电磁炮也叫做脉冲电源电磁炮,分为电磁轨道炮和电磁线圈炮,预计其口径为30mm~60mm,发射的弹丸最重为5kg, 速度将高达4000m/s~8000m/s,相应地炮口能量将达30MJ ~60MJ。与普通固体发射药火炮不同,电磁脉冲的传播速度接近光速,因此,它推进弹丸时不受气体膨胀特性的限制。就这么高的发射速度而言,电磁炮是最有效的推进手段,其他任何类型的炮都望尘莫及。从工作原理上看,电磁炮就像一台“直线运动(不是转动)"电动机。它的身管包括两个或更多高导电性导轨,弹丸就装在导轨之间。给导轨通上很高的电流时,通过导轨的电弧产生强磁场,使弹丸加速并飞离身管。
超高速动能弹丸摧毁均质装甲的效果较好,可以较好地打击导弹、直升机和低速飞行支援地面部队的飞机等目标。但对付结构复杂的装甲则可能不理想,需进一步发展,使之适应反坦克的需要。
目前,电磁炮的体积、重量均较大,如为了获得仅9MJ的炮口能量(初速2500m/s~4000m/s),就要用到重达20t的补偿脉冲发电机系统。因此,必须经过较长时间的发展,解决上述问题及其他大量悬而未决的问题,才能研制出适合FCS采用的电磁炮。
在过去的10年中,一些国家已进行了许多研究。据估计,已经取得了较大的技术突破。如美国曾演示的轨道和线圈电磁炮都能发射初速为2500m/s~4000m/s的弹丸(炮口能量9MJ,相当于现有120mm动能弹)。并且要在此基础上发展能装在机动车辆上的15MJ电磁炮,射速为4发/24s。
种种研究表明,关于电磁炮,要解决的基本问题包括:
材料烧蚀问题。在超高速下,空气摩擦相当严重,可能使弹丸烧蚀不均匀,严重降低弹道精度,衰减弹丸速度,从而降低穿甲效能。虽然很难,但必须找到既抗烧蚀又有较高机械强度的材料。
必须确定弹丸与加速器间的排斥力,以便定量分析安全、结构和重复发射等问题。
选择身管材料,以降低总重量,同时维持适当的抗烧蚀能力和寿命。
加速度将产生目前未知的特殊问题(即汽化作用),这对杀伤力和精度都会有重要影响。在超高速下,材料的特性类似流体,需要用流体动力学、气体热力学和可压缩流体动力学来阐述穿甲弹丸与目标碰撞的相互作用。
减小电容器、强制器和单极发电机等电气设备的尺寸;研制同轴感应器和第一代Barbe重复开闭的,开关,以适应大电流的需要。
轨道炮初始加速阶段相对较难,为了避免这个阶段产生大量的热量和出现较大应力,已研究用气体,喷射法把弹丸加速到1000m/s后再送入轨道炮炮尾,但这会增加机械的复杂性并加重后勤保障的负担。
