YST不久前介紹了中國國慶閲兵中的火炮方陣，我來跟跟風，在這裡試著介紹一些提高火炮性能的技術，尤其是其中挺有發展前途的兩种：液體發射葯和電磁炮。

一、火炮的關鍵性能

正如YST所論述的，火炮有兩個最爲關鍵的性能參數，都和“速度”有關，即“初速”和“射速”。

“初速”是炮彈被射出炮口瞬間的時速，對於遠距攻擊敵方地面目標的榴彈炮，這關乎射程；對於對付對方裝甲的坦克炮，這關乎侵徹能力；而對於打擊飛機和導彈等快速移動目標的高射炮和速射炮，初速越高意味著炮彈到達目標的時間越短，因而和命中率密切相關。

“射速”則是火炮在單位時間内能所能發射的炮彈數目，顯而易見，射速越高，對敵人的打擊就越猛烈，敵人也越沒有機會逃避和還擊。

可以說，火炮的演進就是圍繞著提高這兩項性能而進行的。

二、如何提高火炮的初速

單就榴彈炮而言，要增加射程可以在炮彈上做文章，比如底排增程和火箭增程：炮彈在空氣中高速飛行時，尾部會形成負壓區，相對增加了其正面的空氣阻力，底排增程彈通過由彈底排氣來填補這一負壓區進而減小正面阻力，在一定程度上增加了射程；火箭增程彈則更進一步，在炮彈尾部加裝火箭發動機對出膛的炮彈進行二次推進，但這無疑會影響彈頭戰鬥部的裝葯量。

但歸根結底，提高火炮的初速是增加火炮的射程、穿甲能力和命中率的最根本途徑。要達到這一目的，最直接的辦法是加大發射葯的用量或威力以提高膛壓，但炮管所能承受的壓力是有極限的，這種簡單的加法不可能一直做下去，必須想其他的辦法：

1、隨行裝葯和液體發射葯

這兩种方法通過改進發射葯的作用方式來增加炮彈初速。傳統發射葯的膛壓曲綫大略呈抛物綫狀，即發射葯大部分燃燒后對彈底的壓力達到最大，此後隨著炮彈在炮管中向前加速移動，火藥氣體的體積逐漸增大，彈底所受壓力逐漸減小。如果能夠把膛壓曲綫變成一條直綫，也就是說炮彈底部始終承受著最大壓力，那麽炮彈的初速將被最大化。

“隨行裝葯”有著特殊的裝葯結構，即把發射葯分裝為兩部分，一部分稱爲“主裝葯”，另一部分稱爲“隨行裝葯”。在炮彈發射時，主裝葯先被點燃，高壓火藥氣體一面推動炮彈前進，一面把隨行裝葯帶入炮管，當膛壓達到一定程度時，隨行裝葯被逐步引燃，使炮彈底部的壓力維持恆定，膛壓曲綫呈直綫狀，最大程度地提高了炮彈初速。中國120mm反坦克炮就採用了隨行裝葯技術。

液體發射葯的妙處在於不需要像固體發射葯那樣必須預先製成藥筒，而可以根據需要隨時隨量地注入炮膛。液體發射葯增加炮彈初速的原理和隨行裝葯一樣，它把炮管變成了一個液體火箭發動機，在炮彈在炮管中向前運動的過程中，液體發射葯還在不斷地噴入炮膛燃燒，使彈底壓力維持恆定。液體發射葯的增程效果相當好，比如，有資料顯示，比利時的155mm榴彈炮，使用普通彈射程30km，用底排增程彈射程接近40km，而美軍的155mm液體發射葯榴彈炮的射程可達65km。

2、電熱炮和電磁炮

這兩种炮都不再利用火藥氣體來加速炮彈。

電熱炮用電來激發某類物質，產生高溫高壓的等離子體來推動炮彈，雖然具有一些優點，但依舊如傳統火炮那樣受限於炮管耐高溫高壓的能力。

電磁炮則利用電磁力直接驅動炮彈，不再依賴炮管的閉氣功能，因而可以將炮彈加速到極高的速度。電磁炮的類型和原理將在後面介紹。

三、如何提高火炮的射速

大家知道，榴彈炮和坦克炮可以利用自動裝彈機來提高射速，而口徑較小的可自動連發的高射炮和速射炮則設有自動供彈機構，並可以利用多管齊射或輪射來提高射速。

除此之外還有別的辦法提高射速嗎？有，答案還是液體發射葯和電磁炮。

現代的榴彈炮和坦克炮差不多都是彈藥分裝的，就是炮彈的彈頭和發射葯是分離的，開炮的時候先要把彈頭推進炮膛，再裝入發射藥筒，然後關上炮閂發射。如果使用液體發射葯，那就只裝彈頭就可以了，發射葯可以集中儲存在一個容器中，根據需要噴入彈膛；而電磁炮根本就不需要發射葯。

省略了裝發射藥筒的過程，射速自然會提高。

四、液體發射葯的其他優點

1、液體發射葯的裝藥量可以精確控制，這樣大炮可以無需調整仰角，而只通過控制發射藥量來調整彈着點，這加強了火炮的快速應變能力。

2、液體發射葯的燃燒溫度較低，降低了炮管的耐高溫要求，炮管也不易因過熱而影響射擊精度。

3、在戰場後勤方面，液體發射葯的運輸和補給可能也比固體發射葯更方便一些。

至於液體發射葯的應用現狀，需要各位網友提供信息。就我所知，只有美國人進行過實用化嘗試。1994年，美國開始研製新一代自行火炮，最初想採用液體發射葯，後來因技術和價格問題放棄，而整個研製計劃也在花費了上百億美元之後取消了。

五、電磁炮的類型、原理和應用

圖1：兩种電磁炮的原理。上圖為軌道式電磁炮，下圖為綫圈式電磁炮。圖片來自IEEE SPECTRUM雜誌2007年7月號，有興趣的可以通過qmags.com察看全文。

電磁炮的種類有：

1、綫圈式電磁炮。這種炮通過一組綫圈產生磁力對炮彈進行加速，是電磁炮的早期形式。

2、軌道式電磁炮。這種炮相當於把電動馬達“平鋪”開來，它有2條平行的導電軌道，把炮彈置於這兩條軌道之間就形成了一個導電通路；當這個通路上通過極強的電流的時候，就會生成極強的磁場，炮彈在電流和磁場的作用下沿軌道加速到極高速度。目前試驗中的電磁炮多屬這種類型。

3、組合式電磁炮。先用普通火炮發射炮彈，再在炮口用電磁方式對其進行二次加速。據説這是電磁炮的最新發展方向；同樣是據説，可將普通火炮的射程增加到150km。

在説明電磁炮的用途之前，先看看美國海軍公佈的電磁炮試驗照片。

圖2、3：上圖是電磁炮高速發射出一枚鋁彈（由於鋼鐵的電磁特性，不能用電磁炮發射），下圖是鋁彈擊中目標的情景。引人注目的是電磁炮發射時的巨大火焰，有人凴此認爲這是由普通火炮發射后再用電磁加速的，但從火焰的形態來看非常不像，我倒覺得這更像是由於鋁彈的初速非常之高（7倍音速），與空氣劇烈摩擦之後發生燃燒。鋁彈擊中目標時爆發的火光以及尾部所拖煙氣也像是鋁在燃燒。

美軍在電磁炮試驗中，炮彈初速達到7倍音速（2500米/秒），而更有資料說，在某囯的某次試驗中，電磁炮發射小質量彈丸的初速曾超過5000米/秒，而普通火炮的初速不會超過1800米/秒。

電磁炮的優勢在於非常高的初速，但體積龐大，耗電甚巨，最有可能最先部署在不缺地方和電力的軍艦上，用來打擊數百公里以外的目標。這種射程幾乎可以媲美導彈，但炮彈比導彈更難防禦，價格更是不可相提並論。

電磁炮還可以被發射到太空，作爲反衛星和反彈道導彈武器。

如果電磁炮最終能夠小型化，並解決其供電問題，那麽實在是最理想的反坦克炮和防空炮，高初速不僅提高了穿甲能力和目標命中率，而且使得炮彈的口徑不必做得那麽大，從而增加了擕彈量。

可以肯定的是，中國也在進行電磁炮的研究，但沒有具體資料，望知情的網友提供補充。