策劃：宋雅娟

監製：光明網科普事業部

近日網上流傳的全軍武器裝備採購信息公告

（圖片來自網絡）

2月13日，一則關於全軍武器裝備採購信息的公告資訊在網絡上流傳開來，這次公開的21條採購公告信息中，有2條公告涉及到“磁化等離子火炮”，分別是《磁化等離子體火炮原理試驗測試系統》和《磁化等離子體火炮原理試驗發射系統招標公告》。那麼聽起來非常新穎的“磁化等離子體火炮”究竟是什麼樣的高科技呢？

傳統火炮性能的提升空間已十分有限

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傳統火炮發展遇“瓶頸”

化學能武器（尤其是火藥驅動武器）經過長達百餘年的發展，早已成爲了當今常規武器的主流。隨着現代科技和武器工業的發展，火藥驅動武器的初速和射程越來越高，但是這種提高不是沒有上限制的。根據內彈道理論，火藥燃氣的極限速度和火炮熱效率決定了彈丸初速。常規火炮發射時高溫高壓火藥氣體膨脹推動彈丸向前運動，當氣體膨脹的馬赫數達到6時，氣體在膛內產生激波，氣體的密度、溫度在激波處會大幅增加，對彈丸的推進力會減小，這就是常規火炮初速難以超過6馬赫數（約2km/s）的主要原因。目前，通過增加裝藥量和提高裝填密度來提高初速的方法已難以突破火藥燃氣滯止聲速與身管壽命的侷限。爲了能夠打破“瓶頸”，武器設計師們也是絞盡腦汁，各種新概念火炮如電磁軌道炮和電熱化學炮等紛紛應運而生，而磁化等離子火炮技術也屬於其中之一。

火炮發射時會在身管內產生等離子體

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磁化等離子技術另闢蹊徑

近年來，磁化等離子體流動控制及應用技術發展迅速。合理利用磁場與具有一定導電性的等離子體之間的相互作用，可實現應用中所需的不同磁化等離子體效應。目前，磁化等離子體效應主要包括：改善氣動特性、抑制湍流強度、降低壁面摩擦、強化傳熱／隔熱、壓力各向異性、傳熱各向異性等。目前國內在航空飛行器隱身、新型熱障材料研製、高超音速風洞等方面，都對等離子體進行了深入研究和應用，成果卓著。而由於火炮發射過程中火藥燃燒會在身管內產生等離子體，因此武器專家就想到通過施加磁約束的方法來改善內彈道過程中火藥燃氣等離子體的流動特性，以提高火炮性能。

具體做法是：在火炮身管內添加高磁性材料或外置磁場發生器，從而使火炮發射時在身管內壁形成磁化等離子體鞘層。據報道，這樣的磁化等離子體鞘層可對火炮產生如下作用：1、使火炮身管的吸熱量大大降低，從而減少身管的熱燒蝕；2、降低發射時火炮身管所受的徑向力，延長身管壽命，並能夠使身管適當的減小壁厚，增強機動性；3、增加發射時火藥氣體對彈丸的推力，由於火炮身管的吸熱量的減少，火藥氣體的熱損失較少，從而向外的做功增加。4降低了火藥氣體熱化效率，身管中不易產生激波，氣體動能相對增加，從而使對彈丸的推力增加，增大了彈丸的出膛速度，使火炮的初速有望突破常規火藥氣體6馬赫的遲滯聲速極限。

“裝工院”在15年已申報專利

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中國的獨門“黑科技”

過去一提到“黑科技”這個詞總是想到國外，但是磁化等離子火炮應該是中國的獨門祕技，目前國外還沒有過相關項目的報道。筆者查閱資料，發現該技術國內在2015初已經申報專利，而申報者正是筆者的母校——中國人民解放軍裝甲兵工程學院。同時在申報材料中還公開了安裝有該磁化等離子體火炮的坦克、自行火炮、牽引火炮，說明在當時至少該技術的試驗火炮已經問世了。如今，“磁化等離子體火炮”正式進入了我軍的裝備採購公告，預示該技術已趨近於成熟。

劃重點：磁化等離子體火炮技術可以在火炮發射時，通過磁場在身管內壁上形成磁化等離子體鞘層，既能使火炮身管所受徑向力大幅降低，又能提高彈丸的推動力增大彈丸出膛速度，同時還可以大幅提高身管耐熱性延長使用壽命。