8馬赫；而64兆焦的炮彈將加速到3500米每秒，也就是接近12馬赫的驚人高速度。有使用者提出，如此高的速度，電磁炮的炮彈，會不會還沒有飛到目標，就在稠密大氣層中因為劇烈的摩擦熱燒蝕而自己先融化燒燬了？這種擔心其實是有道理的，但是目前已經有成熟的解決方案。當今各國的電磁炮，基本都是導軌炮，對炮彈的推力和電流的平方成正比，當電流達到幾百萬安培的時候，炮彈的出膛速度將高達8倍音速以上。炮彈後面有一個等離子電樞，一通電，就變成了等離子體，推動炮彈前進。到達炮口的高能量等離子體，其發射效果和普通化學炮的炮口焰和煙很相似。如果是線圈炮則發射時相對更平靜些。

由於電磁炮的炮彈在脫離炮口前，已經加速到每秒2500米以上的超高音速，這會造成軌道燒蝕。在大氣內的速度若超過10馬赫，還會和空氣發生劇烈的摩擦放熱和放電！超高速、超高溫與摩擦導致的燒蝕，高速狀態下電樞對軌道的切削與磨損。是軌道式電磁炮，研發中要解決的重大問題。2。5千到3千米秒的速度，已經足夠和空氣摩擦燒掉一部分炮彈外殼。因此早年電磁炮的炮管，其發射壽命也僅僅有幾百發，和高膛壓坦克炮的炮管壽命差不多！電磁炮的炮彈出膛速度達到10倍音速時，射程將有600公里。彈丸到達目標時仍有6倍的音速。而普通子彈和炮彈的出膛速度連3倍音速都不到。面對6倍音速的鎢合金彈頭，堅硬的鋼鐵也和豆腐差不多。所以炮彈里根本不用裝炸藥，光靠動能就有足夠的破壞力。

電磁軌道炮的設計有很多技術困難，炮彈和軌道的摩擦，軌道所承受的強大撕裂力等等，都對材料有嚴格的要求。目前這些關於電磁炮發射的“內彈道”的抗燒蝕問題，大部分已經透過技術手段解決了。這是電磁炮實戰化的基本前提。現在討論的重點，則是電磁炮的炮彈，在出膛後，如何克服劇烈的氣動加熱摩擦燒蝕的問題。目前採用的電磁軌道炮炮彈的材料，一般是鎢合金彈體，其實有一點像現在坦克上使用的常規鎢合金穿甲彈。鎢合金穿甲彈多采用輕質材料當做在炮膛內獲得火藥加速推力的彈託。

這種彈託目前多采用鋁合金或者高分子材料製作，質量很輕，而且一旦穿甲彈被整體打出炮膛，在強大的空氣阻力下，這種輕質彈託會直接破碎脫離，而只有鎢合金的穿甲彈芯高速飛向目標。其實電磁軌道炮的炮彈和這個原理也基本相似。軌道炮炮彈發射時，是把鎢合金彈丸夾在一個特殊的輕質金屬的包裹物中，在發射時，包裹物流通大電流，而鎢合金彈丸本身不作為通電的導體。在加速出膛的瞬間，輕金屬包裹物在強大的斷電脈衝轉轉換成的高能高熱下，瞬間粉碎，而只有鎢合金彈丸被高速發射出去！要知道塢金屬的熔點高達3400攝氏度以上。基本是地球上最抗燒的金屬材料。

彈頭即使在最高的12馬赫的速度下，和空氣摩擦產生的高溫也不會超過2800攝氏度，這個溫度對純塢彈頭幾乎不會有多大的影響，最多燒紅或者有部分外殼燒蝕，合金彈頭的熔點可能稍微低於純鎢材料。實際上，洲際導彈的彈頭在重返大氣層時，最高速度高達25馬赫，是64兆焦電磁炮彈頭最高速度的2倍。洲際導彈彈頭的氣動區域性加熱的溫度最高可高達9000攝氏度，遠遠高於電磁軌道炮彈頭所面臨的環境。9000度高溫的的抗燒蝕目前已經完美解決，因此對電磁軌道炮來說，空氣摩擦加熱不算是特別的技術難點。