讀者園地

@大愚若智等：電磁軌道炮的優(yōu)點之一是射擊時無聲響、無煙霧、無炮口焰，但在很多電磁軌道炮的試驗照片中，炮口卻有非常明顯的火焰，這是怎么回事？

石宏：那是由瞬間電弧產(chǎn)生的。

電磁炮共有三類，線圈炮、電磁軌道炮、重接炮，其中電磁軌道炮是各國發(fā)展的重點，我們現(xiàn)在看到的射擊試驗照片和視頻，基本都是來自電磁軌道炮。

現(xiàn)在發(fā)展的電磁軌道炮，是在兩根導電軌道上加入導電的彈丸，然后給軌道通入方向相反的電流，進而產(chǎn)生磁場、洛倫茲力，將彈丸發(fā)射出去。

這樣一來，電磁軌道炮的炮管內(nèi)截面就是矩形。然而炮彈通常都會采用流線形、棗核形、圓錐形，放在兩根軌道之間，與軌道的接觸面小，發(fā)射時會產(chǎn)生很大電阻，造成能量損失。于是人們就給彈丸加上一個彈托。出炮口之后，彈托和彈丸分離。

電磁軌道炮的彈丸外面所加的彈托，現(xiàn)在是鋁合金制造的，目的是減輕重量。彈托和彈丸飛出炮口的瞬間，原本在炮管、彈丸內(nèi)形成的電流通路就斷開，會產(chǎn)生瞬間的電弧。電磁軌道炮發(fā)射時，電流強度在百萬安培以上，因此電弧產(chǎn)生的瞬間溫度非常高，立刻就將熔點較低的鋁合金彈托表面的一部分鋁氣化，在炮口形成一團火焰狀的高溫等離子體。所以，電磁軌道炮的炮口焰和傳統(tǒng)火炮發(fā)射時的炮口焰看起來相似，但實際上不是一回事。電弧也會發(fā)出爆裂聲。

不過，這些都是屬于工程技術(shù)實踐中的現(xiàn)象，并非電磁炮的發(fā)射原理、基本結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的，今后采用某些新材料和新技術(shù)后可以消除。

@不會飛的蜻蜓：俄羅斯“匕首”究竟是空射彈道導彈還是高超音速導彈？

李文盛：關(guān)于“匕首”究竟是彈道導彈還是高超音速導彈的爭論，一直存在。回答這個問題還要從“匕首”導彈的技術(shù)特征來看。

高超音速一般是指流動或飛行速度超過5倍音速。這個速度，幾乎所有的彈道導彈都能達到。有些彈道導彈彈頭在下落過程中的最大速度可以達到20馬赫，近程彈道導彈也能輕松達到6～8馬赫。但需要注意的是：這些高速度都是其下落過程中，由高度勢能轉(zhuǎn)化為下落動能，幾乎是無動力的;而且其速度也基本是垂直向下，在向目標的前進方向低得多。因此，一般不將彈道導彈看作高超音速導彈。

如果像普京那樣將“匕首”稱為高超音速導彈，那么其飛行方向必須是可控的，也就是可巡航飛行。

從目前透露的外形看，“匕首”導彈是陸基“伊斯坎德爾”M戰(zhàn)術(shù)彈道導彈的空射改進型。該彈投放后，在飛行中段利用火箭動力很快達到3～5倍音速高速飛行，并可接收外部信息調(diào)整彈道和航跡;接近目標后，利用高度勢能迅速將速度提高到5倍以上滑翔，并可依程序巡航機動突防，同時利用雷達導引頭鎖定并命中航母戰(zhàn)斗群這樣的高防護目標。從彈道形態(tài)來看，“匕首”與俄羅斯另一種戰(zhàn)略型高超音速導彈“先鋒”一樣，具有“彈道+助推滑翔”的特征。區(qū)別是“匕首”的射程遠沒有“先鋒”大，因此其沒有采用頭體分離設(shè)計，而是將整個彈頭和戰(zhàn)斗部作為滑翔體使用。

由此可以看出，“匕首”導彈雖然是一種空射型彈道導彈，但其實也是一種和戰(zhàn)略型高超音速導彈“先鋒”一樣的戰(zhàn)術(shù)型高超音速導彈。

@重山2020：最近新聞里說，俄羅斯從護衛(wèi)艦上試射了“鋯石”高超音速反艦導彈，這導彈飛得快，是憑借什么技術(shù)？是不是和“匕首”導彈一樣先進？

李文盛：“匕首”“先鋒”這兩種導彈，采用的都是助推滑翔技術(shù)，必須借助火箭動力系統(tǒng)，才能達到較高速度，這與彈道導彈類似。而“鋯石”使用的是吸氣式推進系統(tǒng)，與巡航導彈類似。它的動力系統(tǒng)不像火箭一樣必須攜帶燃燒劑和氧化劑，而是像飛機一樣只攜帶燃料，這樣導彈的體積和自重也能大幅縮小。因此有人認為：這才是真正意義的高超音速巡航導彈，也是高超音速技術(shù)發(fā)展的主要方向：“鋯石”作為首個采用這項技術(shù)的實用性武器，其服役的意義十分巨大。

對于“鋯石”的飛行速度和射程，眾說紛紜，甚至前后矛盾。大多數(shù)報道稱，“鋯石”的飛行速度為5～6馬赫，最大射程約500千米，安裝主動雷達+紅外導引頭，采用固體火箭發(fā)動機+超燃沖壓發(fā)動機。

下圖是外界流傳的“鋯石”導彈設(shè)想圖，但它是用美國X一51A高超音速飛行器的照片（參見右圖）PS的。

從導彈技術(shù)的角度看，限制“先鋒”和“匕首”這類助推滑翔型高超音速導彈速度和射程的，主要是氣動外形設(shè)計、材料結(jié)構(gòu)技術(shù)。而對于“鋯石”這種吸氣式高超音速導彈，除了以上兩點，還有“吸氣”的發(fā)動機，目前主要選用的是超燃沖壓發(fā)動機。

超燃沖壓發(fā)動機內(nèi)的空氣滯留時間很短，通常只有幾毫秒，要想在這么短時間內(nèi)將其壓縮、增壓，與燃料均勻穩(wěn)定、低損失、高效率地混合與燃燒，十分困難。另一個困難是，必須達到一定速度才能啟動（雙模態(tài)超燃沖壓發(fā)動機也是如此），因此需要火箭發(fā)動機來完成助推段的接力飛行。因此對于“鋯石”，如何實現(xiàn)固體火箭與超燃沖壓發(fā)動機的一體化，也是一個很大的難題。

據(jù)報道，“鋯石”導彈在2020年10月的飛行試驗中，射程達到450千米，最高飛行高度2.8萬米，飛行時間4分鐘，速度超過了8馬赫。如果屬實，說明俄已解決了超燃沖壓發(fā)動機的一系列關(guān)鍵技術(shù)問題。

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