在展望未来时,我们需要先再次回头看看火炮来时的道路。
一,一种起源于中国的武器
要想拥有火炮,人类需要同时拥有两种最基本技术,那就是火药和金属铸造工业。
而偏巧,中国人两种东西都研发出来了,于是人类军事历史开始改写。
最早的火炮雏形出现在中国宋元时期,那会儿刚发明黑火药,人们先把火药装在竹筒里做突火枪,后来发现竹筒不扛炸,就换成青铜、生铁铸的短粗金属管,塞上火药和铁砂、石弹,点火后火药炸着把弹丸推出去,这就是最早的火炮。这时候能提升点威力的办法,就是换更结实的金属做炮管、多塞点火药,射程也就几百米,纯靠黑火药爆炸的力量,精度还特别差。
到了14-15世纪,这段时期欧洲是混乱的,到处都是小国的战争。于是,欧洲诸国把火炮技术捡起来升级,主打攻城用,炮管还是短粗但更厚、口径更大,材质从青铜升级到熟铁,能装更多黑火药,打更沉的铁弹丸,靠“砸”破城墙。想加射程就把炮身垫高,让弹丸曲射出去,不过后坐力超大,开一炮炮身能蹦老远,打完还得重新摆,射速贼慢,射程也就1000米左右。
16-19世纪,火炮开始变“精致”,核心是两个关键技术:
一是炮管里刻上螺旋线(线膛),这样会让发射的弹丸飞出去时会高速旋转,弹道稳定,不会因空气阻力而漂移,精度直接拉满,射程也跟着涨;
拉·希特加农炮(la hitte cannon),名称来源于当时法国炮兵委员会主席让·埃内斯特公爵杜考斯·德·拉·希特。
拉,希特炮
该炮为青铜铸造,带有现代膛线。
二是火药升级,从黑火药换成无烟火药,这玩意儿威力比黑火药大好几倍,烟雾还小,推弹丸的劲儿更足,射程一下从几千米冲到上万米。另外弹丸也不只是铁球了,做出了爆破弹、榴霰弹,不是靠砸,而是炸开花弹片伤人,威力直接上了一个档次,还改了炮架,能调角度、能移动,野战炮就出来了。
19世纪末到二战,火炮迎来“大爆发”,人们琢磨出仨核心提升手段:
第一是把炮管做更长(身管倍径增加),弹丸在炮管里被火药推的时间更久,初速度更快,射程直接拉到几十千米,长管的加农炮、短管的榴弹炮分工也明确了;
第二是发明了反后坐装置,开炮的后坐力能被缓冲住,炮身不会蹦了,不用重新瞄准,射速和精度又涨了;
第三是发射药再升级,做出硝化棉、硝化甘油类的火药,推进力更强,还能做更大口径的炮,比如列车炮、要塞炮,口径一米多,打出去的弹丸跟炮弹一样沉,威力能轰平一个小阵地。同时还搞出了穿甲弹、破甲弹,专门打坦克,弹种也分了类,针对性更强。
德国古斯塔夫列车炮
德军列车炮炮弹
古斯塔夫列车炮,口径800毫米,炮管长度32.5米,倍径为40.6倍,这是德国佬为法国佬马其顿防线准备的礼物!
一炮就能摧毁厚达数米的钢筋混凝土堡垒,炮弹的威力能掀飞一个足球场,射程远达47公里,单枚炮弹重达7.1吨。
古斯塔夫800mm列车炮和他的姊妹炮多拉,是人类历史上实际制造完成、并投入实战使用的最大火炮。
这玩意放到今天,绝大多数国家其实都还无法制造。
二战后到现在,火炮不拼“傻大粗”,拼精准和智能,提升射程和威力:
首先是炮管造得更结实,用电渣重熔、身管自紧技术,炮管能扛住更高的膛压,能装更猛的发射药,初速度更快;
其次是增程技术,给弹丸加火箭助推、底排增程,弹丸飞出去后,尾部要么喷燃气减阻力,要么火箭再推一把,射程能从30千米冲到70千米甚至上百公里;
第三是弹丸智能化,搞出制导炮弹,激光、卫星导航跟着,打几十千米外的目标,能精准命中,不用靠漫天放炮覆盖,相当于“炮弹变成会拐弯的狙击枪子弹”;
还有模块化发射药,能随便调整装药量,想打近打远、想威力大一点小一点,调一调就行,特别灵活。
另外还把火炮和坦克底盘结合,做成自行火炮,能跑、能打、能防,还能联网信息化,几门炮能联动打一个目标,成倍提高毁伤效率。
总结下来,火炮从“粗短金属管砸墙”到“智能长管远射炮”,提升射程和威力的核心技术就绕着4点走:
一,炮管的口径:口径决定炮弹的重量,发射药重量,炮弹的装药量,原理上口径越大炮弹威力越大。
二,炮管的倍径:也就是炮管的长度是炮口口径的多少倍!以古斯塔夫列车炮为例,它的口径是800毫米,长度为32.5米,所以倍径是40.6。原理上倍径越长,火药的推力作用距离越长,炮弹速度越快,越精准,射程也越长。
三,火药/发射药,原理上火药爆速越快,火炮的射程越远,爆炸威力越大。
四,炮弹功能化(底排弹,火箭弹,精确制导弹药)
接下来未来会如何变?
我用最简单的表述向大家展示两种军事科技:电磁炮和电热化学炮的核心逻辑,全程不搞专业术语,只重点说清原理、耗电差异和适用场景:
一、电磁炮:这将是军舰专属的“超级电磁弹射器”
咱们先搞懂电磁炮为啥厉害,又为啥离不开军舰,它的原理其实和你小时候玩的电磁铁一个意思,只不过放大了几万倍!
简单说,电磁炮的炮管里装着两组超级强的线圈,通电后会产生堪比地磁场10万倍的超强磁场。炮弹就像一根超大号的“铁钉”,一进炮管就被磁场牢牢“抓住”,然后两组线圈轮流切换磁场方向,一边“吸”一边“推”,以每秒3000多米的速度,这个速度比声音快8倍,把炮弹狠狠的甩出去。全程不用火药,纯靠电力驱动,能量转化效率比传统火炮高两倍还多。
中国试验的军舰电磁炮到底是什么?
嗯,跟常规火炮比,我们的新大炮不用火药靠电推,炮弹是“高超音速小导弹”不是铁疙瘩;理论上能打600-900公里,现实中能稳定打100-300公里,极限能到400公里,比常规舰炮远5-10倍。
一、电磁炮的“炮”:跟常规火炮差了个时代
1. 动力来源,从“火药爆炸”变“电老虎”
常规火炮是靠炮膛里的火药点燃爆炸,产生气体推力把炮弹“吹”出去,声音巨响、火光冲天,后坐力大
电磁炮是靠军舰上的发电机+电容器组,瞬间释放超大电流(比闪电还猛),两条导轨产生强磁场,像“电磁弹弓”一样把炮弹“吸”着加速,几乎没火光、声音小、后坐力小
2. 内部结构:从“光滑炮管”变“双轨赛道”
常规火炮的炮管内壁是光滑的,顶多刻几条膛线让炮弹旋转稳定
电磁炮的炮管里是数条平行的“导轨”,像火车轨道,炮弹夹在中间跑;还有超级冷却系统,不然强电流会把导轨烧化);快速充电系统,要保证连续发射)
3. 核心优势:速度快、动能大、成本低
常规舰炮炮弹每秒1000-1500米,电磁炮能到2500-3000米,出去就是8-9马赫,比声音快8倍到9倍。
炮弹的飞行动能,33兆焦轻弹=10吨卡车撞墙;77兆焦重弹=20吨卡车撞墙,穿甲能力翻倍
成本大约是多少?一枚电磁炮弹2-5万美元,是导弹的1/10,打得起、不怕消耗
二、电磁炮的“炮弹”,不是铁疙瘩,是“高超音速小导弹”
1. 结构:三段式设计,跟常规炮弹完全不同
核心杀伤部是钨合金实心弹丸(像小钢柱),硬度极高,能穿坦克、打军舰、炸工事
导电电枢,连接两条或多条导轨,形成电流回路,是“电磁力接收器”,出膛后会自动脱落
弹托,用来固定弹丸和电枢,出膛瞬间分离,减轻飞行阻力
2. 炮弹的外形,从“钝头子弹”变“流线型飞镖”
常规炮弹,钝头或尖头,短粗,没考虑高超音速优化。
电磁炮弹,是一种长杆流线型,有的带小翅膀,像迷你导弹,能减少空气阻力,还能在高空“滑翔”增程,它其实是一种小乘波体。
嗯,这里要做一个重点说明,没有超高音速导弹技术的国家,玩不动真正的电磁炮,常规设计的炮弹,最多打60到100公里,那就是极限!
所以,日本人搞的电磁炮,极限就在那里!
但这玩意儿是个“电老虎”!打一炮的耗电量有多夸张?相当于一户普通家庭用好几年的电。受困于今天的人类技术,陆军的坦克、自行火炮根本带不动这么大的发电设备,我们总不能让坦克拖着一座移动电站打仗吧?
可军舰就不一样了!燃气轮机能输出强大电能,超级电容可以存能,尤其是核动力军舰,能持续产生海量电力,再配上超级电容储存能量,刚好能喂饱电磁炮。所以,现在的电磁炮试验都在军舰上进行,未来它会成为军舰的“标配”:打几百公里外的目标,成本只有导弹的十分之一,还能实现“发现就摧毁”,不管是反舰、防空还是对岸打击,都比传统舰炮好用太多。
二,电热化学炮:陆军的最优选择
陆军将会采用电热化学炮,它是“电+化学”的混血炮,不像传统火炮靠火药爆炸推弹,也不像电磁炮全程耗电,而是用“超级电打火”,一种等离子发生器点燃特殊推进剂,靠高温高压气体把弹丸射出去。
呃,就好像用一个特殊打火机给炮弹发射药点火!
就因为这个独特设计,它攒下了一堆传统火炮和电磁炮都比不了的优势,直接戳中陆军的实战需求。
二、电热化学炮的六大核心好处,每一个都戳中战场痛点
1. 耗电极少,不用“拖电站”,陆军随便带
这是它最关键的优势!电磁炮是“电老虎”,打一炮要耗一户人家几年的电,只能靠军舰、大型陆基电站供电,坦克、自行火炮根本带不动。但电热化学炮只在“点火瞬间”用电,电能消耗比电磁炮少80%以上,坦克上的发动机就能带动小型发电机,再配个小电容存电,完全不用额外装笨重的供电设备。
简单说:电磁炮是“插电才能用的固定火力点”,电热化学炮是“自带充电宝的移动火炮”,坦克、装甲车、自行火炮都能装,跟着部队跑、随时能开火,完美适配陆军“打了就跑”的机动性需求。
2. 威力比传统火炮猛一倍,穿甲、远程都能打
传统坦克炮的初速大概每秒1500米,电热化学炮能轻松冲到每秒2000-2500米,弹丸动能直接提升30%-60%。技术一旦成熟,打坦克时,125口径能随意击穿现在最先进的复合装甲,嗯,我说的是随意;
打远程目标时,因为初速快、动能足,射程比同口径传统火炮远50%以上,也就是155榴弹炮,普通炮弹,不用减少装药,不减爆炸威力,直接能打出火箭增程弹的射程。
更厉害的是,它能适配各种弹种:穿甲弹、破甲弹、榴弹、制导炮弹都能用,而且推进剂燃烧更均匀,弹丸飞行更稳,精度比传统火炮高20%-30%——相当于给陆军的火炮装了“射程放大器,威力放大器和精准瞄准镜”。
3. 结构跟传统火炮像,不用大改就能装,省钱又省力
陆军现在的坦克、自行火炮,炮管、炮架、供弹系统都是为传统火炮设计的。电热化学炮不用换这些核心部件,只需要在炮膛里加个“等离子发生器”,再改一改点火系统,就能直接装到现有装备上。
成本只比传统火炮高10%-20%,但威力提升一大截。反观电磁炮,得重新设计炮管、供电系统、冷却系统,一辆坦克改造成本是传统火炮的10倍以上,还不一定适配。
4. 发射时动静小,隐蔽性强,打了敌人找不到
传统火炮靠火药爆炸推动,开一炮火光冲天、声音巨响,还会产生大量烟雾,很容易被敌人的雷达、红外探测器发现,开完火就得赶紧跑。
电热化学炮的推进剂燃烧更平稳,后坐力比传统火炮小30%(不用厚重的炮架缓冲),而且几乎没有烟雾,火光也特别弱,声音只有传统火炮的一半,白天开火看不见烟雾,晚上开火看不见火光,敌人很难定位炮位。对陆军来说,“打了不被发现”就是保命的关键,尤其在山地、丛林作战时,隐蔽性直接决定了生存能力。
5. 成本低、易量产,能大规模列装部队
电磁炮的导轨、超级电容、冷却系统都是高科技产品,造一门的成本要几亿美元,而且导轨容易磨损(打几十发就得换),后续维护成本极高,根本没法大规模装备。
电热化学炮不一样,核心部件“等离子发生器”成本很低,炮管磨损比电磁炮小(能打几千发),推进剂也比电磁炮的电力成本低。造一门120毫米电热化学炮的成本,大概是同口径电磁炮的1/100。对军队来说,“能造得起、能养得起、能大规模用”才是好武器,电热化学炮刚好满足这个需求,未来能替代陆军的大部分传统火炮,形成规模化火力优势。
6. 安全性高,储存、运输都方便
传统火炮的火药很不稳定,高温、碰撞、静电都可能引发爆炸,储存时要专门建防爆仓库,运输时还要小心翼翼。
电热化学炮用的是“惰性推进剂”,平时像普通化学品一样稳定,只有被等离子体点燃才会反应,就算被子弹击中、摔在地上也不会爆炸。而且推进剂的能量密度比火药高,同样重量的推进剂,能比火药多提供40%的推力,运输时带更少的推进剂,就能打更多炮弹,减轻后勤运输压力。
三、总结:电热化学炮是陆军的“完美适配武器”
它不像电磁炮那样“威力大但用不了”,也不像传统火炮那样“能用但威力弱”,而是刚好卡在“威力够猛、机动性够强、成本够低、适配性够好”的黄金点上:
对士兵来说:打得准、威力大、隐蔽性强,安全又好用;
对军队来说:能装在各种装备上、能大规模列装、省钱又省力;
对战场来说:能跟着部队机动、随时提供火力支援、能打坦克能打远程,是全能型火力手。
未来几年,随着技术成熟,电热化学炮会先替代坦克炮、自行火炮,然后逐步装备到轻型装甲车、空降兵装备上,成为陆军的“主力火力核心”。
它不是“颠覆传统火炮”,而是“升级传统火炮”,让陆军在不改变作战模式的前提下,火力、机动性、隐蔽性都上一个大台阶。
所以,未来十年左右我们应该会看到人类历史上的超级火炮迭代时刻,电磁炮和电化学炮会成批量出现在海军和陆军。
大炮兵主义的春天,要来了!
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