文 | 徐昌宇 林芳芳
編輯 | 郭旭鑾
2018 年 2 月初，一張我國海軍 936 登陸艦裝載高大電磁炮的圖片在網絡持續轉載刷屏，成為去年我國首艘國產航母和 055 級大型驅逐艦下水之後最令軍迷高興的大新聞！
▲海洋山號登陸艦試驗電磁炮
據科技日報報道，照片清晰地顯示，" 海洋山 " 號的艦艏新增一個龐大的炮塔結構，而其中前部甲板上，至少放置著三個疑似發電機組和控制系統的集裝箱。不少媒體根據種種細節分析，這個炮塔很可能是我國第一門上艦試驗的電磁軌道炮。
" 電磁炮武器屬於最新型的武器裝備，現在應該屬於試驗階段，包括美國的 DBD 武器至今也未上艦。它的實戰可靠性還沒有達到標準，因為達到標準可以上艦的話，美國就會開始安裝瞭。" 海軍專傢、著名軍事評論員曹衛東大校就此分析道。他認為這種新型測試武器隻是猜想中的電磁炮，還不能完全確定。
▲美軍在 " 杜威 " 號導彈驅逐艦上安裝的激光武器
激光炮和電磁炮在廣大軍迷心中素有科幻武器的形象，這可能是源於《星球大戰》中絕地武士持激光劍的形象，也可能是在上世紀 80 年代美國總統裡根提出的星球大戰計劃中出現。
電磁炮最近一次出現在科幻電影中，是在 2009 年上映的真人版《變形金剛 2》中，出現瞭美軍使用電磁炮將金字塔上的 " 狂派 " 機器人擊潰的場景，威力巨大的電磁炮成為變形金剛大戰中令人印象深刻的科幻武器。這部科幻電影當年在全球票房大賣，在引進中國上映後，更是隻用瞭 12 天就打破瞭《泰坦尼克號》保持瞭 11 年之久的票房紀錄！
▲《變形金剛 2》中的電磁炮
高能電磁炮不隻是出現在科幻電影中。近年來，在有關美軍的最新武器實驗的新聞報道中，電磁炮屢屢賺足眼球！比如去年美軍服役的福特號航母，據說就裝備瞭艦載機電磁彈射裝置。
直到近年來，中國工程院院士、海軍工程大學馬偉明教授帶領團隊在電磁發射技術上屢屢取得突破性技術進步，獲得多項國傢科技大獎，我國的電磁武器研發才進入公眾視野。
電磁炮，也從此成為我國軍迷心中與激光炮並列的最先進武器系統。
▲美軍電磁炮實驗新型儲能裝置
量子防務在線記者近日專訪著名軍事評論員、中國人民解放軍海軍軍事學術研究所研究員、原駐英國大使館海軍武官曹衛東大校，為軍工科研人員和軍迷們解讀電磁炮新聞後面的真相及其軍事價值！
馬偉明院士團隊
突破艦艇綜合電力系統技術瓶頸
如果說我國軍工科技整體落後於美國，那麼，在最新的電磁發射技術和激光技術方面，我們軍迷確實可以揚眉吐氣瞭！
說到電磁發射和艦艇綜合電力系統技術，就不得不提到馬偉明院士的突破性成就。據多傢權威媒體報道，曾經是我國最年輕的中國工程院院士、海軍工程大學教授馬偉明，帶領研究團隊日以繼夜，經過 16 年刻苦攻關，終於在 2002 年前後，研發出瞭世界上首臺交直流雙繞組發電機系統，使我國艦艇電機技術一步跨越進入世界先進水平。
▲馬偉明院士團隊
研發這款發電機系統，還得從一件讓馬偉明印象深刻的 " 刺激 " 事件說起。我國在實現現代化過程中，長期受到西方國傢的技術封鎖和制約。上世紀 90 年代初，我國研制新型常規潛艇，需要進口高效能的十二相整流發電機系統。在與外商的技術談判中，馬偉明團隊提出該型電機系統存在 " 固有振蕩 " 問題，對方卻不屑一顧，傲慢地聲稱他們的產品不存在問題。
馬偉明帶領團隊用僅有的 3 萬 5 千元，造瞭兩臺小型十二相電機，在洗臉間改造的簡陋實驗室裡開展研究。1800 多個日日夜夜，他們反復試驗，拆瞭裝，裝瞭拆，測量、記錄、分析，僅實驗記錄和報告就堆瞭半間屋子。在對數十萬組數據綜合分析的基礎上，他們終於查明原因，成功研制出帶整流負載的多相同步電機穩定裝置，發明瞭帶穩定繞組的多相整流發電機，從根本上解決瞭 " 固有振蕩 " 難題，此項發明榮獲國傢科技進步一等獎。
▲電磁軌道炮發射原理
馬偉明院士隨後又率領團隊向第三代集成化發電系統的研制發起全面沖擊，突破多項關鍵技術，很快研制成功 3 兆瓦級高速感應電機系統。這一創新成果先於美國研制成功，確立瞭我國在該領域的國際領先地位。
艦船綜合電力系統是艦船動力平臺的第三次革命。它將日常供電、電力推進供電和現代高能武器供電三者合而為一，由於取消瞭傳統的機械推進裝置，從源頭上降低瞭聲隱身問題的解決難度，同時為電磁軌道炮、激光炮等新概念武器上艦創造瞭條件。
▲美軍電磁炮實驗
" 我們全電 ( 推進系統 ) 是處於世界領先的位置。我們 ( 技術 ) 是中壓直流，一步到位。美國目前是中壓交流，還處於第一代水平，差我們一代。 ( 他們目前 ) 才開始做預研中壓直流，要趕上我們是十幾年以後的事情。 ( 一項技術 ) 領先不領先，先進不先進不是自己說的，需要世界同行評價，標準是客觀存在的。"
去年兩會期間，馬偉明院士對《環球時報》記者如此表述，證明我國全電推進技術已處於世界領先。
▲核動力艦船
"（艦艇）綜合電力系統是可以用於多種動力推進的，比如說核動力艦艇也可以用全電綜合系統，將核動力轉化為電能，也可以用燃氣輪機轉化為電能。綜合電力系統主要是借助電能進行合理分配，比如有些用於動力，有些用於武器，這個技術在英國美國都已經開始采用。如果國傢能夠使用這種技術，一定要有科技的支撐，馬偉明團隊主要解決這類問題。首先是從理論上解決，其次再從實踐上去驗證。解決全電推進以後，可以應用於萬噸大驅上，還是未來的全能艦上，或者航母上，這些都要根據裝備不同來設計。"
曹衛東大校認為，我國的艦艇綜合電力系統理論技術突破之後，我國的主力戰艦和航母就可以在設計和裝備上應用相關技術，從而從其躋身世界最先進海軍艦艇之列。
電磁炮從理論技術
突破到制造裝備有距離
美國《防務新聞》網站 2 月 2 日報道瞭相關情況，並稱這是全球范圍內首次將這類系統安裝到船上並進行海上試驗。相比之下，美國海軍在運輸艦上安裝電磁軌道炮進行試驗，還隻是計劃，從這個角度而言，中國在測試進度上已經超過瞭美國。
▲ BAE 公司為美軍制造的電磁炮
曹衛東大校對這個報道的真實性持謹慎態度。他認為：
" 美國隻是猜測，因為美國現在主要是兩款武器，一款電磁炮，一款激光武器。激光武器已經在前年就放在軍艦上瞭，可打擊小型的無人機和小艇。因為激光武器沒有達到比較高的要求，所以激光武器的發展已經在成型瞭。電磁炮在陸地上已經試過，但是要裝艦的話，占的空間比較大，還有需要提供相應的電力，這也是現實的問題。關於中國電磁炮的發展隻是在猜測，中國人的報道也好，美國人報道也好，都隻是一種猜測，電磁炮水平具體怎樣誰也不知道。"
▲目前美國的電磁炮能將 50g 的彈丸加速到 3km/s（8 馬赫）未來的彈丸速度還將更快。
那麼，我國在艦艇綜合電力系統技術世界領先之後，是不是就一定能造出電磁炮呢？
" 馬偉明團隊主要研發綜合電力系統，主要是用於動力方面。當然用於動力的可以改裝用於武器裝備，現在他獲得很多獎，他的技術可以用於電磁彈射方面的。電磁彈射可以彈射飛機、炸彈，原理其實都是一致的。他的研究成果給中國海軍帶來瞭發展，在世界或者有些領域上處於領先地位打下瞭基礎，但不能憑借他所獲得的獎項就說明武器裝備是成熟的，沒必要把他獲獎和電磁炮技術直接聯系起來。"
從理論技術突破到工程設計和武器裝備制造測試定型，確實有很漫長的道路要走。美國首艘采用電磁彈射系統的 " 福特 " 號航母花瞭 21 年時間才完成從研制到應用的過程。
▲目前 127-130mm 口徑艦炮在發射傳統彈藥時，很難獲得超過 30km 的有效射程。
我國研發這類武器系統，具有一定的後發優勢，但也仍然有極大的難度。按馬偉明院士的說法，也得要 10 年左右的時間，才能使電磁彈射技術替代傳統的化學能技術。
但從主要理論技術突破的時間來推算，也應該到瞭成熟應用的階段瞭。
" 馬偉明院士解決的主要是理論上的問題，至於工業上能否造出來，主要還要考慮實際工藝之類的問題，和馬偉明院士這個團隊沒有直接的聯系。馬偉明院士的研究，更多的是對電磁炮理論和裝備的發展起瞭很大的作用。至於工業上，還有個‘造’的問題，能不能造出來是個問題。就像我們的發動機包括殲 20 之類的，為何老不用自己的發動機？因為發動機裡的一個主軸，以及使用時間還有包括材料等，都還存在問題，所以還存在造的問題。"
曹衛東大校認為不能在理論技術突破和武器制造上劃等號，電磁炮要真正裝備，還要解決能否制造的問題。
▲電磁發射系統原理圖
" 電磁炮技術的原理是它是電磁能而不是化學能，從原理上來說和之前的不一樣瞭，技術完全是顛覆性的，是顛覆性的理論。要用另外一種理論把炮彈打出去，因為電磁炮的速度可以達到每秒兩千米，而化學能炮彈最大的速度也就是每秒一千米，初速度越大，炮彈打得就越遠，所以電磁炮炮彈打的距離要比化學能炮彈打的距離要大得多，可能有上百公裡瞭。"
" 理論上是可以的，但在實際中，無論是在軍艦上還是陸地上，都需要提供大量電能。發射過程中也會產生燒蝕問題，耐高溫材料能否過關？就像剛才舉的發動機的例子，理論過關瞭，實際應用還需要考慮很多工業制造上的問題。包括美國，也是如此。"
▲美軍先鋒級聯合高速船想象圖
相關理論和技術，我國還有航天軍工集團也在研發突破，並取得很大的進展。
據中國新聞網 2015 年 11 月報道，中國航天科工集團公司二院 206 所正在研究 " 高能電磁發射技術 "，將 " 導彈通用電磁發射技術 " 和 " 用於近程彈幕防空的電磁發射技術 " 作為重點研究領域，項目已經獲得突破性進展。這個項目利用電磁力將載荷推進到一定速度，該技術可顯著提高導彈發射性能及出口速度，減少導彈運載機構質量，壓縮發射裝置的運行和維護費用，並構建導彈電磁發射裝置通用化平臺，實現多次循環發射和導彈發射快速響應，從而降低發射成本，大幅提高武器系統作戰性價比。該技術適應未來艦船、陸基、空間發射等武器裝備系統全面電氣化的發展趨勢，是引領軍事技術革新的方向標之一。
▲地基高能反衛星武器示意圖
但是報道也提及，電磁發射技術是一項全新的發射技術，涉及多個技術領域，技術難度和跨度都很大，初期的探索過程是漫長的。該項目團隊雖然已取得技術突破，但是離武器制造和裝備仍然還有較長的距離。
這就說明瞭制造和裝備電磁炮的難度，美國都沒能解決的問題，如果解決瞭，不就領先美國瞭嗎？
相信我國奮發圖強的軍工科研人員，會不斷攻堅克難，早日造出領先世界的電磁軌道炮和電磁發射導彈！
往期精彩
▲誰才是戰鬥民族的兵王？俄國防部發宣傳片曝光神秘部隊，16 打 300 沒任何問題
▲向生物取經！3.0 版軍事仿生技術顛覆戰場格局，未來戰爭這樣打
