軍事科普:電熱化學炮如何讓坦克的“矛”變得更加銳利
來源:科普中國
發布時間:2021-02-22
瀏覽次數:761

  近日,俄羅斯《紅星報》援引國防工業(ye) 綜合體(ti) 的保密數據報道稱,將取代T-14“阿瑪塔”坦克的全新一代俄羅斯坦克有可能會(hui) 安裝電熱化學炮。

  坦克炮威力提升遭遇“瓶頸”

  目前,隨著主戰坦克裝甲防護能力的不斷增長,很多的坦克炮已經麵臨(lin) 威力不足窘境。有研究表明,提高120毫米和125毫米火炮炮彈初速的現有方法幾乎已窮盡,如不能在材料學等方麵獲得突破性進展,想要進一步提升其穿甲能力基本上不可能。要提高坦克炮的威力,通常思路是擴大火炮的口徑。如2019年德國開始試驗用於(yu) 升級英國“挑戰者”坦克的萊茵金屬130毫米炮,法國正測試用於(yu) 升級“勒克萊爾”坦克的140毫米炮,日本正研究在90式和10式坦克上安裝135毫米炮的問題。而俄方相關(guan) 人員也曾表示,俄羅斯已經為(wei) “阿瑪塔”平台上的T-14坦克研製了152毫米火炮2A83,該火炮的次口徑彈能夠貫穿厚度超過1000毫米的裝甲,明顯超過了任何一種國外坦克的裝甲防護力。

  

  坦克炮口徑不能無限提高

  但問題是,火炮口徑還受到載具承受力的限製,所以並非越大越好。而且火炮的口徑越大,其所使用的炮彈體(ti) 積和重量也會(hui) 增大。所以如果想要裝備152毫米或更大口徑反坦克火炮就必須將坦克總重提升,同時還有可能需要減少彈藥儲(chu) 備量和降低生存力。

  “土洋結合”的電熱化學炮

  以目前的技術而言,除了加大火炮口徑外,可行的方案還有利用電熱化學炮。

  電熱化學炮由電源、脈衝(chong) 形成網絡、炮身、炮架等部分組成,其炮彈則由等離子體(ti) 噴管、發射藥和彈丸等組成。據介紹,電熱炮的發射原理是:由電源發出的高電壓大電流經脈衝(chong) 成形網絡的調節,使其成為(wei) 波形符合彈道要求的電流脈衝(chong) ,輸入等離子體(ti) 噴管,引起電極間產(chan) 生電弧,燒蝕塑料毛細管壁,產(chan) 生高溫、高壓、含氫量高的等離子體(ti) 射流,高速噴入發射藥,使發射藥發生化學反應生成高溫高壓燃燒氣體(ti) ,驅動彈丸高速運動,從(cong) 炮口射出。

  電熱化學炮不像純電磁炮那麽(me) 具備科幻色彩,加速彈丸的能量全部來自電能,而是將常規發射藥的化學能與(yu) 電能“土洋結合”,加速彈丸的大部分能量仍來自化學發射藥。因此一方麵可以降低對電能的需求(可使電能需要量減少80%),有利於(yu) 電源的小型化;另一方麵也利於(yu) 與(yu) 傳(chuan) 統火炮技術的銜接。電熱化學炮的主要優(you) 點是:彈丸的初速度大,射程遠,其炮口動能比傳(chuan) 統火炮提高約25~55%,典型根據氣體(ti) 動力學原理估算,電熱化學炮彈彈丸的初速度最高可達3~4千米/秒。由於(yu) 其推進劑的化學反應速率可由輸入的電流脈衝(chong) 調節控製,所以射程改變靈活,同時除發射電熱化學炮彈以外,也可發射普通炮彈。

  

  美國進行電熱化學炮射擊試驗

  電熱化學炮的研究始於(yu) 1980年初,到目前為(wei) 止已經取得了較大的進展,各國都在這一技術領域進行了理論探索和實驗研究,其中尤其以美國的進展最快。在2005年美國聯合防務公司進行了首次電熱化學炮射擊試驗,當時美方將M8型裝甲車作為(wei) 平台,安裝了一門改裝的120毫米XM291型坦克炮,據悉該炮具備一個(ge) 點火脈衝(chong) 電源係統,可對120毫米炮彈進行等離子點火,同時仍保留了常規的點火裝置。

  按照此次俄媒的報道,俄方的電熱化學炮已經成功地獲得了比傳(chuan) 統火炮更平滑的炮膛內(nei) 壓力曲線,最終彈丸初速度被提高約4500米/秒,而這已經超過13倍音速,遠在目前各國的主力火炮之上。另外該報還指出,由人工智能操作員控製的無人作戰車輛也可以安裝這種炮。

  軍(jun) 事小詞典

  電熱化學炮:這種火炮利用高壓電流產(chan) 生等離子體(ti) ,進而引燃發射藥,使彈丸高速從(cong) 炮口射出。電熱化學炮將常規發射藥的化學能與(yu) 電能相結合,既可以降低對電能的需求,有利於(yu) 電源的小型化;也便於(yu) 與(yu) 傳(chuan) 統火炮技術的銜接。


關(guan) 注【深圳科普】微信公眾(zhong) 號,在對話框:
回複【最新活動】,了解近期科普活動
回複【科普行】,了解最新深圳科普行活動
回複【研學營】,了解最新科普研學營
回複【科普課堂】,了解最新科普課堂
回複【科普書(shu) 籍】,了解最新科普書(shu) 籍
回複【團體(ti) 定製】,了解最新團體(ti) 定製活動
回複【科普基地】,了解深圳科普基地詳情
回複【觀鳥星空体育官网入口网站】,學習(xi) 觀鳥相關(guan) 科普星空体育官网入口网站
回複【博物學院】,了解更多博物學院活動詳情

聽說,打賞我的人最後都找到了真愛。
做科普,我們是認真的!
掃描關注深i科普公眾號
加入科普活動群
  • 參加最新科普活動
  • 認識科普小朋友
  • 成為科學小記者