科幻照进现实——中国军工新成果让电磁动力发射武器再成焦点

作者：兰顺正

首发自：《兵器知识》

在2025年3月，央视军事频道播放了有关中国新一代单兵电磁枪实弹测试视频，该视频迅速在军迷圈内引发热议，也让此类电磁动力发射武器再次成为焦点。

威力无穷的电动“投石机”

电磁动力发射武器一般又称电磁炮，是利用电磁力发射高速弹丸的武器，其核心原理基于“洛伦兹力”——当电流通过导体时，会在导体周围产生磁场，而位于磁场中的导线会受到一个力的推动，这个力就是“洛伦兹力”。电磁炮正是基于这一原理，将电能转化为磁能，再通过磁场与电流的相互作用，产生强大的推力，使弹丸获得极高的速度，有些类似于电动的“投石机”。

电磁炮结构示意图

电磁炮大致可以分为线圈炮、轨道炮两种。其中线圈炮是电磁炮的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成。加速线圈固定在炮管中，当通入交变电流时，产生的交变磁场会在弹丸线圈中产生感应电流。感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场相互作用，产生电磁场力，使弹丸加速运动并发射出去。

而轨道炮由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸。当两轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回，在两导轨平面间产生强磁场。通电流的滑块在洛伦兹力的作用下，弹丸会以很大的速度射出。

相比于传统靠火药气体发射的武器，电磁炮的能量转换效率更高，而且由于能量转换全程在密闭导轨内完成，只有炮弹出膛时的破空声，可以真正实现“静默打击”；再加上具有射速快、威力可调、后坐力小的优点，因此是不少军事家梦寐以求的武器。相关资料显示，电磁炮的研发历史遍及一战、二战以及战后期间，法、德、美、日等国都对电磁炮进行了研究，但受当时工业技术水平的限制和缺乏储存大量电能的手段，研制进展较为缓慢。直至20世纪70年代，堪培拉澳大利亚国立大学成功将3克重的塑料块加速到6千米/秒的速度，展示了电磁炮（轨道炮）这种初样机的潜力，从此引领并促进了电磁发射技术在军事上的应用研究。

最终下马的美国电磁炮项目

在电磁炮研发领域中，美国一度非常抢眼。据称，美国于1980年代率先启动电磁炮项目，计划用于反导和远程打击，不过后随着冷战的结束该计划也销声匿迹了。2000年美国海军重新启动电磁炮研究，随后相关信息也不断在媒体出现。2015年，一段BAE系统公司为美国海军所研制的电磁炮测试视频在网络上曝光，从画面来看，BAE所研制的电磁炮射出的炮弹就如同一根大钉子，可以轻易击穿水泥板、汽车，甚至是一次穿透8块钢板，威力惊人。2018年8月末，美国海军研究学会还对外宣称由其主导研发的电磁炮实现了身管寿命的关键技术突破，电磁炮“身管寿命已经做到比常规火炮还好”，美国未来“大型水面作战舰”将做好准备等待电磁炮成熟并装舰等等。但是之后有消息爆料称，其实美国的电磁炮存在较大的问题，其中之一就是烧蚀问题严重，电磁炮每使用20次就要更换一次关键设备，比传统火炮炮膛可以使用几百甚至上千次低得多。最终在2021年，美国海军官宣放弃电磁炮的研究，只保留了一台原型机。

日本电磁炮发射视频截图

除了美国外，当前世界许多国家也都在开展电磁发射技术研究工作：德法联合研究所（ISL）研制的“PEGASUS”加速炮，炮口动能为（3.8~4.8）×106焦耳；俄罗斯研制的电磁轨道炮加速器在测试中曾将15克塑料制成的弹丸加速到11千米/秒；土耳其阿瑟尔桑（ASELSAN）公司研制的“风暴”（Tufan）舰载电磁炮，炮口动能达到了1.4×107焦耳；日本防卫省陆上装备研究所2018年首次公开了正在研制的电磁轨道炮装置，2023年10月日本防卫省下属防卫装备厅在社交平台上发文称，日本首次在海上进行电磁轨道炮试射，这则帖文下方还附上了日本电磁炮海上试射的视频画面，当时根据日本方面的说法，这种电磁炮主要通过发射高速弹丸用以打击海上和空中目标，未来可能发展出陆基和舰载版本。日方表示，这种电磁炮可发射重320克的钢制弹丸，弹丸初速可达2230米/秒，炮口动能可达5兆焦耳。日本防卫装备厅声称，计划的目标是最终使其发射时的炮口动能达到 20兆焦耳，未来这种电磁炮可能配备于日本现役“摩耶”级的下一代型号27DDG驱逐舰上。

而中国在电磁发射相关领域处于世界领先的地位，2023年12月有报道称，中国海军工程大学电磁能技术全国重点实验室的鲁军勇教授团队成功测试了一种新型电磁轨道炮，可以快速发射炮弹而不会致使轨道烧灼受损，即使在连续射击的情况下，该武器依然能保持极高的精确度。

“单兵大炮”不再是幻想

除了高大威猛的电磁炮，短小精悍的电磁枪同样受到军迷的追捧。顾名思义，电磁枪可谓是电磁炮的迷你版，二者原理一样。电磁枪在科幻作品中多次出现过，如1996年在美国上映的由施瓦辛格主演的电影《蒸发密令》中，就出现了EM-1 电磁轨道枪，这种“单兵便携型重武器”威力足以击穿车辆、金属障碍物，成为影片中极具视觉冲击力的武器。

电影中的电磁枪令人印象深刻

可是电磁枪虽然看似更“亲民”，但在实现中却很长时间没有起色。关键的原因在于，所有电磁武器都受到了电力的制约，要想提高初速，或者增长电磁轨道，或者加大电磁力。而电磁力越大，意味着所需要的电流也越大，这就需要大容量的电池 。因此目前面世的电磁炮往往体积巨大，为了能够满足其能源需求和设备需求，实验时只能固定在地面或安装在大型军舰这样的平台上。而电磁枪主要面对的是单兵，自然体型受限，所以虽然此前也有很多电磁枪的设计，但却很难满足现实的需要。

不过随着技术的发展，电磁枪也已经冲破了阻力。如在2021年10月，美国弧闪实验室公司正式宣布以3375美元的价格预售所谓的“世界首款也是唯一一款电磁步枪”。据称这种名为GR-1步枪长度约为38英寸（96.5厘米），枪管长度约为26英寸（66厘米），重约20磅（9千克），由一个25.2伏的锂电池装置供电。制造商表示，这款步枪采用“先进的电容充电系统”和“双钳位准谐振逆变器”，使其在最大功率下每分钟可发射20发子弹。或者在半功率状态下每分钟发射100发子弹。该枪还采用了一种新式的击发系统，用户可以通过轻按扳机来为系统进行预充电，然后再进行射击。由于其是通过磁场加速弹丸，因此该枪可以发射任何直径在11到12.6毫米、长度在30到52毫米的含铁金属弹丸（当时有消息称美国军方和执法机构已经对这种武器表现出了兴趣）。

中国军校学员研发的电磁枪

其实类似的武器中国已经有了成果，在2020年6月八一军视网发布了一则视频，视频中陆军勤务学院的几个学员发明了数款电磁步枪和电磁手枪，分别进行了气球、多层木板和钢板的射击实验。从测试情况看，电磁枪可以轻松击穿几层木板和一层钢板。

央视最新公布的“威力可控电磁发射器”

而在2025 年更为完善的版本通过央视军事频道正式亮相，全称为“威力可控电磁发射器”。视频显示，枪身采用模块化设计，重量轻至单手即可持握，枪管长度约30厘米，整体布局紧凑。前部配备激光指示器，中部握把集成电子显示屏（该电子屏可实时显示电量、剩余弹药量及射击模式），扳机上方设有调节威力的拨轮，顶部设有导轨，可兼容各类光学瞄具（如红点镜、夜视仪等）。弹匣位于枪身后方，装载圆柱形平头弹。

枪身显示屏可以显示各种信息

不要看视频中的电磁枪有一股塑料感，却代表了未来单兵武器的发展方向。首先，相比于传统枪械，电磁枪发射时仅产生轻微电磁声响，没有爆炸声和枪口焰，真正做到了无噪声、无火光、无弹壳（“三无”特性），极大降低了战场暴露风险。其次，电磁发射机制支持每分钟上千发的连射模式，可形成密集火力压制，而且还大幅减少了后坐力，提升了连续射击的稳定性和精度。同时，通过调节电流强度，还可以控制弹药的威力，适用性更强。另外，由于无需火药和金属弹壳，枪械的使用成本也更低，后勤压力也更小。

新型电磁枪发射圆柱形平头弹

就目前的性能而言，这款“威力可控电磁发射器”比较适合在反恐、镇暴、治安等任务中发挥作用。一方面其“三无”的特性便于做到隐蔽突袭，另一方面由于枪械的威力可以调节，能够减少对人员的过度杀伤和对于设施的过度破坏（如在机舱、油库等特殊环境）。不难看出，此类武器还有继续升级的空间，如通过延长发射轨道、提高电力峰值，可以成为射程远、精度高的新一代无声狙击步枪；或者扩大口径，同时配合特种弹药，成为易于操控的低后坐大威力反器材武器。可以试想，未来配备了以上武器组合的单兵小组在战场上将是怎样的存在，届时即使面对外星异形也将丝毫不怵。