二营长！把老子的“电磁炮”拉上来！
2018/3/26 17:00:00 中国科普博览
本文授权转载自公众号“中科院物理所”(ID：cas-iop)
作者：太阳骑士07
最近，中国的军迷圈热传着这样一张图。
从图中可以看出，一艘舷号936的舰船船头安装了一个拥有单装大口径炮的大型炮塔。熟悉我国海军装备的老军迷都知道，这艘舷号936的战舰是人民解放军海军072Ⅲ型登陆舰海洋山号。而参考下面的图，原版的072III型登陆舰舰首是一个双联装37mm炮。
原版的072Ⅲ型登陆舰，可以看出船首是一个双联装小口径炮(来源见水印)
那么这门新装上的炮会是什么炮呢？很多大胆的军迷从外形猜测可能是测试用的新型电磁炮。
2017年BAE公司测试的电磁炮系统，可以看出来与上面军舰的新炮很相似
对于这次936号舰的改装，国防部目前还没有正式的回应。但咱今天就借这个机会聊聊舰上大炮的故事。
1
大航海时代——风帆战列舰
说到风帆战列舰，大家可能对这个名字不太熟悉，但是大家一定都看这部电影——《加勒比海盗》，里面杰克船长的海盗船，黑珍珠号就是典型的风帆战列舰。
黑珍珠号模型(来源见水印)
可以看出，风帆战列舰将火炮布置在船舷两侧，而其主要的战斗方式如同电影里表现的一样。值得一提的是，风帆战列舰的炮是前装填的滑膛炮，打出一发后需要水手把炮拉回船体内完成装填后再复位，而弹丸一般是一个铁球，或者干脆把各种杂物塞进去的对对面人员杀伤的霰弹(这些在电影里都有非常具体的表现)。这是最原始的战舰舰炮，一般以炮弹质量衡量火炮战斗力，比如24磅炮，9磅炮等。
2
大舰巨炮时代——从铁甲舰走向无畏舰
时间进入工业革命，蒸汽动力逐渐取代风力成为战舰的动力来源。当然这也不是个一蹴而就的过程，比如当年第一次鸦片战争时英国的船虽然有蒸汽动力作为辅助，但是依然基本属于风帆战列舰。
咱们这次要说的是接替风帆战列舰地位的铁甲舰。铁甲舰，顾名思义，就是铁甲包裹的船。当然，广义上讲，李舜臣的龟甲船也算铁甲舰，但是今天咱们说的铁甲船是专指列强19世纪60年代到19世纪末的铁甲战舰(后期他们也称这种船为战斗舰或者装甲巡洋舰)。它们一般采用蒸汽动力，身披重甲，传统的滑膛炮显然已经难以打穿她们的装甲，射程更远、精度更高、射速更快的大口径后装填式线膛炮取代滑膛炮的位置担负战舰主炮的重任。而这时衡量主炮威力基本可以依据其口径与倍径(倍径指炮管长度是火炮口径的多少倍)，一般口径越大，倍径越大，火炮的射程就越远，威力也越大。
定远号模型，其船体中部是4门305mm主炮(来源见水印)
我们选择经典的铁甲舰——定远号为例，其主炮是德国的克努伯大炮，一共四门，305mm口径，长度25倍口径，射程约8千米。可以看出和二战时期的超无畏舰们相比，有着火炮倍径不大，分布在炮塔两侧无法发挥全部火力，射程不足等等缺点，这些都是当时工艺技术上面的限制导致的。
再经过前无畏舰，无畏舰，超无畏舰时期(这之中的故事是在是太多了，咱今天就不仔细讲了)，主力炮舰的大口径舰炮虽然原理结构上没有特别大的变化，但是随着装甲技术和冶炼工艺的发展，其口径、倍径也变得越来越大，射程与威力也随之上涨(这里有B站大和级94式三联460mm口径炮塔的解剖与开火演示视频，大家可以看一下)。就在你们在想我会介绍哪艘战列舰的时候，我会告诉你们今天介绍的是得梅因级重巡洋舰。(惊不惊喜，意不意外)
衣阿华级的MK7型主炮塔解剖图，大家可以和上面的大和级主炮对比一下(来源见水印)
得梅因级重巡洋舰诞生于二战末期，也是众多没有赶上二战的精良装备之一。其首舰得梅因号是美军第一艘拥有装备有自动装弹机的大口径舰炮的战舰。她拥有的9门mk16型203毫米/55倍口径速射火炮，每分钟极限射速12发，还能任意角度装弹。而对于口径更大的战列舰来说，她们只有用扬弹机运送笨重的弹药，装弹时还需要手工操控机械装置装填，装完弹之后还需要另外加装发射药，而且这些操作必须在特定角度才能完成。换句话说就是每次装弹后都需要重新测距瞄准。除此之外，为了防止殉爆，战列舰每次装填每门炮只能放一枚弹药，这些过程可以参考上面的视频和上图。所以说这型火炮可以说是当时大口径舰炮的巅峰作品，也可以说是大舰巨炮时代最后一抹辉煌。结合美军一贯擅长的防空与雷达技术，得梅因级当之无愧为最强的重巡洋舰。值得一提的是，得梅因级的二号舰萨勒姆号(USS Salem CA-139)留在昆西市(0v0)作为博物馆，应该是美军留下来的唯一一艘重巡洋舰。
3
现代舰炮——导弹时代的辅助角色
时间进入导弹时代，战列舰们由于主炮射程问题(参考：大和级主炮最远42km射程，至于命中率这个距离基本靠信仰，而且单个炮塔质量高达2774吨)让位于航母与导弹战舰，那么舰炮对于现代战舰是不是就没用了呢？答案是否定的。
首先考虑到导弹的昂贵价格，登陆战时对地攻击时采用中等口径的舰炮(100mm-155mm)是恰到好处的。比如咱们最新的大驱也安装了130mm舰炮。另外，美军当初也曾经发展过203mm的驱逐舰炮mk71，主要目的也是对地攻击。当然，遇见特殊情况，舰炮也是可以对舰攻击的(比如俄罗斯人拿来打索马里海盗)。另外，美国也曾经研制过大口径舰炮弹药的现代改型，就如同坦克炮射导弹一样开发过制导炮弹与火箭增程炮弹，当然这些并不实用的设计很快都被否决了。
055型驱逐舰，可以明显看见舰首的130mm舰炮
值得一提的是，虽然大口径舰炮失去存在意义，中等口径的舰炮沦为地面火力支援的武器，小口径舰炮却表现出强劲的生命力。早在风帆战列舰时代，舰炮就讲究大小搭配，除了对付对面战列舰的巨炮，还有灵活的小口径炮击退对面大船放下的小艇。在大舰巨炮时代末期，小口径炮主要任务则变成了防空，比如大和号就装备了24门127mm高炮，和156门25mm机炮(然而在她最后一战中被美军机群围殴却一架飞机都没打下来)。进入导弹时代，虽然有了防空导弹这种打飞机利器，但是近防炮为代表的小口径舰炮依然是各类舰艇必不可少的防御武器。
咱今天要介绍的是中国一款近防炮——1130近防炮，1130指11管30mm口径加特林式速射炮，采用的就是大名鼎鼎的加特林机枪的原理。它的最大射速每分钟11000发，每秒166发，主要用途是击落靠近舰船的反舰导弹、飞机，理论上配合雷达能击落2马赫接近舰船的飞行物，是防御舰船的最后一道防线。1130近防炮目前广泛安装在我国新建舰船(新下的饺子)上，比如辽宁号航母与054A型护卫舰。
1130近防炮(来源见水印)
4
走向未来——电磁炮到底有啥用
话题终于回到电磁炮。那么电磁炮相对于传统化学能火炮又有什么优势呢？首先是射速快，炮弹动能大，射程远。根据美军公开的资料，电磁炮可以做到初速度2000m/s以上，弹丸动能30MJ以上，射程200km以上。但是电磁炮也不是十全十美的。首先，电磁炮需要消耗大量电能，这可能需要在舰船拥有强劲的发电供电能力。此外，电磁炮过高的初速度不仅是优势，也是对电磁炮系统本身，特别是炮管与炮弹的考验。另外，长射程带来的命中率问题也是困扰电磁炮系统的一大难题(如果采用制导炮弹，相对于导弹就没用太多的成本优势了)。美军曾计划给新型驱逐舰朱姆沃尔特级安装电磁炮，但是之后折算成本后还是选择采用传统化学能的155mm舰炮。至于中国海军会在电磁炮上舰难题上作出什么样的解答，让我们拭目以待。
朱姆沃尔特级驱逐舰，融合了美帝多项黑科技
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